книги из ГПНТБ / Левковиц, Д. Структуры информационных массивов оперативных систем

В

некоторых языках

запроса высказывания

отно­

сительно ф о р м а т а выходных данных

перемешаны с вы­

сказываниями д л я обработки, однако

в

описываемом

прототипе в

целях иллюстрации работы блока обработ ­

ки в

чистом

виде

эти

две

функции

четко

разделены.

Более

того,

такое

разделение может

оказаться

вполне

оправданным

с инженерно-психологической точки зре­

ния, потому

что при продумывании вопросов обработки

информации

человек

обычно знает, какие данные и когда

работку, может

оказаться

более предпочтительным.

Н а

принятом

языке вводится высказывание PRINT (п),

что

означает,

что

данные

будут напечатаны согласно

тированных но

равным значениям

PROCUREMENT

A C T I O N (PROCUREMENT

A C T I O N

5,

PROCURE­

M E N T A C T I O N

6 и т. д . ) .

Следовательно,

три послед­

тировки

называют

сечениями. Обработка

высказывания

FOR

FILE2 т а к ж е

демонстрирует интересную особен­

ность

во

взаимодействии человек — машина . Л ю д и ,

при­

выкшие

работать

над

составлением

документов

или

использующие их,

знают, что

наиболее

эффективный

способ

классификации

сечений

состоит

в

предваритель­

вые значения внутри

сортируемой

последовательности.

Разумеется,

здравый

смысл

подсказывал

бы

т а к у ю ж е

процедуру.

Следовательно,

в целях увеличения эффек ­

тивности обработки естественно

поместить

высказыва ­

ние FILE3='SORT Dl*

по классификации

сечений, хотя

Н а

рис.

4-4 изображается в о з м о ж н а я

форма доку­

мента,

полученная в

соответствии с выходным

форматом

(рис. 4-5).

Ответ без

метки начинается с

1-й

строки за-

TOTAL ACTIONS AND DOLLARS OR NEW

CONTRACTS

TOTAL ACTIONS 8

TOTAL DOLLARS

§325,800

CONTRACT MODIFICATIONS AND DOLLARS BY TYPE

CONTRACT MODIFICATION

NUMBER

DOLLARS

Additional Task

18

3,252,000

Change of Scope

3

70,000

Termination

1

65,000

Renegotiation

4

120,000

Рис. 4-4. Форма документа для запроса 2.

головком T O T A L ACTIONS A N D D O L L A R S

OF NE W

CONTRACTS. Поскольку

функция

TAB (пробел)

отсут­

ствует, печать начинается с левой

границы. Н а 3-й стро­

ке (2-я строка пропущена) после

TAB 10 (десяти

про­

белов) печатается метка

T O T A L

A C T I O N ,

непосред­

промежуточное поле памяти,

ранее определенное в поис­

ковом разделе обработки. Это поле,

как указано выше,

содержит подсчет

или T A L L Y дл я F U L E 1 . Н а 4-й строке

вслед за пробелами печатается

метка T O T A L D O L L A R S

с последующим значением S1,

с о д е р ж а щ и м

сумму AC­

T I O N A M O U N T S

новых контрактов.

Н а 7-й строке,

начиная от

края,

'печатается заголо ­

вок CONTRACT M O D I F I C A T I O N S

A N D D O L L A R S BY

TYPE; на 9-й строке от к р а я

заголовки — CONTRACT

M O D I F I C T A I O N ,

N U M B E R после TAB (20)

д в а д ц а т ь

пропусков и D O L L A R S после

TAB (40).

6-88

81

С л е д у ю щ им форматом вывода

является

PRINT

(1),

на который имеется ссылка

в разделе Обработка, свя­

з а н н а я € FILE3 .

Этот

ответ

будет

выдан в

соответству­

ющее

время при обработке;

в рассматриваемом

приме­

ре оно выполнится для каждого сечения

FILE3 (т. е. для

всех

отличных

между

собой

значений

функций

SAME

Dl*).

