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 $\mu$
48 Esta es la documentación correspondiente a las API`s para el manejo de tres
49 organizaciones de archivo diferentes.
50 A continuación se describe cada una de ellas y su modo de funcionamiento
51 y sus características principales.
52 De la correcta elección de la organización, dependerá la eficiencia de
53 la aplicación que la utilice.
63 Se detallan a continuación los tipos de datos definidos y utilizados en
64 las distintas implementaciones que conforman nuestro sistema, siendo el
65 más importante de ellos, la estructura
69 que actúa como interfaz común para el manejo de cualquier tipo de archivo
70 (no importa que tipo de organización física posea un archivo, esta estructura
71 prooverá una interfaz (funciones) para su manejo).
77 En la implementación de cada tipo de organización física, así como tambien
78 en las API de los archivos auxiliares comunes a ellas, se da la utilización
79 de tipo definidos para una clara interfaz entre las mismas, los cuales
80 son brevemente descriptos a continuación y pueden ser hallados en el archivo
92 : usado para representar un
103 : usado para representar el tamaño en bytes de un registro.
110 : usado para representar un número de bloque.
117 : usado para representar el tamaño en bytes de un bloque.
124 : usado para representar espacio libre en bytes.
131 : usado para representar un offset.
151 es la estuctura principal que encapsula todas las funciones para el manejo
152 de un archivo de datos.
153 Posee punteros a funciones que dependiendo de la organización fisica por
154 la cual se opte dentro del sistema, serán asignados de acorde.
158 Su declaración puede ser observada en el archivo
162 y la misma cuenta con los siguiente campos:
169 que es un tipo enumerado que indica cual es la organización.
176 indica el tamaño del bloque para los tipos 1 y 3.
183 indica el tamaño del registro, para el tipo 3 que posee tamaño constante.
190 puntero a la función para leer un bloque.
195 void *leer_bloque_raw()
197 puntero a la función para leer un bloque, el anterior y el siguiente.
202 void **leer_registro()
204 puntero a la función para leer un registro.
209 void **leer_registro_raw()
211 puntero a la función para leer un registro con su encabezado.
216 EMUFS_REG_ID *grabar_registro()
218 puntero a la función para grabar un registro.
223 EMUFS_REG_ID *modificar_registro()
225 puntero a la función para modificar un registro.
230 int *borrar_registro()
232 puntero a la función para borrar un registro.
237 EMUFS_Estadisticas *leer_estadisticas()
239 puntero a la función para cargar una estructura con las estadísticas.
246 puntero a la función para compactar un archivo.
253 almacena el nombre del archivo sin extensión.
256 Esta estructura define los valores de sus punteros según el tipo de organización
257 que se desee manejar y esto se realiza a través del API emufs, implementado
262 , que se describirá posteriormente.
265 Por ejemplo si se desea crear un archivo de nombre
266 \begin_inset Quotes eld
270 \begin_inset Quotes erd
273 organizado de la forma 3, se invoca a la función:
278 emufs_crear(filename,tipo,tam_bloque,tam_reg),
284 es el nombre que tendrán los archivos de datos e índice,
288 es el tipo de organización - bloques parametrizados y registros constantes
293 es el tamaño del bloque, y
297 es el tamaño del registro.
300 Para las diferentes organizaciones puede ser que alguno de estos 2 últimos
301 valores no tengan sentido almacenarlas y tomaran un valor por defecto igual
305 Según el tipo de organización, se inicializan los punteros a las funciones.
312 emufs_tipo3_leer_bloque()
314 , y lo mismo sucede con los demás.
324 es un tipo de dato enum, el cual será utilizado en la cabecera de todo
329 ), para indicar los distintos tipos de organización física.
330 Su declaración puede verse en el archivo
335 A saberse los valores y significado correspondiente que puede tomar este
343 : Archivos con registros de longitud variable y bloques parametrizables.
350 : Archivos con registros de longitud variable sin bloques.
357 : Archivos con registros de longitud fija y bloques parametrizables.
367 es una estructura que almacenará los datos pertinentes a las estadísticas
368 de un archivo dado, y será utilizada para visualizar dichas observaciones
372 Su declaración puede ser observada en el archivo
376 y la misma cuenta con los siguiente campos:
387 : indica el tamaño del archivo de datos (.dat) en bytes.
398 : indica el tamaño de los archivos auxiliares sumados en bytes.
409 : indica la cantidad de bytes en información de control utilizados para
421 : promedio de espacio libre en el archivo de datos (por bloque o gap promedio
433 : total de espacio libre en el archivo de datos.
444 : máximo espacio libre en el archivo de datos (en un bloque o máximo gap
467 : cantidad de bloques en el archivo de datos (.
482 : cantidad de registros en el archivo de datos (
489 En base a la estructura descripta anteriormente y mediante la utilización
490 de la función de lectura de estadísticas l
492 emufs_leer_estadisticas()
494 disponible en la estructura común
498 handler de cualquier tipo de archivo, podremos obtener una serie de estadística
499 s que pasamos a detallar (más alla de los datos básicos como cant registros,
500 cant bloques, tam archivo, etc):
503 Relación entre espacio libre y el tamaño del archivo de datos (
510 Relación entre el espacio ocupado por información de control y el tamaño
511 del archivo de datos (
518 Cantidad promedio de espacio libre (en bloque o gap promedio)
521 Desviaciones extremas de espacio libre (máximo/mínimo espacio libre en bloque
526 \begin_inset LatexCommand \label{sec:cabecera_gral}
530 Organización física general de un archivo E
531 \begin_inset Formula $\mu$
538 \begin_inset Formula $\mu$
541 FS está compuesto por 4 archivos a nivel de sistema operativo: archivo de
542 datos (con 3 formatos posibles, ver páginas
543 \begin_inset LatexCommand \pageref{cha:tipo1}
548 \begin_inset LatexCommand \pageref{cha:tipo2}
553 \begin_inset LatexCommand \pageref{cha:tipo3}
557 ), archivo de índice (ver página
558 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:idx}
562 ), archivo de control de espacio libre (ver página
563 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:fsc}
567 ) y archivo de índices recuperables (ver página
568 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:did}
575 El archivo de datos está compuesto por:
586 (4 bytes en plataformas Linux de 32 bits) que representa el tipo de archivo.
589 Datos dependientes del tipo de archivo.
596 es utilizada para poder detectar el formato de un archivo al abrirlo.
597 Los datos dependientes del tipo de archivo serán explicados en sus secciones
604 +-----------+--------------------------------------------//-+
607 | tipo | Datos dependientes del tipo de archivo ...
