1 #LyX 1.3 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
11 \paperpackage widemarginsa4
15 \use_numerical_citations 0
16 \paperorientation portrait
19 \paragraph_separation indent
21 \quotes_language english
25 \paperpagestyle default
30 \begin_inset Formula $\mu$
46 \begin_inset LatexCommand \tableofcontents{}
56 Esta es la documentación correspondiente a las API`s para el manejo de tres
57 organizaciones de archivo diferentes.
58 A continuación se describe cada una de ellas y su modo de funcionamiento
59 y sus características principales.
60 De la correcta elección de la organización, dependerá la eficiencia de
61 la aplicación que la utilice.
65 EMUFS se presenta como un
73 , capaz de administrar datos almacenados en cualquiera de las tres organizacione
74 s de archivo previamente mencionadas, las cuales a saberse son:
77 Registros de Longitud Variable, Bloques de tamaño parametrizable
80 Registros de Longitud Variable, Sin Bloques
83 Registros de Longitud Fija, Bloques de tamaño parametrizables
86 A través de este trabajo, se podrán observar las diferencias entre distintos
87 tipos de organización de archivos, ventajas y desventajas de cada una de
88 ellas, y las situaciones particulares que deberá sortear un filesystem,
89 como la partición de registros en distintos bloques, manejo de espacio
90 libre, compactación de un archivo, etc.
93 A continuación, veremos que el manejo de los archivos en EMUFS se realiza
94 a través de una estructura de control común para cualquier tipo de archivo,
95 dándole flexibilidad y escalabilidad a nuestro sistema.
98 Hacia el final de esta presentación, se observaran las pruebas realizadas
99 con las distintas organizaciones de archivos, y las conclusiones obtenidos
109 Se detallan a continuación los tipos de datos definidos y utilizados en
110 las distintas implementaciones que conforman nuestro sistema, siendo el
111 más importante de ellos, la estructura
115 que actúa como interfaz común para el manejo de cualquier tipo de archivo
116 (no importa que tipo de organización física posea un archivo, esta estructura
117 proveerá una interfaz (funciones) para su manejo).
123 En la implementación de cada tipo de organización física, así como también
124 en las API de los archivos auxiliares comunes a ellas, se da la utilización
125 de tipo definidos para una clara interfaz entre las mismas, los cuales
126 son brevemente descriptos a continuación y pueden ser hallados en el archivo
138 : usado para representar un
149 : usado para representar el tamaño en bytes de un registro.
156 : usado para representar un número de bloque.
163 : usado para representar el tamaño en bytes de un bloque.
170 : usado para representar espacio libre en bytes.
177 : usado para representar un offset.
197 es la estructura principal que encapsula todas las funciones para el manejo
198 de un archivo de datos.
199 Posee punteros a funciones que dependiendo de la organización física por
200 la cual se opte dentro del sistema, serán asignados de acorde.
204 Su declaración puede ser observada en el archivo
208 y la misma cuenta con los siguiente campos:
215 que es un tipo enumerado que indica cual es la organización.
222 indica el tamaño del bloque para los tipos 1 y 3.
229 indica el tamaño del registro, para el tipo 3 que posee tamaño constante.
236 puntero a la función para leer un bloque.
241 void *leer_bloque_raw()
243 puntero a la función para leer un bloque, el anterior y el siguiente.
248 void **leer_registro()
250 puntero a la función para leer un registro.
255 void **leer_registro_raw()
257 puntero a la función para leer un registro con su encabezado.
262 EMUFS_REG_ID *grabar_registro()
264 puntero a la función para grabar un registro.
269 EMUFS_REG_ID *modificar_registro()
271 puntero a la función para modificar un registro.
276 int *borrar_registro()
278 puntero a la función para borrar un registro.
283 EMUFS_Estadisticas *leer_estadisticas()
285 puntero a la función para cargar una estructura con las estadísticas.
292 puntero a la función para compactar un archivo.
299 almacena el nombre del archivo sin extensión.
302 Esta estructura define los valores de sus punteros según el tipo de organización
303 que se desee manejar y esto se realiza a través del API emufs, implementado
308 , que se describirá posteriormente.
311 Por ejemplo si se desea crear un archivo de nombre
312 \begin_inset Quotes eld
316 \begin_inset Quotes erd
319 organizado de la forma 3, se invoca a la función:
324 emufs_crear(filename,tipo,tam_bloque,tam_reg),
330 es el nombre que tendrán los archivos de datos e índice,
334 es el tipo de organización - bloques parametrizados y registros constantes
339 es el tamaño del bloque, y
343 es el tamaño del registro.
346 Para las diferentes organizaciones puede ser que alguno de estos 2 últimos
347 valores no tengan sentido almacenarlas y tomaran un valor por defecto igual
351 Según el tipo de organización, se inicializan los punteros a las funciones.
358 emufs_tipo3_leer_bloque()
360 , y lo mismo sucede con los demás.
370 es un tipo de dato enum, el cual será utilizado en la cabecera de todo
375 ), para indicar los distintos tipos de organización física.
376 Su declaración puede verse en el archivo
381 A saberse los valores y significado correspondiente que puede tomar este
389 : Archivos con registros de longitud variable y bloques parametrizables.
396 : Archivos con registros de longitud variable sin bloques.
403 : Archivos con registros de longitud fija y bloques parametrizables.
413 es una estructura que almacenará los datos pertinentes a las estadísticas
414 de un archivo dado, y será utilizada para visualizar dichas observaciones
418 Su declaración puede ser observada en el archivo
422 y la misma cuenta con los siguiente campos:
433 : indica el tamaño del archivo de datos (.dat) en bytes.
444 : indica el tamaño de los archivos auxiliares sumados en bytes.
455 : indica la cantidad de bytes en información de control utilizados para
467 : promedio de espacio libre en el archivo de datos (por bloque o gap promedio
479 : total de espacio libre en el archivo de datos.
490 : máximo espacio libre en el archivo de datos (en un bloque o máximo gap
513 : cantidad de bloques en el archivo de datos (.
528 : cantidad de registros en el archivo de datos (
535 En base a la estructura descripta anteriormente y mediante la utilización
536 de la función de lectura de estadísticas
538 emufs_leer_estadisticas()
540 disponible en la estructura común
544 handler de cualquier tipo de archivo, podremos obtener una serie de estadística
545 s que pasamos a detallar (más allá de los datos básicos como cant registros,
546 cant bloques, tam archivo, etc):
549 Relación entre espacio libre y el tamaño del archivo de datos (
556 Relación entre el espacio ocupado por información de control y el tamaño
557 del archivo de datos (
564 Cantidad promedio de espacio libre (en bloque o gap promedio)
567 Desviaciones extremas de espacio libre (máximo/mínimo espacio libre en bloque
572 \begin_inset LatexCommand \label{sec:cabecera_gral}
576 Organización física general de un archivo E
577 \begin_inset Formula $\mu$
584 \begin_inset Formula $\mu$
587 FS está compuesto por 4 archivos a nivel de sistema operativo: archivo de
588 datos (con 3 formatos posibles, ver páginas
589 \begin_inset LatexCommand \pageref{cha:tipo1}
594 \begin_inset LatexCommand \pageref{cha:tipo2}
599 \begin_inset LatexCommand \pageref{cha:tipo3}
603 ), archivo de índice (ver página
604 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:idx}
608 ), archivo de control de espacio libre (ver página
609 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:fsc}
613 ) y archivo de índices recuperables (ver página
614 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:did}
621 El archivo de datos está compuesto por:
632 (4 bytes en plataformas Linux de 32 bits) que representa el tipo de archivo.
635 Datos dependientes del tipo de archivo.
642 es utilizada para poder detectar el formato de un archivo al abrirlo.
643 Los datos dependientes del tipo de archivo serán explicados en sus secciones
650 +-----------+--------------------------------------------//-+
653 | tipo | Datos dependientes del tipo de archivo ...
661 +-----------+--------------------------------------------//-+
667 Uso de la estructura EMUFS
670 Como fue mencionado anteriormente en la descripción de la estructura EMUFS,
671 la misma proporciona al usuario una interfaz a través de la cual puede
672 realizar el manejo de archivos en forma genérica, abstrayéndose del tipo
673 de organización física en particular que dicho archivo posea.
678 y las funciones que inicializan la estructura se encuentran en
683 Es decir que a través de esta estructura, podemos manejar cualquier tipo
684 de archivo, mediante una misma interfaz en común.
689 posee además de ciertos datos que describen la organización física de un
690 archivo dado como por ejemplo
708 , una serie de punteros a funciones para el manejo del archivo del cual
712 Entre dichos funciones se encuentran:
718 leer_bloque(), borrar_registro()
726 modificar_registro, leer_estadisticas()
733 Para entender mejor el uso de esta estructura para el manejo de los archivos,
734 mostraremos un ejemplo concreto.
