Forskjeller mellom masselager og hovedminne. Permanent? Allokasjonstabell. Filer. Sekvensielle filer. Operativsystemets rolle

Transkript

1 IT1101 Informatikk basisfag, dobbeltime 17/11 Sist uke: datastrukturer Tabell Lenket liste Stakk Kø inært tre Sammenhengende blokk vs pekermetoden I dag: Filstrukturer Forskjell hovedminne og masselager Sekvensielle filer inærfiler Tekstfiler Representere ikketekstlig informasjon vha tekst - XML Indekserte filer Datastrukturer implementert som blokk (sammenhengede område) i hovedminnet Statisk! maks størrelse Fast organisert hvor elementene ligger. Har formler som beskriver elementenes plassering i forhold til hverandre E 2-dimensjonal tabell: x + (c * (i - 1)) + (j - 1) inære trær: arna til node n ligger da i posisjon 2n og 2n+1 i blokka 1-dimensjonal tabell/stakk/kø: Elementene ligger etter hverandre. F D D D E F E Datastrukturer implementert vha pekere Dynamisk! ingen maks størrelse Elementene i datastrukturen kan være spredt i hovedminnet Får tak i elementene ved å følge pekere i hvert element Lenket liste: inærtre: Masselager: harddisk Lesehode Spor (track) Sektor Sylinder Oftest konstant rotasjonstid (data må ligge tettere innerst enn ytterst) ksessere data på harddisk, hva må gjøres: Masselager: D 1. Flytte lesehodet til riktig spor (søketid) 2. Rotere til riktig sektor (rotasjonsforsinkelse) 3. Overføre data (med en bestemt overføringshastighet) Spor (track) Sektorer Rotasjonstid varierer (data ligger like tett ytterst som innerst)

2 Forskjeller mellom masselager og hovedminne Masselager: fysisk/mekanisk bevegelse i lagringsmedium tregt! Hovedminne: elektroniske signaler (ikke mekanisk bevegelse) - raskt! Masselager: må hente hele sektorer med data på K Hovedminne: har direkte tilgang til én og én byte. Masselager: permanente data! Hovedminne: flyktige data! Permanent? Levetid masselager: Harddisk: 3-5 år Disketter: 1+ år ved jevnlig bruk Magnetisk tape: 3-5 år vanlig, men om lite brukt opp til 25 år D-ROM: 200 år? Kilde: George eekman omputer onfluence Filer Data/program i masselager organiseres i filer Utfordring: En fils størrelse og enhetene man lagrer data i på masselager samsvarer ikke Flere filer i en sektor, eller En fil må lagres over flere sektorer llokasjonstabell Filsystemet vedlikeholder en tabell som har oversikt over i hvilke sektorer filen er lagret. Denne tabellen lagres på harddisk. Operativsystemets rolle Sekvensielle filer Det finnes sekvensielle og indekserte filer! Programmene jobber på filer, mens operativsystemet serverer disse filene til programmene. Åpne en fil: Operativsystemet sørger for å hente data fra riktige sektorer og legger data i et buffer i hovedminnet Når en fil er åpen lager operativsystemet (filsystemet) en fildeskriptor (sektorer, aksessrettigheter, buffer åpen for skriving/lesing) Lukke en fil: Operativsystemet lagrer data i sektorer og frigjør buffer og fildeskriptor til annen bruk Filer som aksesseres sekvensiellt (fra begynnelse til slutt De fleste filer er av denne typen Lydfiler Videofiler Tekstfiler To typer sekvensielle filer: inærfiler Tekstfiler

3 Format på binærfiler Hver logisk post i fila er lagret på et på forhånd bestemt format. F eks først en blokk som lagrer ansattnr i 2-ers kompl, deretter en blokk med ascii etc. Programmet må kjenne til dette formatet for å prosessere fila. Meningsløs fil for andre program Eksempel sekvensiell fil: VI har et nsattprogram I programmet: ansatte kan være lagret feks en heterogen tabell (eller som objekter i OO-paradigme) I programmeringsspråket : Struct { int ansattnr; char navn [8]; float timelonn; } nsatt inærfiler Eks. nsattprogram (2) Permanent: ansattdata lagres i fil Fil: InfoOmnsatte Hvert element (nsatt) består av ulike typer data lagret i ulike notasjoner I filer: kaller hvert element for en logisk post Hvert attributt til en logisk post kalles et felt: nsattnr (heltall), navn (tekst), timelønn (flyttall) Lagrer ansatte i en fil Struct { int ansattnr; 32 bits char navn [8]; 8*8=64 bits float timelonn; 32 bits } nsatt Hver logisk post blir på 16 byte. nsattnr 02 F Navn 92 5F Timelønn F1 2 Feks toers kompl, SII og floating point E2 1 Setninger i høynivå språk I høynivå språk har man setninger for å åpne og lukke filer. I PHP (språk som brukes i dynamiske websider feks en gjestebok) $fp = fopen( ~karlmort/public_html/guest.txt", "a"); fwrite($fp, To be or not to be ); fclose($fp); Tilsvarende i Java, ++ etc. OS et som fikser detaljene! Tekstfiler en spesiell type sekvensiell fil Tekstfiler inneholder bare tekst lagret som symboler. F eks i SII eller Unicode. Hvert tegn representerer en logisk post. Ei tekstfil blir således en lang sekvensiell rekke av symboler som kan prosesseres sekvensiellt. I og med forskjellig tegnsett for tekstfiler er det mer presist å bruke betegnelsene SII-fil Unicode-fil Tekst vs filer laget av tekstbehandlere Tekstfiler: kun symboler Filer lagret av tekstbehandlere: inneholder ikke bare råteksten, men også proprietære (egendefinerte) binære symboler for å representere font-type, innrykk, hva var settings i teksbehandleren da fila ble lagret lt fra hvilke toolbars som skal vises til hvor brede margene skal være. Dette følger fila. Så en fil laget i Word er ikke en tekstfil selv om tekst er lagret i fila. En tekstfil inneholder bare tekst!

