آبجی
27th March 2010, 08:06 PM
مباحث درس ذخيره و بازيابي اطلاعات در دو عنوان :
.1 ذخيره وبازيابي اطلاعات Information Storage And Retieval
.2 ساختار فايلها File Structures
خلاصه ميشود .
منظور از ساختار فايلها سازماندهي داده ها روي دستگاههاي ذخيره سازي ثانويه است . بعبارت ديگر اين درس به نحوه ذخيره داده در فايلها و عمليات لازم براي دستيابي به داده ها روي حافظه هاي جانبي ميپردازد . بهينه كردن طراحي ساختار فايلها باعث ميشود تا برنامه ها صدها بار سريعتر اجرا گردند .
لازمه مديريت فايلها و آشنايي با ساختار آنها اشنايي با نحوه ذخيره كردن اطلاعات است كه لازمه آن نيز اشنايي با انواع حافظه ها و هر آن چيزي كه بتوان اطلاعات را در آن ذخيره كرد و از انها اطلاعات وارد شده را دوباره خواند .
امروزه اغلب براي ذخيره وبازيابي از حافظه ديسك استفاده ميگردد و مشكل اصلي در طراحي ساختار فايل زمان نسبتا زيادي است كه براي بازيابي اطلاعات از ديسك لازم ميباشد .
مهمترين فاكتور در طراحي ساختار فايلها به حداقل رساندن تعداد دستيابي به ديسك و به حداكثر رساندن احتمال وجود اطلاعات مورد نياز در حافظه اصلي است .
همانطور كه قبلا نيز گفته شد بديهيست براي بررسي انواع ساختار فايلها لازم است كه شناخت كافي از حافظه هاي مورد استفاده براي فايلها را داشته باشيم .
تعريف عام حافظه :
هر دستگاهي كه قادر به نگهداري اطلاعات باشد وبتوان اطلاعات را در آن ذخيره كرد به نحوي كه استفاده كننده از ان بتواند در هر لحظه كه لازم باشد به اطلاعات مورد نيازش دسترسي داشته باشد .
خصوصيات مشترك انواع حافظه :
الف ) نوشتن و خواندن : هر حافظه اي قابليت دارد كه بتوان بر ان نوشت ( درج اطلاعات) و يا از ان خواند ( واكشي اطلاعات) مثلا در RAM و ديسك سخت هم ميتوان نوشت هم خواند . اما در حافظه اي مانند ROM و CD-ROM فقط ميتوان اطلاعات را خواند .
ب ) نشاني پذيري : هر حافظه اي مجهز است به يك مكانيسم نشاني پذيري .
ج) قابليت دستيابي - آدرس دهي : هر حافظه اي از طريق مكانيسم نشاني دهي مورد دستيابي قرار ميگيرد . هر حافظه اي داراي يك شيوه آدرس دهي ميباشد كه به كمك ان خانه هايش قابل دستيابي ميگردد مثلا حافظه RAM آرايه اي از بايتهاست كه هر كدام يك آدرس (عدد يكتا) دارند . يا هارد ديسك به صورت سه جفت عدد (شماره هد / شماره سيلندر / شماره سكتور) آدرس دهي ميشود .
د) ظرفيت : هر حافظه اي داراي ظرفيتي است كه به بيت يا بايت بيان ميشود يا به اضعافي از بايت .
ه) زمان دستيابي : مدت زمانيست كه براي خواندن و نوشتن به كار ميرود . از لحظه اي كه دستور خواندن و نوشتن داده ميشود تا هنگامي كه حافظه مورد دستيابي قرار ميگيرد را زمان دستيابي گويند . مثلا زمان دستيابي حافظه هاي RAM در حدود 120 نانوثانيه است و زمان دستيابي ديسك حدود 30 ميلي ثانيه است . يعنيRAM حدود 250 برابر سريعتر از ديسك است .
و) نرخ انتقال يا سرعت انتقال rate : كميتي از اطلاعات كه در واحد زمان از حافظه قابل انتقال است واحد ان بايت در ثانيه يا اضعافي از ان است .
ز( فرار و غير فرار يا مانا و نامانا : حافظه هايي كه با رفتن برق اطلاعات انها از بين ميرود حافظه هاي فرار volatile و آنهايي كه با رفتن برق داده هاي خود را حفظ ميكنند غيرفرار non volatile ميگويند . حافظه هاي اصلي اغلب فرار و حافظه هاي جانبي غير فرار هستند .
دلايل به كارگيري انواع مختلف حافظه :
الف) حافظه هاي درون ماشين هنوز داراي ظرفيتهاي محدود هستند.
