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FILE - DEFINIZIONE, MEMORIZZAZIONE

informatica


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FILE

DEFINIZIONE: E' una struttura di dati memorizzata su memoria di massa (nastro o disco). E' un insieme di record logici, dove un record è una struttura costituita da più dati anche non omogenei tra loro. Ogni dato che compone il record si chiama campo e può essere identificato tramite il nome, dato che viene associato un nome globale all'intero record e nomi diversi ai singoli campi. Non c'è un limite al numero di record che possono essere contenuti nel file. La gestione di un file comprende le fasi di creazione e aggiornamento (aggiunta variazione e cancellazione di record). Durante l'elaborazione si può accedere solo a un record per volta. Tramite l'area record (area di memoria riservata al file) vengono eseguite le operazioni di input/output logiche. OPERAZIONI DI I/O: Le operazioni fisiche di lettura/scrittura su memoria di massa trattano un record fisico (è l'insieme di dati che vengono trattati durante un'operazione di lettura o scrittura che coinvolge fisicamente il supporto magnetico). Quando il programma richiede la lettura di un record logico, e questo non è presente nel buffer di I/O, viene fatta una lettura dal supporto di registrazione, caricando nel buffer il record fisico che lo contiene. Se invece è nel buffer di I/O non avviene nessuna operazione che coinvolga fisicamente il supporto di registrazione. Ugualmente avviene per la richiesta di un'operazione di scrittura di un record logico. RECORD LOGICI E FISICI: Un record fisico può contenere più record logici o un record logico può essere suddiviso su più record fisici. I record di un file sono: -sbloccati se ogni blocco contiene un record logico; - bloccati se ogni blocco contiene più record logici; -multiblocco (spanned) se un record logico è registrato usando più blocchi. Fattore di blocco: numero di record logici contenuti in un blocco (1 per sbloccati; >1 bloccati; <1 multiblocco). Misura del blocco: numero di byte che occupa. Tra un blocco e l'altro c'è un gap per consentire la decelerazione e l'accelerazione tra un'operazione di I/O e l'altra; nei record bloccati ci sono meno gap. I record logici possono essere a lunghezza fissa o variabile; fissa: devono contenere lo stesso numero di caratteri per tutti i record del file; variabile: si possono avere record con diverso numero di caratteri all'interno dello stesso file. Di solito i record sono a lunghezza fissa perché, pur occupando più spazio di quelli a lunghezza variabile,  rendono più semplici le operazioni di aggiornamento. Se i record logici sono a lunghezza fissa ogni blocco contiene lo stesso numero di record, tranne l'ultimo blocco. Si possono avere così: -record fissi sbloccati (record logico e fisico coincidono; ogni blocco ha lunghezza fissa e contiene un solo record logico); -record fissi bloccati (ogni blocco contiene lo stesso numero di record di uguale lunghezza; tutti i blocchi hanno la stessa lunghezza). Se i record logici sono a lunghezza variabile ogni record deve essere preceduto da un indicatore di lunghezza. Non si può stabilire quindi per i record bloccati quanti record logici possono entrare in un blocco. Si possono avere così: -record variabili sbloccati (ogni blocco contiene un solo record logico preceduto dall'indicatore di lunghezza; ogni blocco può quindi avere dimensione diversa); -record variabili bloccati (un blocco contiene un numero variabile di record logici di lunghezza variabile; ogni record logico è preceduto da un indicatore di lunghezza, ma anche il blocco deve contenere un'indicazione della sua lunghezza). Si possono anche avere dei record indefiniti, cioè insiemi di dati delimitati da separatori (gap). Quindi si parla solo di blocco, non c'è il concetto di record logico.



