SISTEMAS DE GESTIÓN DE FICHEROS Sistemas de Almacenamiento y Recuperación de Información.

Componentes de un computador Unidad de Control Unidad Aritmético Lógica Registros Memoria Principal Buses

1. ALMACENAMIENTO Distintas formas de almacenamiento: Almacenamiento Primario Almacenamiento Secundario Almacenamiento Primario: Memoria Ram Almacenamiento Secundario: Todos aquellos que están fuera del Almacenamiento Primario. 30.000 / 100 =300 log2 300 = 10 300 /10 = 30 log2 30 = 6

MEMORIA RAM Volátil Limitada - Cara Memoria Electrónica Interna del Ordenador Volátil Limitada - Cara

ALMACENAMIENTO SECUNDARIO DISCOS FIJOS (HARD DISK) DISCOS FLEXIBLES CD-ROM (DISCOS LASER DIGITALES) DISCOS DE ALMACENAMIENTO OPTICO CINTAS MAGNETICAS PAQUETES DE DISCOS

PROBLEMAS DEL ALMACENAMIENTO MINIMIZAR EL NUMERO DE ACCESOS AL DISCO SER CAPACES DE OBTENER LA INFORMACION NECESARIA DE UN FICHERO EN UN SOLO ACCESO LA POSIBILIDAD DE LOGRAR ESTOS OBJETIVOS ESTA DETERMINADA POR LA ESTRUCTURA DEL FICHERO.

¿Qué es un fichero? Una colección de registros que abarca un conjunto de entidades con ciertos aspectos en común y organizados para algún propósito particular. Una colección de registros semejantes, guardados en dispositivos de almacenamiento secundario del computador.

¿Qué es un fichero? Una serie de bytes almacenados en un medio de almacenamiento secundario. La información está relacionada porque están en el mismo fichero.

Modos de Acceso a Ficheros Secuencial: Para leer el dato colocado en una determinada posición física se tienen que haber leído los colocados en posiciones anteriores. Acceso Directo: Se puede acceder a cualquier dato independientemente de su posición en el fichero anteriores. Tamaño fijo del registro. Indexado (Indizado): Como el acceso directo, pero no requiere tamaño fijo.

Dispositivos Físicos Cinta Magnética: Acceso Secuencial Disco Magnético: Permite todo tipo de acceso. CD-ROM: Gran capacidad. Sólo lectura. Memoria Ram: Puede emular un disco. Mucho más rápido.

FILE SYSTEM: Sistema de Ficheros Lo permiten los dispositivos de acceso aleatorio. Se asigna espacio por bloques. Directorios con estructura de árbol.

Comandos Básicos (FS) Crear directorio: mkdir <directorio> Borrar directorio: rmdir <directorio> Cambio de directorio: cd <directorio> Directorio raíz: \ ó /

Tipos de Ficheros Ficheros de texto: *.txt Ficheros ejecutables: *.exe, *.com Ficheros de datos. Ficheros multimedia: *.avi, *.wab, *.mid Ficheros fuentes: *.cbl, *.c, *.htm

Estructura Lógica de un fichero Fichero como secuencia de bytes, organizados o no de alguna forma. Ficheros de Texto: sin estructura. Ficheros de datos: Compuestos por registros

Estructura de registros Definición de registro: Conjunto de campos agrupados bajo la perspectiva de un archivo, correspondiente a una unidad de información de la entidad que representa. Los registros no necesariamente existen en el archivo en sentido físico; sin embargo constituyen una noción lógica importante incluida en la estructura del archivo

Campos Un campo es un nivel de organización inferior al de registro. Cada campo debe contener una información particular. La información será de tipo dato o posicional (puntero que señala a una posición en otro fichero donde hay una serie de datos).

Estructura Lógica y Física Estructuras lógica y física de un fichero a veces no coinciden. Se utilizaban DDL (Data Description Language) como intermediarios. Muy complejos. Dependiente del Dispositivo y del S.O.

Estructura Lógica y Física Los Sistemas Operativos modernos gestionan los ficheros como una serie de bytes. Un programa dado se encargará de interpretar esos bytes.

Almacenamiento y Recuperación: Operaciones Básicas Apertura y Creación de Archivos: Abrir, Crear (Ej.: Open, Create) Cierre de Archivos: Cerrar (Ej.: Close) Detección de Final de Archivo. (Ej.: EOF) Lectura y Escritura: Leer, Escribir (Ej.: Read, Write).