Оператор

PRINT

начинается

с 10-й

строки

и

зани­

ходимо, т. е. д л я

каждого 'повторения PRINT

(1) в

раз­

деле Обработка

намечается следующая

строка

из

да. Печать начинается от левой

границы,

поскольку

предшествующая функция T A B отсутствует. Таким об­

разом,

термины

A D D I T I O N A L

TASK, C H A N G E

OF

SCOPE, T E R M I N A T I O N

R E N E G O T I A T I O N

принадле­

ж а т полю PROCUREMENT

A C T I O N

с кодом,

более

4,

и выбираются из файла согласно логическому

в ы р а ж е ­

нию поиска FILE2 . На

той

ж е

строке

находится

функ­

ция TAB 20,

после

чего

печатается

значение

из

Т2.

Из

р а з д е л а Обработка

поиска по запросу

видно,

что

значе­

ние из Т2 есть подсчет

числа

сечений

по

значениям

PROCUREMENT A C T I O N , т. е. кратность,

с

которой

данное значение PROCUREMENT A C T I O N

появляется

в выборке из FILE2 . После T A B 40

печатается

значение

из FILE2, представляющее

сумму

A C T I O N

A M O U N T S

д л я напечатанного значения PROCUREMENT A C T I O N .

Таким образом, на рис. 4-4

показано,

что

PROCURE­

M E N T A C T I O N

A D D I T I O N A L

T A S K

встречается в

вы­

борке

18 раз,

а

о б щ а я

сумма

в д о л л а р а х ,

связанная

с этой

акцией,

равна 3 252 000;

C H A N G E OF

SCOPE

повторяется

три

раза,

а о б щ а я

сумма

по

всем

трем

ак­

циям

равна

70 000

и

т.

д.

Последнее

высказывание

в последовательности

оператора PRINT

(1)

содержит

функцию REPEAT без аргумента и означает возвраще­

ние управления в блок поиска

раздела

обработки.

Та­

ким образом-,

четыре строки

отчета,

начиная

с

10-й

( A D D I T I O N A L

T A S K

183,

252

000),

печатаются в

ре­

зывания PRINT

(1).

Н а

рис. 4-6

представлен еще

более

сложный пример

языка

запроса,

п р и н а д л е ж а щ и й

тому

ж е прототипу.

ACT

5,

PR1,

FA2586

R E T R I E V E AND REPORT

OUTPUT D E V I C E

•

LINE PRINTER

DATA CONDITIONS

Al

(SEX=M)

A2

(AGE .GT. AVERAGE

(AGE))

A3

(SALARY

.GT. MAX

i R E N T + L I V E X P )

PROCESSING

INTRA

F I L E

1=A1

AND A2 AND A3

INTER

FOR

F I L E

1

F I L E 2 = NAME, ADDRESS, A2*,

A3*

FOR

F I L E

2

F I L E 3 = SORT A3*, NAME

OUTPUT

FORMAT

(LIF) WHOLE RECORD

F I L E 3

Рис. 4-6. Образец запроса 3.

В отличие от

предыдущих

примеров в раздел

Условие

чает,

что

значение

из

А2 образуется

в

результате

вычис­

ления функции A V E R A G E . Возможность работы запро ­

са такого типа в условиях реального

м а с ш т а б а

времени

поиска зависит от нескольких факторов .

Во-первых, ес­

ли аргумент

функции

(в н а ш е м

случае AGE)

является

ключом

и

если

справочник

организован

правильно,

поиск

в

реальном

масштабе

времени,

возможен .

Схема

справочника,

п о з в о л я ю щ а я реализовать

такой

тип поис­

ка, называется

деревом

и

будет

рассмотрена н и ж е

в гл.

6.

К а ж д о е

из значений

AGE

можно

поместить

в справочник-дерево

и

далее

вычислить

среднее

значе­

ние.

Если аргументом

функции

служит

классификатор,

6*

83

виям ключей

р а з д е л а

Условие, что,

разумеется, отлича­

ется от среднего значения по всему

файлу . В этом

слу­

чае поиск в

реальном

масштабе времени, возможен,

но

ограниченный смысл указанных функций. Если

ж е в ка­

честве второй

альтернативы функции

всегда

относятся

к файлу в целом, поиск

в реальном

масштабе времени

по

аргументам

классификатора невозможен,

поскольку

для

получения

значений

функции необходим

просмотр

стоит в вычислении с л о ж н ы х

аргументов. Если аргумен­

ты RENT и L I V E E X P были

бы ключами,

поиск в

реаль­

ном

масштабе

времени

по

условию

A3

логически

был

бы

невозможен,

поскольку

тогда

через

справочник

д о л ж н ы быть вычислены

все

параметры

комбинации

этот займет много времени, эти комбинации

сами

по

себе

бессмысленны.