615 +-----------+--------------------------------------------//-+
621 Uso de la estructura EMUFS
624 Como fue mencionado anteriormente en la descripción de la estructura EMUFS,
625 la misma proporciona al usuario una interfaz a través de la cual puede
626 realizar el manejo de archivos en forma genérica, abstrayéndose del tipo
627 de organización física en particular que dicho archivo posea.
632 y las funciones que inicializan la estructura se encuentran en
637 Es decir que a traves de esta estructura, podemos manejar cualquier tipo
638 de archivo, mediante una misma interfaz en común.
643 posee además de ciertos datos que describen la organización física de un
644 archivo dado como por ejemplo
662 , una serie de punteros a funciones para el manejo del archivo del cual
666 Entre dichos funciones se encuentran:
672 leer_bloque(), borrar_registro()
680 modificar_registro, leer_estadisticas()
687 Para entender mejor el uso de esta estructura para el manejo de los archivos,
688 mostraremos un ejemplo concreto.
689 Supongamos que tenemos el siguiente código:
692 EMUFS *efs = emufs_crear(¨articulos.dat¨,T3,200,50);
695 Esto hará que se cree el archivo de datos
699 , con la organización física tipo 3 con registros de longitud fija de 50
700 bytes y bloques de 200 bytes.
701 Al mismo tiempo, los se asginarán valores a los punteros a funciones que
702 posee dicha estructura, la cual de ahora en más estará en condiciones de
703 manejar un archivo del tipo 3.
704 Gráficamente lo que sucede es:
708 \begin_inset Float figure
715 Inicialización de estructura EMUFS para un caso Archivo Tipo 3
719 \begin_inset Graphics
720 filename graphics/Emufsinit.png
731 Así pues, cuando se utilize la estructura para por ejemplo leer un registro,
732 sucedera lo siguiente:
735 efs->leer_registro(params) -- calls --> emufs_tipo3_leer_registro(params)
738 Como se puede observar, la estructura
742 permitirá el manejo de cualquier tipo de archivo, a través del mismo código,
743 dandole gran flexibilidad a nuestro sistema, que podrá expandirse a más
744 tipos de archivos de ser necesario.
750 Acompañando al archivo de datos (
754 ) el cual es responsable de la contención de los registros, tendremos tres
755 archivos auxiliares (
767 ) cuya funcionalidad y propósito pasamos a describir a continuación, sin
768 antes remarcar que los tres archivos poseen una sola implementación para
769 las distintas formas de organización física que hemos implementado (tres
770 para ser mas exactos).
773 Entre las ventajas de poseer la misma implementación se encuentra el tener
774 un API común entre los tres tipos para el manejo de la localización de
775 sus registros, administración de espacio libre e Id's liberados, sin necesidad
776 de realizar n-implementaciones para un mismo objetivo final.
779 Además, la obtención de ciertos datos estadísticos como espacio libre, o
780 cantidad de registros, se realiza a través de la misma interfaz, y también
781 se ha facilitado en cierto grado la re-organización física de un archivo
782 (pasar de un tipo a otro), dado el uso de estos tres archivos auxiliares
783 en común para funciones tan predominantes como índexación, administración
784 de espacio libre y recuperación de Id's.
788 \begin_inset LatexCommand \label{sec:idx}
795 El archivo índice (.idx), permite la localización de los registros en el
796 .DAT de forma directa, mediante la obtención de su offset respecto del inicio
797 del .dat, o nro bloque (segun el tipo de organización física) en donde se
798 encuentra un registro dado, indicado por su
803 Los registros de este archivo se encuentran representados una estructura
804 que indica un número de registro y el bloque u offset en donde se encuentra
808 Es necesario que este archivo esté ordenado por
812 , ya que esto permitirá el acceso directo al mismo, para la rápida obtención
813 del nro de bloque u offset y posterior búsqueda de un registro en el archivo
820 Los registros de este archivo se encuentran representados a nivel codigo
821 por el siguiente tipo de dato interno (
828 typedef struct emufs_idx_t {
834 EMUFS_OFFSET location;
841 \begin_inset Float table
848 Ejemplo de registro en archivo índice (.idx), para un archivo de organizacion
854 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
856 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
857 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
858 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
859 <row topline="true" bottomline="true">
860 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
868 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
876 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
884 <row topline="true" bottomline="true">
885 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
893 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
901 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
906 Indica que el registro de id_reg = 5, se encuentra en el bloque 54
918 \begin_inset Float table
925 Ejemplo de registro en archivo índice (.idx), para un archivo de organizacion
931 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
933 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
934 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
935 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
936 <row topline="true" bottomline="true">
937 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
945 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
953 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
961 <row topline="true" bottomline="true">
962 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
970 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
978 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
983 Indica que el registro de id_reg = 5, se encuentra en el bloque 54
1003 Como se puede observar, para distintas organizaciones el significado de
1004 los registros en este archivo es diferente y se utilizará de distinta manera
1011 Las declaraciones e implementación se pueden encontrar en
1025 \labelwidthstring 00.00.0000
1033 Los registros del archivo indice (
1037 ), poseen una correspondencia 1 a 1, con los Id's de los registros en el
1043 Con esto, queremos decir que el N-ésimo registro del archivo índice, será
1044 aquél que posea la información para localizar al registro cuyo
1048 es N, dentro del archivo de datos (
1058 Cabe aclarar que por si bien el indice se encuentra ordenado por
1062 , los registros en el archivo de datos, por lo general no lo estarán.
1068 emufs_idx_buscar_registro()
1070 \labelwidthstring 00.00.0000
1076 Ante la alta de un registro en el archivo de datos, se insetará un nuevo
1077 registro en el archivo índice, con el id_reg del registro en cuestion,
1078 y el offset u bloque donde se lo haya grabado en disco.
1084 \labelwidthstring 00.00.0000
1090 Ante el borrado de un registro del archivo de datos, se accederá el registro
1091 correspondiente en el índice, y se actualizara su LOCATION, estableciendolo
1092 en el valor especial
1096 , el cual indica que ese registro ha sido eliminado y por ende no se lo
1097 podrá localizar en el futuro.
1098 Como se verá mas adelante, según el tipo de organización física, el registro
1099 puede ser borrado concretamente del .
