книги из ГПНТБ / Левковиц, Д. Структуры информационных массивов оперативных систем
.pdfпоиск пяти документов в двух секторах. Пользователь затем может
потребовать список |
дополнительных |
ключей, |
которые |
лежат на |
том |
же пути, после чего |
система покажет |
ключи |
(2.4) из |
вершины |
S1.2.1 |
и ключи (6.15) из вершины Si.2.2- Выбор той или иной из этих групп сведет запрос к единственно возможному пути, т. е. отбор из вершин Si.1.1 или Si.1.2 происходит в соответствии со свойством 1 дерева, а именно все дескрипторы документов файла должны лежать на ка ком-либо из путей дерева. Таким же образом пользователь имеет возможность запросить другие дескрипторы «а более низких уровнях, например вершину S1.2, после чего он может найти ключ более удоб ный, чем ключ 3, для получения комбинации с ключом 2 может фор мировать объединения ключей с ключом 3 по очереди, чтобы сде лать свой запрос более широким. Наконец, пользователь может по требовать вершину более высокого уровня, чтобы сделать свой запрос более общим.
ПРИЛОЖЕНИЕ S
УСТРОЙСТВА ВНЕШНЕЙ ПАМЯТИ, ВЫПУСКАЕМЫЕ ЗАРУБЕЖНЫМИ ФИРМАМИ
Как было описано в гл. 2, внешняя магнитная память бывает трех типов: 1) диски с фиксированными головками или барабаны; 2) дис ки с подвижной головкой, барабаны или пакеты дисков и 3) накопи тели на магнитных полосках или магнитных картах. Все фирмы — производители ЭВМ используют один из двух (или оба) первых ти пов и только три фирмы IBM, RCA и NCR производят и используют третий тип, а некоторые другие фирмы собираются скомбинировать третий тип устройств со своим оборудованием. В табл. ПЗ-1—ПЗ-5 для каждой из пяти фирм — производителей ЭВМ приводятся данные об этих типах устройств.
Другие, не представленные в таблице производители выпускают аналогичное оборудование, хотя некоторые компании делают акцент из определенных соображений на определенном виде устройств. На пример, фирма Burroughs в настоящее время выпускает устройства памяти на дисках с фиксированной головкой всех скоростей и объ емов. С другой стороны, фирма IBM отдает предпочтение барабанам с фиксированной головкой для наиболее высокоскоростных устройств и дисковым пакетам для устройств промежуточной памяти или памя ти большого объема с большим временем случайной выборки. Эта фирма производит также накопители па магнитных полосках, т. е.
устройства третьего типа, для хранения |
больших |
массивов |
(400 млн. |
||
байт) |
с невысокой стоимостью |
и с |
большим |
временем |
доступа, |
а фирма UNIVAC использует для этой цели барабаны с подвижными |
|||||
головками. |
|
|
|
|
|
В |
первом столбце таблиц |
указан |
номер |
модели. Во втором |
|
столбце указано, к какому из трех типов относится данное устрой ство. В третьем и четвертом столбцах указаны время полного оборота диска или барабана и среднее время установки головки (или разме щения магнитной полоски для устройств третьего типа). Время TV случайной установки не имеет значения для устройств с фиксирован ной головкой, поэтому в таблицах в этом случае стоит прочерк. В пя том столбце указана скорость передачи последовательной информа ции с данного устройства в канал пересылки данных. В шестом столбце приведен объем одного модуля памяти для тех устройств,
200
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
ПЗ-1 |
|
|
|
Некоторые запоминающие устройства прямого доступа фирмы Burroughs |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Скорость |
|
|
|
|
Число блоков |
Наличие |
|
|
|
|
Время |
|
передачи |
Объем |
|
|
Объем |
автомати |
||
М о д е ль |
Тип З У П Д |
|
Объем дорожки, |
на устройство |
||||||||
оборота, |
|
информа |
модуля, |
блока, |
ческого чте |
|||||||
|
|
|
МЛС'К |
млсек |
ции, |
