2 Вопросы программирования

Обратимся к возможностям языков программирования высокого уровня, позволяющим программистам работать с файлами, в данном случае — индексированными файлами. Помните, что индекс файла — это всего лишь еще один файл, содержащий список ключевых значений и адреса соответствующих записей. Поэтому, чтобы программист мог реализовать индексированный файл, язык должен предоставлять способы определения и регистрации местоположения каждой записи во время помещения ее на запоминающее устройство, а также способы возвращения к этому местоположению.

Расположение файлов на дисках. Предположим, что нам надо записать последовательный файл, текстовый файл или, возможно, изображение на магнитный диск. Очевидно, что эти данные займут более одного сектора, что означает, что при каждом обращении к данным нам придется считывать последовательно несколько секторов. В первую очередь обратите внимание на то, что по возможности весь файл следует записывать на одну дорожку (или один цилиндр). В противном случае при обращении к данным придется перемещать головку считывания-записи. Другая особенность не столь очевидна — не следует хранить данные в последовательных секторах дорожки. Наоборот, лучше после каждого использованного сектора пропускать несколько.

Причина заключается в том, что после считывания одного сектора происходит небольшая задержка перед чтением следующего. Если мы записали соседние части файла на соседние секторы на дорожке, к моменту, когда все будет готово к считыванию очередного сектора, он уже пройдет мимо головки считывания-записи. Тогда, чтобы считать данные из нужного сектора, придется ждать следующего оборота диска. Если же между считанным сектором и сектором, к которому мы собираемся обратиться, есть ненужные нам секторы, то мы успеем подготовиться к считыванию сектора к моменту, когда он достигнет головки считывания-записи. В случае, если дорожка разбита на 16 секторов, мы можем записать последовательный файл в секторы 5, 10, 15, 1,6, 11, 16, 2, 7 и т. д¹. Так мы используем все секторы на дорожке и сможем считать данные со всей дорожки всего за пять оборотов диска.

¹Такой метод размещения называется чередованием, а число пропускаемых секторов – фактором чередования (в нашем примере это 5). некоторые операционные системы позволяют изменять его (через BIOS) для ускорения обмена с накопителем на жестком диске.

Идеальный пример этому можно найти в среде языка программирования С. Функция fgetpos используется для получения текущей позиции в файле. Например, оператор

fgetpos(Personnel. &Position);

передает значение текущего положения в файле Personnel в переменную Position. (Способ кодировки этой позиции изменяется от системы к системе.) «Текущее положение» — это позиция, из/в которую в этом файле будет производиться следующая операция чтения/записи. Эту позицию можно использовать в индексе для сохранения местоположения записи на накопителе. Таким образом, если мы сохраним позицию, полученную при помощи fgetpos перед передачей на носитель каждой записи, то получим индекс, определяющий расположение записей. Если fgetpos используется для получения текущей позиции в файле, то при помощи функции fsetpos осуществляется переход к новой позиции. В частности, оператор

fsetpos(Personnel. &Position);

запрашивает перемещение текущего положения в файле Personnel к позиции, значение которой хранится в переменной Position. Если после этого оператора выполнить оператор чтения из файла, мы получим данные, хранящиеся в соответствующем Position месте. Таким образом, fsetpos — это необходимый инструмент для восстановления нужной записи с использованием информации, полученной fgetpos.

Короче говоря, функция fgetpos позволяет получить расположение элемента данных в файле, и, если мы сохраним это значение в индексе, то при помощи функции fsetpos сможем вернуться к этой позиции и считать данные.