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EDII09 [2012.1] Arquivos Sequenciais Indexados

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EDII09 [2012.1] Arquivos Sequenciais Indexados

  1. 1. Arquivos Sequenciais Indexados Estrutura de Dados IIUnida 0 de 9 UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 1
  2. 2. Flores?O verbo educar é originário do latim e querdizer extrair de dentro. Logo, a educaçãonão se constitui em mero estabelecimento deinformações, mas sim de se trabalhar aspotencialidades do ser, a fim de quefloresçam. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 2
  3. 3. O segredo é não correr atrás dasborboletas... É cuidar do jardimpara que elas venham até você. . Mário Quintana UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 3
  4. 4. Aquiv sequencia indexa r os s dos! Sa de que se t aa bem rt? Pr õ ago? essup em lUFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 4
  5. 5. Arquivos Sequenciais Indexados Com acesso aos dados similar ao que usualmente usamos na consulta a dicionários (de palavras, impressos). UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 5
  6. 6. Arquivos Sequenciais Indexados E XE MPLO ÍNDICE 1 (Mestre) Chave Índice 1.1 Máxima (de Cilindro) 395 001 1028 002 C opiar no quadro. 1504 003 2150 004 ... UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  7. 7. Arquivos Sequenciais Indexados E XE MPLO ÍNDICES 1.1 (de Cilindro)001 002 003CHAVE INDICE 1.1.1 CHAVE INDICE 1.1.2 CHAVE INDICE 1.1.3MAXIMA (de Trilha) MAXIMA (de Trilha) MAXIMA (de Trilha)100 010 552 050 1110 090198 020 749 060 1320 100 C opiar no C opiar no quadro. quadro.247 030 933 070 1445 110395 040 1028 080 1504 120 ... UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  8. 8. ÍNDICE 1 (Mestre) Arquivos Sequenciais Indexados Chave Índice 1.1 Máxima (de Cilindro) E XE MPLO 395 001 ÍNDICES 1.1 (de Cilindro) 1028 002001 002 003 1504 003CHAVE INDICE 1.1.1 CHAVE INDICE 1.1.2 CHAVE INDICE 1.1.3 2150 004MAXIMA (de Trilha) MAXIMA (de Trilha) MAXIMA (de Trilha) ... 100 010 552 050 1110 090 198 020 749 060 1320 100 247 030 933 070 1445 110 395 040 1028 080 1504 120 Paar esent ro índice do cil o 0 4 qua acha e má r epr a indr 0 , l v xima aserdispost nest a e? UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  9. 9. Arquivos Sequenciais Indexados E XE MPLO ÍNDICES 1.1.1 (de Trilha)010 CHAVE INDICE DE 020 CHAVE INDICE DE 070 CHAVE INDICE DE MAXIMA DADOS MAXIMA DADOS MAXIMA DADOS 25 011 120 021 830 071 25 -1 120 -1 50 012 142 022 830 -1 50 -1 142 -1 ... 865 072 75 013 154 023 865 -1 75 -1 163 025 933 073 100 014 198 024 933 -1 100 -1 198 -1 ... UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  10. 10. 001 ÍNDICES 1.1 Arquivos Sequenciais Indexados (de Cilindro) CHAVE INDICE 1.1.1 MAXIMA (de Trilha) E XE MPLO 100 010 ÍNDICES 1.1.1 (de Trilha) 198 020010 020CHAVE MAXIMA INDICE DE DADOS CHAVE MAXIMA INDICE DE DADOS 247 030 25 011 120 021 395 040 25 -1 120 -1 50 012 142 022 50 -1 142 -1 75 013 75 -1 154 023 100 014 163 025 100 -1 198 024 198 -1 ... Paar esent ro índice de til 0 0 qua acha e má aser r epr a r ha 3 , l v xima dispost nest a e? UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  11. 11. Arquivos Sequenciais Indexados E XE MPLO ÁREA PRIMÁRIA (de Dados)011 012 023CHAVE DADOS CHAVE DADOS CHAVE DADOS 03 DADOS 26 DADOS 143 DADOS 06 DADOS 32 DADOS 144 DADOS 07 DADOS 33 DADOS 146 DADOS 11 DADOS 38 DADOS 147 DADOS ... 13 DADOS 50 DADOS 149 DADOS 15 DADOS 150 DADOS 19 DADOS 151 DADOS 22 DADOS 152 DADOS 154 DADOS UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  12. 12. Arquivos Sequenciais Indexados E XE MPLOÁREA DE EXCEDENTES 020 (de Dados) CHAVE MAXIMA INDICE DE DADOS ÍNDICES 1.1.1 120 021 (de Trilha) 025 120 -1 CHAVE DADOS 142 022 155 DADOS 142 -1 162 DADOS 154 023 163 DADOS 163 025 198 024 198 -1 ... UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  13. 13. Arquivos Sequenciais Indexados O desenvolvimento de mecanismos de armazenamento com acesso direto tornou viável transformar antigos arquivos sequenciais em arquivos que pudessem ser acessados também de forma direta (por meio de uma chave primária – de busca). UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  14. 