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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 69

Скачиваний: 0

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

В приложении 3 представлены данные об имеющихся З У П Д и их рабочих характеристиках . Н а рис. 2-5 изо­ б р а ж е н ы графики, характеризующие среднее общее вре­

мя доступа

(время

установления

головки

плюс время

з а д е р ж к и )

и стоимость хранения

одного

символа для

трех типов

З У П Д ,

а

т а к ж е представлены

аналогичные

данные дл я магнитных

лент и устройств оперативной па-

Стоимость долговременного хранения

стоимость оперативного хранения

< «1

 

\0,1

J 7

10

ЮО^ 1000

to t

 

 

Оперативная Диск Пакет Магнитные ГиперЛента

 

память

дисков

полоски

ленты

 

Среднее

время

(карты)

 

 

 

 

доступа, сек

 

 

Рис. 2-5. Отношение стоимости к времени доступа.

 

мяти (с временем доступа 8 мксек).

Н а рисунке

т а к ж е

показано, как стоимость оперативного хранения и стои­

мость долговременного хранения

единицы

информации

в различных устройствах зависят от среднего

времени

доступа.

Сплошная линия

характеризует

оперативную

стоимость, которую следует понимать как стоимость хра­

нения одного символа информации, находящегося в опе­

ративном пользовании. Она, по существу, равна

стоимо­

сти механизма доступа. И з

графиков видно, что

самой

дорогой является оперативная память с временем

досту­

па 8 мксек

(25 центов за символ) ; стоимость диска

с фик­

сированными головками и диска с подвижной

головкой

(disk pack) меньше; стоимость устройств памяти на маг­

нитных полосках со средним временем доступа,

 

равным

примерно

0,5 сек, минимальна (0,035 цента

за

символ);

40

 

 

 

 

 

 

д ля п-шерлеиты и стандартной лепты стоимость возра­ стает приблизительно до 0,25 цента за символ. Отсюда видно,, что и лента и гиперлента непрактичны д л я опе­ ративного хранения и уступают по стоимости и времени

доступа устройствам

памяти на магнитных полосках и

с пакетами дисков.

Кроме того, оба последних вида

устройств являются модульными в том смысле, что их

можно

использовать

т

а к ж е

и д л я долговременного хра­

нения

информации,

на

что

указывает пунктирная линия.

П р а в д а , долговременное хранение на этих устройствах до­ роже, чем на ленте. Диски с фиксированной головкой и оперативную памятью следует использовать лишь в тех случаях, когда требуется высокое быстродействие, так как они обходятся значительно дороже, чем другие уст­ ройства, и не обеспечивают долговременного модульного хранения. Пунктирная линия характеризует стоимость долговременного хранения информации на таких нако­ пителях информации, как катушка ленты, накопитель на магнитных полосках или пакет дисков. Н а графике мож­ но увидеть, что хранение информации на носителях типа ленты на порядок дешевле, чем хранение на пакете ди­

сков. Это свидетельствует о том, что в р е ж и м е

пакетной

обработки, когда требуется сравнительно дешево

хранить

большие архивные массивы информации, магнитные лен­ ты все еще являются более предпочтительными.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИИ

ИО Р Г А Н И З А Ц И Я ФАЙЛА

1

3-1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ ФАЙЛА

Д а н н а я глава посвящена определению основных поня­ тий, необходимых д л я дальнейшего изложения . В ней рассматриваются основные концепции схемных и про­

граммных построений и формулируются

функциональные

требования к организации ф а й л а в оперативных

систе­

мах.

 

 

 

Эти требования возникают

при включении

ф а й л а

в общесистемную схему, подробно рассмотренную

в гл. 1.

В табл . 3-1 перечислены основные

функциональные

требования и характеристические

свойства, которым дол -

41

 

 

 

 

Т а б л и ц а 3-1

Функциональные требования к системе файлов

Функциональное

требование

Характеристика файла и системы

Вызов записи в реальном

масштабе

Разбиение файла (списковая

времени

 

 

структура)

 

Выборка по составному

логическо­

Разбиение по составному списку

му ключу

 

 

 

 

Неключевые классификации

 

 

Сравнение арифметических значений

Межзаписная

обработка

Функциональные

преобразования

Меж- и внутризаписная обработка

значении

 

 

 

 

Формирование отчетности

 

Внутризаписная обработка

Реальный масштаб времени и

Управление

списками

пакетное обновление

 

 

 

Обслуживание файла

 

Управление

пространством

 

 

1

памяти

 

 

 

І

 

 

ж н ы удовлетворять структура файла и система его об­

служивания .