1110 \labelwidthstring 00.00.0000
1116 Ante la modificación en la posición física de un registro dentro del archivo
1117 de datos (por ejemplo luego del proceso de recompactación, se realizará
1118 la modificación respectiva del campo
1126 emufs_idx_actualizar()
1130 \begin_inset LatexCommand \label{sec:fsc}
1134 Archivo de control de espacio libre
1137 El archivo de espacio libre (
1141 ) (espacio por bloque o gaps en archivo, según el tipo de organización física),
1142 tiene como función la administración del espacio libre, generado por previas
1143 eliminaciones de registros en el archivo de datos.
1144 El mismo, nos indicará donde hay lugar para insertar un nuevo registro.
1147 Para el caso de una organización por bloque, nos dirá en que bloque o si
1148 se debe generar un nuevo bloque.
1149 En el caso de la organización sin bloques, nos indicará en que gap o si
1150 al final del archivo.
1153 Los registros de este archivo se encuentran representados una estructura
1154 que indica un número de bloque u offset y el espacio libre disponible en
1155 el mismo (o apartir del mismo en el caso del offset).
1162 : Por requerimiento del algoritmo de compactación el tipo de organización
1163 física con reg long var, sin bloques, los gaps se graban en forma ordenada
1165 (El orden se corresponde con lo que hay en el .dat).
1171 Los registros de este archivo se encuentran representados a nivel codigo
1172 por el siguiente tipo de dato interno (
1179 typedef struct emufs_fsc_t {
1182 EMUFS_BLOCK_ID marker;
1185 EMUFS_FREE freespace;
1195 \begin_inset Float table
1202 Ejemplo de registro en archivo de control de espacio libre para un archivo
1207 \begin_inset Tabular
1208 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
1210 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
1211 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
1212 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
1213 <row topline="true" bottomline="true">
1214 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1222 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1230 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1238 <row topline="true" bottomline="true">
1239 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1247 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1255 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1260 Indica que en el bloque 12, hay 120 bytes libres al final del mismo.
1272 \begin_inset Float table
1279 Ejemplo de registro en archivo de
1283 para un archivo sin bloques
1287 \begin_inset Tabular
1288 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
1290 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
1291 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
1292 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
1293 <row topline="true" bottomline="true">
1294 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1302 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1310 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1318 <row topline="true" bottomline="true">
1319 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1327 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
1335 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
1340 Indica que a partir del byte 12 del archivo de datos, hay 120 bytes libres.
1360 Como se puede observar, para distintas organizaciones el significado de
1361 los registros en este archivo es diferente y se utilizará de distinta manera
1365 Funciones principales
1368 Las declaraciones e implementación se pueden encontrar en
1382 \labelwidthstring 00.00.0000
1388 Ante la operación de alta de un registro en el archivo de datos, se realizará
1389 la búsqueda de espacio libre donde este podrá ser insertado.
1390 En el caso de organizaciones con bloques, se buscará en que
1394 se posee espacio suficiente para albergar el nuevo registro.
1395 En el caso de organizacion sin bloque, se buscará un gap o espacio libre
1396 en el archivo, obteniéndose en consecuencia, el
1404 emufs_fsc_buscar_lugar()
1406 \labelwidthstring 00.00.0000
1412 Luego de una operación de baja o alta de un registro en el archivo de datos
1417 ), incrementará o decrementará respectivamente el espacio libre en el archivo
1418 de datos, y esto deberá ser registrado, agregando un nuevo registro en
1419 el archivo de espacios libres (
1423 ) o bien modificandoló.
1427 En el caso de organizaciónes con bloques, se actualizará el valor del espacio
1432 en el bloque (ya sea incrementandoló o decrementandoló) o bien se insertará
1433 un nuevo registro en caso de que se esté creando un nuevo bloque en el
1434 archivo de datos (en este caso no será debido a un alta o baja de registro
1435 como se mencionó al principio).
1439 Para el caso de organización sin bloques, en el caso de baja de un registro
1444 ) se insertará un nuevo registro en el
1448 dando cuenta de la aparición de un nuevo gap en el archivo de datos (
1452 ), y en caso de estar este lindante con otro gap, se realizará el merge
1454 (esto esta explicado más en profundidad en los casos particulares de organizaci
1455 ón fisica, registros variables sin bloques).
1456 Para el caso de una alta en el archivo de datos (
1460 ), el valor del gap donde se haya insertado se actualizará.
1465 emufs_fsc_agregar(), emufs_fsc_agregar_gap(), emufs_fsc_actualizar(), emufs_fsc_
1468 \labelwidthstring 00.00.0000
1474 : Unicamente para el caso de una organización que presente gaps en el archivo,
1475 se podrá dar a lugar la eliminación de un registro del archivo de espacios
1481 Esta situación tendrá efecto cuando se inserte un registro que entre perfecto
1482 en un gap disponible, y por ende el gap desaparecerá.
1486 emufs_fsc_borrar_gap()
1490 \begin_inset LatexCommand \label{sec:did}
1494 Archivo de id's recuperables
1497 El archivo de Id's liberado (
1501 ) llevará cuenta de aquellos Id's de registros (
1505 ) que ya no se encuentran siendo utilizados y fueron liberados por registros
1506 eliminados previamente.
1507 A través del mismo, se podrá realizar la reutilización de Id's ante la
1508 alta de nuevos registros.
1511 A nivel físico, este archivo poseerá una secuencia de datos del tipo EMUFS_REG_I
1512 D, y el comportamiento del sistema de recuperación de Id's será el de una
1514 Es decir, ante el requerimiento de un
1518 libre por una función del sistema como por ejemplo la alta de un nuevo
1519 registro, el API del archivo (
1523 ), obtendrá el último dato del mismo (el
1527 que fue liberado mas recientemente), y truncará el archivo eliminando el
1532 recuperado de la tabla.
1533 (LIFO, Last in First Out).
1539 Este archivo tiene registros de un solo campo,
1543 el cual simboliza al id que fue liberado en un proceso de baja de registros.
1546 Funciones principales
1549 Las declaraciones e implementación se pueden encontrar en
1563 \labelwidthstring 00.00.0000
1569 Ante la eliminación de un registro del archivo de datos (
1573 ) se procederá al agregado del correspondiente
1577 que fue liberado por dicha operación, al archivo
1591 \labelwidthstring 00.00.0000
1597 Cuando el sistema desee grabar un nuevo registro en el archivo de datos,
1602 disponible para el mismo.
1603 El sistema de administración de Id's libres, obtendrá el último
1607 que se guardó en el archivo (o se eliminó del archivo de datos), y truncará
1608 el archivo eliminandolo.
