A. Frank File Organization Classic / Direct File קובץ ישיר קלאסי

2 A. Frank קובץ ישיר קלאסי - תיאור ארגון נתונים בגישה ישירה (לא בהכרח סדרתית) קשר ידוע וקבוע מראש בין מפתח הרשומה למען פיזי גישה מהירה לרשומות בהתאם למפתח מבוקש Key to Address Transformation – התמרת מפתח – מען התמרה – התמרה – תהליך הפיכת המפתח לכתובת פיסית

3 A. Frank מפתח R R זה לא אינדקס, אינדקס סידרתי – לא יעיל

4 A. Frank אפשרויות התמרת מפתח למען מיעון ישיר ( (Direct Addressing – הקצאה מראש של n מקומות בגודל המפתח, h(k)=k מיעון מחושב ( (Calculated Addressing – תחום מפתחות מסוים,

5 A. Frank (1) מיעון ישיר ( Direct Addressing) התאמה חד - ערכית בין כתובת פיזית למפתח, רשומה בעלת מפתח k, נמצאת בכתובת k. הכתובת היא יחסית לתחילת הקובץ. באחריות מערכת ניהול הקבצים לתרגם כתובת יחסית לכתובת פיסית. מפתח לוגי kמיעון ישירקובץ קובץ בו הרשומות סדורות לפי מפתח אלגוריתם הופך את המפתח לכתובת מוחלטת בדיסק

6 A. Frank (2) מיעון ישיר ( Direct Addressing) תחום המפתחות k רשומה k תמוקם בכתובת k שטח ראשי m מקומות n = מספר המקומות בפועל D = הבסיס המספרי על ערך המפתח בחזקת v = מספר התווים במפתח m = D >> n k

7 A. Frank יתרונות השיטה 1.השיטה יעילה מאד אם טווח המפתחות קטן יחסית וצפיפות הרשומות גדולה 2.גישה ישירה לרשומה לפי קשר פשוט בין מפתח לכתובת פיזית 3.ניתן לעבד קובץ באופן סידרתי - ממוין לפי מפתח 4.עדכון הקובץ פשוט, לכל רשומה יש מקום מוקצה מראש

8 A. Frank חסרונות השיטה 1.נצילות נמוכה של שטח אחסון, כאשר טווח המפתחות גדול יחסית למספר הרשומות בקובץ 2.השיטה מתאימה לרשומות באורך קבוע בלבד 3.יחס עומס (Load Factor) : m/n אם מתקיים m/n 1 אזי זה פיתרון מעולה לרוב m/n 0 ויש כאן בזבוז מקום עצום

9 A. Frank מיעון מחושב ( Calculated Addressing) העיקרון: הפעלת תהליך חישובי לצמצום מרחב ערכי המפתח למרחב המיעון של הקובץ מרחב ערכי המפתח:מרחב ערכי המפתח: אוסף כל הערכים שמפתח יכול לקבל מרחב המיעון:מרחב המיעון: אוסף כל המענים הפיזיים שקובץ יכול לקבל גיבוב (Randomizing/Hashing) –גיבוב (Randomizing/Hashing) – תהליך חישובי להתאמת מרחב הערכים של המפתח למרחב ערכי המענים

10 A. Frank (2) מיעון מחושב ( Calculated Addressing) תחום המפתחות kh(k)=k n ≤ m ≤ D קובץ אב

11 A. Frank (3) מיעון מחושב ( Calculated Addressing) התאמה מלאה בין שני המרחבים – לא אפשרית התהליך החישובי יכול להתאים לכל מפתח מען פיזי או להתאים למספר מפתחות מען אחד בעיה:בעיה: התאמת מען אחד למספר מפתחות התנגשות (collision) כאשר מספר המפתחות הללו גדול ממספר הרשומות בגוש תתקבל התנגשות (collision) בהתנגשות תגלוש הרשומה המאחרת למקום לא לה

12 A. Frank טיפול בגלישות גלישה = ירידה בביצועיםזמן גישה ארוך יותר עקב גישות נוספות לשליפת רשומות גולשות ישנן מספר שיטות לטיפול ברשומות גולשות: א. שיטות המקצות לרשומות הגולשות שטח נפרד בקובץ – מיעון סגור, שרשור חיצוני ב. שיטות המאחסנות את הרשומות הגולשות יחד עם הרשומות הרגילות – שרשור, מיעון פתוח

13 A. Frank שטח גלישה נפרד השיטה נקראת מיעון סגור או שרשור חיצוני בזמן בנית הקובץ נגדיר שטח גלישה עבור הרשומות הגולשות ונשרשר אותן בעזרת מצביעים רשומה ראשונה נכנסת לכתובת המקורית ואילו כל הגולשות מועברות לשטח הייעודי ומשורשרות ביניהן חיסרון – עלות של seek

14 A. Frank שטח גלישה בתוך השטח הראשי אין שטח מיוחד בקובץ לניהול רשומות גולשות ניצול מקומות פנויים בשטח הראשי קיימות שתי שיטות לניהול רשומות גולשות בשטח הראשי: א. שרשור (Chaining) ב. מיעון פתוח (Open Addressing)

15 A. Frank שרשור (Chaining) הרשומות הגולשות מאוחסנות במקום פנוי בשטח הראשי, ומקושרות למקומן המקורי הגעת רשומה חדשה למקום התפוס על ידי רשומה גולשת, יגרור הזזת הרשומה הגולשת ועדכון המצביעים בהתאם

16 A. Frank (1) מיעון פתוח (Open Addressing) אין שימוש במצביעים. התקדמות ליניארית (Linear Probe) גלישה חיפוש קדימה בקובץ עד למקום פנוי ראשון ואחסון הרשומה הגולשת איתור הרשומה: דרך הכתובת המקורית. אם מצוינת גלישה – חיפוש קדימה/ ליניארי עד למציאת המפתח המבוקש או מקום פנוי ראשון (רשומה לא קיימת) אם הגענו לסוף קובץ ורשומה לא נמצאה – חיפוש מהתחלה כמו בעיטוף (Wraparound)

17 A. Frank (2) מיעון פתוח (Open Addressing) ביטול רשומה - סימון בלבד ללא מחיקה פיזית, המחיקה רק בעת ארגון הקובץ מחדש חסרונות השיטה:חסרונות השיטה: א. זמן איתור רב ב. כאשר יש הרבה מקומות מבוטלים יש לבצע ארגון מחדש של הקובץ יתרונות השיטה:יתרונות השיטה: א. פשוטה יותר לעדכון - אין מצביעים

18 A. Frank התקדמות אקראית (Coincidental Probe)כאשר 'התקדמות ליניארית' יוצרת צפיפות של רשומות גולשות באזורים מסוימים ניתן לבצע – התקדמות אקראית (Coincidental Probe) התקדמות אקראית - כאשר מען מקורי תפוס, נבצע גיבוב מחדש, במקום קפיצות ליניאריות – קופצים בצורה חזקתית h j (k) = h 0 (k) + j - בהתקדמות ליניארית, h j (k) = h 0 (k) + j 2 - בהתקדמות אקראית, כאשר j הוא מספר הניסיונות למצוא כתובת (3) מיעון פתוח (Open Addressing)

19 A. Frank המערכת בודקת אם המען החדש פנוי. ולא – מבצעים שוב שיטה זו מפזרת טוב יותר את הרשומות הגולשות בקובץ חסרון השיטה : פונקצית הגיבוב לא תעבור על כל המקומות בטווח וכך ישנם מקומות לא מנוצלים (4) מיעון פתוח (Open Addressing)