 

 

 

Система,

р а б о т а ю щ а я

в

оперативном режиме, требу­

ет доступа

к записям

в

файле в реальном масштабе

времени. Схемно, как показано в гл. 2, это влечет за со­

бой выбор

оборудования

типа З У П Д

( D A S D ) .

П р о г р а м ­

мные решения, которым

в основном посвящена

н а с т о я щ а я

книга, предполагают

конструирование

разбиений файла

на вызываемые с З У П Д достаточно

мелкие

подфайлы,

позволяющие д а л е е с помощью последующих

классифи­

кационных

процедур

выявить указанную запись. При

этом время ответа в реальном масштабе времени опре­ деляется размером подфайла и стратегией поиска спе­ циальных комбинаций таких подфайлов . В то ж е время гибкость системы во многом зависит от числа, подфайлов . Программный алгоритм, определяющий разбиение фай­ ла, называется алгоритмом построения структуры списка (list structuring).

В последующих главах книги рассматриваются и оце­ ниваются многочисленные примеры списковых структур. В дальнейшем описывается метод разбиения на подфай-

42

лы, промежуточный между последовательным и списко­ вым.

Структура ф а й л а д о л ж н а допускать поиск внутри файла по составному логическому ключу. Это утвержде ­ ние содержит три понятия, которые следует определить , точнее: ключ, составной ключ и логический ключ. Функ­

ционально ключ определяет однозначное разбиение

фай­

л а или списка; структурно ключ представляет собой

эле­

мент записи в форме цепочки символов или битов а. Тог­

да о к а ж д о й

записи в файле, содержащей цепочку а,

я в л я ю щ у ю с я

подмножеством некоторого общего поля

(называемого полем ключей), говорят, что запись нахо­

дится в разбиении ф а й л а с ключом

а. Б о л е е

того,

это

разбиение

не

содержит записей,

в которых

отсутствует

цепочка а

из

поля

ключей. Д л я

пользователя

системы

ключ является

дескриптивным

элементом информации,

п р и н а д л е ж а щ и м записи. Например,

автор/Смит

или

г р а ж д а н с т в о / С Ш А .

 

 

 

 

 

 

 

Второе

и

третье

понятия

(или,

скорее,

связанные

с ними функциональные требования) ведут к

постановке

задач,

рассмотрению

которых в основном

и

посвящена

н а с т о я щ а я

книга. Включение

в систему понятия состав­

ного

ключа

означает,

что

поиск может

определяться

более чем одним ключом; логика поиска при этом опре­ деляется логическими условиями на комбинацию этих

ключей. Н а и б о л е е

употребительны

логические

функции

в виде булевых операторов И, И Л И , Н Е ;

иногда

пользу­

ются

пороговыми

(т из п) или взвешенными пороговы­

ми

функциями .

Единственному

ключу

соответствует

поиск, определяемый одним индивидуальным разбиением файла; запрос по составному ключу предполагает поиск

по комбинации ^разбиений. Н а п р и м е р ,

ключевое в ы р а ж е ­

ние А И В

означает, что следует выбирать записи,

содер­

ж а щ и е объединение разбиений по признаку

А и

призна­

ку В. Следовательно, ф а й л ы

д о л ж н ы

быть

организованы

так, чтобы

минимизировать

число записей,

считываемых

с З У П Д , для

проверки

выполнения

условия

составного

ключа. П о

определению

максимальное число

пересылок

из З У П Д

в процессор

не д о л ж н о превосходить

объема

наименьшего

из разбиений

А И В .

Более

тщательной

организацией Справочника ключей эффективность поиска можно повысить, но стоимость разработки системы при

этом

возрастает. Р а з р а б о т к а систем поиска по

одному

ключу

не представляет больших затруднений.

В этом

43

Смотрите также файлы