ب) تنها ان اطلاعاتي كه موردنياز برنامه در حين اجراهستند لازم است در حافظه ماشين مقيم شوند .
ج) رسانه هاي ذخيره سازي سريع غالبا گران هستند .
د) معمولا برنامه ها به حافظه بيشتري از انچه كه واقعا سيستم ميتواند در محيط درون ماشين تامين كند احتياج دارد .
ه)حجم اطلاعات بشر پيوسته در حال افزايش است .
داشتن يك سلسله مراتب بهينه يكي از عوامل موثر در افزايش كارايي سيستمهاي ذخيره سازي است .
براي طراحي يك سيستم ذخيره سازي از الگوريتمهايي مبتني بر انكه : چه اطلاعاتي چه مدتي و به چه منظوري درچه سطحي از سلسه مراتب امد و شد داشته باشد .
حافظه به دو دسته تقسيم ميشود :
1.حافظه اوليه : اصلي – درون ماشيني : كه پردازند جهت اجراي برنامه مستقيما با ان سروكار دارند .
2.حافظه ثانويه : جانبي – برون ماشيني : كه جهت ضبط اطلاعات و فايلها به كار ميرود .
ميتوان گفت يك سيستم كامپيوتري از دو بخش برون ماشيني و درون ماشيني تشكيل شده است .
منظور از محيط درون ماشيني : پردازنده حافظه اصلي و عناصر داخلي كامپيوتر است .
منظور از محيط برون ماشيني : تجهيزات جانبي آن مثل هارد ديسك پرينتر و غيره ميباشد .
موضوع بحث در درس ذخيره و بازيابي اطلاعات نگهداري اطلاعات و ذخيره سازي و بازيابي انها با هم است .
در نرم افزار كاهش حجم اطلاعات و نگهداري اطلاعات مهم است .
امنيت = محدودكردن دسترسي
درستي = اطلاعات ذخيره شده بايد همانطور كه ذخيره شده اند بايد بازيابي شوند .
كاهش اتلاف منابع ، به دو دليل پول و زمان چه از لحاظ سخت افزاري و چه نرم افزاري وابسته است .
موضوع اصلي در نگهداري اطلاعات حافظه است .
براي جلوگيري از ايجاد خطا در هنگام ورود اطلاعات بايد از وارد كردن اطلاعات كم كنيم
حافظه : محلي براي نگهداري اطلاعات و ذخيره اطلاعات ميباشد به نحوي كه امكان بازيابي اطلاعات نيز در آن فراهم باشد .
ويژگيهاي حافظه :
قابليت خواندن / نوشتن داشته باشد .
قابليت آدرس دهي داشته باشد .
امكان دستيابي ( دسترسي) داشته باشد .
ظرفيت : واحد ظرفيت بايت است هر بايت از هشت بيت تشكيل شده است كه توانايي ذخيره سازي يك كاراكتر را دارد .
زمان دستيابي : عبارتست از مدت زماني كه بطول مي انجامد تا به اولين نقطه از مكاني كه اطلاعاتي كه در جستجوي انها بوديم برسيم . در واقع از زماني كه دستور بازيابي صادر ميشود تا زمانيكه به ابتداي اطلاعات ميرسيم زمان دسترسي access time ميگوييم .
نرخ انتقال : ميزان اطلاعاتي كه در واحد زمان انتقال داده ميشود را نرخ انتقال ميگويند كه واحد ان بايت در ثانيه bps ميباشد .
تكنولوژي حافظه هاي درون ماشيني از نوع IC ميباشد و ديجيتال هستند در نتيجه سرعت بالايي دارند و سرعت بالا لازمه قيمت بالا ميباشد .
محدوديت اين حافظه ها هزينه بالا و ظرفيت كم انهاست .
ROM غير قابل نوشتن است .
در اين درس در رابطه با حافظه هاي خارجي كه تكنولوژي و قيمت پاييني دارند بحث ميشود
سايزي به اندازه نصف يك صفحه كتاب معمولي دارد داراي 80 ستون است و توسط دستگاه punch نقطه گذاري ميشود .
دستگاه كارتخوان در جايي كه كارت قرار گرفته است از زير كارت نوري به سمت بالا ميتابد و در بالاي كارت فتو الكتريك جالي ميشود و نور تبديل به الكتريسيته ميشود .
نوار پانچ بهينه شده كارت punch است . البته اين نوار نيز مشكلات خود را دارد چرا كه شايد اشتباها بيتي اشتباه را پانچ كرديم . راهي براي پاك كردن ان نداريم . براي كارتهاي پانچ هم اگر ترتيب انها سهوا بهم بخورد مرتب كردن انها بسيار سخت خواهد . اين دو دليل از جمله مهمترين دلايل ضعف اين كارتها و نوارهاست
.1 ذخيره وبازيابي اطلاعات Information Storage And Retieval
.2 ساختار فايلها File Structures
خلاصه ميشود .
