anahtar - Trakya Üniversitesi

DOSYA ORGANİZASYONU
ÖZLEM AYDIN
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ
BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Doğrudan erişimli dosya organizasyonu

Sunum planı
Doğrudan erişimli dosyalar
Anahtar değerin tek adres olması durumu
Anahtar değerin tek adrese dönüştürülmesi
durumu
Hash fonksiyonları

Doğrudan erişimli dosyalar
Kayıtlara doğrudan erişim imkanı sağlayan
dosyalardır.
Doğrudan erişimli dosyalarda, bir kayda
erişebilmek için o kaydın dosyada depolandığı
yerin adresinin belirlenmesi gereklidir.
Bu tür dosyalarda disk sahasının tam anlamıyla
kullanılabilmesi sağlanmakta ve değerlendirme
zamanı oldukça kısalmaktadır.

Doğrudan erişimli dosyalar
Doğrudan erişim dosyası düzenlenmesinde
kullanılan doğrudan adresleme yöntemi, bir
kaydın anahtarına göre uygun disk adresinin
belirlenmesi olarak tanımlanır.

Doğrudan erişimli dosyalar
Dosyadaki kayda iki değişik yolla doğrudan
erişebilir.
1. Anahtar değerin tek adres olması durumu
2. Anahtar değerin tek adrese çevrilmesi durumu

Anahtar değerin tek adres olması durumu
Aranan kayda doğrudan tek bir adımla
gerçekleşmesi durumudur. Bu durumun
gerçekleşmesi için aranan kaydın anahtar
değerinin direk bir adres değerini göstermesi
gerekir.
Sakıncası, kullanılan alandan çok daha fazla yer
ayrılması durumudur.

Anahtar değerin tek adres olması durumu-
ÖRNEK
Bir dosyada 1-100 arası koda sahip olan
ürünlerin kayıtlarını saklayalım. Ürün kodu 35
olan olan kayıt dosyada 35. pozisyonda olacaktır.
Eğer ürün kodları, 1000-9999 arasında olsaydı
ve yine 100 çeşit ürün olsaydı, bu durumda çok
fazla miktarda kullanılmayan boş alan olacaktır.

Anahtar değerin tek adrese dönüştürülmesi
durumu
Anahtar değerini tek bir adrese dönüştürmenin
standart bir yolu yoktur. Üzerinde çalışılan
verinin durumuna göre yöntem değişmektedir.
Bu dönüşümün yapılmasında kullanılan
yöntemlerden bir tanesi Hashing Algoritması
olarak tanımlanmaktadır.

Anahtar değerin tek adrese dönüştürülmesi
durumu- ÖRNEK
Bir havayolu şirketinin rezervasyon sisteminde rezervasyon
bilgileri tutulmak istensin.
Her gün 1-999 arası uçuş olsun.
Yıl boyunca günler 1-366 ile numaralandırılır.
Uçuş numarası ve gün ardarda eklenerek uçuşa ait adres
bilgisi elde edilebilir.
Tek adres = Uçuş Numarası || Gün Numarası ise
Adres aralığı: 001001 (en küçük adres değeri) – 999366(en büyük adres değeri)
Tek adres = Gün Numarası || Uçuş Numarası ise
Adres aralığı: 001001 (en küçük adres değeri) – 366999(en büyük adres değeri)
Bu tür değişikliklerle adres uzayı anahtar uzayını karşılayamıyorsa
hashing algoritmaları kullanılır.

Hashing algoritması
Hashing algoritmasının iki temel elemanı vardır:
1. Hash fonksiyonu
Kaydın anahtar bilgisinden adres bilgisine
geçişi sağlayan dönüştürme işlemini yapan
fonksiyondur.
2. Collision-Resolution (Çarpışma-Çözümleme)
yöntemi
Hash fonksiyonunun farklı anahtar
değerlerinin aynı adres değerini üretmesi
durumunun çözümünde kullanılan yöntemdir.

Hash fonksiyonu
Daha geniş aralıktaki anahtarları daha küçük
alandaki adreslere dönüştürmek için hash
fonksiyonu kullanılır.
Hash (anahtar)
Olası adres
Hash fonksiyonundan dönen adres olası adrestir.
Her anahtar değer için tek adres garantisi
yoktur. Çünkü adres uzayı ile anahtar uzayı aynı
değildir.

Hash fonksiyonu
Bir hash fonksiyonunun farklı anahtar değerleri
için aynı adres değerini üretmesi kaçınılmazdır.
Böyle bir durumda çarpışma meydana gelir.
Hash fonksiyonu sonucunda elde edilen adres
değerleri aynı çıkması durumunda, çıkan kayıt
çeşitli yöntemlerle elde edilen başka bir adrese
yazılır.
Bir hash fonksiyonunda bulunması gereken
özelliklerden biri çarpışmaya az sebep olmasıdır.