1616 emufs_did_get_last()
1620 \begin_inset LatexCommand \label{cha:tipo1}
1624 Archivo con bloques parametrizados y registros de longitud variable
1627 Este tipo de archivo tiene varias complicaciones, al tratarse de un punto
1629 \begin_inset LatexCommand \ref{cha:tipo2}
1634 \begin_inset LatexCommand \ref{cha:tipo3}
1638 (cuenta tanto con bloques como con registros variables), hereda los inconvenien
1639 tes (y ventajas) de ambos, más los propios.
1640 Al implementar este tipo de archivo se puso enfásis en la eficiencia mientras
1641 esta no comprometa la mantenibilidad del código, es por esto que en algunas
1642 circunstancias no se hace un uso óptimo del espacio.
1645 La implementación de este tipo de archivo puede ser encontrada en
1649 mientras que su interfaz pública está disponible en
1659 El archivo está compuesto por la
1664 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:cabecera_gral}
1669 El valor que toma en este tipo de archivo es 0 (o el valor simbólico
1678 Luego le sigue una cabecera propia del archivo (un
1682 , 4 bytes) que almacena el tamaño del bloque que usa el archivo.
1683 De esta menera, al abrir un archivo de este tipo no se necesita tener ninguna
1684 información sobre él.
1685 A esta cabecera le siguen cero o más bloques del tamaño fijo especificado
1686 en la cabecera antes mencionada.
1692 +-----------+-----------+------------------------//-+
1695 | tipo | tam bloque| Cero o más bloques ...
1703 +-----------+-----------+------------------------//-+
1706 /- 4 bytes -/- 4 bytes -/
1709 Organización física de un bloque
1712 Cada bloque no guarda información en sí, sólo se comporta como un contenedor
1714 Esto no significa que un bloque no tenga utilidad, el bloque es utilizado
1715 para proveer un acceso semi-aleatorio a los registros.
1716 Para esto se utiliza el archivo de índice (ver página
1717 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:idx}
1721 ), que almacena pares [identificador de registro, número de bloque].
1722 Para que sea suficiente este único índice para hallar un registro (siendo
1723 que puede haber más de un registro por bloque), es necesario
1725 alinear los registros a izquierda
1728 Esto significa que hay que asegurar que siempre los registros en un bloque
1729 se presenten de forma consecutiva, jamás permitiendo que haya un espacio
1730 libre entre registros (en un mismo bloque).
1733 Podemos ver un ejemplo de esto en forma gráfica:
1736 bloque N-1 | bloque N | bloque N+1
1739 /----------+------------+------------+---------------+-----------/
1744 | registro 1 | registro 2 | espacio libre |
1749 /----------+------------+------------+---------------+-----------/
1752 /------------- tamaño del bloque ---------/
1755 De esta forma, una vez obtenido el número de bloque, se pueda recorrer secuencia
1756 lmente hasta encontrar el registro deseado.
1757 A fin de llevar el conteo de espacio libre se utiliza el archivo de control
1758 de espacio libre (ver página
1759 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:fsc}
1763 ), de forma tal que no sea necesario recorrer secuencialmente en busca de
1764 espacio libre al hacer una inserción.
1767 Puede darse un caso excepcional en el que un registro sea más grande que
1768 un bloque, en este caso el registro se almacenará en N bloques consecutivos
1769 (siendo N la cantidad de bloques que necesita el registro), ocupando completos
1770 los todos los bloques a excepción del último, en el que posteriormente
1771 se pueden agregar más registros.
1772 \layout Subsubsection
1775 \begin_inset LatexCommand \label{sub:tipo1_reg}
1779 Organización física de un registro.
1782 El registro es el que representa al dato realmente que se quiere almacenar.
1783 Para representar ese dato se necesita una determinada información de control,
1784 tanto para poder identificar el registro en un bloque (en búsquedas secuenciale
1785 s dentro del bloque) como para saber su longitud (dado que este tipo de
1786 archivo utiliza registros de tamaño variable).
1789 Siguiendo la metodología general de E
1790 \begin_inset Formula $\mu$
1793 FS, se optó por incluir esta información de control como una cabecera al
1794 comienzo del registro, siguiendo a esta los datos en sí.
1795 La cabecera está compuesta por un identificador (
1799 ) de registro (EMUFS_REG_ID, 4 bytes) seguido por el tamaño (
1803 ) del registros (EMUFS_REG_SIZE, 4 bytes).
1804 Podemos ver gráficamente como se se compone un registro:
1810 +-----------+-----------+------------------+
1813 | id | tamaño | datos ...
1817 +-----------+-----------+------------------+
1820 /- 4 bytes -/- 4 bytes -/- [tamaño] bytes -/
1821 \layout Subsubsection
1824 \begin_inset LatexCommand \label{sub:tipo1_reg_multi}
1828 Organización física de un registro más grande que un bloque (registro
1835 Puede darse el caso excepcional en que un registro sea de mayor longitud
1837 Al ser una situación excepcional, no siempre se resuelve de la forma más
1838 eficiente ni se mínimiza el espacio ocupado por datos de control (como
1839 se dijo anteriormente, se prefirió conservar la simpleza del código, adoptando
1840 algoritmos generales aunque no sea de la forma más eficiente o maximizando
1841 el uso del espacio para no perjudicar la mantenibilidad).
1844 Para menejar un registro
1848 se optó por limitarlo a la siguiente estructura (suponiendo que el registro
1849 ocupa N bloques, con N > 1 y que un
1853 es una porción del registro que entra en un bloque):
1860 se almacenan en bloques completos consecutivos.
1863 El último fragmento se almacena al comienzo del bloque inmediatamente posterior
1867 Cada framento posee las cabeceras mencionadas en la sección
1868 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_reg}
1872 , cuyo contenido es el siguiente:
1880 se almacena el identificador único obtenido al hacer el alta.
1887 se almacena el tamaño del
1891 actual más los tamaños de los
1895 posteriores, quedando en el primer
1899 el tamaño completo del registro y en el último sólo el tamaño del
1907 Como puede observarse, la información de control en los
1911 intermedios puede ser redundante, pero se conserva para poder realizar
1912 algoritmos genéricos (que se basan en que al principio de un bloque, si
1913 no está vacío, hay una cabecera de un registro) y para facilitar chequeos
1914 de integridad del archivo.
