Fichiers Organisations et Accès

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1 Fichiers Organisations et Accès Au début de ce cours, nous avions défini la notion de fichier et indiqué qu un fichier était caractérisé par son organisation. Nous avons travaillé jusqu à maintenant sur les fichiers en organisation séquentielle, tous les exercices et algorithmes n utilisaient que des fichiers ayant cette unique organisation. Il est grand temps de définir dans un premier temps les autres organisations de fichiers et de développer par la suite des algorithmes et des exercices en rapport avec ces nouvelles organisations. 1) LES SUPPORTS PHYSIQUES L organisation des fichiers et par conséquent les méthodes d accès aux enregistrements de ces fichiers sont intimement liées aux supports physiques. Il est donc important de rappeler quelques définitions fondamentales : les supports non -adressables : les bandes, K7, imprimantes.. les supports adressables : les disques, les CD-ROM ) Les supports physiques non adressables Les fichiers stockés sur ce type de support nécessitent de lire les N premiers enregistrements avant de traiter le N + 1 ème article. Si un tel fichier subit des mises à jour (modification, suppression, création), il sera nécessaire de créer un nouveau fichier physiquement différent du fichier d origine afin de prendre en compte ces diverses «mise à jour», nous avons défini l algorithme associé dans le chapitre précédent. 1-2) Les supports physiques adressables Les fichiers stockés sur ce type de support permettent de lire, de modifier, de créer de supprimer l enregistrement N + 1 sans s occuper des précédents. Cela permettra dans l hypothèse d une mise à jour de fichiers sur un tel support d effectuer les différents traitements de mise à jour (création, suppression, modification) sur un MÊME FICHIER PHYSIQUE.

2 2) LES ORGANISATIONS DES FICHIERS Nous allons définir rapidement les principales organisations des fichiers 2-1) L Organisation Séquentielle C est l organisation la plus simple à définir et à utiliser, c est l organisation utilisée dans les précédents chapitres. Les enregistrements sont lus dans l ordre dans lequel ils se présentent physiquement sur le support, ils sont écrits à l endroit où l on est positionné sur le support. Les différents fichiers des mises à jour doivent donc être triés sur le ou les mêmes identifiants. Cette organisation est adaptée à tout traitement de masse des données. Seule organisation acceptée sur les supports non adressables. L enregistrement N ne peut être traité qu après les N- 1 enregistrements précédents. En mise à jour, l algorithme doit établir des comparaisons entre les identifiants des différents fichiers afin d établir si l enregistrement courant fait l objet ou non d une mise à jour. Les temps d exécution peuvent être particulièrement importants. 2-2) L Organisation Séquentielle Indexée Les enregistrements sont identifiés par une clé primaire (identifiant) appartenant à l enregistrement Les enregistrements se présentent dans l ordre séquentiel croissant de la clé des divers enregistrements. On peut accéder séquentiellement aux enregistrements dans l ordre des clés. Les diverses clés sont stockées dans des index (tables) qui permettront d accéder DIRECTEMENT à un enregistrement désigné par sa clé. On distingue L index maître qui contient dans le cas de fichiers multi-volume, l adresse de chaque volume ainsi que la valeur de la plus grande clé des enregistrements présents sur chacun des volumes. L index de cylindre qui contient pour chaque volume concerné, l adresse de chaque cylindre ainsi que la valeur de la plus grande clé des enregistrements présents sur chacun des cylindres. L index de piste qui contient l adresse de chaque piste ainsi que la valeur de la plus grande clé des enregistrements présents sur chacune des pistes. Organisation uniquement réalisable sur les supports adressables.