Следовательно,

единственное

ра­

зумное решение состоит в том, что

этот

тип

.условий

действует только

на

выбранном

списком

лодфайле,

(т. е. как классификатор) . При этом опять

ж е

пользо­

ватель

д о л ж е н

сознавать,

что

условие

прнложимо

не

к

полному

файлу,

а

к

его

подфайлу,

образованному

с

помощью

ключей.

Внутризаписная

логика

поиска

в

приводимом

приме­

ре

представлена

конъюнкцией

трех

элементов.

М е ж з а ­

писная обработка найденного ф а й л а

(файл

с

меткой

FILE1)

состоит

в

создании

файла

(с

меткой

F I L E 2 ) ,

представляющего

собой

выборку полей

из к а ж д о й

запи­

си

F I L E 1

(т. е.

полей

ключей

или

классификаторов)

с

именами

N A M E ,

ADRESS,

AGE,

SALARY.

Может

оказаться,

что

при

этом

д а н н ы е т а к ж е

редактируются и

подвергаются

выборке. Д а л е е ,

все

записи F I L E 2

сорти­

руются

по

N A M E

внутри

SALARY,

и

отсортированный

файл

получает

метку

FILE3 .

Р а з д е л

Выходной

формат состоит из

печати

FILE3,

начиная

с

1-й строки. Следует заметить,

что

в докумен­

те появятся только четыре отобранных поля

(FILE2),

отсортированных

по

N A M E в

пределах

SALARY.

По­

скольку

заголовки и пропуски в указаниях д л я

печати

от­

сутствуют, из библиотеки процессора запроса

может

быть

выбран

стандартный

формат

печати

записи

и

•

Al

(ACC NO. = 67215)

A2

(GRADE=67)

PROCESSING

INTRA

F I L E

1=A1

FOR

F I L E 1

D E L E T E KEY GRADE

ADD KEY A2

Рис. 4-7.

Образец запроса 4 (обновление).

с его

помощью

под

управлением

системной

функции

W H O L E RECORD

отпечатана соответствующая

стра­

ница

документа.

Н а

рис. 4-7 и

4-8 представлены варианты формули - .

ровки

задачи обновления

файла

на языке

прототипа

запроса. Первый

из

них,

идентифицируемый как

MR 76,

ствами. Р а з д е л

Условие содержит

имена полей данных

и значения, участвующие

в

обновлении; AI

— номер до­

ступа единичной

записи,

А2

— имя

ключа

и значение,

MR77,

PRIORITY 2, FA8721

UPDATE

OUTPUT D E V I C E

TYP

DATA CONDITIONS

В (YEAR.BTW.1966,

1969)

С (TYPE=XL78)

D (STR COL PLAN NO. 87Ѳ5231Е)

PROCESSING

INTRA

F I L E

1=B

AND

С

INTER

FOR

F I L E

1

D E L E T E DATA E7

ADD

DATA

F7

D

RESTORE F I L E 1

OUTPUT FORMAT

(LIF) DATA

F I L E 1

Рис. 4-8. Образец

запроса

5

(обновление).

новлении

участвует одна запись и оно

не

зависит

от

с о д е р ж а н и я других записей, процедура обработки

огра­

ничивается внутризаписной обработкой.

Пусть

в

файле

F I L E 1 с помощью

двух

системных

функций

д о л ж н а

быть обновлена запись

AI.

С н а ч а л а

из

записи

изыма­

ется ключ GRADE . Таким о б р а з о м из записи

исключа­

ется, возможно,

неизвестны

пользователю

как

имя

GRADE,

та к и его значение,

а сама запись

исключается

из списка

пар N A M E / V A L U E . З а т е м

к записи

присоеди­

Н а

рис. 4-8

представлен

последний пример запроса.

З а п р о с

состоит

в обновлении

и содержит требование на

работу

с внешним устройством. Обновляемый файл

били типа

X L 78, произведенных

в период

1966— 1969 гг.

П о д ф а й л

F I L E 1 создается

как результат

спискового по­

иска при внутризаписной

обработке. Из каждой

записи

F I L E 1 исключается

поле

D A T A F7.

В

случае,

если

D A T A представляет

собой

подзапись

фиксированного

формата, поле F7 находится из описания формата

запи­

си. Д л я подзаписи

переменного

формата

поле

опреде­

ляется по

оглавлению (table

of

contents).