14. Arquivos Sequenciais Indexados organização de arquivo sequencial indexado é o tipo de organização tornou viável transformar antigos arquivos sequenciais em arquivos que pudessem ser acessados também de forma direta. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  15. 15. Arquivos Sequenciais IndexadosQuanto a organização, um arquivo sequencial indexado equivale à organização sequencial com duas características adicionais: r um índice que permite um acesso direto a registro com uma dada chave, e área para registro excedentes que proporciona um meio para adições à base de dados sem que a necessidade de cópia deste. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  16. 16. Arquivos Sequenciais IndexadosAssim, um arquivo com ISAM (Método de Aceso Sequencial Indexado) é composto por três áreas: 1. área de índice 2. área primária 3. área de registros excedentes UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  17. 17. Arquivos Sequenciais IndexadosNa área primária, também denominada área residente, é onde encontramos os registros de dados. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  18. 18. Arquivos Sequenciais IndexadosA área de índice permite acesso direto aos registros do arquivo. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  19. 19. Arquivos Sequenciais IndexadosVários níveis de índices podem existir. A proposta usada no exemplo inicial foi: (a) Mestre; (b) Cilindro; (c) Trilha e (d) Arquivo; entretanto, nada impede que a definição dos índices obedeça a outros critérios de organização. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  20. 20. Arquivos Sequenciais Indexadoss índices relacionam chave máxima CMax e endereço(de índice ou de grupo de dados) que refere-se aintervalo de chaves existentes entre a entrada (deíndice) anterior e a CMax. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  21. 21. Arquivos Sequenciais Indexados m único Índice de um nível refere-se a vários Índices (ou blocos de dados) de nível subsequente. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  22. 22. Arquivos Sequenciais IndexadosEstes (índices) são projetados (planejados) antes do uso efetivo do arquivo, e conforme a situação problema e as condições disponíveis para execução do sistema. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  23. 23. Arquivos Sequenciais Indexados número de chaves distribuídas em cada índice demesmo tipo pode ou não ser constante, dependendo docritério usado para defini-los, os quais, por sua vezdependem das situações problemas a que se referem. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  24. 24. 001 ÍNDICES 1.1 Arquivos Sequenciais Indexados (de Cilindro) CHAVE INDICE 1.1.1 MAXIMA (de Trilha) E XE MPLO 100 010 ÍNDICES 1.1.1 (de Trilha) 198 020010 020CHAVE MAXIMA INDICE DE DADOS CHAVE MAXIMA INDICE DE DADOS 247 030 25 011 120 021 395 040 25 -1 120 -1 50 012 142 022 50 -1 142 -1 75 013 75 -1 154 023 100 014 163 025 100 -1 198 024 198 -1 ... Porque nest índice (imediaa e a er aáeapr áia hádua ent a s e t ment nt ior r im r ) s r da r ent à CM x? efer es s a UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  25. 25. Arquivos Sequenciais IndexadosÁREA DE EXCEDENTES No índice025 (de Dados) imediatamente anterior à áreaCHAVE DADOS primaria (índice de 155 DADOS 020 Trilha, neste 162 DADOS ÍNDICES 1.1.1 CHAVE MAXIMA INDICE DE DADOS exemplo), para cada 163 DADOS (de Trilha) 120 021 chave máxima deve 120 -1 haver duas entradas: uma relaciona o 142 022 endereço da 142 -1 respectiva área ... 154 023 residente de dados e 163 025 outra para endereço 198 024 de possível área de 198 -1 excedentes. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  26. 26. Arquivos Sequenciais IndexadosÁREA DE EXCEDENTES Quando uma chave025 (de Dados) máxima ainda não ocupou área deCHAVE DADOS excedentes, a 155 DADOS 020 entrada referente 162 DADOS ÍNDICES 1.1.1 CHAVE MAXIMA INDICE DE DADOS a este é setada 163 DADOS (de Trilha) 120 021 com -1. 120 -1 O maior valor da 142 022 chave, fixado no 142 -1 ... projeto do arquivo, 154 023 é mantido, 163 025 inicialmente na 198 024 entrada principal 198 -1 e, a posteriori, na de excedentes. