تبلیغات
مهندسی کامپیوتر - ذخیره و بازیابی اطلاعات

نوع مطلب :ذخیره و بازیابی اطلاعات  

بخش اول جزوه ذخیره و بازیابی

حافظه: هر دستگاهی که قادر به ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات باشد.

انواع حافظه: اصلی و جانبی.

سیستم های فایل لینک: ذخیره سازی اطلاعات در محیط برون ماشین و بررسی مکانیزم دستیابی و بازیابی آن ها. علت به کارگیری و استفاده از حافظه های جانبی این است که حافظه های درون ماشین گران اند و ظرفیت محدودی دارند. چگالی ذخیره سازی اطلاعات به تعداد شیار در واحد طول بستگی دارد. از نظر تعداد شیار ها دو نوع نوار وجود دارد: 7 شیاره و 9 شیاره

تعریف 1ـ گپ فضای بلا استفاده بین دو گروه کاراکتر یا بلوک یا رکوردِ ضبط شده می باشد. تعریف 2ـ گپ از نظر ذخیره سازی اصطلاحاً حافظه Waste می باشد. پارامترهای اساسی نوار: سرعت، چگالی، نرخ انتقال. برای این که هد خواندن و نوشتن بتواند داده‌ای را حس کند باید پس از توقف به سرعتی مطلوب و یکنواخت موسوم به سرعت حس برسد که برای این کار فضای خالی گپ مورد نیاز است. همچنین برای رسیدن سرعت حس تا توقف کامل نیز فضای خالی گپ لازم می باشد. به چند سکتور پشت سر هم یک کلاستر می گویند. دیسک ها با هد ثابت سریع تر و گران تر از دیسک ها با هد متحرک می باشد. طبله رسانه‌ای منطقاً معادل دیسک با نوک ثابت متشکل از یک استوانه با یک یا چند هد خواندن و نوشتن است و در قدیم به عنوان حافظه اصلی استفاده می شد. حافظه کش حافظه ایست مابین CPU‌ و RAM و جزء حافظه اصلی می باشد. زمان پیگرد زمان لازم جهت انتقال هد به سیلندر است و متوسط این زمان را با حرف s نشان می دهند. این زمان حدود 2 تا 10 میلی ثانیه است. زمان درنگ دورانی: پس از آن که هد به سیلندر مورد نظر رسید زمانی برای چرخش دیسک لازم است تا سکتور مورد نظر در زیر هد قرار بگیرد که به آن زمان درنگ دورانی می گویند. متوسط این زمان را با حرف R نشان می دهند که نصف زمان لازم جهت یک دور چرخیدن دیسک می باشد. نوع موجودیت به فرد، شیء، پدیده یا مفهومی که می خواهیم در رابطه با آن اطلاعات داشته باشیم گفته می شود. محیط عملیاتی: به محیطی که در رابطه با آن می خواهیم یک سری داده ها را در آن ذخیره، بازیابی یا پردازش کنیم گویند. مثلاً محیط عملیاتی دانشگاه از موجودیت های دانشجو، استاد، درس، کارمند، کلاس و ... تشکیل یافته است. انواع موجودیت ها توسط صفحات خاص مربوط به هر یک از سایر موجودیت ها متمایز می گردد. مثلاً موجودیت استاد میتواند صفحات خاصه‌ی مدرک، نام، آدرس، سابقه تدریس و ... را داشته باشد. فیلد: مکان ذخیره شدن یک واحد معنادار یا یک فقره اطلاعات را فیلد گویند که کوچکترین واحد اطلاعات در فایل است. اطلاع: هر صفت خاصه از دو مؤلفه تشکیل یافته است. یکی اسم صفت خاصه و دیگری مقدار صفت خاصه. به مجموع این دو مؤلفه اطلاع گفته می شود. اطلاع توسط انسان یا ماشین تولید، ذخیره، بازیابی و پردازش می شود. مثلاً نام خانوادگی صفت خاصه است و مثلاً احمدی مقدار صفت خاصه است. رکورد: مجموعه‌ای از فیلدها تشکیل رکورد را می دهند و مجموعه‌ای از رکوردها فایل را تشکیل می دهند. ساختارهای فیلد: برای مشخص ساختن فیلدها در طول رکوردها راه حل‌های مختلف زیر وجود دارد: 1ـ قرار دادن فیلدها در طول های از قبل تعیین شده.