735 Supongamos que tenemos el siguiente código:
738 EMUFS *efs = emufs_crear(¨articulos.dat¨,T3,200,50);
741 Esto hará que se cree el archivo de datos
745 , con la organización física tipo 3 con registros de longitud fija de 50
746 bytes y bloques de 200 bytes.
747 Al mismo tiempo, los se asignaran valores a los punteros a funciones que
748 posee dicha estructura, la cual de ahora en más estará en condiciones de
749 manejar un archivo del tipo 3.
750 Gráficamente lo que sucede es:
754 \begin_inset Float figure
761 Inicialización de estructura EMUFS para un caso Archivo Tipo 3
765 \begin_inset Graphics
766 filename graphics/Emufsinit.png
778 Así pues, cuando se utilice la estructura para por ejemplo leer un registro,
779 sucederá lo siguiente:
782 efs->leer_registro(params) -- calls --> emufs_tipo3_leer_registro(params)
785 Como se puede observar, la estructura
789 permitirá el manejo de cualquier tipo de archivo, a través del mismo código,
790 dándole gran flexibilidad a nuestro sistema, que podrá expandirse a más
791 tipos de archivos de ser necesario.
797 Acompañando al archivo de datos (
801 ) el cual es responsable de la contención de los registros, tendremos tres
802 archivos auxiliares (
814 ) cuya funcionalidad y propósito pasamos a describir a continuación, sin
815 antes remarcar que los tres archivos poseen una sola implementación para
816 las distintas formas de organización física que hemos implementado (tres
817 para ser mas exactos).
820 Entre las ventajas de poseer la misma implementación se encuentra el tener
821 un API común entre los tres tipos para el manejo de la localización de
822 sus registros, administración de espacio libre e Id's liberados, sin necesidad
823 de realizar n-implementaciones para un mismo objetivo final.
826 Además, la obtención de ciertos datos estadísticos como espacio libre, o
827 cantidad de registros, se realiza a través de la misma interfaz, y también
828 se ha facilitado en cierto grado la re-organización física de un archivo
829 (pasar de un tipo a otro), dado el uso de estos tres archivos auxiliares
830 en común para funciones tan predominantes como índexación, administración
831 de espacio libre y recuperación de Id's.
835 \begin_inset LatexCommand \label{sec:idx}
842 El archivo índice (.idx), permite la localización de los registros en el
843 .DAT de forma directa, mediante la obtención de su offset respecto del inicio
844 del .dat, o nro bloque (segun el tipo de organización física) en donde se
845 encuentra un registro dado, indicado por su
850 Los registros de este archivo se encuentran representados una estructura
851 que indica un número de registro y el bloque u offset en donde se encuentra
855 Es necesario que este archivo esté ordenado por
859 , ya que esto permitirá el acceso directo al mismo, para la rápida obtención
860 del nro de bloque u offset y posterior búsqueda de un registro en el archivo
867 Los registros de este archivo se encuentran representados a nivel código
868 por el siguiente tipo de dato interno (
875 typedef struct emufs_idx_t {
881 EMUFS_OFFSET location;
888 \begin_inset Float table
895 Ejemplo de registro en archivo índice (.idx), para un archivo de organización
901 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
903 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
904 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
905 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
906 <row topline="true" bottomline="true">
907 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
915 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
923 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
931 <row topline="true" bottomline="true">
932 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
940 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
948 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
953 Indica que el registro de id_reg = 5, se encuentra en el bloque 54
965 \begin_inset Float table
972 Ejemplo de registro en archivo índice (.idx), para un archivo de organización
978 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
980 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
981 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
982 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
983 <row topline="true" bottomline="true">
984 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
992 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1000 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1008 <row topline="true" bottomline="true">
1009 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1017 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1025 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1030 Indica que el registro de id_reg = 5, se encuentra en el bloque 54
1050 Como se puede observar, para distintas organizaciones el significado de
1051 los registros en este archivo es diferente y se utilizará de distinta manera
1058 Las declaraciones e implementación se pueden encontrar en
1072 \labelwidthstring 00.00.0000
1080 Los registros del archivo índice (
1084 ), poseen una correspondencia 1 a 1, con los Id's de los registros en el
1090 Con esto, queremos decir que el N-ésimo registro del archivo índice, será
1091 aquél que posea la información para localizar al registro cuyo
1095 es N, dentro del archivo de datos (
1105 Cabe aclarar que por si bien el índice se encuentra ordenado por
1109 , los registros en el archivo de datos, por lo general no lo estarán (ordenados
1115 emufs_idx_buscar_registro(), emufs_idx_get()
1117 \labelwidthstring 00.00.0000
1123 Ante la alta de un registro en el archivo de datos, se insetará un nuevo
1124 registro en el archivo índice, con el id_reg del registro en cuestión,
1125 y el offset u bloque donde se lo haya grabado en disco.
1131 \labelwidthstring 00.00.0000
1137 Ante el borrado de un registro del archivo de datos, se accederá el registro
1138 correspondiente en el índice, y se actualizara su LOCATION, estableciéndolo
1139 en el valor especial
1143 , el cual indica que ese registro ha sido eliminado y por ende no se lo
1144 podrá localizar en el futuro.
1145 Como se verá mas adelante, según el tipo de organización física, el registro
1146 puede ser borrado concretamente del .
1157 \labelwidthstring 00.00.0000
1163 Ante la modificación en la posición física de un registro dentro del archivo
1164 de datos (por ejemplo luego del proceso de re-compactación, se realizará
1165 la modificación respectiva del campo
1173 emufs_idx_actualizar()
1177 \begin_inset LatexCommand \label{sec:fsc}
1181 Archivo de control de espacio libre
1184 El archivo de espacio libre (
1188 ) (espacio por bloque o gaps en archivo, según el tipo de organización física),
1189 tiene como función la administración del espacio libre, generado por previas
1190 eliminaciones de registros en el archivo de datos.
1191 El mismo, nos indicará donde hay lugar para insertar un nuevo registro.
1194 Para el caso de una organización por bloque, nos dirá en que bloque o si
1195 se debe generar un nuevo bloque.
1196 En el caso de la organización sin bloques, nos indicará en que gap o si
1197 al final del archivo.
1200 Los registros de este archivo se encuentran representados una estructura
1201 que indica un número de bloque u offset y el espacio libre disponible en
1202 el mismo (o a partir del mismo en el caso del offset).
1209 : Por requerimiento del algoritmo de compactación el tipo de organización
1210 física con reg long var, sin bloques, los gaps se graban en forma ordenada
1212 (El orden se corresponde con lo que hay en el .dat).
1218 Los registros de este archivo se encuentran representados a nivel código
1219 por el siguiente tipo de dato interno (
1226 typedef struct emufs_fsc_t {
1229 EMUFS_BLOCK_ID marker;
1232 EMUFS_FREE freespace;
1242 \begin_inset Float table
1249 Ejemplo de registro en archivo de control de espacio libre para un archivo
1254 \begin_inset Tabular
1255 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
1257 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
1258 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
1259 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
1260 <row topline="true" bottomline="true">
1261 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1269 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1277 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1285 <row topline="true" bottomline="true">
1286 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1294 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1302 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1307 Indica que en el bloque 12, hay 120 bytes libres al final del mismo.
1319 \begin_inset Float table
1326 Ejemplo de registro en archivo de
1330 para un archivo sin bloques
1334 \begin_inset Tabular
1335 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
1337 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
1338 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
1339 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
1340 <row topline="true" bottomline="true">
1341 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1349 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1357 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1365 <row topline="true" bottomline="true">
1366 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1374 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1382 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1387 Indica que a partir del byte 12 del archivo de datos, hay 120 bytes libres.
1407 Como se puede observar, para distintas organizaciones el significado de
1408 los registros en este archivo es diferente y se utilizará de distinta manera
1412 Funciones principales
1415 Las declaraciones e implementación se pueden encontrar en
1429 \labelwidthstring 00.00.0000
1435 Ante la operación de alta de un registro en el archivo de datos, se realizará
1436 la búsqueda de espacio libre donde este podrá ser insertado.
1437 En el caso de organizaciones con bloques, se buscará en que
1441 se posee espacio suficiente para albergar el nuevo registro (o a partir
1450 bloques consecutivos libres).
1451 En el caso de organización sin bloque, se buscará un gap o espacio libre
1452 en el archivo, obteniéndose en consecuencia, el
1461 emufs_fsc_buscar_lugar(), emufs_fsc_buscar_n_lugares()
1463 \labelwidthstring 00.00.0000
1469 Luego de una operación de baja o alta de un registro en el archivo de datos
1474 ), incrementará o decrementará respectivamente el espacio libre en el archivo
1475 de datos, y esto deberá ser registrado, agregando un nuevo registro en
1476 el archivo de espacios libres (
1480 ) o bien modificándolo.
