Dicionário de Dados Organização Direta de Arquivos
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- Edson de Sá Benke
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1 Dicionário de Dados Organização Direta de Arquivos Estrutura de Dados II Aula 07 UFS - DComp Adaptados a partir do material da Profa. Kenia Kodel Cox
2 O que é um arquivo com organização direta? O acesso é direto? Como isto é possível? 2
3 Arquivos Diretos Na organização direta há uma relação definida entre o valor da chave de um registro e seu endereço no dispositivo de armazenamento (de acesso direto). 3
4 Arquivos Diretos Os dados são armazenados e recuperados através do uso da relação entre os registros e seus respectivos endereços. 4
5 Arquivos Diretos A busca por um determinado registro R não implica na necessidade de varredura sequencial da base de dados. A busca é efetuada através do acesso ao endereço de R, diretamente, obtido a partir de sua chave de pesquisa. 5
6 Qual a importância de não ser necessário varrer os registros que antecedem o item procurado? 6
7 A importância do acesso direto reside no ganho em tempo de processamento obtido, em especial, para execução de consulta específica. 7
8 Arquivos Diretos A forma mais simples de organizar os dados de maneira a possibilitar o acesso direto, é fazer coincidir a chave (de ordenação, e busca) com o endereço. Ilustrar e discutir a necessidade de domínio da chave, para busca. 8
9 É sempre possível, e conveniente, organizar os dados de maneira a possibilitar o acesso direto, fazendo coincidir a chave (de ordenação, e busca) com o endereço? 9
10 Arquivos Diretos Nem sempre convém fazer coincidir a chave (de ordenação e busca) com o endereço desta, pois tais chaves devem ser conhecidas pelo usuário: RG, CPF; o que gera desperdício de espaço de armazenamento. 10
11 Arquivos Diretos Os principais métodos de organização e acesso de registros em arquivos diretos são: 1.Dicionário de Dados 2.Endereçamento Indireto, ou Hashing 11
12 Dicionário de Dados No método que faz uso do Dicionário de Dados, mantém-se em memória principal uma estrutura que relaciona as chaves e os respectivos endereços dos registros do arquivo; enquanto neste último são mantidos os dados. 12
13 Dicionário de Dados O Dicionário consiste, portanto, numa tabela associativa composta pelos campos: Chave Endereço. 13
14 Dicionário de Dados Para consultar um registro R: 1 Passo: varrer o dicionário para obter o endereço de R 2 Passo: usar o endereço de R obtido para acessar (de forma direta) os demais dados contidos em R 14
15 Dicionário de Dados Consulta a preços de um estabelecimento comercial: CÓDIGO DE BARRA PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/
16 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Considerando a definição de dicionário, o correspondente à base de dados apresentada pode ser: CÓDIGO ENDEREÇO
17 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Como o campo endereço coincide com o endereço em dicionário, pode-se manter apenas o código de barra na estrutura. CÓDIGO ENDEREÇO
18 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Como consultar o produto com código 223? CÓDIGO ENDEREÇO
19 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Outra possibilidade de dicionário, para a base de dados apresentada, pode ser: CÓDIGO ENDEREÇO
20 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Neste o campo endereço pode ser descartado? CÓDIGO ENDEREÇO Este apresenta alguma vantagem em relação à primeira proposta de dicionário? 20
21 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Como consultar o produto com código 223? CÓDIGO ENDEREÇO
22 Consulta em Dicionário de Dados Para consultar o registro com chave de busca (código) 223: (1) o dicionário é varrido, até a localizar o código 223 e o respectivo endereço: 7 (2) então o arquivo de dados é acesso diretamente na posição 7 e os dados PRODUTO, PREÇO, FORNECEDOR, VALIDADE podem ser exibidos/processados. 22
23 Consulta em Dicionário de Dados Como efetuar a citada varredura em dicionário? 23
24 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 CÓDIGO ENDEREÇO Estando o dicionário ordenado: busca binária Estando o dicionário desordenado: busca sequencial 24
25 Consulta em Dicionário de Dados Como a procura do endereço de um determinado registro é efetuada em memória interna (dicionário) e os dados são mantidos na memória externa (arquivo), aproveita-se o melhor de cada: a velocidade da memória principal a capacidade de armazenamento da memória externa. 25
