Ієрархія даних

Всі дані в комп’ютерах складаються з бітів 0, 1. Об’єднуючи окремі біти в групи отримуємо можливість задавати бітові комбінації (n бітів – 2ⁿ комбінацій) і з їх допомогою представляти практично довільні елементи даних, що обробляються в комп’ютерах.

Наступний рівень – байти –– це символи, що мають фіксовану довжину в бітах. Зараз найбільш розповсюджений варіант байту – 8 бітів. 2⁸ – 256 символів.

Наприклад:

- цифрові символи: ‘0’…’9’;

- алфавітні символи: ‘A’…’Z’, ‘a’…’z’;

- спеціальні символи: ‘.’, ‘,’, ‘/’, ‘*’, ‘$’, …

Розподіл бітових комбінацій за символами, що ними представляються, називаються – символьними наборами.

ASCII – американський стандартний код для обміну інформацією, застосовується в системах передачі даних.

EBCDIC – розширений двійково–кодований десятковий код для обміну інформацією, застосовується для внутрішнього представлення.

В багатьох системах є механізми, що забезпечують використання обох кодів та взаємне представлення одного коду в інший.

Група взаємозв’язаних символів називається – полем. Поля бувають – числові, алфавітні, алфавітно–цифрові. Спеціальні символи – символьне поле.

Група взаємозв’язаних полів – це запис.

Ключ запису – це керуюче поле, яке однозначно ідентифікує даний запис.

Група взаємозв’язаних записів – це файл.

Найвищий рівень ієрархії даних часто називають – базою даних. База даних складається з групи взаємозв’язаних файлів.

Об’єднання в блоки та буферизація

Фізичний запис або блок – це одиниця інформації, яка реально читається з пристрою, або записується на нього.

Логічний запис – це сукупність даних, яка розглядається як одне ціле.

Якщо кожний фізичний запис вміщує тільки один логічний запис, то такий файл складається із не зблокованих записів.

Якщо кожний фізичний запис може вміщувати декілька логічних, то такий файл складається з записів, об’єднаних в блоки, або зблокованих записів.

У файлі з записами фіксованої довжини, всі записи мають однакову довжину, а розмір блоку звичайно є цілим кратним розміру запису.

У файлі з записами змінної довжини записи можуть мінятися за розміром до розміру блоку.

Формати записів

BL – довжина блоку; RL – довжина запису; Поля лічильників вміщають різноманітну керуючу інформацію: номер циліндра; номер головки; номер запису; довжина поля даних; контрольні байти.

Буферування – дозволяє виконувати обчислення одночасно з операціями вводу–виводу.

В основній пам’яті виділяються певні ділянки, де можна розташувати декілька фізичних блоків файлу одразу. Кожна з таких ділянок називається буфером.

Найбільш поширена схема буферизації – називається подвійною буферизацією і працює таким чином.

Розглянемо на прикладі виводу даних.

Існує два буфери.

- Спочатку записи, що формуються працюючим процесом, розміщуються в першому буфері, доки він не заповниться.

- Після цього ініціюється передача блоку даних з першого буферу в зовнішню пам’ять.

- Під час виконання цієї передачі процес продовжує формувати записи, які тепер розміщуються в другому буфері.

- Коли другий буфер заповниться та закінчиться передача даних з першого буферу, ініціюється передача даних з другого буферу.

- Процес продовжує роботу та формує записи, які тепер знову розміщуються в перший буфер.

Таке перемикання з буферу на буфер дозволяє виконувати операції вводу–виводу паралельно з обчисленнями.