1484 En el caso de organizaciones con bloques, se actualizará el valor del espacio
1489 en el bloque (ya sea incrementándolo o decrementándolo) o bien se insertará
1490 un nuevo registro en caso de que se esté creando un nuevo bloque en el
1491 archivo de datos (en este caso no será debido a un alta o baja de registro
1492 como se mencionó al principio).
1496 Para el caso de organización sin bloques, en el caso de baja de un registro
1501 ) se insertará un nuevo registro en el
1505 dando cuenta de la aparición de un nuevo gap en el archivo de datos (
1509 ), y en caso de estar este lindante con otro gap, se realizará el merge
1511 (esto esta explicado más en profundidad en los casos particulares de organizaci
1512 ón física, registros variables sin bloques).
1513 Para el caso de una alta en el archivo de datos (
1517 ), el valor del gap donde se haya insertado se actualizará.
1522 emufs_fsc_agregar(), emufs_fsc_agregar_gap(), emufs_fsc_actualizar(), emufs_fsc_
1525 \labelwidthstring 00.00.0000
1531 : Únicamente para el caso de una organización que presente gaps en el archivo,
1532 se podrá dar a lugar la eliminación de un registro del archivo de espacios
1538 Esta situación tendrá efecto cuando se inserte un registro que entre perfecto
1539 en un gap disponible, y por ende el gap desaparecerá.
1543 emufs_fsc_borrar_gap()
1547 \begin_inset LatexCommand \label{sec:did}
1551 Archivo de id's recuperables
1554 El archivo de Id's liberado (
1558 ) llevará cuenta de aquellos Id's de registros (
1562 ) que ya no se encuentran siendo utilizados y fueron liberados por registros
1563 eliminados previamente.
1564 A través del mismo, se podrá realizar la reutilización de Id's ante la
1565 alta de nuevos registros.
1568 A nivel físico, este archivo poseerá una secuencia de datos del tipo EMUFS_REG_I
1569 D, y el comportamiento del sistema de recuperación de Id's será el de una
1571 Es decir, ante el requerimiento de un
1575 libre por una función del sistema como por ejemplo la alta de un nuevo
1576 registro, el API del archivo (
1580 ), obtendrá el último dato del mismo (el
1584 que fue liberado mas recientemente), y truncará el archivo eliminando el
1589 recuperado de la tabla.
1590 (LIFO, Last in First Out).
1596 Este archivo tiene registros de un solo campo,
1600 el cual simboliza al id que fue liberado en un proceso de baja de registros.
1603 Funciones principales
1606 Las declaraciones e implementación se pueden encontrar en
1620 \labelwidthstring 00.00.0000
1626 Ante la eliminación de un registro del archivo de datos (
1630 ) se procederá al agregado del correspondiente
1634 que fue liberado por dicha operación, al archivo
1648 \labelwidthstring 00.00.0000
1654 Cuando el sistema desee grabar un nuevo registro en el archivo de datos,
1659 disponible para el mismo.
1660 El sistema de administración de Id's libres, obtendrá el último
1664 que se guardó en el archivo (o se eliminó del archivo de datos), y truncará
1665 el archivo eliminándolo.
1673 emufs_did_get_last()
1677 \begin_inset LatexCommand \label{cha:tipo1}
1681 Archivo con bloques parametrizados y registros de longitud variable
1684 Este tipo de archivo tiene varias complicaciones, al tratarse de un punto
1686 \begin_inset LatexCommand \ref{cha:tipo2}
1691 \begin_inset LatexCommand \ref{cha:tipo3}
1695 (cuenta tanto con bloques como con registros variables), hereda los inconvenien
1696 tes (y ventajas) de ambos, más los propios.
1697 Al implementar este tipo de archivo se puso énfasis en la eficiencia mientras
1698 esta no comprometa la mantenibilidad del código, es por esto que en algunas
1699 circunstancias no se hace un uso óptimo del espacio.
1702 La implementación de este tipo de archivo puede ser encontrada en
1706 mientras que su interfaz pública está disponible en
1716 El archivo está compuesto por la
1721 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:cabecera_gral}
1726 El valor que toma en este tipo de archivo es 0 (o el valor simbólico
1735 Luego le sigue una cabecera propia del archivo (un
1739 , 4 bytes) que almacena el tamaño del bloque que usa el archivo.
1740 De esta manera, al abrir un archivo de este tipo no se necesita tener ninguna
1741 información sobre él.
1742 A esta cabecera le siguen cero o más bloques del tamaño fijo especificado
1743 en la cabecera antes mencionada.
1749 +-----------+-----------+------------------------//-+
1752 | tipo | tam_bloque| Cero o más bloques ...
1760 +-----------+-----------+------------------------//-+
1763 /- 4 bytes -/- 4 bytes -/
1766 Organización física de un bloque
1769 Cada bloque no guarda información en sí, sólo se comporta como un contenedor
1771 Esto no significa que un bloque no tenga utilidad, el bloque es utilizado
1772 para proveer un acceso semi-aleatorio a los registros.
1773 Para esto se utiliza el archivo de índice (ver página
1774 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:idx}
1778 ), que almacena pares [identificador de registro, número de bloque].
1779 Para que sea suficiente este único índice para hallar un registro (siendo
1780 que puede haber más de un registro por bloque), es necesario
1782 alinear los registros a izquierda
1785 Esto significa que hay que asegurar que siempre los registros en un bloque
1786 se presenten de forma consecutiva, jamás permitiendo que haya un espacio
1787 libre entre registros (en un mismo bloque).
1790 Podemos ver un ejemplo de esto en forma gráfica:
1793 bloque N-1 | bloque N | bloque N+1
1796 /----------+------------+------------+---------------+-----------/
1801 | registro 1 | registro 2 | espacio libre |
1806 /----------+------------+------------+---------------+-----------/
1809 /------------- tamaño del bloque ---------/
1812 De esta forma, una vez obtenido el número de bloque, se pueda recorrer secuencia
1813 lmente hasta encontrar el registro deseado.
1814 A fin de llevar el conteo de espacio libre se utiliza el archivo de control
1815 de espacio libre (ver página
1816 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:fsc}
1820 ), de forma tal que no sea necesario recorrer secuencialmente en busca de
1821 espacio libre al hacer una inserción.
1824 Puede darse un caso excepcional en el que un registro sea más grande que
1825 un bloque, en este caso el registro se almacenará en N bloques consecutivos
1826 (siendo N la cantidad de bloques que necesita el registro), ocupando completos
1827 los todos los bloques a excepción del último, en el que posteriormente
1828 se pueden agregar más registros.
1829 \layout Subsubsection
1832 \begin_inset LatexCommand \label{sub:tipo1_reg}
1836 Organización física de un registro.
1839 El registro es el que representa al dato realmente que se quiere almacenar.
1840 Para representar ese dato se necesita una determinada información de control,
1841 tanto para poder identificar el registro en un bloque (en búsquedas secuenciale
1842 s dentro del bloque) como para saber su longitud (dado que este tipo de
1843 archivo utiliza registros de tamaño variable).
1846 Siguiendo la metodología general de E
1847 \begin_inset Formula $\mu$
1850 FS, se optó por incluir esta información de control como una cabecera al
1851 comienzo del registro, siguiendo a esta los datos en sí.
1852 La cabecera está compuesta por un identificador (
1856 ) de registro (EMUFS_REG_ID, 4 bytes) seguido por el tamaño (
1860 ) del registros (EMUFS_REG_SIZE, 4 bytes).
1861 Podemos ver gráficamente como se se compone un registro:
1867 +-----------+-----------+------------------+
1870 | id | tamaño | datos ...
1874 +-----------+-----------+------------------+
1877 /- 4 bytes -/- 4 bytes -/- [tamaño] bytes -/
1878 \layout Subsubsection
1881 \begin_inset LatexCommand \label{sub:tipo1_reg_multi}
1885 Organización física de un registro más grande que un bloque (registro
1892 Puede darse el caso excepcional en que un registro sea de mayor longitud
1894 Al ser una situación excepcional, no siempre se resuelve de la forma más
1895 eficiente ni se minimiza el espacio ocupado por datos de control (como
1896 se dijo anteriormente, se prefirió conservar la simpleza del código, adoptando
1897 algoritmos generales aunque no sea de la forma más eficiente o maximizando
1898 el uso del espacio para no perjudicar la mantenibilidad).
1901 Para manejar un registro
1905 se optó por limitarlo a la siguiente estructura (suponiendo que el registro
1906 ocupa N bloques, con N > 1 y que un
1910 es una porción del registro que entra en un bloque):
1917 se almacenan en bloques completos consecutivos.
1920 El último fragmento se almacena al comienzo del bloque inmediatamente posterior
1924 Cada fragmento posee las cabeceras mencionadas en la sección
1925 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_reg}
1929 , cuyo contenido es el siguiente:
1937 se almacena el identificador único obtenido al hacer el alta.