منظور از ساختار فايلها سازماندهي داده ها روي دستگاههاي ذخيره سازي ثانويه است . بعبارت ديگر اين درس به نحوه ذخيره داده در فايلها و عمليات لازم براي دستيابي به داده ها روي حافظه هاي جانبي ميپردازد . بهينه كردن طراحي ساختار فايلها باعث ميشود تا برنامه ها صدها بار سريعتر اجرا گردند .
لازمه مديريت فايلها و آشنايي با ساختار آنها اشنايي با نحوه ذخيره كردن اطلاعات است كه لازمه آن نيز اشنايي با انواع حافظه ها و هر آن چيزي كه بتوان اطلاعات را در آن ذخيره كرد و از انها اطلاعات وارد شده را دوباره خواند .
امروزه اغلب براي ذخيره وبازيابي از حافظه ديسك استفاده ميگردد و مشكل اصلي در طراحي ساختار فايل زمان نسبتا زيادي است كه براي بازيابي اطلاعات از ديسك لازم ميباشد .
مهمترين فاكتور در طراحي ساختار فايلها به حداقل رساندن تعداد دستيابي به ديسك و به حداكثر رساندن احتمال وجود اطلاعات مورد نياز در حافظه اصلي است .
همانطور كه قبلا نيز گفته شد بديهيست براي بررسي انواع ساختار فايلها لازم است كه شناخت كافي از حافظه هاي مورد استفاده براي فايلها را داشته باشيم .
تعريف عام حافظه :
هر دستگاهي كه قادر به نگهداري اطلاعات باشد وبتوان اطلاعات را در آن ذخيره كرد به نحوي كه استفاده كننده از ان بتواند در هر لحظه كه لازم باشد به اطلاعات مورد نيازش دسترسي داشته باشد .
خصوصيات مشترك انواع حافظه :
الف ) نوشتن و خواندن : هر حافظه اي قابليت دارد كه بتوان بر ان نوشت ( درج اطلاعات) و يا از ان خواند ( واكشي اطلاعات) مثلا در RAM و ديسك سخت هم ميتوان نوشت هم خواند . اما در حافظه اي مانند ROM و CD-ROM فقط ميتوان اطلاعات را خواند .
ب ) نشاني پذيري : هر حافظه اي مجهز است به يك مكانيسم نشاني پذيري .
ج) قابليت دستيابي - آدرس دهي : هر حافظه اي از طريق مكانيسم نشاني دهي مورد دستيابي قرار ميگيرد . هر حافظه اي داراي يك شيوه آدرس دهي ميباشد كه به كمك ان خانه هايش قابل دستيابي ميگردد مثلا حافظه RAM آرايه اي از بايتهاست كه هر كدام يك آدرس (عدد يكتا) دارند . يا هارد ديسك به صورت سه جفت عدد (شماره هد / شماره سيلندر / شماره سكتور) آدرس دهي ميشود .
د) ظرفيت : هر حافظه اي داراي ظرفيتي است كه به بيت يا بايت بيان ميشود يا به اضعافي از بايت .
ه) زمان دستيابي : مدت زمانيست كه براي خواندن و نوشتن به كار ميرود . از لحظه اي كه دستور خواندن و نوشتن داده ميشود تا هنگامي كه حافظه مورد دستيابي قرار ميگيرد را زمان دستيابي گويند . مثلا زمان دستيابي حافظه هاي RAM در حدود 120 نانوثانيه است و زمان دستيابي ديسك حدود 30 ميلي ثانيه است . يعنيRAM حدود 250 برابر سريعتر از ديسك است .
و) نرخ انتقال يا سرعت انتقال rate : كميتي از اطلاعات كه در واحد زمان از حافظه قابل انتقال است واحد ان بايت در ثانيه يا اضعافي از ان است .
ز( فرار و غير فرار يا مانا و نامانا : حافظه هايي كه با رفتن برق اطلاعات انها از بين ميرود حافظه هاي فرار volatile و آنهايي كه با رفتن برق داده هاي خود را حفظ ميكنند غيرفرار non volatile ميگويند . حافظه هاي اصلي اغلب فرار و حافظه هاي جانبي غير فرار هستند .
دلايل به كارگيري انواع مختلف حافظه :
الف) حافظه هاي درون ماشين هنوز داراي ظرفيتهاي محدود هستند.
ب) تنها ان اطلاعاتي كه موردنياز برنامه در حين اجراهستند لازم است در حافظه ماشين مقيم شوند .