12 بایت

20 بایت

14 بایت

نام

فامیل

مدرک

علی

حسینی

لیسانس

یک ایراد این روش این است که برای رساندن فیلدها به طول معین می بایست از فاصله خالی استفاده شود و فضای خالی باعث بزرگ شدن اندازه فایل و اتلاف حافظه دیسک می گردد. 2ـ قرار دادن طول فیلد در ابتدای هر فیلد.     03Ali 06Javadi 06Doctor 07Physics

3ـ استفاده از یک کاراکتر ویژه به عنوان حد فاصل در انتهای هر فیلد. Ali, Javadi, Doctor, Physics

4ـ بکار بردن نام هر فیلد در مقابل مقدار هر فیلد. به عبارت دیگر استفاده از یک عبارت کلیدی برای شناسایی هر فیلد. Name=Ali, Family=Javadi, City=Tehran

مزیت این ساختار آن است که فیلد خود‌توصیف بوده و فیلدها می توانند جابجا شوند؛ همچنین مقادیر بعضی از فیلدها در صورت عدم وجود ذخیره نمی گردد. ایراد این روش اتلاف حافظه ایست که در اثر ذخیره ی نام فیلدها با آن مواجه می شویم. ساختار رکوردها: بعضی از روش های سازمان دهی رکوردها به صورت زیر می باشد: 1ـ رکوردهایی با طول ثابت: در این روش طول همه رکوردهای فایل با هم برابر می باشد و این روش متداول ترین سازمان دهی رکوردهاست. ثابت بودن طول رکورد الزاماً به منظور ثابت بودن طول فیلدهای تشکیل دهنده آن نیست. 2ـ تعیین طول رکوردها بر حسب تعداد فیلدهای آن: در این روش هر رکورد از n فیلد تشکیل یافته است و n برای کل فایل ثابت است. مثلاً اگر n = 4 آنگاه فایل می تواند به صورت زیر باشد: Ali, Javadi, Doctor, Physics, Mohammad, Husseini, Doctor, Computer   

3ـ ذخیره طول رکورد در اول هر رکورد: در این روش در فیلدی در ابتدای هر رکورد طول آن ذخیره می شود. این روش اغلب برای کار با رکوردهای با طول متغیر بکار می رود. 4ـ استفاده از اندیس برای آدرس های هر رکورد نسبت به اول فایل.

....

26

0

5ـ ذخیره یک علامت ویژه فاصل در انتهای هر رکورد. از یک نظر می توان گفت دو ساختار کلی جهت پیاده سازی رکوردها وجود دارد: الف) رکورد با قالب ثابت و مکانی که تعداد، مکان و طول فیلدها در نمونه های مختلف ثابت بوده و تعریف این ساختار از قبل مشخص شده است.

نام

فامیل

رشته

علی

کریمی

برق

حسین

محمودی

فیزیک

ب) رکورد با قالب غیر ثابت و غیر مکانی که در هر فیلد، اسم فیلد به همراه مقدار آن ذخیره می شود.

نام=علی، فامیل=کریمی، رشته=برق

نام=حسین، رشته=فیزیک

طول یک رکورد بنا به دلایل زیر ممکن است متغیر شود: الف) طول بعضی فیلدها مثل آدرس ممکن است متغیر باشد. ب) تعداد فیلدهای نمونه های یک رکورد (موجودیت) ممکن است متغیر باشد. مثلاً موجودیت استاد ممکن است به دو دسته ی " رسمی با حقوق ثابت " و " حق التدریس " تقسیم گردد. نوع رسمی: نام استاد، مدرک، رشته، حقوق ماهانه . نوع حق التدریس: نام استاد، مدرک، رشته، تعداد ساعات تدریس، حق الزحمه هر ساعت ج) ممکن است در رکورد، فیلد (فقره اطلاع) تکرار شونده داشته باشیم.

نام

مدرک

دانشکده‌ای که تدریس می کند

اکبری

دکترا

برق، کامپیوتر

حسینی

دکترا

ریاضی، برق، کامپیوتر

از سه دیدگاه می توان به رکورد نگاه کرد:

الف) رکورد در سطح انتزاعی که رکورد را مستقل از جنبه های نمایشی آن و بصورت کلی نگاه می کنیم. ب) رکورد در سطح منطقی که رکورد را از دیدگاه برنامه نویس مشخص می سازد و Sort شده است. ج) رکورد ذخیره شده یا رکورد در سطح فیزیکی که رکورد را به صورتی که در محیط ذخیره سازی مثل دیسک قرار می‌گیرد معنی می سازد و ممکن است به آن اطلاع بیشتری اضافه شود و یا ساختار آن قدری تغییر کند و معمولاً رکورد ذخیره شده دارای دو بخش مجزای داده‌ای و کنترلی می باشد و به بخش کنترلی، بخش پیشوندی، بخش غیر‌داده‌ای یا Meta Section نیز گفته می شود. بخش کنترلی اغلب توسط سیستم فایل استفاده شده و از دید برنامه مخفی است.

                                                                                                                منبع: www.karshenasi.com