1944 se almacena el tamaño del
1948 actual más los tamaños de los
1952 posteriores, quedando en el primer
1956 el tamaño completo del registro y en el último sólo el tamaño del
1964 Como puede observarse, la información de control en los
1968 intermedios puede ser redundante, pero se conserva para poder realizar
1969 algoritmos genéricos (que se basan en que al principio de un bloque, si
1970 no está vacío, hay una cabecera de un registro) y para facilitar chequeos
1971 de integridad del archivo.
1974 A continuación se presenta un ejemplo gráfico de un registro multibloque
1975 de 10 bytes (de contenido
1976 \begin_inset Quotes eld
1980 \begin_inset Quotes erd
1983 ) almacenado en un archivo con bloques de 12 bytes (4 para datos):
1986 | bloque 0 | bloque 1 | bloque 2
1989 +-------------------+-------------------+-------------------+-//-+
1992 | registro 0 - 1/3 | registro 0 - 2/3 | registro 0 - 3/3..|
1999 |+----+-----+------+|+----+-----+------+|+----+-----+----+..| // |
2002 || id | tam | datos||| id | tam | datos||| id | tam |dato|..|
2009 ||----+-----+------+||----+-----+------+||----+-----+----+..| // |
2012 || 0 | 10 | 1234 ||| 0 | 6 | 5678 ||| 0 | 2 | 90 |..|
2019 |+----+-----+------+|+----+-----+------+|+----+-----+----+..| // |
2022 +-------------------+-------------------+-------------------+-
2032 2 bytes libres al final del bloque 2
2035 Este es un ejemplo figurativo, ya que se puso como límite mínimo de tamaño
2036 de bloque 16 bytes (para que haya al menos la misma cantidad de espacio
2037 para datos que para información de control).
2038 Este límite mínimo ya roza lo absurdo (es muy ineficiente por la gran cantidad
2039 de accesos a disco que necesita).
2040 El límite físico es de 9 bytes (8 para información de control, 1 para datos).
2043 Funciones principales
2046 Las funciones principales son las necesarias para completar la estructura
2048 \begin_inset LatexCommand \pageref{sub:EMUFS}
2055 Lectura de registros
2058 Para leer un registro se hace uso del archivo de índice (ver página
2059 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:idx}
2063 ), obteniéndose el número de bloque en donde está almacenado el registro
2065 Una vez obtenido, se carga en memoria el bloque entero y se busca secuencialmen
2066 te en él (leyendo la cabecera de cada registro y salteando los datos) hasta
2067 encontrar el registro pedido.
2068 Una vez encontrado se lo copia y devuelve.
2071 Si se tratara de un registro
2076 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_reg_multi}
2080 ), se procede forma similar, sólo que se cargan en memoria uno a uno los
2081 bloques que componen el registro y se van copiando (y uniendo) los
2090 emufs_tipo1_leer_registro()
2096 Para realizar el alta de un registro, lo primero que se obtiene es un identifica
2097 dor, buscando primero en el archivo de identificadores recuperables (pág.
2099 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:did}
2103 ) y de no haber ninguno, buscando el mayor identificador presente en el
2104 archivo de índice (pág.
2106 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:idx}
2111 El paso siguiente es buscar un bloque con espacio libre suficiente como
2112 para almacenar el registro (y su cabecera) en el archivo de control de
2115 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:fsc}
2119 ) y cargarlo completo en memoria.
2120 De no encontrarse, se crea un bloque nuevo al final de archivo.
2121 En el bloque cargado en memoria, se agrega el registro nuevo (con su cabecera)
2122 al comienzo del espacio libre (calculado a partir del tamaño del bloque
2123 y el espacio libre en bloque) y se lo graba en disco.
2124 Finalmente se agrega (o actualiza) el identificador al archivo índice y
2125 el espacio libre en el bloque.
2128 Si el registro ocupara más de un bloque (ver sección
2129 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_reg_multi}
2133 ), se buscan N bloques consecutivos (todos los que necesite el registro)
2134 absolutamente libres
2140 Incluso el último bloque debe estar absolutamente libre para cumplir con
2141 las condiciones presentadas en la sección
2142 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_reg_multi}
2149 y graba bloque a bloque cada
2153 del registro (con sus cabeceras intermedias), al último
2157 se lo trata de forma análoga a un registro
2162 Por cada bloque utilizado se actualiza el archivo de control de espacio
2168 emufs_tipo1_agregar_registro()
2174 Al eliminar un registro lo primero que se hace es actualizar los archivos
2175 de índice y de identificadores recuperables, poniendo como número de bloque
2180 y agregando el identificador del registro a borrar respectivamente.
2181 También se actualiza el archivo de control de espacio libre por cada bloque
2182 (en caso de ser más de uno, en registros
2186 , se actualizan todos los bloques) y se carga el bloque en memoria para
2189 alinear los datos a izquierda
2191 (en caso de ser un registro
2195 , esto se realiza sólo para el último bloque).
2196 Para alinear los datos, se recorre secuencialmente en bloque (leyendo la
2197 cabecera de cada registro y salteando los datos) hasta encontrar el registro
2199 Encontrado el registro, se copian todos los bytes que se encuentran entre
2200 el fin del registro a borrar y el fin del bloque, en el comienzo del bloque
2206 emufs_tipo1_borrar_registro()
2209 Modificación de registros
2212 Se optó por un algoritmo simple y general, que usa las funciones de alto
2213 nivel mencionadas hasta ahora.
2214 Simplemente borra el registro y vuelve a crearlo.
2215 Al recuperar el último identificador de registro borrado, nos aseguramos
2216 de que se mantenga el identificador del registro.
2221 emufs_tipo1_modificar_registro()
2224 Obtención de estadísticas
2227 Es una función bastante simple, con una única complicación que mencionaremos
2231 Para obtener las máximas desviaciones, cantidad total de espacio libre,
2232 cantidad de registros y tamaño de los archivos auxiliares se utilizan las
2233 funciones apropiadas de los archivos auxiliares (ver secciones
2234 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:idx}
2239 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:fsc}
2244 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:did}
2251 Para obtener la cantidad de bloques se hace el siguiente calculo:
2254 cant_bloques = (tamaño_archivo_datos - tamaño_cabecera_archivo_datos)
2260 Hasta aquí no hay mayores inconvenientes.
2261 El problema se presenta para calcular el tamaño de la información de control
2262 utilizada por el archivo de datos; se utiliza el siguiente cálculo:
2265 tam_info_control_datos = tamaño_cabecera_archivo_datos
2268 + cant_registros * tamaño_cabecera_registro;
2271 Aunque a simple vista esto parece acertado, no contempla el caso de los
2277 \begin_inset LatexCommand \pageref{sub:tipo1_reg_multi}
2281 ), estos registros almacenan
2283 tamaño_cabecera_registro * N
2289 es la cantidad de bloques que ocupan.
2290 Salvar este caso sería muy costoso, porque habría que recorrer el archivo
2291 registro a registro,
2299 e ir contando todas las cabeceras de registro que aparecen (similar a lo
2300 que se hace en la compactación, ver sección
2301 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_compact}
2306 Al tratarse este de un caso excepcional, se optó por mantener la función
2307 simple ya que funciona bien en la mayoría de los casos.
2312 emufs_tipo1_leer_estadisticas()
2316 \begin_inset LatexCommand \label{sub:tipo1_compact}
2320 Compactación del archivo de datos
2323 Esta función es una de las más simples, porque se limita a un algoritmo
2324 muy simple que utiliza las funciones de
2328 antes nombradas para realizar su tarea.
2329 Básicamente recorre el archivo de índices de registros, de comienzo a fin,
2330 leyendo el registro, borrándolo y volviéndolo a insertar.
2331 Si había espacio libre en un bloque anterior al que estaba, será insertado
2332 en él, si no volverá a grabarse en el lugar en que estaba.
2333 De esta forma se aprovechan todos los espacios libres intermedios, concluyendo
2334 con un archivo igual o más pequeño que el original.
2337 Esta implementación no es la más eficiente, pero siendo que esta es una
2338 operación costosa y excepcional por naturaleza, se optó por mantener el
2339 algoritmo simple a costo de un poco de eficiencia.
2344 emufs_tipo1_compactar()
2347 Detalles de implementación (funciones internas, ver si lo ponemos o no)
2351 \begin_inset LatexCommand \label{cha:tipo2}
2355 Archivo sin bloques y registros de longitud variable
2358 Este tipo de archivo nos traerá a la mesa la particularidad de grabar registros
2359 de longitud variable sin realizar su agrupación en bloques, y como veremos
2360 en la siguiente sección, también permitirá la administración de gaps que
2361 queden en el archivo luego de operaciones de baja de registros.