MEMORIZZAZIONE

SU NASTRO: Il nastro inizia e finisce con una striscia di alluminio che delimita la parte di nastro su cui possono essere scritte le info. Il nastro contiene un'etichetta di identificazione del nastro e per ogni file un'etichetta di identificazione del file. Tra l'etichetta di identificazione del file e il primo blocco di dati si trova un blocco di un solo carattere che permette di posizionare automaticamente la testina di lettura/scrittura all'inizio del file. L'ultimo blocco del file è seguito da una etichetta che segnala la fine del file. Se il file supera le dimensioni del nastro, il nastro determina con una etichetta che segnala la fine del nastro. SU DISCO: In una posizione fissa del disco è memorizzata l'etichetta di identificazione del disco che riporta anche l'indirizzo di una tabella contenente le etichette di tutti i file memorizzati nel disco e le info relative allo spazio libero allocabile. Ogni etichetta di file contiene il nome del file, il tipo di record e la lunghezza del blocco, il tipo di organizzazione e l'indirizzo di inizio dei dati nel file. Ogni file può occupare più zone non adiacenti ognuna delle quali prende il nome di extent. Le info possono essere memorizzate per tracce o per settori. PER TRACCE: La traccia inizia con il punto indice che viene riconosciuto via hardware e indica l'inizio della traccia. Ogni blocco registrato contiene l'indirizzo della traccia, il numero del blocco e un codice di controllo nella parte che identifica il blocco. Prima di tutto c'è il blocco indirizzo di traccia che contiene un flag che descrive la condizione della traccia (difettosa o no). Poi c'è un blocco di descrizione della traccia suddiviso in due parti: un'area di identificazione e un'area dati. Ci sono poi i blocchi che contengono i dati effettivi del file. Ogni blocco è composto da: -un identificatore che contiene la lunghezza del campo chiave e la lunghezza del campo dati; -un campo chiave con la chiave di accesso al blocco; -un campo dati che può contenere i record in un formato. PER SETTORI: Il primo settore è individuato da un indicatore di inizio traccia e ogni settore contiene delle info di controllo. I settori possono essere concatenati fra loro usando un puntatore con l'indirizzo del settore successivo. L'ultimo settore conterrà nel puntatore un segnale di fine catena. Su disco inoltre deve essere registrata una mappa che indica per ogni settore se è libero o occupato.

METODI DI ORGANIZZAZIONE E ACCESSO

Metodo di organizzazione: metodo con cui le info sono registrate sul supporto. Per i file su nastro c'è un unico tipo di organizzazione possibile: l'organizzazione sequenziale. Per i file su disco ci sono: -sequenziale; -indexed; -diretta; -relative. Secondo il tipo di organizzazione diversa è possibile accedere ai record in modo diverso. Il tipo di organizzazione fa parte della definizione del file; per organizzazioni diverse i dati vengono registrati diversamente in modo fisico; un file deve quindi essere considerato sempre organizzato secondo il metodo con cui è stato creato. Il metodo di accesso, invece, dipende dal tipo di organizzazione che può variare continuamente secondo il tipo di elaborazione necessario. SEQUENZIALE: su nastro i record vengono registrati in sequenza, su disco invece possono essere registrati anche in aree non contigue e non successive. Ai record memorizzati si può far riferimento solo nello stesso ordine della registrazione. Quindi è un accesso sequenziale. INDEXED LOGICA: L'organizzazione indexed è ammessa solo per i file registrati su disco. Nel tracciato record del file deve essere individuato un campo principale, detto chiave, che identifica il record. La chiave deve essere univoca all'interno del file. E' consentito l'accesso sequenziale (in ordine di chiave) che l'accesso diretto. INDEXED FISICA: I record nei file di questa organizzazione vengono ancora registrati in modo sequenziale, ma al fine principale vengono affiancate delle tabelle che permettono di reperire velocemente i record richiesti. I record sono registrati sequenzialmente nell'area dati (suddivisa in segmenti) in ordine di chiave. Se si utilizza l'accesso sequenziale la lettura avviene direttamente nell'area dati. Se si utilizza l'accesso diretto la chiave del record che interessa viene cercata nell'area indici. DIRETTA: E' permessa solo per file su disco. Il file viene visto come una tavola e la memorizzazione e l'accesso vengono gestiti come per le tavole ad accesso calcolato. La funzione indirizzo calcola per ogni chiave un indirizzo formato da numero di cilindro e di traccia; i record sinonimi vengono memorizzati in sequenza sulla stessa traccia. RELATIVE: E' permessa solo per file su disco. Nei file ogni record è individuato da un numero che esprime la posizione relativa del record all'interno del file. Consente l'accesso sequenziale e l'accesso diretto. REGIONAL: Identifica un file in cui le info sono trattate senza considerare una suddivisione in record. Vengono organizzati così i file che contengono programmi oggetto o programmi eseguibili, che quando vengono richiamati con un nome vengono caricati per intero in memoria.










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