Introduo aos arquivos sequenciais.

Um um arquivo seqencial, os registro so dispostos ordenadamente, obedecendo a

seqncia determinada por uma chave primria, chamada chave de ordenao. Na figura

abaixo, apresentado um exemplo de arquivo seqencial, no qual usado como chave

de ordenao o atributo NMERO.

NMERO NOME IDADE SALRIO

100 Pedro 23 1000

150 Leandro 20 500

200 Rodrigo 19 270

250 Maria 30 5000

300 Celso 27 2500

350 Ana 42 9000

400 Joo 22 2100

450 Gisele 23 1300

500 Jack 21 800

550 Sandra 24 2400

Esta organizao, que representa um aperfeioamento em relao quela na qual os

registros so dispostos aleatoriamente, representa, tambm, uma perda de flexibilidade

por no acomodar com simplicidade as operaes de modificao do arquivo.

O acesso a uma registro, dado um argumento de pesquisa, facilitado se a chave de

acesso coincide com a chave de ordenao (ou com sua parte inicial), pois, nos demais

casos, no h vantagem na seqencialidade do arquivo.

4. Introduo aos Arquivos Seqenciais Indexados

Quando em um arquivo seqencial o volume de acessos aleatrios torna-se muito

grande, configura-se a necessidade de utilizao de uma estrutura de acesso, associada

ao arquivo, que oferea maior eficincia na localizao de um registro identificado por

um argumento de pesquisa do que os mtodos vistos para arquivos seqenciais.

Um arquivo seqencial, acrescido em um ndice (estrutura de acesso) constitui um

arquivo seqencial indexado.

Um ndice formado por uma coleo de pares, cada um deles associando um valor da

chave de acesso a um endereo no arquivo. Assim, um ndice sempre especfico para

uma chave de acesso.

Alm do arquivo seqencial e do ndice, um arquivo seqencial indexado possui reas

de extenso que so utilizadas para a implementao da operao de insero de

registros.

- ndices

A finalidade de um ndice permitir rpida determinao do endereo de um registro do

arquivo, dado um argumento de pesquisa. O endereo identifica a posio onde est

armazenado o registro, na memria secundria.

Usualmente, cada entrada do ndice, formada por um par (chave do registro, endereo

do registro), ocupa um espao bem menor do que o registro de dados correspondente, o

que faz com que a rea ocupada pelo ndice seja menor do que aquela ocupada pelos

dados. Com isto a pesquisa sobre o ndice pode ser feito com maior rapidez do que se

fosse feita diretamente sobre o arquivo de dados correspondente. Este fato constitui a

justificativa maior para a utilizao dos ndices.

Veja a figura abaixo, que apresenta o arquivo seqencial indexado:

NMERO ENDEREO

100 1

150 2

200 3

250 4

300 5

|---------NDICE---------|

NMERO NOME SALRIO

1 100 PEDRO 3000

2 150 JOO 1500

3 200 MARIA 2500

4 250 CARLA 3000

5 300 MAX 2000

|-----------REA DE DADOS NO DISCO--

----------|

- reas de Extenso

A rea de extenso (tambm chamada rea de overflow) destina-se a conter os registros

inseridos, em um arquivo seqencial indexado, aps a criao do arquivo. Ela constitui

uma extenso da rea principal de dados do arquivo.

reas de extenso so necessrias em arquivos seqenciais indexados, porque nesses

no vivel a implementao da operao de insero de registros do mesmo que nos

arquivos seqenciais. Naquele processo, a maioria dos registros muda de endereo, o

que obrigaria uma completa alterao nas entradas do ndice, a cada atualizao do

arquivo.

Uma possvel implementao de reas de extenso em um arquivo seqencial indexado

consiste em destinar um em cada registro da rea principal um campo de elo para conter

o endereo da lista encadeada de seus sucessores (ou antecessores) alocados na rea de

extenso, conforme a figura:

NMERO ENDEREO

100 1

150 2

175 2

200 3

250 4

275 4

300 5

|---------NDICE---------|

NMERO NOME ELO

1 100 PEDRO -

2 150 JOO 10

3 200 MARIA -

4 250 CARLA 20

5 300 MAX -

|-----------REA DE DADOS NO DISCO--

----------|

NMERO NOME ELO

10 175 BILL -

20 275 NARA -

30 -

40 -

50 -

|----------------REA DE EXTENSO-------

---------|

5. Introduo aos Arquivos Indexados

Nos arquivos seqenciais indexados, o compromisso de manter os registros fisicamente

ordenados pelo valor da chave de ordenao, com o objetivo de prover um acesso serial

eficiente, acarreta uma srie de problemas, principalmente no que diz respeito

operao de insero de um registro, conduzindo necessidade de utilizao de reas de

extenso e efetivao de reorganizaes peridicas.

medida que decresce a freqncia de acessos seriais, relativamente freqncia de

acessos aleatrios, a manuteno da seqencialidade fsica do arquivo encontra uma

compensao cada vez menor em termos de eficincia de acesso, at tornar-se

antieconmica.