2367 Este tipo de archivo realizará el almacenamiento de registros de longitud
2368 variable en disco, su borrado y modificación sin la utilización de bloques
2370 Su implementación se encuentra en los archivos fuente (
2381 Los archivos del tipo 2, presentarán al comienzo del mismo un header compuesto
2382 simplemente por un dato del tipo EMUFS_Tipo (int) el cual indicará el tipo
2383 de archivo en cuestión.
2386 Para poder entender mejor la organización física de este tipo de archivo,
2387 tomemos el caso hipotético en el que se encuentran grabados
2391 (comenzando desde registro 0) de
2400 Supongamos también que entre el registro 0 y 1 se encontraba un
2402 registro de 10 bytes
2417 Si miramos al archivo de datos (.dat) en el disco nos encontraremos con
2419 \begin_inset Float figure
2426 Organización física de los registros en disco
2430 \begin_inset Graphics
2431 filename graphics/Example1.png
2442 Como se puede observar, a nivel físico cada registro grabado esta compuesto
2443 por un Header cuyo tamaño total es de 8 bytes (
2451 ), y posteriormente el registro (bloque de datos) en sí.
2452 Luego se encuentra el espacio libre de 18 bytes dejado por el registro
2453 de 10 bytes eliminado (10 bytes de datos + header de 8 bytes) y finalmente
2454 el segundo registro mencionado.
2457 Comportamiento Particular de los Archivos Auxiliares
2460 Como fue explicado al inicio de la documentación, la implementación de cualquier
2461 a de las tres organizaciones físicas de archivos presenta la necesidad de
2462 poseer tres archivos auxiliares que actuarán como índice de direcciones
2467 ), administrador de espacio libre (
2471 ) y administrador de Id's liberados (
2478 No obstante, cada tipo de organización presentara sus particularidades respecto
2479 de estos tres archivos, las cuales describiremos a continuación en caso
2481 \layout Subsubsection
2483 Archivo índice o de posiciones relativas (.idx)
2490 ), permite la localización de los registros en el .DAT de forma directa,
2491 mediante la obtención de su offset o posición relativa respecto del inicio
2496 en donde se encuentra un registro dado, indicado por su ID.
2499 Así pues, si tomamos el ejemplo descripto al inicio de este capítulo, tendremos
2500 las siguientes entradas en el archivo índice
2505 \begin_inset Float table
2512 Organización física del archivo de índice o posiciones relativas.
2516 \begin_inset Tabular
2517 <lyxtabular version="3" rows="3" columns="3">
2519 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
2520 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
2521 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
2522 <row topline="true" bottomline="true">
2523 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2533 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2543 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2551 <row topline="true">
2552 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2562 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2572 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2577 El primer registro (reg0) comienza en el byte 4
2581 <row topline="true" bottomline="true">
2582 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2590 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2600 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2605 El segundo registro (reg1) comienza en el byte 60
2625 LOCATION indica donde comienza el header del registro buscado, y por consiguien
2626 te luego del header tendremos el registro en sí (los datos).
2627 \layout Subsubsection
2629 Archivo de Gaps / Espacios Libres (.fsc)
2632 El archivo de espacios libres o gaps (.fsc), tiene como función la administración
2633 del espacio libre o gaps (agujeros), generados por previas eliminaciones
2634 de registros en el archivo de datos.
2635 El mismo, nos indicará donde hay lugar para insertar un nuevo registro
2636 (se podrán insertar en algún gap acorde, o bien al final del archivo).
2637 Este archivo será utilizado también para el proceso de compactación de
2638 un archivo, explicado luego.
2641 Así pues, si tomamos el ejemplo descripto al inicio del documento, tendremos
2642 las siguientes entradas en el archivo índice
2647 \begin_inset Float table
2654 Organización física del archivo de
2658 o control de espacio libre.
2662 \begin_inset Tabular
2663 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
2665 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
2666 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
2667 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
2668 <row topline="true" bottomline="true">
2669 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2679 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2689 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2697 <row topline="true" bottomline="true">
2698 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2708 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2718 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2723 18 bytes libres a partir del byte 42 del .dat
2743 Por requerimiento del algoritmo de compactación, los gaps se graban en
2744 forma ordenada en el (.fsc).
2745 (El orden se corresponde con lo que hay en el
2750 \layout Subsubsection*
2755 Si bien la utilización concreta de los GAPS será explicada posteriormente
2756 en la ALTA y BAJA de registros, debemos remarcar la funcionalidad de MERGING
2757 que posee nuestro sistema FSC.
2760 Ante la eliminación de un registro del archivo de datos, se generara por
2761 consiguiente un gap o espacio libre en alguna posición del archivo.
2762 Ese gap deberá ser registrado en el archivo de gaps (.fsc).
2763 Ahora bien, nuestro sistema de gaps, contemplará como es debido, la posibilidad
2764 de que se haya eliminado un registro que posee un GAP por delante, un GAP
2765 por detrás, o bien un GAP por delante y por detrás del mismo.
2768 Nuestro sistema actuará en consecuencia, realizando un merge de los espacios
2769 libres, y unificándolos en una ÚNICA entrada en el archivo .fsc, que contendrá
2770 como dato de freespace, la suma correspondiente de los espacios libres
2772 \layout Subsubsection
2774 Archivo de ID's liberados (.did)
2777 El archivo de ID's liberados no presenta ningún aspecto particular en este
2778 tipo de organización.
2779 Remitirse al capítulo correspondiente a los archivos auxiliares para consultar
2780 su estructura y funcionamiento.
2783 Funciones Principales
2798 se encuentran las cabeceras y la implementación de las funciones principales
2799 respectivamente, las cuales dan funcionalidad a esta organización.
2803 A continuación se comentará el funcionamiento algunas de las mas importantes.
2806 Lectura de registros
2809 Como se vio al comienzo, los registros en este tipo de archivo no se encuentran
2810 agrupados en bloques de ninguna índole y están dispersos a lo largo del
2811 archivo, con la particularidad de que pueden existir gaps o espacio libre,
2812 entre dos registros dados.
2815 Por ende la lectura de registros en este tipo de organización es muy simple
2816 y dada la inexistencia de bloques, el procedimiento será el siguiente:
2819 Se determina el offset en bytes, donde comienza el registro deseado, a través
2820 de su ID, buscando la misma en el archivo índice (
2827 Ya determinada la posición física del registro dentro del archivo de datos
2832 ), nos posicionamos en la misma, y leemos el header del registro (
2841 Contando así con el tamaño del registro, procedemos a leer el mismo (los
2842 datos), dando por finalizada la lectura.
2847 emufs_tipo2_leer_registro()
2853 En el proceso de alta de registros entrarán en juego dos archivos descriptos
2856 sección de archivos auxiliares
2858 , siendo estos el archivo índice (
2862 ), y el archivo de gaps / espacios libres (
2869 Así pues, a la hora de realizar una inserción de un registro en el archivo
2870 de datos, el procedimiento será el siguiente:
2873 Calculamos el espacio que necesitaremos para el registro: sizeof(
2881 ) + sizeof(registro).
2884 Determinamos donde debemos insertar el registro, ya sea un gap donde entre,
2885 o bien al final del archivo.
2888 Insertamos el registro e información de control (
2896 ), en la posición indicada en el paso 2.
2899 En caso de haber utilizado un GAP, actualizamos el espacio libre restante
2900 en el mismo y en caso de que se haya utilizado al totalidad del GAP, se
2901 lo elimina del archivo (
2908 Actualizamos la entrada correspondiente al registro ingresado (determinada
2909 por su RegID), en el archivo índice (
2913 ), indicando su offset donde podrá ser accedido luego.
2918 emufs_tipo2_agregar_registro()
2924 En el proceso de baja de registros entrarán en juego los tres archivos descripto
2927 sección de archivos auxiliares
2929 , siendo estos el archivo índice (
2933 ), el archivo de gaps / espacios libres (
2937 ) y el archivo de ID's liberados (
2944 Dado que en la implementación de este tipo de organización física contamos
2945 con los gaps o espacios libres entre registros, no se eliminará físicamente
2946 el registro del archivo de datos (
2950 ), pues entonces carecería de sentido el archivo anteriormente mencionado
2956 En cambio, se agrega el gap dejado por la eliminación a dicho archivo,
2957 y se marca físicamente en el archivo de datos la eliminación mediante un
2958 fill de los bytes correspondientes con un caracter nulo.
2959 (hexa 00 y con el propósito de probar fehacientemente que el sistema funciona).
2962 El proceso de baja o eliminación de un registro constará luego de los siguientes
2966 Se obtiene el offset o posición relativa en donde se encuentra grabado el
2967 registro dentro del archivo de datos.
2970 Se obtiene el tamaño del registro y se realiza un dummyfill del sector del
2971 archivo correspondiente al registro que se está dando de baja.