Мбайт |
байты |
Мбайт |
(канал) |
ния и свер |
||
|
|
|
|
|
управления |
|||||||
|
|
|
|
|
кбаііт/cjK |
|
|
|
|
|
ки |
записи |
9370-1 |
Диск с фи |
34 |
_ |
292 |
_ |
100 байт/сектор |
1 |
1 |
|
Да |
||
|
ксированной |
|
|
|
|
(переменное |
2 |
1 |
|
|
||
|
головкой |
|
|
|
|
количество |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
секторов на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
— |
дорожке) |
|
|
|
|
|
9372-15 |
То же |
40 |
218 |
То же |
10—50 |
10 |
То же |
|||||
9375-0 |
» |
Я |
46 |
— |
377 |
— |
|
|
100 |
10 |
|
|
9375-2 |
В |
Я |
80 |
— |
216 |
_— |
|
|
100 |
20 |
|
|
9375-3 |
Я |
я |
120 |
— |
395 |
я |
я |
100 |
40 |
я |
я |
|
Все приведенные здесь устройства используются с процессорами |
В2500 и В3500. Другие |
устройства могут использоваться с процессорами |
||||||||||
В5500, В6500, |
В7500 и В8500. |
|
|
і~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Модель
Т а б л и ц а ПЗ-2
Некоторые запоминающие устройства прямого доступа фирмы Honneywell
|
|
|
Скорость |
Тип З У П Д |
Время |
|
передачи |
оборота, |
млсек |
информа |
|
|
млсек |
ции, тыс. |
|
|
|
|
символ/CJK |
Объем |
|
Объем |
Число |
Наличие |
|
Объем |
блоков на |
автоматиче - |
|||
модуля в |
блока в |
||||
дорожки |
устройство |
ского чте |
|||
миллионах |
миллионах |
||||
в символах |
(канал) |
ния и сверки |
|||
символов |
|
символов |
управления |
записи |
|
|
|
|
155 |
Пакет дисков с подвижной |
35 |
100 |
147 |
1 ѵ84 |
4 602 |
3,68 |
2 |
Нет |
|
|
головкой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
258 |
То |
же |
25 |
65 |
208 |
4,6 |
4 602 |
4,6 |
8 |
|
259 |
я |
я |
25 |
80 |
208 |
9,2 |
4 602 |
9,2 |
8 |
л |
Модель
Продолжение ПЗ-2
|
|
|
Скорость |
Объем |
|
Объем |
Число |
Наличие |
|
Время |
|
передачи |
Объем |
блоков на |
автоматиче |
||
|
|
модуля в |
блока в |
|||||
Тип З У П Д |
оборота, |
млсек |
информа |
миллионах |
дорожки |
миллионах |
устройство |
ского чте |
|
млсек |
ции, тыс. |
символов |
в символах |
символов |
(канал) |
ния и сверки |
|
|
|
|||||||
|
|
|
символ/сек |
|
|
|
управления |
записи |
261 |
Диск с подвижной головкой |
25,8 |
78 |
190 |
_ |
9216 |
150 |
8 |
Нет |
||||
262 |
То же |
|
с |
подвижной |
25,8 |
78 |
120 |
— |
9216 |
300 |
4 |
Я |
|
273 |
Пакет дисков |
25 |
50 |
208 |
18,4 |
4 602 |
18,4 |
8 |
„ |
||||
|
головкой |
|
|
25 |
50 |
208 |
18,4 |
4 602 |
147,2 |
1 |
|
||
275 |
То же |
|
|
|
|
||||||||
278 |
я |
я |
|
|
|
25 |
50 |
416 |
35 |
8 760 |
280 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а ПЗ-3 |
|
|
|
|
Некоторые запоминающие |
устройства прямого доступа фирмы IBM |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость |
|
|
|
Число |
Наличие |
|
|
|
|
|
|
Время |
|
передачи |
Объем |
Объем |
Объем |
блоков на |
автоматиче |
Модель |
|
|
Тип |
З У П Д |
оборота, |
млсек |
информа |
модуля, |
дорожки, |
блока, |
устройств |
ского чте |
|
|
|
|
|
|
|
млсек |
ции, |
Мбайт |
байты |
Мбайт |
(канал) |
ния и сверкр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кбайт/сек |
|
|
|
управления |
записи |
2301 |
Барабан |
с |
фиксированной |
17,5 |
|
1 200 |
|
20 483 |
4,09 |
4 |
Нет |
||
|
головкой |
|
|
|
|
|
— |
|
|
|
|
||
1301 |
Диск с |
подвижной головкой |
34 |
120 |
70,1 |
2 160 |
56 |
5 |
» |
||||
2311 |
Пакет дисков с |
подвижной |
25 |
75 |
156 |
7,25 |
3 625 |
7,25 |
8 |
я |
|||
2314 |
головкой |
|
|
25 |
75 |
312 |
29,175 |
7 294 |
233,4 |
8 |
|
||
То же |
|
|
полосках |
я |
|||||||||
2321 |
ЗУ |
на магнитных |
50 |
500 |
55 |
40 |
2 000 |
400 |
8 |
в |
|||
(Data |
|
|
|
|
|
|
. |
350* |
|
|
|
|
|
Gell) |
|
|
|
|
|
|
|
550** |
|
|
|
|
|
* Предыдущая |
полоска |
восстанавливается. |
і ѣ Предыдущая |
полоска |