3 Exemple : Lecture de l enregistrement dont la clé est 5863???? Volume m Cylindre n Index Volume Index Cylindre Index Piste Volume Clé max Cylindre Clé max. Piste Clé max m n p m 6589 n 5984 p La méthode d accès (programme système qui gère l accès aux enregistrements d un fichier) consulte l Index Volume, l enregistrement dont la clé est 5863 se trouve sur le volume m. La consultation de l Index Cylindre du volume m, établit que la clé 5863 se trouve sur le cylindre n. Enfin, la consultation de l Index Piste du cylindre n permet de conclure que la clé 5863 se trouve sur la piste p, une lecture séquentielle sur cette piste permettra de trouver précisément l enregistrement. Le raisonnement est identique pour la suppression d un enregistrement ou pour savoir sur quel volume, cylindre et piste un nouvel enregistrement devra être écrit. 2-3) L Organisation Relative L identifiant de l enregistrement est le rang où est stocké cet enregistrement. L enregistrement de clé «25» est en 25 ème position. Les enregistrements sont de longueur fixe et ne peuvent être bloqués. Aucun «Trou» n est permis, si un enregistrement est supprimé la place sur le support est conservé. L adresse de l enregistrement à traiter est définie par le calcul suivant : Organisation uniquement réalisable sur les supports adressables. Adresse de l enregistrement N = Adresse Début du fichier + (N - 1) * Longueur de l enregistrement du fichier en organisation relative. Organisation uniquement réalisable sur les supports adressables.

4 2-3) Les Organisations Adressées L ordre des enregistrements logiques (en fonction de la clé de chaque enregistrement) est sans rapport avec l ordre de stockage sur les supports Les enregistrements sont stockés sur le support en fonction d un lien préalablement établi entre la clé de l enregistrement et adresse de stockage de l enregistrement. Adresse absolue : CLÉ LOGIQUE = ADRESSE PHYSIQUE Adressage parallèle : Correspondance par l intermédiaire d une table entre valeurs des clés et les adresses physiques Adresse calculée : Le lien s effectue par une formule mathématique aboutissant à une bijection entre la clé logique et l adresse physique (algorithme de randomisation). Adresse relatif : Le lien s effectue par une double opération : T1 T2 Clé logique ====> Valeur X ====> ADRESSE T1 donne en général le numéro de piste T2 le décalage sur la piste. Organisation uniquement réalisable sur les supports adressables.

5 3) AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES DIFFERENTES ORGANISATIONS Type d organisation Avantages Inconvénients Séquentielle - Optimisation espace de stockage - Temps réduit pour accéder à l enregistrement suivant et à un grand nombre d enregistrements - Mise à jour coûteuse - Temps important pour accéder au N ème enregistrement - Temps important pour traiter quelques enregistrements Séquentielle Indexée - Temps réduit pour accéder à divers enregistrements à partir des tables des index - Gestion aisée pour les nouveaux enregistrements - Traitement séquentiel possible - Déperdition de place pour cause des tables des index - Réorganisation régulière de ces fichiers Relative - Très performant - Difficulté à établir un lien entre la clé et un numéro d ordre - Longueur des enregistrements fixe et non bloqué - Déperdition de place dans le cas de suppression Adressée - Grande rapidité d accès à l enregistrement - Difficulté de trouver des algorithmes fiables à 10% Le choix du type d organisation d un fichier sera fonction des traitements à réaliser sur ce fichier, de la masse de données à manipuler, c est au cours de la phase d analyse que l organisation d un fichier sera définie par conséquent son type de support.

6 4) LES DIFFERENTS TYPES D ACCES EN FONCTION DE L ORGANISATION DU FICHIER Il ne faut pas confondre ORGANISATION et ACCES Le type d organisation est défini à la création du fichier, l accès choisi sera fonction de l organisation du fichier et du traitement à effectuer. ORGANISATION SEQUENTIELLE ACCES SEQUENTIEL Il s agit du seul type d accès valide pour une organisation séquentielle, nous ne reviendrons pas sur les caractéristiques de ce type d accès. ORGANISATION SEQUENTIELLE INDEXEE ACCES SEQUENTIEL ACCES DIRECT Le principe de base pour l exécution des ordres d entrée-sortie en accès direct pour un fichier en organisation séquentielle indexée consiste à renseigner la clé de l enregistrement à traiter, cette clé appartient à l enregistrement. Dès que la clé est renseignée, il sera possible de : - LIRE directement un enregistrement (ordre de LECTURE DIRECTE) - CREER directement un enregistrement (ordre d ECRITURE) - MODIFIER directement un enregistrement (ordre de REECRITURE) - SUPPRIMER directement un enregistrement (ordre de SUPPRESSION) ACCES DYNAMIQUE Ce type d accès permet de combiner à volonté dans un programme l accès séquentiel et l accès sélectif en utilisant les ordres d entrée sortie appropriés. En accès dynamique, pour traiter directement des enregistrements, on utilise les mêmes ordres que l accès direct (LECTURE DIRECTE, ECRITURE, REECRITURE, SUPPRESSION) en ayant au préalable renseigné la clé de l enregistrement, ordres auxquels il faut rajouter : - L ordre de POSITIONNEMENT qui permet de se positionner de manière directe sur un enregistrement après avoir renseigné la clé ou une partie de la clé 1. Cet ordre est en général suivi par des ordres de lecture séquentielle comme le permet l accès dynamique. 1 Nous reviendrons plus longuement dans les exercices sur cet ordre de positionnement