2972 (Se rellena la zona correspondiente a su header+data).
2975 Se agrega el GAP generado al archivo de gaps o espacios libres, y en caso
2976 de haberse generado un GAP lindante con otro GAP, se realizará un merge
2977 de los mismos y se los registrará bajo una única entrada en el archivo
2978 de espacios libres (.fsc).
2981 Se agrega el ID que fue liberado, al archivo de ID's liberados (
2985 ), al final del mismo (
2992 Se marca en el archivo índice (
2996 ) la eliminación, mediante el valor ¨-1¨ en el registro correspondiente
2997 al registro recién eliminado (se le cambia el valor al n-esimo registro,
2998 donde N = IDReg del reg eliminado).
3003 emufs_tipo2_borrar_registro()
3006 Modificación de registros
3009 Dada la naturaleza del archivo de ID's liberados, y el manejo de espacio
3010 libre del que consta esta organización de archivo, el proceso de modificación
3011 de un registro se limita a los siguientes pasos:
3014 Se realiza la lectura del registro, mediante el respectivo procedimiento
3015 ya desarrollado anteriormente.
3018 Una vez que se cuenta con los nuevos datos modificados, se procede a dar
3019 de baja el registro que ha sido modificado, e inmediatamente después se
3020 realiza una inserción con los nuevos datos.
3029 Como fue indicado, dada la naturaleza de PILA del subsistema de administración
3030 de ID liberados, es asegurado que la nueva inserción del registro modificado
3031 se realizará con el mismo RegID.
3036 emufs_tipo2_modificar_registro()
3039 Obtención de estadísticas
3042 Se puede tener acceso a las estadísticas generales del archivo, por ejemplo,
3043 cantidad de bloques, cantidad de registros, espacio libre total, espacio
3044 libre promedio, espacio libre máximo y mínimo, etc.
3047 Esta información es el resultado de ciertos cálculos realizados tanto en
3048 el archivo de datos como en los archivos índice.
3051 Completa una estructura del tipo EMUFS_Estadisticas con las estadísticas
3052 del archivo de datos, espacio libre total, cantidad de registros, cantidad
3053 de bloques, tamaño del archivo en bytes, relaciones entre tamaños y espacios
3059 emufs_tipo2_leer_estadisticas()
3062 Compactación del archivo de datos
3065 Así como los otros dos tipos de datos, el que nos compete también cuenta
3066 con la posibilidad de realizar la compactación de datos cuando el usuario
3067 lo desee, justificando todos los registros a izquierda, eliminando así
3068 los gaps existentes y decrementando el tamaño del archivo en disco (truncándolo
3072 Para poder comprender como hemos implementado el proceso de re-compactación
3073 en nuestro tipo de archivo 2, nos ayudaremos de esquemas a través de los
3074 cuales iremos describiendo el proceso.
3075 Notemos antes, que el proceso de compactación esta directamente ligado
3076 con el archivo de gaps o espacios libres (
3083 Comencemos con el siguiente cuadro situacional:
3084 \begin_inset Float figure
3091 Archivo con gaps entre registros previo a compactación
3095 \begin_inset Graphics
3096 filename graphics/Compact1.png
3108 Partiendo de esta base, el algoritmo de compactación tomará en su inicio
3109 al primer gap existente dentro del archivo de datos, en este caso llamado
3115 Luego, establecerá que el
3119 a partir de donde se quieren mover datos, sera:
3122 StartGap0 + SizeGap0 = EndGap0 = Source
3125 Lo cual no es nada más y nada menos que lo obvio, la fuente a partir de
3126 donde se mueven los datos, sera el fin del primer gap, donde comienzan
3132 ) del movimiento, se establece inicialmente, el inicio del gap, o sea
3134 StartGap0 = Destination
3139 Luego, el algoritmo entrara en un bucle while (mientras haya bucles por
3140 levantar), el cual trabajara hasta el final de la compactación de la siguiente
3151 Se levanta el próximo gap al levantado en una instancia previa.
3152 En este ejemplo, durante el primer loop del while, se levantará
3157 Luego, se calcula cuantos bytes hay que mover hacia el Destination de la
3181 Lo cual nuevamente es lógico pues querremos mover lo que se encuentra entre
3182 el final del primer gap levantado y el inicio del siguiente).
3185 Se realiza el movimiento de los datos, utilizando las direcciones
3193 , así como la variable
3197 que nos indica cuantos bytes transferir.
3203 La transferencia se hace de a chunks de 25 bytes + un resto segun el valor
3207 Se establece como gap de referencia, al ultimo gap leído (En este caso se
3220 ) y termina el código de repetición del bucle, dando lugar a la carga del
3221 siguiente gap en el inicio del mismo.
3229 Luego del primer bucle, el archivo se vera de la siguiente forma:
3230 \begin_inset Float figure
3237 Archivo con gaps en disco luego del primer bucle de compactación
3241 \begin_inset Graphics
3242 filename graphics/Compact2.png
3253 Notemos que al final de la porción de datos de los bytes movidos (donde
3258 ), hay basura que será pisada por el próximo movimiento.
3261 En el próximo loop, el bucle levantará un nuevo gap, y utilizando el gap
3262 anterior (En esta caso el Gap anterior será
3266 ) como referencia, realizará los mismos cálculos, desde donde transferir
3267 y cuantos bytes mover.
3268 (El destino es solo establecido inicialmente por código, y para el resto
3269 del algoritmo es el lugar donde quedo el puntero destination luego de la
3273 Una vez que se salga del bucle while, se realizará un último movimiento
3274 preprogramado, donde la fuente (
3278 ) será el final del ultimo gap, y la cantidad de bytes a mover será lo que
3279 se encuentre luego del mismo hasta el fin de archivo.
3282 Source = StartLastGap + SizeLastGap = EndLastGap
3285 Mustmove_bytes = Datsize - Source
3288 Damos por terminada así, la explicación del algoritmo de compresión el cual
3289 para el caso del tipo 2, es realmente bastante sencillo.
3294 emufs_tipo2_compactar()
3297 Consideraciones y Políticas de Diseño
3300 Se han tomado ciertas consideraciones para algunos casos particulares que
3301 se pueden presentar durante el uso/ejecución de la aplicación, así como
3302 también políticas respecto del diseño e implementación del sistema:
3305 En la organización física tipo 2 para los registros que se graban en disco
3306 hemos decidido utilizar como encabezado de cada uno de ellos, los datos
3307 [ID_REG][REG_SIZE], los cuales fueron detallados previamente.
3308 Si bien se podría haber descartado el grabado del ID del registro en el
3309 archivo de datos y puede parecer redundante, dado que poseemos el archivo
3310 índice con el offset directo, el mismo se lo graba por distintos motivos:
3314 A) En caso de la corrupción del archivo índice (.idx), podremos gracias a
3315 que poseemos en el archivo de datos, el ID de cada registro, recrear dicho
3316 índice, ayudándonos del archivo de espacios libres (
3320 ), para poder saltear los espacios libres y e ir recorriendo secuencialmente
3321 los registros, reconstruyendo así el índice en cuestión.
3322 (esta función de reconstrucción no pudo ser implementada para esta entrega,
3323 pero es una posibilidad real).
3327 B) Luego de un proceso de re-compactación, los espacios libres que pudieron
3328 haber existido en el archivo de datos (
3332 ), son eliminados y los registros han cambiado de posición.
3333 Por ello, recorriendo secuencialmente por única vez el archivo de datos,
3334 se procede a la actualización / reconstrucción del índice de direcciones
3342 Si se desea insertar un registro y no se puede hallar un gap o espacio libre
3343 donde quepa, se los inserta al final del archivo.
3346 Ante una operación de baja de un registro, el mismo no es físicamente borrado
3347 del archivo de datos (
3351 ), simplemente los bytes que ocupa son llenados con hexa (00).
3352 Paralelamente, se procede a actualiza el archivo índice, insertando como
3353 valor de OFFSET para el registro eliminado, el valor ¨-1¨, indicando así
3354 la inexistencia del registro para el futuro, y por otro lado se genera
3355 la entrada de espacio libre en el archivo de gaps (
3362 La reutilización de ID's liberados por previas operaciones de baja de registros,
3363 se ve implementada por el archivo de ID liberados (.did), y su comportamiento
3364 es el de una pila por lo que el último ID liberado, sera el próximo a ser
3368 Como fue explicado en la implementación del archivo índice, existe una correspon
3369 dencia 1 a 1 entre los registros allí presentes (en el .idx) y los ID's de
3370 los registros, por lo cual el registro N-ésimo del archivo índice, será
3371 el correspondiente al registro de datos cuyo ID es igual a N.
3374 El proceso de compactación de archivos, realiza los movimientos de información
3375 requeridos para dicho propósito de a chunks de 25 bytes por vez.