не воестаиавлввается. |
|
Некоторые запоминающие |
устройства |
прямого доступа |
фирмы RCA |
Т а б л и ц а |
ПЗ - 4 |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
Время |
|
Скорость |
|
|
|
|
Число |
Наличие |
|||
|
|
|
|
передачи |
Объем |
Объем |
Объем |
блоков на |
автоматиче |
|||||
М о д е ль |
Тип З У П Д |
оборота |
млсек |
информа |
м о д у л я , |
дорожки, |
блока, |
устройство |
ского чте |
|||||
|
|
|
млсек |
|
ции. |
|
Мбайт |
байты |
Мбайт |
(канал) |
ния и сверки |
|||
|
|
|
|
|
кбайті |
сек |
|
|
|
|
управления |
|
записи |
|
567-16, |
Барабан с |
фиксированной |
16,6 |
|
|
333 |
|
|
5 161 |
8,26 |
|
|
Нет |
|
567-8 |
головкой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,13 |
|
|
|
564 |
Пакет дисков |
25 |
85 |
|
156 |
|
7,25 |
3 625 |
7,25 |
|
|
|
||
(IBM 2311) |
Магазинная |
память на маг |
60 |
508 |
|
|
|
67 |
2 048 |
|
|
|
|
|
568 |
|
70 |
|
536,8 |
|
|
Да |
|||||||
|
нитных картах (подвижная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
головка) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Некоторые запоминающие устройства |
прямого доступа |
фирмы |
UNIVAC |
Т а б л и ц а |
ПЗ-5 |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
Время
Модель Тип З У П Д оборота,
млсек млсек
Скорость |
|
|
|
Число |
Наличие |
передачи |
Объем |
Объем |
Объем |
блоков на |
автоматиче |
информа |
модуля |
дорожки, |
блока, |
устройство |
ского чте |
ции, |
Мбайт |
байты |
Мбайт |
(канал ) |
ния и сверки |
к байт)сек |
|
|
|
управления |
записи |
FH880 |
Барабан с фиксированной головкой |
34 |
|
360* |
|
6 144** |
4,7** |
Да |
FH432 |
То же |
8,5 |
57 |
1 440* |
|
4 096** |
1,6** |
|
FASTRAND |
Барабан с подвижной головкой |
70 |
153,5* |
|
10 752** |
132** |
|
|
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
8411 |
Пакет дисков с подвижной головкой |
25 |
75 |
156 |
7,25 |
3 625 |
7,25 |
Нет |
8410 |
Сменный диск с подвижной головкой |
50 |
ПО |
85 |
3 , 2 - |
16 000 |
|
|
|
|
|
|
|
12,8 |
|
|
|
*Тысяч символов в секунду .
**Символов.
***На одном комплекте (он может быть заменен другим комплектом такого ж е объема).
которые имеют сменные пакеты дисков, кассеты, накопители п т. п. В седьмом столбце указан объем дорожки. В восьмом столбце пред ставлен объем целого блока памяти. В некоторых случаях блок совпадает с модулем, как в случае диског.ого пакета IBM 2311. а иногда он представляет собой совокупность модулей, как в случае периферийной памяти фирмы IBM 2314 или RCA. В девятом столбце указано число блоков, которое можно подключить к одному устрой
ству (или |
каналу) |
управления. В последнем десятом столбце указа |
|
но, |
обеспечивает ли электронное оборудование автоматическое чтение |
||
и |
сверку |
записи |
бе здаполнителыюго вращения. В устройствах, ие |
обладающих этим свойством, каждая запись сопровождается чтением, при котором программа сверяет запись. Это означает, что после каж
дого изменения записи на ЗУПД (такого, |
как показано |
в табл. |
8-11) |
||
требуется дополнительное вращение. |
|
|
|
||
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ |
4 |
|
|
ТЕМЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ И ЗАДАЧИ |
|
|
||
1. Покажите, каким образом модель |
информационной системы, |
||||
приведенная на рис. |
1-1, применима к библиотеке. |
|
|
||
2. С |
помощью |
набора схемных |
компонентов, |
приведенных |
|
з табл. |
1-1, постройте несколько информационных систем. Сравните |
||||
их по стоимости и опишите их относительные достоинства.
3.Исследуйте элементы сходства и различия между информа ционной системой и системой связи.
4.Рассмотрите схемно-программиое соответствие для систем
обработки с произвольным доступом, определенных в гл. 1.