7 En accès dynamique, pour traiter séquentiellement des enregistrements, on utilise l ordre de LECTURE SEQUENTIELLE. ORGANISATION RELATIVE ACCES SEQUENTIEL ACCES DIRECT Le principe de base pour l exécution des ordres d entrée-sortie en accès direct pour un fichier en organisation relative consiste à renseigner une clé qui identifie l enregistrement à traiter, cette clé est une zone de travail et n appartient donc pas à l enregistrement. Les ordres en organisation relative sont identiques à l organisation indexée : - LECTURE DIRECTE, ECRITURE, REECRITURE, SUPPRESSION. ACCES DYNAMIQUE Ce type d accès permet de combiner à volonté dans un programme l accès séquentiel et l accès sélectif en utilisant les ordres d entrée sortie appropriés. Les ordres en organisation relative sont identiques à l organisation indexée : - LECTURE DIRECTE, ECRITURE, REECRITURE, SUPPRESSION, POSITIONNEMENT, LECTURE SEQUENTIELLE. ORGANISATION ADRESSEE ACCES SEQUENTIEL Peu d intérêt. ACCES DIRECT Le principe de base pour l exécution des ordres d entrée-sortie en accès direct pour un fichier en organisation adressée consiste à partir de la clé qui identifie l enregistrement à traiter de trouver l adresse physique de l enregistrement par un algorithme de randomisation. Les ordres en organisation adressée sont : - LECTURE DIRECTE, ECRITURE, REECRITURE, SUPPRESSION.

8 TABLEAU RÉCAPITULATIF Type d organisation ACCES SUPPORTS Séquentielle SEQUENTIEL ADRESSABLE et NON- ADRESSABLE Séquentielle Indexée SEQUENTIEL, DIRECT et DYNAMIQUE ADRESSABLE Relative SEQUENTIEL, DIRECT et DYNAMIQUE ADRESSABLE Adressée SEQUENTIEL (pas d intérêt) DIRECTE ADRESSABLE 5) REMARQUES L utilisation des organisations étant liée au langage de programmation utilisé, pour les exercices à venir nous utiliserons les organisations séquentielles indexées et relatives propres au Cobol (langage lié à votre préparation). Il ne faut pas oublier de signaler une autre organisation des données sous forme de BASE DE DONNÉES, organisation la plus utilisée actuellement. La description, la typologie ainsi que les avantages des bases de données font l objet d un chapitre bien distinct de l algorithmie.

9 TRAITEMENT ALGORITHMIQUE DES FICHIERS EN ORGANISATION SEQUENTIELLE-INDEXEE ET EN ORGANISATION RELATIVE Nous allons détailler les différents ordres d entrée-sortie pour des fichiers en organisation séquentielleindexée et relative qui sont les organisations acceptées par le langage COBOL qui vous est proposé dans cette préparation. OUVERTURE DU FICHIER EN ENTRÉE : Ouverture du fichier uniquement en LECTURE. EN SORTIE : Ouverture du fichier uniquement en ECRITURE (Création ou Mise à jour d enregistrements). EN ENTREE-SORTIE : Ouverture du fichier pour effectuer des opérations de LECTURE, d ECRITURE, de SUPPRESSION. FERMETURE DU FICHIER LECTURE D UN ENREGISTREMENT Tout fichier doit être fermé après son utilisation. Lecture Séquentielle : Lecture de l enregistrement suivant, enregistrement qui sera transféré dans la zone de communication associée au fichier en mémoire centrale. Une clause de «Fin de Fichier» est associée à l ordre de lecture séquentielle. Cet ordre est valide pour des accès séquentiels ou dynamiques. Lecture Directe : Lecture directe de l enregistrement dont la clé a été renseignée, si l enregistrement existe celui-ci sera transféré dans la zone de communication du fichier. Une clause «Clé Invalide» est associée à l ordre de lecture directe qui permet d effectuer un traitement lorsque l enregistrement n existe pas dans le fichier. Cet ordre est valide pour des accès directs ou dynamiques.