3376 Este valor es fijo, pero se lo podría hacer parametrizable mediante la
3377 GUI en próximas entregas.
3381 \begin_inset LatexCommand \label{cha:tipo3}
3385 Archivo con bloques parametrizados y registros de longitud constante
3388 Las distintas organizaciones de archivos buscan aprovechar al máximo el
3389 espacio del archivo.
3392 En este caso veremos que sucede luego de agregar y borrar una gran cantidad
3393 de registros del archivo, lo que provoca como consecuencia directa la fragmenta
3394 ción del archivo, es decir, quedan huecos entre un registro y otro, lo que
3395 produce un desperdicio de espacio.
3398 La implementación de este tipo de archivo puede ser encontrada en
3402 mientras que su interfaz pública está disponible en
3412 Esta organización guarda los registros pertenecientes al archivo en bloques
3413 de tamaño parametrizado, de modo que intentará guardar la mayor cantidad
3414 de registros que quepan en un bloque.
3418 Así como los graba, también tendrá la posibilidad de leer registros y borrarlos
3422 El archivo estará compuesto por una cabecera que da información sobre el
3423 tipo (2, o el valor T3 del tipo
3427 en este caso) de organización, el tamaño de los bloques y el tamaño de
3434 +-----------+-----------+-----------+------------------------//-+
3437 | tipo | tam_bloque| tam_reg | Cero o más bloques ...
3445 +-----------+-----------+-----------+------------------------//-+
3448 /- 4 bytes -/- 4 bytes -/- 4 bytes -/
3451 Organización Física de un Bloque
3454 Cada bloque será capaz de contener la cantidad de registros enteros que
3456 De esta manera un registro que no entre completamente en el bloque deberá
3457 almacenarse en un bloque diferente.
3460 Los bloques no contienen ninguna información adicional, solo se conoce su
3461 tamaño y se usa para delimitar
3462 \begin_inset Quotes eld
3466 \begin_inset Quotes erd
3469 zonas en el archivo y obtener de esta manera acceso semi-aleatorio a los
3473 bloque N-1 | bloque N | bloque N+1
3476 /----------+------------+------------+---------------+-----------/
3481 | registro 1 | registro 2 | espacio libre |
3486 /----------+------------+------------+---------------+-----------/
3489 /------------- tamaño del bloque ---------/
3492 Organización Física de Registros
3495 Cada registro se almacena en un bloque, y contiene una cabecera que indica
3500 por este motivo al realizar la búsqueda de espacio en un bloque se lo hará
3501 preguntando por el tamaño del registro más
3503 sizeof(EMUFS_REG_ID).
3509 +-----------+-------------------+
3516 +-----------+-------------------+
3519 /- 4 bytes -/- [tam_reg] bytes -/
3522 Organización Física de Registros
3527 Al ser los registros de longitud constante, se ha adoptado que un registro
3532 nunca podrá estar almacenado en algún lugar que no sea el comienzo de un
3534 De esta manera se puede calcular cuantos bloques ocupará un registro y
3535 se podrá solicitar lugar para almacenarlo con la ayuda de la función
3537 emufs_fsc_buscar_n_lugares(),
3539 que es muy importante para evitar el solapamiento de registros.
3540 Esta consideración acarrea como consecuencia directa un alto costo en términos
3541 del espacio desperdiciado.
3544 A continuación se presenta un ejemplo gráfico de un registro multibloque
3545 de 26 bytes (de contenido
3546 \begin_inset Quotes eld
3549 12345678901234567890123456
3550 \begin_inset Quotes erd
3553 ) almacenado en un archivo con bloques de bytes 14 bytes (10 para datos)
3554 y registros de 38 bytes:
3557 | bloque 0 | bloque 1 | bloque 2
3560 +-------------------+-------------------+-------------------+-//-+
3563 | registro 0 - 1/3 | registro 0 - 2/3 | registro 0 - 3/3..|
3570 |+----+------------+|+----+------------+|+----+--------+....| // |
3573 || id | datos ||| id | datos ||| id | datos |....|
3580 ||----+------------+||----+------------+||----+--------+....| // |
3583 || 0 | 1234567890 ||| 0 | 1234567890 ||| 0 | 123456 |....|
3590 |+----+------------+|+----+------------+|+----+--------+....| // |
3593 +-------------------+-------------------+-------------------+-
3603 4 bytes libres (e inutilizables) al final del bloque 2
3606 Funciones Principales
3617 se encuentran las cabeceras y la implementación de las funciones principales
3618 respectivamente, las cuales dan funcionalidad a esta organización.
3621 A continuación se comentará la descripción de algunas acciones importantes.
3624 Lectura de registros
3627 La lectura de un registro se realiza con la ayuda del archivo .
3631 el cual contiene la información de la posición del registro dentro del
3633 Una vez leída esta información, se recupera el bloque (en su totalidad)
3634 del archivo y se busca secuencialmente el registro con el
3643 emufs_tipo3_leer_registro()
3649 Graba un registro en un bloque donde haya espacio suficiente, y si no crea
3650 un nuevo bloque y lo agrega al final del archivo.
3653 Luego de grabar un registro, actualiza los archivos de índice .idx y .fsc
3654 para mantener la coherencia.
3657 Cuando nos encontramos con registros multibloque, se calcula cuantos bloques
3658 ocupará el registro de la siguiente manera:
3660 Cantidad de Bloques = 1 + Tamaño del Registro/(Tamaño del Bloque-Sizeof(EMUFS_RE
3664 Esta ecuación solo falla en el caso que el tamaño del registro y el tamaño
3665 del bloque sean iguales, en tal caso, se coloca el valor 1 en
3672 Y con esta información se realiza un ciclo
3676 que grabará tantas veces como sea necesario levantando y grabando los bloques
3682 emufs_tipo3_grabar_registro()
3688 Borra un registro del archivo de datos, para esto levanta el bloque al que
3689 pertenece el archivo y ajusta los demás registros justificándolos hacia
3693 Cabe destacar que para dar de baja un registro no hace falta borrarlo del
3694 archivo de datos, solo es necesario borrar las entradas en los archivos
3695 de índice, pero cuando se realiza el ajuste el algoritmo toma porciones
3696 del bloque del tamaño de un registro mas su encabezado - comenzando desde
3697 el siguiente al que fue borrado - y copia (sobreescribe) sobre el anterior.
3698 De esta manera, la información correspondiente al registro borrado no estará
3699 presente en el archivo de datos.
3700 Esto es una consecuencia del ajuste al borrar un registro, pudiendo no
3701 ser así, si no se realizara el mismo.
3704 En el caso de los registros multibloque, se eliminará la porción del registro
3705 contenida en el primer bloque y se actualizarán de manera conveniente los
3706 archivos índice, para restaurarlos a un valor verdadero.
3711 emufs_tipo3_borrar_registro()
3714 Obtención de estadísticas
3717 Se puede tener acceso a las estadísticas generales del archivo, por ejemplo,
3718 cantidad de bloques, cantidad de registros, espacio libre total, espacio
3719 libre promedio, espacio libre máximo y mínimo, etc.
3722 Esta información es el resultado de ciertos cálculos realizados tanto en
3723 el archivo de datos como en los archivos índice.
3726 Completa una estructura del tipo EMUFS_Estadisticas con las estadísticas
3727 del archivo de datos, espacio libre total, cantidad de registros, cantidad
3728 de bloques, tamaño del archivo en bytes, relaciones entre tamaños y espacios
3734 emufs_tipo3_leer_estadisticas()
3737 Compactación del archivo de datos
3740 Esta función intenta reorganizar el archivo de manera que el espacio libre
3741 sea lo menor posible, recordando siempre que un registro no puede ser almacenad
3742 o en mas de un bloque excepto que el tamaño del registro sea mayor que el
3746 Para realizar esto, se aprovecha la funcionalidad de
3748 emufs_tipo3_grabar_registro()
3750 ya que esta tiene la capacidad de determinar una posición mas eficiente
3751 en el archivo para un registro.
3752 Por esto lo que se hace es levantar uno por uno los registros y volverlos
3753 a grabar, de ese modo todos los
3757 que pudieron haberse formado por la eliminación de registros serán cubiertos
3761 Al estar utilizando recuperación de
3765 borrados, esto me asegura que el registro borrado-guardado conservará el
3769 Al finalizar este proceso se verifica si existen bloques vacíos para truncar
3771 Lo mismo se debe hacer con el archivo de espacios libres .
3775 el cual disminuye su tamaño también.
3780 void emufs_tipo3_compactar()
3783 Consideraciones y Políticas de Diseño
3786 Se han tomado ciertas consideraciones para algunos casos particulares que
3787 se pueden presentar durante el uso/ejecución de la aplicación.
