Banco de Dados II

Banco de Dados II
Prof: Jairo Ferraz

Operações em Arquivos
Operações em arquivos costumam ser agrupadas em
Operações de Recuperação e Operações de Atualização.
Condição de Seleção Simples, pode envolver uma
comparação de igualdade em algum valor de campo por
exemplo CPF = '12345678900' ou Departamento =
'Pesquisa'.
Condições mais complexas podem envolver outros tipos
de operadores de comparação, como > ou >=; exemplo
Salário >= 3000.

Operações em Arquivos
As operações de pesquisa em arquivos geralmente são
baseadas em condições de seleção simples. Uma
condição complexa deve ser decomposta pelo SGBD (ou
pelo programador) para extrair uma condição simples.
Por exemplo:
Podemos extrair a condição simples Departamento =
'Pesquisa' da condição complexa Salario >= 3000 and
Departamento = 'Pesquisa'.
Cada registro satisfazendo Departamento = 'Pesquisa' é
localizado e depois testado para ver se também satisfaz
Salario >= 3000

Operações em Arquivos
Normalmente, programas de alto nível, como programas de
software de SGBD, acessam registros usando esses comandos:
Open. Prepara o arquivo para leitura ou gravação, alocando buffers.
Reset. Define o ponteiro do arquivo aberto para o início do arquivo.
Find (ou Locate). Procura o primeiro registro que satisfaça uma
condição de pesquisa. Transfere o bloco que contém esse registro
para o buffer de memória principal.
Read (ou Get). Copia o registro atual do buffer para uma variável
de programa no programa do usuário.
FindNext. Procura o próximo registro no arquivo que satisfaz a
condição de pesquisa.
Delete. Exclui o registro atual.
Modify. Modifica alguns valores de campo para o registro atual.
Insert. Insere um novo registro no arquivo.
Close. Completa o acesso ao arquivo liberando os buffers.

Operações em Arquivos
É possível resumir as operações Find, FindNext e Read
em uma única operação, SCAN.
Scan. Se o arquivo já tiver sido aberto ou reiniciado,
Scan retorna o primeiro registro; caso contrário, ele
retorna o próximo registro. Se uma condição for
especificada com a operação, o registro retornado é o
primeiro ou o próximo registro que satisfaz a condição.

Operações em Arquivos
Existem também operações de níveis mais alto
FindAll. Localiza todos os registros no arquivo que
satisfazem uma condição de pesquisa.
FindOrdered. Recupera todos os registros no arquivo em
alguma ordem especificada.
Reorganize. Inicia o processo de reorganização.

Operações em Arquivos
Organização de arquivo refere-se à organização dos
dados de um arquivo em registros, blocos e estruturas
de acesso.
Método de acesso, oferece um grupo de operações que
podem ser aplicadas a um arquivo.
Em geral, é possível aplicar vários métodos de acesso a
uma organização de arquivo.
Certo arquivos podem ser ESTÁTICOS, significando que
operações de atualização raramente são realizadas;
outros arquivos, mais DINÂMICOS, podem mudar com
frequência.

Arquivos de Registros Desordenados (HEAP)
Os registros são arquivados na ordem em que são
inseridos ao final do arquivo. Essa organização é
chamada de arquivo de heap ou pilha.
Ela é usada com caminhos de acesso adicionais, como os
índices secundários e para coletar e armazenar registros
de dados para uso futuro.

Arquivos de Registros Desordenados (HEAP)
A inserção de um novo registro é muito EFICIENTE. O
último bloco de disco do arquivo é copiado para um
buffer, o novo registro é acrescentado e o bloco é então
REGRAVADO de volta no disco.
No entanto, procurar um registro usando qualquer
condição de pesquisa envolve uma pesquisa LINEAR pelo
bloco de arquivo por bloco.

Arquivos de Registros Desordenados (HEAP)
Para excluir um registro, um programa deve primeiro
encontrar seu bloco, copiá-lo para um buffer, excluir o
registro do buffer e, finalmente, regravar o bloco de
volta ao disco. Isso deixa um espaço livre no bloco de
disco.
A exclusão de um grande número de registros dessa
maneira resulta em espaço de armazenamento
desperdiçado.
Outra técnica de exclusão é ter um byte ou bit extra,
chamado marcador de exclusão, armazenado em cada
registro. Um registro é excluído ao se definir o marcador.

Arquivos de Registros Desordenados (HEAP)
Essas duas técnicas de exclusão exigem reorganização
periódica do arquivo para retomar o espaço não usado
dos registros excluídos.
Os registros são compactados pela remoção de registros
excluídos, assim os blocos são preenchidos até a
capacidade mais uma vez.
Outra possibilidade é usado espaço dos registros
excluídos ao inserir novos registros, embora isso exija
uma manutenção extra para se manter informado sobre
os locais vazios.

Arquivos de Registros Desordenados (HEAP)
A modificação de um registro de tamanho variável pode
exigir a exclusão do registro antigo e a inserção de um
registro modificado, pois o registro modificado pode não
se encaixar em seu antigo espaço no disco.
Para ler todos os registros na ordem dos valores de
algum campo, criamos uma cópia classificada do
arquivo.

Arquivos de Registros Ordenados (Classificados)
Podemos ordenar fisicamente os registros de um arquivo no
disco com base nos valores de um de seus campos,
chamado de CAMPO DE ORDENAÇÃO.
Os registros ordenados têm algumas vantagens em relação
aos arquivos desordenados.
Primeiro, a leitura dos registros na ordem dos valores da chave
de ordenação torna-se extremamente eficiente porque nenhuma
classificação é necessária.
Segundo, encontrar o próximo registro com base no atual na
ordem da chave de ordenação em geral não requer acessos de
bloco adicionais porque o próximo registro está no mesmo bloco
do atual.
Terceiro, o uso de uma condição de pesquisa baseada no valor
de um campo-chave de ordenação resulta em acesso mais
rápido quando a técnica de pesquisa binária é usada.

Arquivos de Registros Ordenados (Classificados)
Um critério de pesquisa envolvendo as condições >,

Arquivos de Registros Ordenados (Classificados)
A inserção e a exclusão de registros são operações
dispendiosas para um arquivo ordenado, pois os
registros devem permanecer fisicamente ordenados.
Para inserir um registro, temos de encontrar sua posição
correta no arquivo, com base no valor de seu campo de
ordenação, e depois criar espaço no arquivo para inserir
o registro nessa posição.
Para um arquivo grande isso é muito demorado, porque
a metade dos registros no arquivo precisa ser movida
para criar espaço para o novo registro.

Arquivos de Registros Ordenados (Classificados)
Para a exclusão de registro, o problema é menos grave
se os marcadores de exclusão e a reorganização
periódica forem usados.
Uma opção para tornar a inserção mais eficiente é
manter algum espaço não usado em cada bloco para
novos registros.
Porém, quando esses espaços é totalmente utilizado, o
problema original reaparece.
Outro método frequentemente empregado é criar um
arquivo desordenado temporário, chamado arquivo de
overflow ou transação.

Arquivos de Registros Ordenados (Classificados)
A modificação do valor de um campo de um registro
depende de dois fatores:
a condição de pesquisa para localizar o registro e o campo a
ser modificado. Se a condição de pesquisa envolver o
campo da chave de ordenação, podemos localizar o registro
com uma pesquisa binária; caso contrário, tempo de
realizar uma pesquisa linear.
A modificação do campo de ordenação significa que o
registro pode alterar sua posição no arquivo.