مباحث درس ذخيره و بازيابي اطلاعات

[آبجی]

مباحث درس ذخيره و بازيابي اطلاعات در دوعنوان :
.1 ذخيره وبازيابي اطلاعات Information Storage And Retieval
.2 ساختار فايلها File Structures
خلاصه ميشود .
منظور از ساختارفايلها سازماندهي داده ها روي دستگاههاي ذخيره سازي ثانويه است . بعبارت ديگر ايندرس به نحوه ذخيره داده در فايلها و عمليات لازم براي دستيابي به داده ها روي حافظههاي جانبي ميپردازد . بهينه كردن طراحي ساختار فايلها باعث ميشود تا برنامه ها صدهابار سريعتر اجرا گردند .
لازمه مديريت فايلها و آشنايي با ساختار آنها اشناييبا نحوه ذخيره كردن اطلاعات است كه لازمه آن نيز اشنايي با انواع حافظه ها و هر آنچيزي كه بتوان اطلاعات را در آن ذخيره كرد و از انها اطلاعات وارد شده را دوبارهخواند .
امروزه اغلب براي ذخيره وبازيابي از حافظه ديسك استفاده ميگردد و مشكلاصلي در طراحي ساختار فايل زمان نسبتا زيادي است كه براي بازيابي اطلاعات از ديسكلازم ميباشد .
مهمترين فاكتور در طراحي ساختار فايلها به حداقل رساندن تعداددستيابي 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 لازماست كه شناخت كافي از حافظه هاي مورد استفاده براي فايلها را داشته باشيم .
تعريف عام حافظه :
هر دستگاهي كهقادر به نگهداري اطلاعات باشد وبتوان اطلاعات را در آن ذخيره كرد به نحوي كهاستفاده كننده از ان بتواند در هر لحظه كه لازم باشد به اطلاعات مورد نيازشدسترسيداشته باشد .
خصوصيات مشتركانواع حافظه :
الف) نوشتن وخواندن : هر حافظه اي قابليت دارد كه بتوان بر ان نوشت ( درج اطلاعات) و يااز 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 يكمكانيسم نشاني پذيري .
ج) قابليتدستيابي - آدرس دهي : هر حافظه اي از طريق مكانيسم نشاني دهي مورد دستيابيقرار ميگيرد . هر حافظه اي داراي يك شيوه آدرس دهي ميباشد كه به كمك ان خانه هايشقابل دستيابي ميگردد مثلا حافظه RAM آرايه اي از بايتهاست كه هر كدام يك آدرس (عدديكتا) دارند . يا هارد ديسك به صورت سه جفت عدد (شماره هد / شماره سيلندر / شمارهسكتور) 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 كهبراي خواندن و نوشتن به كار ميرود . از لحظه اي كه دستور خواندن و نوشتن داده ميشودتا هنگامي كه حافظه مورد دستيابي قرار ميگيرد را زمان دستيابي گويند . مثلا زماندستيابي حافظه هاي RAM در حدود 120 نانوثانيه است و زمان دستيابي ديسك حدود 30 ميليثانيه است . يعنيRAM حدود 250 برابر سريعتر از ديسك است .
و) نرخ انتقال يا سرعت انتقال rate : كميتي ازاطلاعات كه در واحد زمان از حافظه قابل انتقال است واحد ان بايت در ثانيه يا اضعافياز ان است .

ز(فرار و غير فرار يا مانا ونامانا : حافظه هايي كه با رفتن برق اطلاعات انها از بين ميرود حافظه هايفرار 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 اناطلاعاتي 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 بهحافظه بيشتري از انچه كه واقعا سيستم ميتواند در محيط درون ماشين تامين كند احتياجدارد .
ه)حجم اطلاعات بشر پيوسته در حال افزايش است .
داشتن يك سلسله مراتببهينه يكي از عوامل موثر در افزايش كارايي سيستمهاي ذخيره سازي است .
برايطراحي يك سيستم ذخيره سازي از الگوريتمهايي مبتني بر انكه : چه اطلاعاتي چه مدتي وبه 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 پردازندجهت اجراي برنامه مستقيما با ان سروكار دارند .
2.حافظه ثانويه : جانبي – برون ماشيني : كه جهتضبط اطلاعات و فايلها به كار ميرود .
ميتوان گفت يك سيستم كامپيوتري از دو بخشبرون ماشيني و درون ماشيني تشكيل شده است .
منظور از محيط درون ماشيني : پردازندهحافظه اصلي و عناصر داخلي كامپيوتر است .
منظور از محيط برون ماشيني : تجهيزاتجانبي آن مثل هارد ديسك پرينتر و غيره ميباشد .

موضوع بحث در درس ذخيره و بازيابي اطلاعات نگهداري اطلاعات وذخيره سازي و بازيابيانها با هم است .
در نرم افزار كاهش حجم اطلاعات و نگهداري اطلاعات مهم است .
امنيت = محدودكردندسترسي
درستي = اطلاعات ذخيره شده بايدهمانطور كه ذخيره شده اند بايد بازيابي شوند .
كاهش اتلاف منابع ، به دودليل پول و زمان چه از لحاظ سخت افزاري و چه نرم افزاري وابسته است .
موضوعاصلي در نگهداري اطلاعاتحافظهاست .
براي جلوگيري از ايجاد خطا در هنگام ورود اطلاعات بايد از وارد كردن اطلاعات كمكنيم

حافظه : محلي براينگهداري اطلاعات و ذخيره اطلاعات ميباشد به نحوي كه امكان بازيابي اطلاعات نيز درآن 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 يككاراكتر را دارد .
زماندستيابي : عبارتست از مدت زماني كه بطول مي انجامد تا به اولين نقطه ازمكاني كه اطلاعاتي كه در جستجوي انها بوديم برسيم . در واقعاز زماني كه دستور بازيابيصادر ميشودتا زمانيكه بهابتداي اطلاعاتميرسيم زمان دسترسي access time ميگوييم .
نرخ انتقال : ميزان اطلاعاتي كه درواحد زمانانتقال داده ميشود رانرخ انتقال ميگويند كه واحد انبايت در ثانيه bps ميباشد .

تكنولوژي حافظه هايدرون ماشيني از نوع IC ميباشد و ديجيتال هستند در نتيجه سرعت بالايي دارند و سرعتبالا لازمه قيمت بالا ميباشد .
محدوديت اينحافظه 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 بحثميشود

سايزي به اندازه نصف يك صفحه كتاب معمولي دارد داراي 80 ستوناست و توسط دستگاه punch نقطه گذاري ميشود .
دستگاه كارتخوان در جايي كه كارتقرار گرفته است از زير كارت نوري به سمت بالا ميتابد و در بالاي كارت فتو الكتريكجالي 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 راپانچ كرديم . راهي براي پاك كردن ان نداريم . براي كارتهاي پانچ هم اگر ترتيب انهاسهوا بهم بخورد مرتب كردن انها بسيار سخت خواهد . اين دو دليل از جمله مهمتريندلايل ضعف اين كارتها و نوارهاست