5.Для рис. 1-1, 1-5 и 1-6 с помощью каталога оборудования сконструируйте и оцените схемную конфигурацию системы.
6.Перечислите достоинства и недостатки существующей системы
дискового пакета с головкой на каждую дорожку против системы
сподвижной головкой.
7.Что вы думаете о роли структуры информации и организации
файла в общесистемііом .проекте, если определить |
эти |
понятия так, |
||
как это сделано в книге? |
|
|
|
|
8. На каком уровне проходит различие между иерархической и |
||||
ассоциативной структурами |
информации? |
Следует |
ли их различать |
|
на всех уровнях? |
|
|
|
|
9. Приведите другие примеры иерархических |
информационных |
|||
структур. Можно ли представить себе структуру, |
содержащую |
|||
циклы? |
|
|
|
|
10. Каков, по вашему |
мнению, класс |
или классы |
пользовате |
|
лей, если он существует, который должен быть знаком с организа цией системы файлов.
11. Опишите последовательность обработки, соответствующую в реальном масштабе времени следующему запросу.
Условия:
AI (SAL, LT.7500)
А2 (AGE, BTW.20, AVERAGE AGE A3 (POSN = SALES) .
Обработка
F I L E = Al U A2 U A3.
204
12.Какие глаголы или функции, помимо указанных в гл. 4, были бы полезны в проблемно-ориентированном языке запроса?
13.Какой справочный декодировщик; по вышему мнению, наибо лее эффективен в смысле простоты программирования, скорости де кодирования, гибкости, скорости обновления, поясните, почему?
14.Как мог бы быть построен рандомизированный алгоритм пре образования единственного ключа записи переменной длины без
использования уровня косвенной адресации, изображенного на рис. 6-4.
15. Выведите формулу декодирующего дерева, использующую параметры табл. 6-3 и время поиска ключа в последовательности, выражающую соотношение между физическим объемом записи (С,—Сг ) и глубиной дерева.
16.Почему в формуле (5-9) исчезает а?
17.Каким образом информация иерархической структуры может быть представлена с помощью чисто ассоциативной организации файла?
19.Обслуживание пространства памяти с помощью формирова
ния списка свободной памяти представляет собой один из возможных методов управления пространством памяти. Рассмотрите несколько примеров с этим подходом и сравните его г другими методами.
20. Постройте программу управления блоком логической обра ботки (см. рис. 7-6) для обработки функции запроса в нормальной дизъюнктивной форме, нормальной конъюнктивной форме, произволь ной факторизованной форме.
21.Постройте экономичную, но высокоэффективную систему хра нения и выборки для системы, выдающей 5—10 документов (писем, отчетов, заметок) в день. При каком объеме данных спроектирован ная система потеряет рентабельность?
22.Постройте и приведите блок-схему системы пакетной обра ботки, рассмотренной при описании табл. 7-8.
С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы
'1. Stone P. J. An introduction lo the general inquirer: A computer system for the study of spoken or written material. Nrw York, Simulmatics Corp., 11962.
2.Miller G. A. Penink, a computer program and documentation written for the IBM 7040. Philadelphia, University of Pennsylvania, 1964.
3.Lebley R. S. Digital computer and control engineering. New York, McGraw-Hill Book Co., 1960.
4.Jonker information systems (Manual). Gaithersburg. Maryland, Jonker Corporation, 1967.
5.Hsiao D., Prywes N. S. A system to manage and information system. F. I. D./I. F. I. P. Conference 1967. On mechanized informa
tion, storage retrieval and 'dissemination. Rome, Italy, June 1967.
6.IDS/COBOL General Electric Information System. CPB-144. August 1966.
7.Newell A. Information processing, Language V manual. Englewood, New Jersey, Prentice^Hall, Inc., 1961.
8.Peril's A. J., Thornton C. Sympot manipulation by threaded
list.— «Communications of the ACM». April |
1960, vol. Ill , № 4. |
|
|||||
9. Weizenbaum J. Knotted List |
Structures.— «Communications |
of |
|||||
the ACM, Mardi |
1962, vol. V, № 3. |
|
|
|
|
|
|
10. Prywes |
N. S., Gray H. J. et |
al. The multi-list type |
associative |
||||
memory.— «Proc. of Symposium on |
Gigacycle Computing |
Systems», |
|||||
AI БЕ Publication, January 1962, № S-13. |
|
|
|
|
|||
dl. Landauer W. I. The balanced tree and its utilization in in |
|||||||
formation |
retrieval.— «Transactions |
on Electronic |
Computer of |
the |
|||
IEEE». 5 December, 1963, vol. EC - XII, № 5. |
|
|
|
||||
12. Johnson L. R. An indirect chaining |
method |
for addressing |
on |
||||
secondary |
keys.— «Communications |
of the |
ACM». May 1961, vol. IV, |
||||
№ 5.