1917 A continuación se presenta un ejemplo gráfico de un registro multibloque
1918 de 10 bytes (de contenido
1919 \begin_inset Quotes eld
1923 \begin_inset Quotes erd
1926 ) almacenado en un archivo con bloques de 4 bytes:
1929 | bloque 0 | bloque 1 | bloque 2
1932 +-------------------+-------------------+-------------------+-//-+
1935 | registro 0 - 1/3 | registro 0 - 2/3 | registro 0 - 3/3..|
1942 |+----+-----+------+|+----+-----+------+|+----+-----+----+..| // |
1945 || id | tam | datos||| id | tam | datos||| id | tam |dato|..|
1952 ||----+-----+------+||----+-----+------+||----+-----+----+..| // |
1955 || 0 | 10 | 1234 ||| 0 | 6 | 5678 ||| 0 | 2 | 90 |..|
1962 |+----+-----+------+|+----+-----+------+|+----+-----+----+..| // |
1965 +-------------------+-------------------+-------------------+-
1972 Funciones principales
1975 Las funciones principales son las necesarias para completar la estructura
1977 \begin_inset LatexCommand \pageref{sub:EMUFS}
1984 Lectura de registros
1987 Para leer un registro se hace uso del archivo de índice (ver página
1988 \begin_inset LatexCommand \pageref{sec:idx}
1992 ), obteniéndose el número de bloque en donde está almacenado el registro
1994 Una vez obtenido, se carga en memoria el bloque entero y se busca secuencialmen
1995 te en él (leyendo la cabecera de cada registro y salteando los datos) hasta
1996 encontrar el registro pedido.
1997 Una vez encontrado se lo copia y devuelve.
2000 Si se tratara de un registro
2005 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_reg_multi}
2009 ), se procede forma similar, sólo que se cargan en memoria uno a uno los
2010 bloques que componen el registro y se van copiando (y uniendo) los
2019 emufs_tipo1_leer_registro()
2025 Para realizar el alta de un registro, lo primero que se obtiene es un identifica
2026 dor, buscando primero en el archivo de identificadores recuperables (pág.
2028 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:did}
2032 ) y de no haber ninguno, buscando el mayor identificador presente en el
2033 archivo de índice (pág.
2035 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:idx}
2040 El paso siguiente es buscar un bloque con espacio libre suficiente como
2041 para almacenar el registro (y su cabecera) en el archivo de control de
2044 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:fsc}
2048 ) y cargarlo completo en memoria.
2049 De no encontrarse, se crea un bloque nuevo al final de archivo.
2050 En el bloque cargado en memoria, se agrega el registro nuevo (con su cabecera)
2051 al comienzo del espacio libre (calculado a partir del tamaño del bloque
2052 y el espacio libre en bloque) y se lo graba en disco.
2053 Finalmente se agrega (o actualiza) el identificador al archivo índice y
2054 el espacio libre en el bloque.
2057 Si el registro ocupara más de un bloque (ver sección
2058 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_reg_multi}
2062 ), se buscan N bloques consecutivos (todos los que necesite el registro)
2063 absolutamente libres
2069 Incluso el último bloque debe estar absolutamente libre para cumplir con
2070 las condiciones presentadas en la sección
2071 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_reg_multi}
2078 y graba bloque a bloque cada
2082 del registro (con sus cabeceras intermedias), al último
2086 se lo trata de forma análoga a un registro
2091 Por cada bloque utilizado se actualiza el archivo de control de espacio
2097 emufs_tipo1_agregar_registro()
2103 Al eliminar un registro lo primero que se hace es actualizar los archivos
2104 de índice y de indentificadores recuperables, poniendo como número de bloque
2109 y agregando el identificador del registro a borrar respectivamente.
2110 También se actualiza el archivo de control de espacio libre por cada bloque
2111 (en caso de ser más de uno, en registros
2115 , se actualizan todos los bloques) y se carga el bloque en memoria para
2118 alinear los datos a izquierda
2120 (en caso de ser un registro
2124 , esto se realiza sólo para el último bloque).
2125 Para alinear los datos, se recorre secuencialmente en bloque (leyendo la
2126 cabecera de cada registro y salteando los datos) hasta encontrar el registro
2128 Encontrado el registro, se copian todos los bytes que se encuentran entre
2129 el fin del registro a borrar y el fin del bloque, en el comienzo del bloque
2135 emufs_tipo1_borrar_registro()
2138 Modificación de registros
2141 Se optó por un algoritmo simple y general, que usa las funciones de alto
2142 nivel mencionadas hasta ahora.
2143 Simplemento borra el registro y vuelve a crearlo.
2144 Al recuperar el último identificador de registro borrado, nos aseguramos
2145 de que se mantenga el identificador del registro.
2150 emufs_tipo1_modificar_registro()
2153 Obtención de estadísticas
2156 Es una función bastante simple, con una única complicación que mencionaremos
2160 Para obtener las máximas desviaciones, cantidad total de espacio libre,
2161 cantidad de registros y tamaño de los archivos auxiliares se utilizan las
2162 funciones apropiadas de los archivos auxiliares (ver secciones
2163 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:idx}
2168 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:fsc}
2173 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:did}
2180 Para obtener la cantidad de bloques se hace el siguiente calculo:
2183 cant_bloques = (tamaño_archivo_datos - tamaño_cabecera_archivo_datos)
2189 Hasta aquí no hay mayores inconvenientes.
2190 El problema se presenta para calcular el tamaño de la información de control
2191 utilizada por el archivo de datos; se utiliza el siguiente cálculo:
2194 tam_info_control_datos = tamaño_cabecera_archivo_datos
2197 + cant_registros * tamaño_cabecera_registro;
2200 Aunque a simple vista esto parece acertado, no contempla el caso de los
2206 \begin_inset LatexCommand \pageref{sub:tipo1_reg_multi}
2210 ), estos registros almacenan
2212 tamaño_cabecera_registro * N
2218 es la cantidad de bloques que ocupan.
2219 Salvar este caso sería muy costoso, porque habría que recorrer el archivo
2220 registro a registro,
2228 e ir contando todas las cabeceras de registro que aparecen (similar a lo
2229 que se hace en la compactación, ver sección
2230 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:tipo1_compact}
2235 Al tratarse este de un caso excepcional, se optó por mantener la función
2236 simple ya que funciona bien en la mayoría de los casos.
2241 emufs_tipo1_leer_estadisticas()
2245 \begin_inset LatexCommand \label{sub:tipo1_compact}
2249 Compactación del archivo de datos
2252 Esta función es una de las más simples, porque se limita a un algoritmo
2253 muy simple que utiliza las funciones de
2257 antes nombradas para realizar su tarea.
2258 Básicamente recorre el archivo de índices de registros, de comienzo a fin,
2259 leyendo el registro, borrándolo y volviéndolo a insertar.