26 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Concluída a execução da aplicação que manipula o dicionário (em memória principal), este precisa ser armazenado em memória secundária? Como? CÓDIGO ENDEREÇO
27 Consulta em Dicionário de Dados Dicionários podem ser mantidos em: arrays de registros árvores binárias de pesquisa CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/
28 Como efetuar consulta pelo código 845? CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/
29 Há desvantagens em relação à manutenção do dicionário em array de registros? CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/
30 É necessário armazenar em memória auxiliar, após o processamento da base de dados? Como? CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/
31 Para otimizar o processamento de dados mantidos em arquivo direto organizado por Dicionário, um programador resolveu manter os dados também em memória interna. É conveniente este procedimento? Justifique: 31
32 Ao final da execução do programa que manipula arquivo direto organizado por Dicionário, é indispensável armazenar este em arquivo auxiliar? Justifique: 32
33 Além da consulta, que outras operações são necessárias para manutenção de dados mantidos em arquivos diretos organizados por dicionário de dados? 33
34 Operações sobre Arquivos Diretos 1. Inserção 2. Remoção 3. Consulta 4. Alteração Remoção Consulta Inserção Arquivos Diretos Alteração 34
35 Como efetuar inclusão em base de dados mantida em arquivo direto organizado por dicionário? 35
36 Inclusão em Arquivos Direto Mantido por Dicionário de Dados (1) opcionalmente varrer o dicionário para evitar redundância da chave; (2) identificar o endereço E do novo registro, este corresponde à primeira posição livre do arquivo, cujo endereço pode ser mantida na posição 0 (ou nó cabeça) deste ou do dicionário (3) incluir dados em arquivo (principal) no endereço E; (4) incluir chave e respectivo endereço E no dicionário. 36
37 Inclusão em Arquivos Direto Mantido por Dicionário de Dados Dependendo da estrutura em que o dicionário é mantido, a inclusão pode demandar tempo extra de processamento para movimentação de dados e preservação da organização do dicionário. 37
38 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Efetuar a inclusão de: 287, 417, 283 e 241. CÓDIGO ENDEREÇO
39 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Efetuar a inclusão de: 287, 417, 283 e 241. CÓDIGO ENDEREÇO
40 Efetuar a inclusão de: 287, 417, 283 e CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/
41 Como efetuar exclusão em base de dados mantida em arquivo direto organizado por dicionário? 41
42 Exclusão em Arquivos Direto Mantido por Dicionário de Dados (1) varrer o dicionário a partir da chave do registro, em busca do respectivo endereço; (2) invalidar a chave em dicionário e, opcionalmente em arquivo; (3) ajustar estrutura de forma a possibilitar aproveitamento de espaços livres. 42
43 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Efetuar a exclusão de: 443 e 284. CÓDIGO ENDEREÇO
44 Dicionário de Dados CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/2050 Efetuar a exclusão de: 443 e 284. CÓDIGO ENDEREÇO
45 Efetuar a exclusão de: 443 e CÓDIGO PRODUTO PREÇO FORNECEDOR VALIDADE lápis 1.20 Voyage 08/ apontador 1.50 dantena 08/ régua 2.20 xavier 06/ caneta 2.50 vitória 04/ caderno 6.50 voyage 04/ borracha 1.90 alba 08/ agenda 5.50 suzano 10/ resma A chamex 04/ calculadora calc 05/ esquadro 2.30 vermelho 06/
46 Como efetuar alteração em base de dados mantida em arquivo direto organizado por dicionário? 46
47 Quando aplicar arquivo direto organizado por dicionário? 47
48 Quais os custos das operações aplicadas sobre arquivo direto organizado por dicionário? Remoção Consulta Inserção Arquivos Diretos Alteração 48
49 Há vantagens e/ou desvantagens em construir dicionários usando estruturas lineares dinâmicas, no lugar de arrays? Justifique: 49
50 Considerando o desempenho da organização de arquivo direto estudada o que justifica a aplicação de arquivos sequenciais? Justifique: 50
51 Descrever situação problema, diferente da trabalhada em sala de aula, cuja solução ótima implica no uso de arquivos com organização direta implementada por meio de dicionário. 51
52 Complementar Estudos File Organization and Processing Allan L Tharp Capítulo 3 Direct File Organization 52
53 Próximo passo Arquivos Diretos Hashing 53
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