•IS. Needham R. M., Sparck J. K. Keywords and clumps — recent work on information retrieval at the Cambridge language research unit.— «Journal of Documentation». March 1964, vol. XX, № 1.
|
|
|
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
|
|
|
|
||||
Предисловие |
к русскому |
изданию |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||||
Предисловие |
автора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
||
Г л а в а |
п е р в а я . |
Информационная система |
|
|
|
|
7 |
||||||||
1-1. Модель информационной системы |
|
|
|
|
|
7 |
|||||||||
Г л а в а |
в т о р а я . |
Запоминающие |
устройства прямого доступа |
33 |
|||||||||||
Г л а в а |
т р е т ь я . |
Структура |
информации |
и |
организация |
|
|||||||||
файла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
41 |
|
||
3-1. |
Функциональные требования к организации файла |
. |
4 |
||||||||||||
3-2. |
Структура |
информации |
и организация |
файла . . |
. |
4 |
|||||||||
Г л а в а |
ч е т в е р т а я . Язык |
запроса |
|
|
|
|
|
|
65 |
||||||
Г л а в а |
п я т а я . |
Классификация |
методов |
организации файла |
87 |
||||||||||
Г л а в а |
ш е с т а я . |
Методы декодирования |
справочников . |
. |
98 |
||||||||||
6-1. Дерево усеченных ключевых слов |
постоянной длины |
,99 |
|||||||||||||
6-2. Дерево однозначно усеченных ключевых слов перемен |
|
||||||||||||||
ной |
длины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
105 |
||
6-3. Дерево полных ключевых слов переменной длины . |
. |
110 |
|||||||||||||
6-4. Метод рандомизации |
|
|
|
|
|
|
|
|
111 |
||||||
6-5. Требования декодера к объему |
памяти и времени до |
|
|||||||||||||
ступа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
116 |
|
||
6-5-1. Формулы для дерева декодера |
|
|
|
|
117 |
||||||||||
6-5-2. Формулы для рандомизатора |
|
|
|
|
121 |
||||||||||
6-5-3. Сравнение требований к объему |
памяти . . |
. |
123 |
||||||||||||
6-6. Скорость |
декодирования |
|
|
|
|
|
|
129 |
|||||||
Г л а в а |
с е д ь м а я . |
Методы организации |
поиска |
файла . |
. |
132 |
|||||||||
7- 1. Мультисписковая |
организация |
файла . . . . |
. |
133 |
|||||||||||
7-2. Организация |
файла |
по |
методу |
инвертированного |
|
||||||||||
|
списка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
135 |
|
|
7-3. Мультисписковая |
организация |
с управляемой длиной |
|
||||||||||||
|
списка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
139 |
|
|
7-4. |
Посекторные |
разбиения |
|
|
|
|
|
|
|
143 |
|||||
7-5. Автоматическая |
классификация |
|
|
|
|
|
149 |
||||||||
7-6. Автономная |
генерация |
файлов |
со |
списковой |
структу |
|
|||||||||
|
рой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
7-7. Время выборки из файла |
|
|
|
|
|
|
156 |
||||||||
Г л а в а |
в о с ь м а я . |
Обновление |
и обслуживание |
оператив |
|
||||||||||
ного |
файла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 |
|
|
8- 1. Оперативные обновления мультисписковых файлов . 161
207
8-2. |
Оперативное обновление списков с инвертированной |
|
||||||
|
структурой |
|
|
|
|
169 |
||
8-3. |
Оперативное обновление секторов |
|
173 |
|||||
8-4. |
Использование |
свободного места памяти |
. . . |
173 |
||||
8-5. |
Расчет |
времени |
обновления |
|
176 |
|||
8-6. Сравнение методов организации файла |
. . . |
181 |
||||||
Приложение |
1. Реализация |
информационной системы . . |
186 |
|||||
Приложение |
2. |
Автоматическая |
классификация |
процессов |
|
|||
поиска |
|
|
|
|
|
|
189 |
|
Приложение |
3. |
Устройства |
внешней памяти, |
выпускаемые |
|
|||
основными |
зарубежными |
фирмами |
|
200 |
||||
Приложение |
4. |
Темы для обсуждения и задачи |
. . . |
204 |
||||
Список |
литературы |
|
|
|
|
206 |
||