2260 Si había espacio libre en un bloque anterior al que estaba, será insertado
2261 en él, si no volverá a grabarse en el lugar en que estaba.
2262 De esta forma se aprovechan todos los espacios libres intermedios, concluyendo
2263 con un archivo igual o más pequeño que el original.
2266 Esta implementación no es la más eficiente, pero siendo que esta es una
2267 operación costosa y excepcional por naturaleza, se optó por mantener el
2268 algoritmo simple a costo de un poco de eficiencia.
2273 emufs_tipo1_compactar()
2276 Detalles de implementación (funciones internas, ver si lo ponemos o no)
2280 \begin_inset LatexCommand \label{cha:tipo2}
2284 Archivo sin bloques y registros de longitud variable
2287 Este tipo de archivo nos traerá a la mesa la particularidad de grabar registros
2288 de longitud variable sin realizar su agrupación en bloques, y como veremos
2289 en la siguiente sección, tambien permitirá la administración de gaps que
2290 queden en el archivo luego de operaciones de baja de registros.
2296 Este tipo de archivo realizará el almacenamiento de registros de longitud
2297 variable en disco, su borrado y modificación sin la utilización de bloques
2299 Su implementación se encuentra en los archivos fuente (
2310 Los archivos del tipo 2, presentarán al comienzo del mismo un header compuesto
2311 simplemente por un dato del tipo EMUFS_Tipo (int) el cual indicará el tipo
2312 de archivo en cuestión.
2315 Para poder entender mejor la organización fisica de este tipo de archivo,
2316 tomemos el caso hipotético en el que se encuentran grabados
2320 (comenzando desde registro 0) de
2329 Supongamos también que entre el registro 0 y 1 se encontraba un
2331 registro de 10 bytes
2346 Si miramos al archivo de datos (.dat) en el disco nos encontraremos con
2348 \begin_inset Float figure
2355 Organización física de los registros en disco
2359 \begin_inset Graphics
2360 filename graphics/Example1.png
2371 Como se puede observar, a nivel físico cada registro grabado esta compuesto
2372 por un Header cuyo tamaño total es de 8 bytes (
2380 ), y posteriormente el registro (bloque de datos) en sí.
2381 Luego se encuentra el espacio libre de 18 bytes dejado por el registro
2382 de 10 bytes eliminado (10 bytes de datos + header de 8 bytes) y finalmente
2383 el segundo registro mencionado.dsds
2386 Comportamiento Particular de los Archivos Auxiliares
2389 Como fue explicado al inicio de la documentación, la implementación de cualquier
2390 a de las tres organizaciones físicas de archivos presenta la necesidad de
2391 poseer tres archivos auxiliares que actuarán como índice de direcciones
2396 ), administrador de espacio libre (
2400 ) y administrador de Id's liberados (
2407 No obstante, cada tipo de organización presentara sus particularidades respecto
2408 de estos tres archivos, las cuales describiremos a continuación en caso
2410 \layout Subsubsection
2412 Archivo índice o de posiciones relativas (.idx)
2419 ), permite la localización de los registros en el .DAT de forma directa,
2420 mediante la obtención de su offset o posición relativa respecto del inicio
2425 en donde se encuentra un registro dado, indicado por su ID.
2428 Así pues, si tomamos el ejemplo descripto al inicio de este capítulo, tendremos
2429 las siguientes entradas en el archivo índice
2434 \begin_inset Float table
2441 Organización física del archivo de índice o posiciones relativas.
2445 \begin_inset Tabular
2446 <lyxtabular version="3" rows="3" columns="3">
2448 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
2449 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
2450 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
2451 <row topline="true" bottomline="true">
2452 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2462 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2472 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2480 <row topline="true">
2481 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2491 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2501 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2506 El primer registro (reg0) comienza en el byte 4
2510 <row topline="true" bottomline="true">
2511 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2519 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2529 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2534 El segundo registro (reg1) comienza en el byte 60
2554 LOCATION indica donde comienza el header del registro buscado, y por consiguien
2555 te luego del header tendremos el registro en sí (los datos).
2556 \layout Subsubsection
2558 Achivo de Gaps / Espacios Libres (.fsc)
2561 El archivo de espacios libres o gaps (.fsc), tiene como función la administración
2562 del espacio libre o gaps (agujeros), generados por previas eliminaciones
2563 de registros en el archivo de datos.
2564 El mismo, nos indicará donde hay lugar para insertar un nuevo registro
2565 (se podrán insertar en algún gap acorde, o bien al final del archivo).
2566 Este archivo será utilizado tambien para el proceso de compactación de
2567 un archivo, explicado luego.
2570 Así pues, si tomamos el ejemplo descripto al inicio del documento, tendremos
2571 las siguientes entradas en el archivo índice
2576 \begin_inset Float table
2583 Organización física del archivo de
2587 o control de espacio libre.
2591 \begin_inset Tabular
2592 <lyxtabular version="3" rows="2" columns="3">
2594 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
2595 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" width="0">
2596 <column alignment="center" valignment="top" leftline="true" rightline="true" width="0">
2597 <row topline="true" bottomline="true">
2598 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2608 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2618 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2626 <row topline="true" bottomline="true">
2627 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2637 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
2647 <cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
2652 18 bytes libres a partir del byte 42 del .dat
2672 Por requerimiento del algoritmo de compactación, los gaps se graban en
2673 forma ordenada en el (.fsc).
2674 (El orden se corresponde con lo que hay en el
2679 \layout Subsubsection*
2684 Si bien la utilización concreta de los GAPS será explicada posteriormente
2685 en la ALTA y BAJA de registros, debemos remarcar la funcionalidad de MERGING
2686 que posee nuestro sistema FSC.
2689 Ante la eliminación de un registro del archivo de datos, se generara por
2690 consiguiente un gap o espacio libre en alguna posición del archivo.
2691 Ese gap deberá ser registrado en el archivo de gaps (.fsc).
2692 Ahora bien, nuestro sistema de gaps, contemplará como es debido, la posibilidad
2693 de que se haya eliminado un registro que posee un GAP por delante, un GAP
2694 por detrás, o bien un GAP por delante y por detrás del mismo.
2697 Nuestro sistema actuará en consecuencia, realizando un merge de los espacios
2698 libres, y unificándolos en una UNICA entrada en el archivo .fsc, que contendrá
2699 como dato de freespace, la suma correspondiente de los espacios libres
2701 \layout Subsubsection
2703 Archivo de ID's liberados (.did)
2706 El archivo de ID's liberados no presenta ningún aspecto particular en este
2707 tipo de organización.