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  27. 27. Arquivos Sequenciais Indexados E XE MPLO ÍNDICES 1.1.1 (de Trilha)010 CHAVE INDICE DE 020 CHAVE INDICE DE 070 CHAVE INDICE DE MAXIMA DADOS MAXIMA DADOS MAXIMA DADOS 25 011 120 021 830 071 25 -1 120 -1 área de excedentes não usada 50 012 142 022 830 -1 50 -1 142 -1 ... 865 072 75 013 154 023 865 -1 75 -1 163 025 área de 933 excedentes073 usada 100 014 198 024 933 -1 100 -1 198 -1 ... UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  28. 28. Que est ut a usaia paa r ur (s) r m r impl a os índices? ement rUFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 28
  29. 29. Consider ndo anecessida de ma enç o a de nut ã de ba na lde doa es de sa a se ciona dor ngue, estut ainicia poder serindexa r ur l ia da obt aquiv ISA ? endo r o MUFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 29
  30. 30. Considerando a necessidade de manutenção de base nacional de doadores de sangue, a estrutura inicial poderia ser indexada obtendo arquivo ISAM .Estrutura(s)Auxiliar(es)
  31. 31. Qua dos ca éo idea paaser l mpos l r usa naindexa ã do ç o?UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 31
  32. 32. Que busca podem serefet da s ua s em aquiv sequencia r os is indexados?UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 32
  33. 33. Como r l raoper ç o de eaiza aã buscaconsulaem aquiv / t r os sequencia indexa is dos?UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 33
  34. 34. Consulta em Arquivos Sequenciais IndexadosO acesso a um arquivo ISAM pode ser feito de forma sequencial ou da forma direta. Quando a forma de acesso é sequencial, os registros são recuperados basicamente da mesma forma como o são nos arquivos sequenciais. Com somente duas diferenças: 1. se total, este é efetuado estritamente sobre a área primária UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  35. 35. Consulta em Arquivos Sequenciais IndexadosCONT : O acesso a um arquivo ISAM pode ser feito de forma sequencial ou da forma INUA direta. Quando a forma de acesso é sequencial, os registros são recuperados basicamente da mesma forma como o são nos arquivos sequenciais. Com somente duas diferenças:2. o processo de varredura pode ter início em qualquer registro, o qual, por sua vez acessado de forma direta, a partir da área de índice UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  36. 36. Consulta em Arquivos Sequenciais IndexadosQuando o modo de acesso é direto, o valor da chave primária é fornecido ao sistema e, então, esta é traduzida para uma “classe de endereços”, onde esta pode ser “rapidamente” encontrada; ou até no próprio endereço de localização da chave dada, neste caso o último índice assemelha-se a um “dicionário de dados”. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  37. 37. Arquivos Sequenciais IndexadosDurante o processo de busca, os índices podem ser trazidos para a memória principal para otimizar o processo. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  38. 38. Como r l ro pr eaiza ocesso de buscaàcha e 14 no aquiv v 7 r o sequencia indexa da como l do do exemplo?UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 38
  39. 39. Consulta em Arquivos Sequenciais IndexadosPara estudo da operação de busca de dados em arquivos ISAM, tomemos como exemplo a necessidade de alteração dos dados do registro de chave 147. 1. O Índice Mestre é pesquisado. Como a chave pesquisada 147 é inferior a 395, a busca continua seguindo para o endereço 001 onde há um Índice de Cilindro. Já caso a chave procurada fosse 1315, o processo de busca seria conduzido ao endereço 003. 2. Pesquisando o Índice de Cilindro IC, percebe-se que o processo de busca deve ter continuidade no endereço 020, já que a chave procurada 147 é superior a 100 que corresponde à chave máxima da primeira entrada de IC, mas é inferior a 198 (2ª entrada de IT) a qual seta para o endereço 020. 3. No endereço 020 há um Índice de Trilha, onde o processo de busca é efetuado segundo os mesmos critérios acima descritos, e localiza- se o endereço 023. 4. No endereço 023, Área Primária, após busca, localiza-se a chave procurada 147 e seus respectivos dados.