После

этого

усеченное

условие D присоединяется к полю DATA F7.

Это означает, что содержимое D рассматривается

прос­

то как алфавитно - цифровое значение

и в таком

виде

помещается непосредственно в поле F7. Наконец, вос­

станавливается обновленный

файл

F I L E 1 .

Система

тельно

возрастает. Н а всех уровнях управления

эти

средства

станут рассматриваться как существенная

ос-

пользования

состоит

в

следующем:

1)

поиск

информации в гибко

организованном фай­

ле по

произвольному

набору ключей н классифика ­

торов;

2)

выполнение

разнообразной

высокоэффективной

туре

файла .

Д а л е е

были

введены

три

определения:

информационной

структуры,

структуры

файла

(органи­

зация)

и

структуры

данных.

К а к было

указано,

инфор­

мационная структура, о т р а ж а я

относительно

постоянные

свойства

файлов

и

данных,

рассматриваемых

проекти­

ровщиком

автоматизированной

системы,

определяется

вне сферы его действия. Структуры

ф а й л а

и

данных

представляют

для

проектировщика

непосредственный

интерес, хотя

по

сравнению

со

структурой

файла струк­

тура

данных

относительно

проста,

если

рассматривать

в основном форматы записей и управления

структурой

списка. Понятие

структуры

файла

имеет

д л я

проекти­

именно при

организации структуры ф а й л а он

принима­

ет решение

о методе разбиения файла, типе

конструк­

цессора, запроса и т. д. Главы

б—8 полностью посвяще­

ны этим

вопросам.

В

гл.

5 с целью сбора и объединения различных ме­

тодов

и

концепций, полезных

проектировщику, прово­

ла. Т а к а я

систематизация полезна т а к ж е

при

сравнении

различных

методов с экономической

точки

зрения.

поненты

системы, символы З У П Д обозначают

интересую­

щие нас

файлы (в частности, систему ф а й л о в

со списко­

рующему

Справочнику

состоит

из

идентификатора

за­

проса ID, ключей поиска, условий

и

функций

поиска

соответственно в

той

форме,

в

которой

они

фигурируют

в р а з д е л а х

запроса Условия

и Обработка .

Декодирующий

Справочник

ключей

переводит

пары

И м я Ключа/Значение

(или

Значения

в зависимости

от

спискового

подхода)

с

естественного

языка

в адрес

или

серию

адресов,

у к а з ы в а ю щ и х

на

начальный

адрес

списка

в

ф а й л е или

серию начальных

адресов,

а

в

слу­

чае инвертированной

списковой

системы — в адрес

д л я

каждой

записи

файла,

удовлетворяющей

ключевому

условию. Необходимая д л я декодирования

информация

находится

в З У П Д

в

таблице,

называемой

Справочни­

ком Ключей

(Key

Directory). Помимо

передачи

этих

ад­

ресов Декодирующий

Справочник

может выдать

допоис-

ковую

статистику,

у к а з ы в а ю щ у ю

оценку

сверху

д л я

параметров

предстоящего

поиска. К а к

будет

показано

ниже, отличные

м е ж д у

собой

способы

организации

поиска.

К а к статистика, так

и список

адресов

переда­

ются Исполнительной

Программе.

П р о г р а м м а эта представлена

на рис. 1-3 в виде

бло­

ка 4.2. В системах с запроектированным

мультитерми-

нальным откликом в реальном масштабе, времени

Ис­

полнительная

Программа

может

осуществлять

работу

в р е ж и м е

мультивопросов.

Это

можно

понимать

или

в смысле управления

несколькими процессорами (муль­

типроцессорный р е ж и м ) , к а ж д ы й

из которых

на

рис. 5-1

идентифицируется

как

Область

Управления

Запросом

(Query

Execution

Area — Q E A ) ,

или в

смысле

р а б о т ы

с моделью

мультипроцессора,

где к а ж д а я QEA

представ­

ляет собой разбиение оперативной памяти.

П р и

этом

Исполнительная

Программа

выполняет

функции

пере­

ключателя

различных

QEA,

реализуя д л я

N

запросов

разделение

во

времени

д л я

процессора

и

работы

с файлами .

Про­

Второй поток данных идет непосредственно

от

цессора

Запроса

к Исполнительной

Программе

Поиска.