Файл: Левковиц, Д. Структуры информационных массивов оперативных систем.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 63

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 8-11

 

Сравнительные

данные по обновлению

различных

 

 

 

 

 

структур

файла

 

 

 

 

 

 

 

Тип обновления

Мультисписок

Инвертированный

Секторно-после­

 

список

 

 

довательный

Добавление

полной за­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТА

писи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уничтожение

полной

T3

+

ÏTA

 

Т3 +

 

А+

Т3

+

А

записи

 

 

 

 

 

 

+ NH(T3+

 

Т,)

 

 

 

Уничтожение

п клю­

Т3

+

Д

 

7'з +

2 7 Л +

Г3

+

А

чей

 

 

 

 

 

 

 

+ п(Та+

 

TL)

Т3

+

А

Изменение

неключе­

Т3

+ А

 

Т

3

+ 2Т

Д

 

 

 

 

 

 

вых данных

(без пе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ремещения)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменение

неключе­

(Л^+ 1)Г 3 +

{NH+\)T3

 

+

Т3

+

А

вых данных) с пере­

+

27-Л

+ 2TA

+

 

NhTL

 

 

 

мещением)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(п+\)Т3

 

+

 

 

 

Добавление

п ключей

(я +

1) 7-,+

 

 

Т3

+

А

 

+ 2ТА+

пТ,

 

 

 

 

+

27 л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример.

 

В табл . 8-12

содержатся типичные

временные

значения

параметров файла, приведенных в

табл . 7-3.

В этом примере предполагается,

что

должн а

быть

ис-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

8-12

 

 

 

Параметры файла, ЗУПД и запроса

 

 

 

 

Параметр

Значение

 

 

Параметр

 

 

Значение

 

V

 

 

10,000

 

 

Ls

 

 

 

 

150

 

 

 

 

50,000

 

 

Р

 

 

 

 

0,1

 

Ï "

 

20

 

 

а

 

 

 

 

 

0,1

 

 

1,000

 

А

(быстрая)

 

 

900

Cj

(быстрая)

3,600

 

А

(медленная)

 

500

Сг

(медленная)

2,000

 

Тг

(быстрая)

 

85

 

млсек

 

R,

 

 

100

 

7V

(медленная)

500

млсек

 

к

 

 

50

 

Rt

(медленная)

50

 

кбайт/сек

 

 

 

4

 

R

(быстрая)

 

25

млсек

 

 

 

 

3

 

R

(медленная)

50

млсек

12*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

179



 

 

 

Т а б л и ц а 8-13

Прикрепление

ЗУПД к компонентам файла

 

 

 

Инвертнрован-

Секторпопо­

Компонента

файла

Мультисписок

следовательная

ныіі список

 

 

 

структура

 

 

 

 

Справочник

 

Быстро­

Быстро­

Быстро­

 

 

действующая действующая действующая

Инвертированный

список

 

Медленная

Быстро­

Данные

 

Медленная

действующая

 

Медленная

Медленная

пользована комбинация быстродействующей и медленной

памяти

З У П Д ,

где

быстродействующая

память

З У П Д

представляет

собой

что-то

подобное

дисковой

памяти,

а медленная

память

З У П Д — память

на

магнитных

по­

лосках.

В

табл .

8-13

указывается

распределение спра-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ч а

8-14

Сравнительные характеристики

расчетного

времени

обновления

 

Процедура*

 

 

Мультисписок

Инвертирован­

Секторно-по­

 

 

 

следователь­

 

 

 

ный список

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная

структура

Поиск, сек

 

 

 

 

 

86,8

 

13,9

 

 

3.6

 

Добавление

полной

записи,

 

4,0

 

15,0

 

 

0,6

 

сек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уничтожение

полной записи,

 

1,3

 

15,8

 

 

1,3

 

сек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уничтожение

двух

ключей,

 

1,3

 

2,8

 

 

1,3

 

сек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменение неключевых, сек,

 

1,3

 

1,3

 

 

1,3

 

данных

(без перемещения)

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменение неключевых дан­

 

4,8

 

25,8

 

 

1,3

 

ных (с перемещением),

сек

 

 

 

 

 

 

 

 

Добавление

двух

ключей,

 

1,7

 

2,8

 

 

1,3

 

сек

* Все процедуры включают перекодирование трехуровневого дерева; верхний уровень занесен в оперативную память [см. (6-11)].

вочника, инвертированных списков и файла по этим уст­ ройствам, а в табл . 8-14 содержатся вычисленные резуль­ таты. В табл . 8-9 приведены вычисления д л я времени поиска и обновления. Вычисления д л я времени поиска сделаны по формулам (7-1) — (7-3).