ARCHIVO FISICO ARCHIVO QUE EN REALIDAD EXISTE en el almacenamiento secundario. Es el archivo tal como lo conoce el S.O y que aparece en su directorio de archivos.

ARCHIVO LOGICO EL ARCHIVO, VISTO POR EL PROGRAMA. El uso de archivos lógicos permite a un programa describir las operaciones que van a efectuarse en un archivo sin saber cuál archivo físico real se usará.

Open( ), close ( ), read ( ), write( ), create ( ) Cada una de estas operaciones implican la creación o el uso de un enlace entre un archivo físico que se almacena en un dispositivo secundario y un archivo lógico.

Definiciones Campo Récord o registro * unidad lógica de dato * Un caracter o grupo de caracters (numérico o alfabético) que define una característica de una persona, lugar o cosa. Récord o registro * conjunto de campos que ofrecen información sobre una persona, lugar o cosa. * colección de campos relacionados (conectados lógicamente)

DBMS(Database Management System) * es el susbsistema del software que permite el manejo de los datos. * es el software que sirve de intermediario entre el usuario y la base de datos. * hace posible que los usuarios creen, operen y mantengan la base de datos.

Archivo(file) Base de datos: * conjunto de registros que tienen la misma estructura. * colección de ocurrencias de un tipo de registro específico. * colección de registros relacionados. Base de datos: Colección organizada de datos relacionados que se almacenan en un archivo o más archivos. Esos archivos pueden ser lógicos o físicos.

2. Recuperación de Información La información se almacena y recupera con una Estructura de tipo Registro. La operación de Búsqueda se utiliza para acceder al registro que queremos recuperar.

Búsqueda Secuencial. Recorre registro a registro hasta llegar al que nos interesa. No necesita estructuras adicionales. Bajo rendimiento en la búsqueda: Acceder al primer registro Mientras Campo del registro <> Valor a buscar Y No fin de fichero Saltar al siguiente registro Si Valor a buscar = Campo del registro Encontrado Sino No encontrado

Búsqueda Secuencial Mejor Caso: 1 acceso Peor Caso: n accesos Caso promedio: n/2 O(n) Mejora del Algoritmo: Ordenación por probabilidad

Búsqueda Binaria Se utiliza en ficheros ordenados. En cada paso se hace una comparación siempre con el elemento central de la sublista y se descarta la mitad que no interese, según el resultado de la comparación. Posición_Sublista = Inicio_Fichero Fin_Sublista = Fin_Fichero Mientras Posición_Sublista < Fin_Sublista Medio = (Inicio_Sublista + Fin_Sublista) / 2 Si Medio = Clave Parar Sino Si Medio > Clave Fin_Sublista = Medio - 1 Sino Inicio_Sublista = Medio + 1

Búsqueda Binaria Para N elementos, x comparaciones, 2x=N. O(log N) El número de comparaciones crece mucho más lentamente que lo hace el fichero. En listas pequeñas es más lenta que la búsqueda secuencial. Requiere tamaño fijo de registro.

Índices Las últimas páginas de un libro suelen contener un índice: una tabla que contiene una lista de temas (llaves) y número de página en donde pueden encontrarse esos temas (campos de referencia) Son herramientas poderosas de procesamiento de archivos. El tema de índices está obtenido en gran parte del Capítulo 5 del libro Sistemas de Bases de Datos (Elmasri/Navathe).

Estructura de un índice Un índice simple tendría una estructura formada por una matriz de dos dimensiones: Clave: Su valor ha sido extraído de alguno de los campos de los registros de los ficheros de datos. Campo por el que está ordenado el fichero índice. Referencia: puntero que indica el registro del fichero de datos donde está contenido el valor de la clave

Índices Cod 2 claves Autor : Larra fichero Cod: 1 250 Cod 2 1 Cod 3 Autor: Poe Cod 3 120 ... Cod 1 Autor: Calderón

El problema fundamental de implementación de un índice sobre memoria secundaria es el acceso lento. Podemos descomponer el problema en dos partes: La búsqueda de índices debe ser más rápida que la búsqueda binaria. La inserción y la eliminación deben ser tan rápidas como la búsqueda.