3790 Cada registro tiene un encabezado que indica el
3797 Si el tamaño del registro es mayor que el tamaño del bloque el registro
3798 se particionará en la cantidad de bloques que sea necesario, pero siempre
3799 se guardará desde el comienzo de un bloque, esto quiere decir que nunca
3800 se podrá encontrar un comienzo de registro en algún lugar de un bloque
3801 que no sea el comienzo del mismo.
3804 Si el registro se divide en mas de un bloque, se le coloca el id como encabezado
3805 igualmente, pero en el archivo .
3809 solo se guarda el primer bloque.
3814 se actualizan todos los bloques con el espacio libre que realmente tienen.
3817 EMUFS View (interfaz gráfica)
3823 La interfaz de visualización de EMUFS permite interactuar con los distintos
3824 tipos de archivos para cada conjunto de datos almacenado (ya sean facturas,
3825 articulos, o notas de facturas).
3831 Para poder correr la interfaz gráfica necesitará previamente compilarla
3832 (así como compilar los programas auxiliares), para ello necesitará cumplir
3833 con los siguiente requisitos:
3836 Compilador gcc versión 3.3.x preferentemente.
3837 No podemos garantizar la compatibilidad con otras versiones debido a cambios
3838 drásticos que sufrieron las versiones anteriores.
3841 Parser XML libxml2 versión 2.6.x .
3842 Versiones 2.5 y anteriores son incompatibles en la API y no funcionarán.
3845 libncurses version 5 o superior (probado con 5.4).
3854 Para compilar la GUI solo debe ejecutar el comando make dentro del directorio
3856 Esto compilará primero una biblioteca estática con los manejadores de los
3857 3 tipos de archivo y luego compilará la GUI.
3863 Preparar el banco de pruebas
3866 Antes de comenzar a utilizar la GUI deberá generar los archivo XML desde
3867 donde serán leídos los datos para generar los archivos que luego se utilizará.
3868 Para ello el proceso de compilación creará 2 ejecutable : generar_fact
3869 y generar_art, que se ubicarán en la carpeta generar dentro de emufs_gui.
3872 Estos programas generan facturas y artículos respectivamente en forma aleatorio,
3873 utilizando diccionarios de datos para llenar los campos.
3874 Primero deberá ejecutar generar_art, ya que éste último crea un diccionario
3875 de artículos que luego utilizará generar_fact para los items de las facturas.
3878 Ambos programas reciben 2 parámetros : el nombre de archivo de salida y
3879 la cantidad de entradas a generar.
3885 El programa acepta varios parámetros, algunos de ellos opcionales, otros
3886 obligatorios dependiendo de las elecciones realizadas.
3889 Para obtener una completa descripción de los parámetros el programa acepta
3891 \begin_inset Quotes eld
3895 \begin_inset Quotes erd
3899 \begin_inset Quotes eld
3903 \begin_inset Quotes erd
3906 para mostrar una ayuda en línea.
3909 Si el programa es ejecutado sin parámetros tratará de recuperar los artículos
3910 y las facturas desde archivo previamente creados.
3913 Para crear un archivo de artículos a partir de un archivo XML bien formado,
3914 se debe ejecutar el programa con la opción
3915 \begin_inset Quotes eld
3919 \begin_inset Quotes erd
3923 Dicha opción espera que el siguiente parámetro sea el nombre del archivo
3924 a leer, y que éste útimo tenga extensión xml (notar que es solo minúsculas).
3925 A continuación espera encontrar el tipo de archivo que se quiere crear,
3926 pudiendo ser éste último 1, 2 ó 3.
3927 De ser el tipo de archivo con bloques, se le exigirá que ingrese como último
3928 parámetro el tamaño del mismo.
3931 Para crear el archivo de facturas es el mismo procedimiento, solo que utilizando
3933 \begin_inset Quotes eld
3937 \begin_inset Quotes erd
3941 El archivo de notas es creado por el sistema de tipo 2 por defecto y no
3942 puede ser cambiado desde la línea de comandos.
3943 Para ello puede utilizar la opción correspondiente del menú mantenimiento.
3946 Debe saber que estos parámetros no son mutuamente excluyentes, por lo que
3947 podrá utilizarlos al mismo tiempo.
3953 A continuación se da una lista detallada de las operaciones que son posibles
3954 hacerse desde esta interfaz :
3957 Alta, baja y modificación de Artículos.
3958 Para ello se abrirá una ventana donde se podrá editar comodamente los datos.
3961 Alta, baja y modificación
3967 En la modificación de una factura no se podrán cambiar ni la cantidad de
3968 items y los datos de los mismo!.
3969 La nota si podrá ser modificada.
3976 Ver fisicamente los registros de cualquiera de los archivos sin importar
3977 el tipo al que pertenezcan.
3978 Desde aquí podrá tambien eliminar, agregar o modificar el registro actual.
3982 Para aquellos archivos que hallan sido creados con un tipo con bloques,
3983 podrá verlos fisicamente, viendo el bloque actual y los anteriores/posteriores.
3986 Ver las estadísticas de cada archivo según su tipo, para realizar comparativas
3989 Cambiar el formato de cualquier tipo o parametros de archivo.
3992 Compactar los archivos.
3995 Decisiones de Diseño
3998 Durante el desarrollo se han tomado ciertas decisiones en el diseño o restriccio
4000 En este punto nos centraremos en las especificas tomadas por la interfaz
4001 de visualización, y no tomaremos en cuenta las que ponen los tipos de archivo
4005 La cantidad de items por factura es igual a 10 para archivos de registro
4006 de longitud fija y bloque parametrizado (TIPO 3).
4007 Esta decición fue tomada por poner un valor típico de items que puede haber
4008 en una factura, evaluando un caso de un comercio chico.
4009 Como el tipo de archivo permite cortar un registro y guardarlo en varios
4010 bloques consecutivos, la restricción de cantidad solo es un hecho de elección,
4011 y así pusieramos 100, 1000, 10000 no habría diferencia, ya que el tipo
4012 de archivo lo guardaría sin problemas.
4015 Si el archivo es de TIPO 3 y se agregan más de 10 items estos son truncados
4016 y descartados sin aviso al usuario.
4017 Esta fue una desición basada en el tiempo del proyecto.
4018 De tener que validar y consultar al usuario se hubiera perdido tiempo de
4019 mucho valor para completar objetivos más importantes del TP.
4022 Los campos son delimitados por el caracter nulo (en caso de los strings)
4023 y por la longitud del tipo de dato en caso de los campos numéricos.
4024 De esta forma se aprovechan las características de manejo de string en
4031 Un ejemplo de vista de registros es la que se observa a continuación :
4035 \begin_inset Graphics
4036 filename gui_ver_registros.eps
4045 Como puede verse el registro actual se ve resaltado respecto de los demás.
4046 También se puede observar que en este caso (el bloque es de 2000 bytes)
4047 no entra toda la información en pantalla, pero es posible desplazar utilizando
4051 Los datos binarios son convertidos a texto para ser mostrados, siendo la
4052 representación elegida :
4055 (XXX) : Representa un ID.
4056 En el caso de las facturas también aparece en los datos el número de índice
4057 de la nota asociada con esta representación.
4060 {XXX} : Representa el tamaño de los datos.
4061 Esto siempre y cuando el registro sea de longitud variable (TIPO1 y TIPO2).
4064 También es posible ejecutar acciones de edición sobre el registro seleccioado,
4065 así como buscar por ID de registro.
4068 Cuando se procesa la información en crudo (es decir, el area de datos) algunos
4069 bytes son modificados para evitar errores visuales.
4070 Un caso es cuando el bytes es compuesto por 8 bits de valor 0 (caracter
4074 Lo que se hace es cambiarlo por un caracter que tenga representacion visual
4075 (en este caso un *).
4076 Lo mismo suscede para los caracteres de control (
4082 r por ejemplo) y los espacion.
4083 Esta política fue tomada ya que estos caracteres modifican la salida en
4084 pantalla, y de no evitar su envío a la pantalla, producirían resultados
4085 inesperados en la visualización.
4091 A continuación se enumera los errores que sabemos que existen, que no hemos
4092 tenido tiempo de corregir, pero que no hacen al TP en sí :
4095 Si la consola o terminal cambia de tamaño la GUI no sigue el nuevo tamaño,
4096 pudiendose producir defectos visuales.
4097 Esto es debido a que se debe capturar una señal que envia el SO, pero no
4098 pudimos hacer que funciones con todas las terminales bajo X, por lo que
4099 se decidio dejarlo para cuando tengamos tiempo.
4102 Si la GUI fue compilada con -DDEBUG y no se utiliza un PIPE para redirigir
4103 la salida de error estandar, es posible que algun componente del programa
4104 emita un mensaje de debug o warning y esta cause defectos de visualización
4105 o el programa deje directamente de funcionar.
4106 Esto es un defecto de la biblioteca NCurses.
4112 Las comparaciones, pruebas, etc...