ج) رسانه هاي ذخيره سازي سريع غالبا گران هستند .
د) معمولا برنامه ها به حافظه بيشتري از انچه كه واقعا سيستم ميتواند در محيط درون ماشين تامين كند احتياج دارد .
ه)حجم اطلاعات بشر پيوسته در حال افزايش است .
داشتن يك سلسله مراتب بهينه يكي از عوامل موثر در افزايش كارايي سيستمهاي ذخيره سازي است .
براي طراحي يك سيستم ذخيره سازي از الگوريتمهايي مبتني بر انكه : چه اطلاعاتي چه مدتي و به چه منظوري درچه سطحي از سلسه مراتب امد و شد داشته باشد .
حافظه به دو دسته تقسيم ميشود :
1.حافظه اوليه : اصلي – درون ماشيني : كه پردازند جهت اجراي برنامه مستقيما با ان سروكار دارند .
2.حافظه ثانويه : جانبي – برون ماشيني : كه جهت ضبط اطلاعات و فايلها به كار ميرود .
ميتوان گفت يك سيستم كامپيوتري از دو بخش برون ماشيني و درون ماشيني تشكيل شده است .
منظور از محيط درون ماشيني : پردازنده حافظه اصلي و عناصر داخلي كامپيوتر است .
منظور از محيط برون ماشيني : تجهيزات جانبي آن مثل هارد ديسك پرينتر و غيره ميباشد .
موضوع بحث در درس ذخيره و بازيابي اطلاعات نگهداري اطلاعات و ذخيره سازي و بازيابي انها با هم است .
در نرم افزار كاهش حجم اطلاعات و نگهداري اطلاعات مهم است .
امنيت = محدودكردن دسترسي
درستي = اطلاعات ذخيره شده بايد همانطور كه ذخيره شده اند بايد بازيابي شوند .
كاهش اتلاف منابع ، به دو دليل پول و زمان چه از لحاظ سخت افزاري و چه نرم افزاري وابسته است .
موضوع اصلي در نگهداري اطلاعات حافظه است .
براي جلوگيري از ايجاد خطا در هنگام ورود اطلاعات بايد از وارد كردن اطلاعات كم كنيم
حافظه : محلي براي نگهداري اطلاعات و ذخيره اطلاعات ميباشد به نحوي كه امكان بازيابي اطلاعات نيز در آن فراهم باشد .
ويژگيهاي حافظه :
قابليت خواندن / نوشتن داشته باشد .
قابليت آدرس دهي داشته باشد .
امكان دستيابي ( دسترسي) داشته باشد .
ظرفيت : واحد ظرفيت بايت است هر بايت از هشت بيت تشكيل شده است كه توانايي ذخيره سازي يك كاراكتر را دارد .
زمان دستيابي : عبارتست از مدت زماني كه بطول مي انجامد تا به اولين نقطه از مكاني كه اطلاعاتي كه در جستجوي انها بوديم برسيم . در واقع از زماني كه دستور بازيابي صادر ميشود تا زمانيكه به ابتداي اطلاعات ميرسيم زمان دسترسي access time ميگوييم .
نرخ انتقال : ميزان اطلاعاتي كه در واحد زمان انتقال داده ميشود را نرخ انتقال ميگويند كه واحد ان بايت در ثانيه bps ميباشد .
تكنولوژي حافظه هاي درون ماشيني از نوع IC ميباشد و ديجيتال هستند در نتيجه سرعت بالايي دارند و سرعت بالا لازمه قيمت بالا ميباشد .
محدوديت اين حافظه ها هزينه بالا و ظرفيت كم انهاست .
ROM غير قابل نوشتن است .
در اين درس در رابطه با حافظه هاي خارجي كه تكنولوژي و قيمت پاييني دارند بحث ميشود
سايزي به اندازه نصف يك صفحه كتاب معمولي دارد داراي 80 ستون است و توسط دستگاه punch نقطه گذاري ميشود .
دستگاه كارتخوان در جايي كه كارت قرار گرفته است از زير كارت نوري به سمت بالا ميتابد و در بالاي كارت فتو الكتريك جالي ميشود و نور تبديل به الكتريسيته ميشود .
نوار پانچ بهينه شده كارت punch است . البته اين نوار نيز مشكلات خود را دارد چرا كه شايد اشتباها بيتي اشتباه را پانچ كرديم . راهي براي پاك كردن ان نداريم . براي كارتهاي پانچ هم اگر ترتيب انها سهوا بهم بخورد مرتب كردن انها بسيار سخت خواهد . اين دو دليل از جمله مهمترين دلايل ضعف اين كارتها و نوارهاست