A partir deste ponto, torna-se mais conveniente o uso de um arquivo indexado, no qual

os registros so acessados sempre atravs de um mais ndices, no havendo qualquer

compromisso com a ordem fsica de instalao dos registros.

A liberdade na escolha do endereo no qual um registro armazenado representa um

ganho de flexibilidade que permite maior eficincia, principalmente na operao de

insero de um registro, conduzindo, tambm, a uma simplificao da estrutura geral do

arquivo, sendo dispensados os mecanismos complexos de administrao de reas de

extenso.

Veja a figura abaixo, que apresenta o indexado:

NMERO ENDEREO

100 4

150 3

200 1

250 5

300 2

|---------NDICE---------|

NMERO NOME SALRIO

1 200 PAULO 3100

2 300 JOS 4500

3 150 MARIA 2500

4 100 MARISA 5000

5 250 FABIO 2500

|-----------REA DE DADOS NO DISCO--

----------|

- ndices

Em um arquivo indexado, podem existir tantos ndices quantas forem as chaves de

acesso aos registros. Um ndice consiste de uma entrada para cada registro considerado

relevante com relao chave de acesso associada ao ndice. As entradas do ndice so

ordenadas pelo valor da chave de acesso, sendo cada uma delas constituda por um par

(chave do registro, endereo do registro). A seqencialidade fsica das entradas no

ndice visa a tornar mais eficiente o processo de busca e permitir o acesso serial ao

arquivo.

Um ndice dito exaustivo quando possui uma entrada para cada registro do arquivo e

seletivo quando possui entradas apenas para um subconjunto de registros. O

subconjunto definido por uma condio relativa chave de acesso e/ou a outros

atributos do arquivo.Um exemplo de ndice seletivo seria o ndice dos funcionrios

estveis (h mais de 10 anos na empresa) sobre o cadastro geral de funcionrios de uma

empresa.

O maior problema relacionado com a utilizao de arquivos indexados diz respeito

necessidade de atualizao de todos os ndices, quando um registro inserido no

arquivo. Atualizaes nos ndices tambm so necessrias quando a alterao de um

registro envolve atributos associados a ndices. Nos arquivos seqenciais indexados, a

necessidade de alterao dos ndices eliminada pelo uso de reas de extenso e

encadeamento na implementao de inseres; no entanto, esta estratgia no

condizente com a idia de arquivos indexados, nos quais a manuteno constante dos

ndices necessria. E=F(chave)

---> E = 3

|-------->

NMERO NOME SALRIO

1 200 PAULO 3100

2

3 150 MARIA 2500

4

5 250 FABIO 2500

|-----------REA DE DADOS NO DISCO--

----------|

- Clculo de Endereos

O primeiro problema com os arquivos diretos o da determinao de uma funo F, que

transforme o valor da chave C de um registro no endereo E que lhe corresponde no

arquivo.

Podemos considerar dois tipos de funes, sendo o primeiro constitudo pelas funes

determinsticas, as quais associam um nico valor da chave de acesso a cada endereo.

Este tipo de funo apresenta vantagens evidentes; no entanto, impossvel, em termos

prticos, encontrar uma funo determinsticas simples para um grande nmero de

registros. Aquelas que poderiam ser usadas seriam to complexas que eliminariam as

vantagens do acesso direto, alm de necessitarem adaptaes a cada insero sofrida

pelo arquivo. No tm, portanto, maior interesse prtico.

O segundo tipo formado pelas funes probabilsticas, as quais geram para cada valor

da chave um endereo "to nico quanto possvel", podendo gerar, para valores distintos

de chave, o mesmo endereo, fato este que denominado coliso.

- Tratamento das Colises

Um dos aspectos mais importantes na organizao de arquivos diretos diz respeito ao

problema das colises, que uma conseqncia do uso de funes no determinsticas

para a transformao dos valores da chave de acesso em endereos do arquivo.

Para se tratar as colises, as solues mais freqentes usadas so Endereamento Aberto

com Pesquisa Seqencial e Encadeamento. A primeira consiste em fazer uma busca

sobre o arquivo para localizao de um endereo livre, sendo nele armazenado o

registro. A pesquisa do endereo livre de forma seqencial, ou seja, se o endereo E

gerado pela chave estiver ocupado, o prximo a ser consultado ser o endereo E + 1, E

+ 2,...,M,1,1,...,E - 1 at se encontrar um lugar vago para armazenar o registro.

Na segunda soluo, todos ou parte dos registros que colidem em um mesmo endereo

so juntados em uma lista encadeada, qual se tem acesso por meio do endereo gerado

pela funo de aleatorizao. As duas estratgias mais usadas so a utilizao de reas

de extenso e encadeamento puro.