Hash fonksiyonu
Hash tablosu
0
1
25025 Hande
Kayıtlar
2
3
19001 Nehir
25025 Hande
22200 Onur
45002 Gökhan
Hash
fonksiyonu
4
5
6
7
19001 Nehir
45002 Gökhan
8
key
9
22200 Onur

Hash fonksiyonu
Hash fonksiyonlarında bulunması gereken
özellikler şunlardır:
‣ Anahtarları adres aralığında düzgün dağıtmalıdır.
‣ Hızlı bir şekilde çalışmalıdır.

Hash fonksiyonu
Doğrudan erişimli dosyalarda kayıtlar, anahtar
değerlerin hash fonksiyonu ile dönüştürülmesi
sonucu elde edilen adreslerde depolanır.
Hash fonksiyonu nümerik anahtar değeri
gerektirir.
Anahtar değerin karakter olması durumunda
ASCII kodları kullanılır.

Hash fonksiyonları
Key Mod N
Key Mod P
Truncation
Folding
Squaring
Radix conversion
Alphabetic keys

Key Mod N
En çok kullanılan hash fonksiyonlarından biridir.
Boyutu n olan bir tabloda, bu fonksiyon bir x
anahtarını 0 ile n-1 arasında bir değer ile
eşleştirir.
h(x) = x mod n

Key Mod P
Önceki hash fonksiyonunun değişikliğe uğramış
halidir.
Burada p n’den küçük veya eşit ilk asal sayıdır.
f(key) = key Mod p

Truncation (Kesme)
Anahtarın belirli kısmı alınır ve tablo değeri olarak
belirlenir.
Örneğin;
8 rakamdan oluşan bir anahtar değeri, 1000 kayıtlık
bir tabloya yerleştirmek istediğimizde anahtarın 4.,
7. ve 8. rakamlarını hash değeri olarak
belirleyebiliriz.
21296876 976

Truncation (Kesme)
Bu fonksiyonun bir diğer adı da substring’dir. Arama yapılacak olan key
değerinin anlamlı kısımları alınarak fonksiyon sonucu belirlenir.
Örneğin; bir öğrenci numarası bilgisindeki haneler şu şekilde olsun :
Öğrenci numarası : XXYYZZNNN
XX: Öğrencinin okula giriş yılı,
ZZ: Bolum kodu,
YY: Fakülte kodu,
NNN: öğrenci sırası
Aynı bölümde okuyan öğrencilerin olduğu bir dosyada arama yapılacaksa
önemli olan yıl bilgisi ile öğrenci sırasıdır. Fakülte kodu ve bölüm kodu
gereksizdir. Yani fonksiyondan dönen değer:
Hash(Key) := Hash(XXYYZZNNN) := XXNNN

Folding (Katlama)
Anahtar belirli kısımlara bölünür ve elde edilen
bu kısımlar üzerinde eldesiz toplama işlemi
gerçekleştirilir.
a. Sınırdan katlama
1 2 3 4 5 6 7 8 9
321
456
987
+
654
Bulunan 654 değeri 123456789
anahtar nolu kaydın tutulduğu adres
olacaktır.

Folding (Katlama)
b. Sınırdan keserek üst üste katlama
Anahtarın kesilen bölümlerinden eldesiz
toplama işlemi gerçekleştirilir.
123
456
789
+
258
1 2 3 4 5 6 7 8 9

Squaring (Karesini alma)
Anahtar değerin karesi alınır ve sonucun orta
kısmı seçilerek adres değeri olarak belirlenir.
key=2315 olarak verilsin.
(2315) 2 = 5359225
hash(2315)=592

Radix conversion (Radix dönüşmesi)
Anahtar değerinin 10 tabanından farklı bir sayı
olduğu düşünülür ve tekrar 10 tabanına çevrilir.
1234 = 1 * 11 3 + 2 * 11 2 + 3 * 11 1 + 4 * 11 0 =
1331 + 242 + 33 + 4= 1610
(1234) 11 =(1610) 10
Ardından truncation kullanılabilir.

Alfanümerik anahtarlar (Alphabetic keys)
Alfabetik karakter veya karakter grubunun
nümerik karşılığı elde edilerek herhangi bir
hash fonksiyonunun uygulanmasıdır.
Örneğin key değerimiz “BC” olsun :
Hash(Key):=Hash(BC):=Hash(66+67)=Hash(133)