180


О д н а ко нельзя делать категорических обобщении из

этих результатов, так как они сильно

зависят

от

значе­

ний п а р а м е т р о в

устройств. Например,

значения

р и а

сильно зависят

от типа списка. М о ж н о ,

однако,

подтвер­

дить некоторые интуитивные утверждения, сделанные ра­ нее. Поиск в инвертированных списках происходит зна­ чительно быстрее, чем в мультисписке. Поиск в списке

последовательных

секторов

происходит быстрее, чем

в инвертированном

списке,

если р ~ а .

С а м у ю высокую

поисковую статистику дает

система

инвертированного

списка. Время поиска вычисляется по

формуле

и в этом примере равно

5,3 сек (см. т а б л .

7-

4).

П р и операции обновления структура с инвертирован­

ным списком х у ж е по

быстродействию,

чем

система

с мультисписком, и почти не зависит от параметров . Сек- торно-последовательная система при условии, что пере­ мещение происходит всегда внутри сектора, либо эквива­ лентна, либо не намного лучше по быстродействию, чем мультсписковая система.

8-6. СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ОРГАНИЗАЦИИ ФАЙЛА

И з формул и таблиц д л я вычисления объема памяти фай­ ла и времени обработки, предложенные в гл. 6—8, видны трудности, возникающие при попытке д а т ь общую оцен­ ку одной структуры файлов по сравнению с другой. Н у ж ­ но учитывать всевозможные качественные и количествен­ ные факторы, такие как однозначное и неоднозначное декодирование, неявные издержки памяти З У П Д , поиско­ вые возможности декодеров, скорость декодера, требова­ ния п а м я т и д л я декодера, скорость поиска файла, выход­ ное оборудование (пишущая машинка, печатающее уст­

ройство,

Э Л Т ) , требования межзаписной обработки, тип

З У П Д ,

распределение компонентов ф а й л а (справочник,

инвертированные списки, ф а й л данных) по типам З У П Д ,

характеристики запроса, требования обновления в ре­

альном

мастшабе времени в противоположность пакетно­

му, сложность

программирования . В табл . 8-15

содер­

ж а т с я

сводка

наиболее существенных

свойств,

относя­

щихся

к файлу, и относительные оценки

мультисписков,

181


инвертированных списков и сскторпо-последопателыіых

структур.

 

 

 

 

 

В системах с телетайпом скорость

начального

ответа

м о ж е т - б ы т ь

более в а ж н ы м фактором,

чем скорость по­

следовательных ответов

или

суммарное время

ответа,

так как время последовательного поиска в любой

систе­

ме обычно

меньше, чем

время

печати. О д н а к о в

случае

межзаписной обработки суммарное время ответа более существенно. В мультисписковых и секторных системах это время плохо учитывается, так как первое пересечение списков д л я конъюнкции ключей может появиться в лю­ бом месте самого короткого списка, хотя списки с управ ­ ляемой длиной и секторные варианты увеличивают веро­ ятность быстрого ответа. С другой стороны, в инверти­ рованной списковой структуре начальное время ответа представляет собой явную функцию длины и количества списков, п о д л е ж а щ и х обработке. Если не требуется до-

поисковая статистика,

исполнительная

система

может

быть сконструирована

так, чтобы начать

выборку

запи­

сей из файла, как только логическая обработка выдает первый поисковый адрес и в дальнейшем выборка из ф а й л а может перекрываться с процедурами обработки списка. Это приведет к более быстрому начальному от­ вету д л я систем инвертированных списков. В системе с Э Л Т время последовательного ответа становится кри­ тическим, если оператор хочет быстро просмотреть отве­ ты. Поэтому инвертированный список в этом случае предпочтительнее, т а к как он всегда самый быстрый в этом случае и время ответа зависит только от среднего времени доступа к З У П Д . В оперативной системе с вы­ сокоскоростным печатающим механизмом время выборки (последовательное и общее) является самым в а ж н ы м фактором .

Секторно-последовательная система требует наимень­ шего числа произвольных доступов в файл, но большего количества последовательных передач. В терминах чи­ стых списковых структур инвертированные списковые структуры превосходят мультисписковые системы, хотя последние могут (в некоторых случаях) быть улучшены

спомощью секторных разбиений.

Всекторно-последовательных системах нельзя вычис­ лить допоисковую статистику, за исключением некоторых

характеристик секторов

и оценки ожидаемого ответа.

Это вполне осуществимо,

легко поддается программиро -

182