2708 Remitirse al capítulo correspondiente a los archivos auxiliares para consultar
2709 su estructura y funcionamiento.
2712 Funciones Principales
2727 se encuentran las cabeceras y la implementación de las funciones principales
2728 respectivamente, las cuales dan funcionalidad a esta organización.
2732 A continuación se comentará el funcionamiento algunas de las mas importantes.
2735 Lectura de registros
2738 Como se vió al comienzo, los registros en este tipo de archivo no se encuentran
2739 agrupados en bloques de ninguna índole y estan dispersos a lo largo del
2740 archivo, con la particularidad de que pueden existir gaps o espacio libre,
2741 entre dos registros dados.
2744 Por ende la lectura de registros en este tipo de organización es muy simple
2745 y dada la inexistencia de bloques, el procedimiento será el siguiente:
2748 Se determina el offset en bytes, donde comienza el registro deseado, a través
2749 de su ID, buscando la misma en el archivo índice (
2756 Ya determinada la posición física del registro dentro del archivo de datos
2761 ), nos posicionamos en la misma, y leemos el header del registro (
2770 Contando así con el tamaño del registro, procedemos a leer el mismo (los
2771 datos), dando por finalizada la lectura.
2776 emufs_tipo2_leer_registro()
2782 En el proceso de alta de registros entrarán en juego dos archivos descriptos
2785 sección de archivos auxiliares
2787 , siendo estos el archivo índice (
2791 ), y el archivo de gaps / espacios libres (
2798 Así pues, a la hora de realizar una inserción de un registro en el archivo
2799 de datos, el procedimiento será el siguiente:
2802 Calculamos el espacio que necesitaremos para el registro: sizeof(
2810 ) + sizeof(registro).
2813 Determinamos donde debemos insertar el registro, ya sea un gap donde entre,
2814 o bien al final del archivo.
2817 Insertamos el registro e información de control (
2825 ), en la posición indicada en el paso 2.
2828 En caso de haber utilizado un GAP, actualizamos el espacio libre restante
2829 en el mismo y en caso de que se haya utilizado al totalidad del GAP, se
2830 lo elimina del archivo (
2837 Actualizamos la entrada correspondiente al registro ingresado (determinada
2838 por su RegID), en el archivo índice (
2842 ), indicando su offset donde podrá ser accedido luego.
2847 emufs_tipo2_agregar_registro()
2853 En el proceso de baja de registros entrarán en juego los tres archivos descripto
2856 sección de archivos auxiliares
2858 , siendo estos el archivo índice (
2862 ), el archivo de gaps / espacios libres (
2866 ) y el archivo de ID's liberados (
2873 Dado que en la implementación de este tipo de organización física contamos
2874 con los gaps o espacios libres entre registros, no se eliminará fisicamente
2875 el registro del archivo de datos (
2879 ), pues entonces carecería de sentido el archivo anteriormente mencionado
2885 En cambio, se agrega el gap dejado por la eliminación a dicho archivo,
2886 y se marca fisicamente en el archivo de datos la eliminación mediante un
2887 fill de los bytes correspondientes con un caracter nulo.
2888 (hexa 00 y con el propósito de probar fehacientemente que el sistema funciona).
2891 El proceso de baja o eliminación de un registro constará luego de los siguientes
2895 Se obtiene el offset o posición relativa en donde se encuentra grabado el
2896 registro dentro del archivo de datos.
2899 Se obtiene el tamaño del registro y se realiza un dummyfill del sector del
2900 archivo correspondiente al registro que se está dando de baja.
2901 (Se rellena la zona correspondiente a su header+data).
2904 Se agrega el GAP generado al archivo de gaps o espacios libres, y en caso
2905 de haberse generado un GAP lindante con otro GAP, se realizará un merge
2906 de los mismos y se los registrará bajo una única entrada en el archivo
2907 de espacios libres (.fsc).
2910 Se agrega el ID que fue liberado, al archivo de ID's liberados (
2914 ), al final del mismo (
2921 Se marca en el archivo índice (
2925 ) la eliminación, mediante el valor ¨-1¨ en el registro correspondiente
2926 al registro recién eliminado (se le cambia el valor al n-esimo registro,
2927 donde N = IDReg del reg eliminado).
2932 emufs_tipo2_borrar_registro()
2935 Modificación de registros
2938 Dada la naturaleza del archivo de ID's liberados, y el manejo de espacio
2939 libre del que consta esta organización de archivo, el proceso de modificación
2940 de un registro se limita a los siguientes pasos:
2943 Se realiza la lectura del registro, mediante el respectivo procedimiento
2944 ya desarollado anteriormente.
2947 Una vez que se cuenta con los nuevos datos modificados, se procede a dar
2948 de baja el registro que ha sido modificado, e inmediatamente después se
2949 realiza una inserción con los nuevos datos.
2958 Como fue indicado, dada la naturaleza de PILA del subsistema de administración
2959 de ID liberados, es asegurado que la nueva inserción del registro modificado
2960 se realizará con el mismo RegID.
2965 emufs_tipo2_modificar_registro()
2968 Obtención de estadísticas
2971 Se puede tener acceso a las estadísticas generales del archivo, por ejemplo,
2972 cantidad de bloques, cantidad de registros, espacio libre total, espacio
2973 libre promedio, espacio libre máximo y mínimo, etc.
2976 Esta información es el resultado de ciertos cálculos realizados tanto en
2977 el archivo de datos como en los archivos índice.
2980 Completa una estructura del tipo EMUFS_Estadisticas con las estadísticas
2981 del archivo de datos, espacio libre total, cantidad de registros, cantidad
2982 de bloques, tamaño del archivo en bytes, relaciones entre tamaños y espacios
2988 emufs_tipo2_leer_estadisticas()
2991 Compactación del archivo de datos
2994 Asi como los otros dos tipos de datos, el que nos compete también cuenta
2995 con la posibilidad de realizar la compactación de datos cuando el usuario
2996 lo desee, justificando todos los registros a izquierda, eliminando así
2997 los gaps existentes y decrementando el tamaño del archivo en disco (truncandolo
3001 Para poder comprender como hemos implementado el proceso de recompactación
3002 en nuestro tipo de archivo 2, nos ayudaremos de esquemas a través de los
3003 cuales iremos describiendo el proceso.