4 Tekstfiler som basis for å lagre all mulig form for informasjon Vi trenger jo ikke lagre ansattnr i 2-ers kompl, vi kan lagre det som tekst i en tekstfil. Kan lagre info om hver ansatt i en tekstblokk. Eks. Informasjon i tekstfiler Hver logiske post i tekstfila er på 31 tegn. Konvertering fra toers komplement notasjon til SII i tekstfil Tilbake til data i programmer. Heltalls og flyttalls variabler kan lagres som tekst i tekstfiler. Må konverteres til symboler ved lagring i fil Konverteres tilbake til integer og flyttall i programmet. Oppgave Hva er -5 representert i toers komplement (8 bit)? I floating point notation (8 bit)? I SII? (Slå opp i pp) Kan lagre alt mulig i tekstfiler: Musikk Noter er ikke-tekstlig informasjon, men kan lagre noter i tekst for eksempel slik: <staff clef= treble ><key> minor</key><time>2/4</time> <measure><rest>qtr</rest><notes>qtr G, qtr G, qtr G</notes></measure> <measure><notes>hlf E</notes></measure> </staff>

5 Generellt ruker merkelapper for å markere hvor logiske poster i teksten begynner og slutter. <notes> qtr G qtr G qtr G</notes> ruker dette konseptet i HTML Nettleseren (og den som lager websiden) vet hvordan merkelappene skal tolkes. <img src= bilde.jpg ><br> <a href= >VG</a> extensible Markup Language - XML Standard for å representere data som tekst. asert på XML standarden har man laget notasjonssystemer for å lagre bla Matematiske uttrykk MathML Multimedia presentasjoner SMIL Musikk 4ML MathML <reln> <eq/> <apply> <plus/> <apply> <power/> <ci>x</ci> <cn>2</cn> </apply> <apply> <times/> <cn>4</cn> <ci>x</ci> </apply> <cn>4</cn> </apply> <cn>0</cn> </reln> Input fra tastatur I høynivå programmerinsspråk behandles tastaturet som en enhet som produserer tekst. Eks. program som lar bruker skrive inn to tall som programmet skal addere Input lagres som tekst. 132 og 72 Deretter må teksten gjøres om til en integer før addisjon kan gjøres. Indekserte filer Mens sekvensielle filer må aksesseres, ja sekvensielt så kan indekserte filer aksesseres direkte Dvs man kan aksessere f.eks midten av ei fil. Indeksering analogi Indeks i bok: Innholdsfortegnelse inneholder informasjon om hvilken side et kapittel starter på. ok lagret som sekvensiell fil: lese et og et ord fra start til slutt. ok lagret som indeksert fil: kan hoppe til kapitler. På samme måte kan indekser brukes i andre filer slik at vi slipper aksessere fila sekvensiellt. En slik fil kalles en indeksert fil.

6 En fils indeks Indeksen til en fil lagres vanligvis på harddisken som ei fil. Når fila åpnes lastes indeksfila inn i hovedminnet Eks. InfoOmnsatte fil Indeks inneholder info om hvor i fila ansatte er lagret Operativsystemet må kunne håndtere dette og programmeringspråket må ha setninger for å aksessere indekserte filer! Indeks på musikk-der På cd en er det lagret en indeks (Table Of ontents TO) som peker på hvor på cd ene låtene ligger. Flere indekser til samme fil Partiell indeks Omtrentlige indekser Deler opp fila i logiske segmenter I indeksen ligger kun siste element i hvert segment Videre: filer i Java En fil er et objekt. Klasse heter File Kan utføre operasjoner på dette objektet, eks: canread() Tests if the application can read from the specified file. canwrite() Tests if the application can write to this file. delete() Deletes the file specified by this object. getbsolutepath() Returns the absolute pathname of the file represented by this object. getname() Returns the name of the file represented by this object. lastmodified() Returns the time that the file represented by this File object was last modified. length() Returns the length of the file represented by this File object. renameto(file) Renames the file specified by this File object to have the pathname given by the File argument. Torsdag: ingen forelesning Neste mandag: dobbeltime!