10 ECRITURE D UN ENREGISTREMENT Ecriture Séquentielle : Ecriture en séquence de l enregistrement. Les enregistrements devront être écrits dans l ordre croissant des clés. En relatif Clé 1, puis 2, 3 etc... Cet ordre est valide pour des accès séquentiels. Ecriture Directe : Ecriture directe de l enregistrement dont la clé a été renseignée. Les enregistrements peuvent être écrits dans un ordre quelconque. Une clause «Clé Invalide» est associée à l ordre d écriture directe qui permet d effectuer un traitement lorsque l enregistrement existe déjà dans le fichier. Cet ordre est valide pour des accès directs ou dynamiques. REECRITURE D UN ENREGISTREMENT Réécriture Séquentielle : Ordre non standard, non utilisé dans la suite du cours. Réécriture Directe : Réécriture directe de l enregistrement dont la clé a été renseignée. Une mise à jour de l enregistrement en mémoire centrale dans la zone de communication aura été effectuée au préalable. Une clause «Clé Invalide» est associée à l ordre de réécriture directe qui permet d effectuer un traitement lorsque l enregistrement n existe pas dans le fichier. Cet ordre est valide pour des accès directs ou dynamiques. SUPPRESSION D UN ENREGISTREMENT Suppression séquentielle : Cet ordre est valide pour des accès séquentiels mais il faut au préalable avoir lu l enregistrement que l on désire supprimer. Suppression Directe : Suppression directe de l enregistrement dont la clé a été renseignée. Une clause «Clé Invalide» est associée à l ordre de suppression directe qui permet d effectuer un traitement lorsque l enregistrement n existe pas dans le fichier. Cet ordre est valide pour des accès directs ou dynamiques. POSITIONNEMENT SUR UN ENREGISTREMENT Positionnement: Le positionnement peut se faire sur la clé entière ou sur une clé tronquée. Dans le cas où l on renseignerait toute la clé, il y aura positionnement sur l enregistrement identifié par cette clé. Une clause «Clé Invalide» est associée à l ordre de positionnement qui permet d effectuer un traitement lorsque l enregistrement n existe pas dans le fichier. Il faut suite à un positionnement effectuer un ordre de lecture afin de récupérer l enregistrement en mémoire centrale pour traitement. Cet ordre est valide pour des accès séquentiels et dynamiques. Nous détaillerons dans un futur exercice, le positionnement sur clé tronquée

11 Symbolisme de ces ordres Entrée- Sortie Lecture Directe F_COMMANDES Lecture F_COMMANDES Lire Direct F_COMMANDES SI ALORS Clé Invalide Lire F_COMMANDES SI ALORS Fin de Fichier Lecture Directe Trait Ano_Lect Lecture Séquentielle T_Fin_F_Commande <== "Vrai" Ecriture Directe F_FICSOR Pour ces différents ordres en direct, la clé doit être préalablement renseignée Ecrire S_ENREG Ecrire Direct S_FICSOR SI ALORS Clé Invalide Ecriture Séquentielle Ecriture Directe Trait Ano_Ecr

12 Symbolisme de ces ordres Entrée- Sortie Positionnement sur F_FICSOR Réécriture S_Ficsor Se positionner sur enreg dont clé = T_ZoneClé SI ALORS Clé Invalide Réécrire S_Ficsor SI ALORS Clé Invalide Positionnement Trait Ano_Pos Réécriture Directe Trait Ano_Réecr Suppression sur F_FICSOR Pour ces différents ordres, la clé doit être préalablement renseignée Suppression F_FICSOR Suppression SI ALORS Clé Invalide Trait Ano_Supp