  40. 40. Além da consulta, que outras operações são necessárias para manutenção de dados mantidos em arquivos sequenciais indexados?UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  41. 41. Operações sobre Arquivos ISAM1. Inserção2. Remoção3. Consulta4. Alteração UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 41
  42. 42. Como r l raoper ç o de eaiza aã inser ã em aquiv sequencia ç o r os is indexados?UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 42
  43. 43. Inclusão em Arquivos Sequenciais Indexados• Quando um registro é adicionado a um arquivo ISAM, a área primária na qual este deve residir é definida pelo método de acesso ISAM (descrito na consulta, efetuado sobre os índices).• A adição pode ser realizada: (1) na própria área primária indicada pelo método supracitado; ou, havendo estouro desta, (2) em área de excedentes, quando deve haver ajuste do Índice de Trilha correspondente.• Qualquer adição, seja em área residente, ou de excedentes, deve preservar a ordem dos registros. Inser cha es 20, 16e 153 ir v UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  44. 44. Como r l raoper ç o de eaiza aã excl ã em aquiv sequencia us o r os is indexados?UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 44
  45. 45. Exclusão em Arquivos Sequenciais Indexados• Os registros excluídos não são removidos fisicamente do arquivo ISAM, em vez disto, eles são marcados. Posteriormente, os espaços livres gerados por estes são sobrescritos quando há necessidade de deslocamento de registros para preservação da ordem dos dados, sejam em remoções ou inserções.• Vale esclarecer que: (1) se um registro marcado (excluído) é forçado a sair da sua trilha primária durante uma atualização, este não é gravado na área de registro excedentes, é simplesmente ignorado; (2) a remoção física também pode ser efetuada pela reorganização do arquivo a qual pode ser conseguida copiando-se sequencialmente os registros do arquivo, com exceção de todos os registros marcados. R ercha es 19, 154e 163 Inser 14e 14 emov v . ir 8 UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  46. 46. Como r l ro pr eaiza ocesso de at a ã em aquiv sequencia ler ç o r os is indexados?UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel 46
  47. 47. Arquivos Sequenciais Indexados • Vale lembrar que a organização de arquivos do tipo sequencial indexado foi criado para ser um método de acesso e não uma estrutura de dados. • Este método é estudado para despertar inspirações acerca das múltiplas formas de acesso a uma mesma base de dados. UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  48. 48. Arquivos Seqüenciais Indexados EXERCÍCIOS [Resolver em sala?](1) Descreva processo de consulta a múltiplos registros em que o processo deve ter início numa dada chave C dada?(2) Partindo inicialmente da base de dados apresentada, esquematize, em ordem, as seguintes operações: 1. inserção dos registros de chave 22, 24 e 155 2. remoção dos registros de chave 19 e 163 3. inclusão dos registros de chave 14 e 152(3) Considerando a base de dados apresentada neste, esquematize um possível Índice de Trilha residente no endereço 40: UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  49. 49. Consider ndo aba de da a a se dos present danest a e, esquemaize um possv Índice de Til resident t í el r ha e no endereç 4 : o 0 C uidando do jardim!!! UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  50. 50. Pat daba de da a rindo se dos present dacomo exempl inicia, esquemaize, em a o l t ordem, a seguint oper ç es: s es a õ 1. inserçã dos registros de cha e 22, 24e 155 o v 2. remoçã dos registros de cha e 19e 163 o v 3. inclusã dos registros de cha e 14e 152 o v C uidando do jardim!!! UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  51. 51. Descrev processo de consulaamút os regist em que o a t lipl ros e er íprocesso dev t incio numada cha e Cda : da v da C uidando do jardim!!! UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  52. 52. Complementar Estudos... File Organization and Processing Allan L Tharp Capítulo 4 Indexed Sequential File Organization52 UFS - DComp - Prof. Kenia Kodel
  53. 53. Próximo passo... Arquivos Diretos Recuper ç o de Cha e Secundáia- aã v r M t ist ulil a UFS - DCOMP - Prof. Kenia 53 Kodel

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