3004 Notemos antes, que el proceso de compactación esta directamente ligado
3005 con el archivo de gaps o espacios libres (
3012 Comenzemos con el siguiente cuadro situacional:
3013 \begin_inset Float figure
3020 Archivo con gaps entre registros previo a compactación
3024 \begin_inset Graphics
3025 filename graphics/Compact1.png
3037 Partiendo de esta base, el algoritmo de compactación tomará en su inicio
3038 al primer gap existente dentro del archivo de datos, en este caso llamado
3044 Luego, establecerá que el
3048 a partir de donde se quieren mover datos, sera:
3051 StartGap0 + SizeGap0 = EndGap0 = Source
3054 Lo cual no es nada más y nada menos que lo obvio, la fuente a partir de
3055 donde se mueven los datos, sera el fin del primer gap, donde comienzan
3061 ) del movimiento, se establece inicialmente, el inicio del gap, o sea
3063 StartGap0 = Destination
3068 Luego, el algoritmo entrara en un bucle while (mientras haya bucles por
3069 levantar), el cual trabajara hasta el final de la compactación de la siguiente
3080 Se levanta el proximo gap al levantado en una instancia previa.
3081 En este ejemplo, durante el primer loop del while, se levantará
3086 Luego, se calcula cuantos bytes hay que mover hacia el Destination de la
3110 Lo cual nuevamente es lógico pues querremos mover lo que se encuentra entre
3111 el final del primer gap levantado y el inicio del siguiente).
3114 Se realiza el movimiento de los datos, utilizando las direcciones
3122 , así como la variable
3126 que nos indica cuantos bytes transferir.
3132 La transferencia se hace de a chunks de 25 bytes + un resto segun el valor
3136 Se establece como gap de referencia, al ultimo gap leido (En este caso se
3149 ) y termina el código de repetición del bucle, dando lugar a la carga del
3150 siguiente gap en el inicio del mismo.
3158 Luego del primer bucle, el archivo se vera de la siguiente forma:
3159 \begin_inset Float figure
3166 Archivo con gaps en disco luego del primer bucle de compactación
3170 \begin_inset Graphics
3171 filename graphics/Compact2.png
3182 Notemos que al final de la porción de datos de los bytes movidos (donde
3187 ), hay basura que será pisada por el próximo movimiento.
3190 En el próximo loop, el bucle levantará un nuevo gap, y utilizando el gap
3191 anterior (En esta caso el Gap anterior será
3195 ) como referencia, realizará los mismos cálculos, desde donde transferir
3196 y cuantos bytes mover.
3197 (El destino es solo establecido inicialmente por código, y para el resto
3198 del algoritmo es el lugar donde quedo el puntero destination luego de la
3202 Una vez que se salga del bucle while, se realizará un último movimiento
3203 preprogramado, donde la fuente (
3207 ) será el final del ultimo gap, y la cantidad de bytes a mover será lo que
3208 se encuentre luego del mismo hasta el fin de archivo.
3211 Source = StartLastGap + SizeLastGap = EndLastGap
3214 Mustmove_bytes = Datsize - Source
3217 Damos por terminada así, la explicación del algoritmo de compresión el cual
3218 para el caso del tipo 2, es realmente bastante sencillo.
3223 emufs_tipo2_compactar()
3226 Consideraciones y Políticas de Diseño
3229 Se han tomado ciertas consideraciones para algunos casos particulares que
3230 se pueden presentar durante el uso/ejecución de la aplicación, así como
3231 tambien politicas respecto del diseño e implementación del sistema:
3234 En la organización física tipo 2 para los registros que se graban en disco
3235 hemos decidido utilizar como encabezado de cada uno de ellos, los datos
3236 [ID_REG][REG_SIZE], los cuales fueron detallados previamente.
3237 Si bien se podría haber descartado el grabado del ID del registro en el
3238 archivo de datos y puede parecer redundante, dado que poseemos el archivo
3239 índice con el offset directo, el mismo se lo graba por distintos motivos:
3243 A) En caso de la corrupción del archivo índice (.idx), podremos gracias a
3244 que poseemos en el archivo de datos, el ID de cada registro, recrear dicho
3245 índice, ayudándonos del archivo de espacios libres (
3249 ), para poder saltear los espacios libres y e ir recorriendo secuencialmente
3250 los registros, reconstruyendo así el índice en cuestión.
3251 (esta función de reconstrucción no pudo ser implementada para esta entrega,
3252 pero es una posibilidad real).
3256 B) Luego de un proceso de recompactación, los espacios libres que pudieron
3257 haber existido en el archivo de datos (
3261 ), son eliminados y los registros han cambiado de posición.
3262 Por ello, recorriendo secuencialmente por única vez el archivo de datos,
3263 se procede a la actualización / reconstrucción del índice de direcciones
3271 Si se desea insertar un registro y no se puede hayar un gap o espacio libre
3272 donde quepa, se los inserta al final del archivo.
3275 Ante una operación de baja de un registro, el mismo no es físicamente borrado
3276 del archivo de datos (
3280 ), simplemente los bytes que ocupa son llenados con hexa (00).
3281 Paralelamente, se procede a actualiza el archivo índice, insertando como
3282 valor de OFFSET para el registro eliminado, el valor ¨-1¨, indicando así
3283 la inexistencia del registro para el futuro, y por otro lado se genera
3284 la entrada de espacio libre en el archivo de gaps (
3291 La reutilización de ID's liberados por previas operaciones de baja de registros,
3292 se ve implementada por el archivo de ID liberados (.did), y su comportamiento
3293 es el de una pila por lo que el último ID liberado, sera el próximo a ser
3297 Como fue explicado en la implementación del archivo índice, existe una correspon
3298 dencia 1 a 1 entre los registros allí presentes (en el .idx) y los ID's de
3299 los registros, por lo cual el registro N-ésimo del archivo índice, será
3300 el correspondiente al registro de datos cuyo ID es igual a N.
3303 El proceso de compactación de archivos, realiza los movimientos de información
3304 requeridos para dicho propósito de a chunks de 25 bytes por vez.
3305 Este valor es fijo, pero se lo podría hacer parametrizable mediante la
3306 GUI en próximas entregas.
3310 \begin_inset LatexCommand \label{cha:tipo3}
3314 Archivo con bloques parametrizados y registros de longitud constante
3317 Las distintas organizaciones de archivos buscan aprovechar al máximo el
3318 espacio del archivo.
3321 En este caso veremos que sucede luego de agregar y borrar una gran cantidad
3322 de registros del archivo, lo que provoca como consecuencia directa la fragmenta
3323 ción del archivo, es decir, quedan huecos entre un registro y otro, lo que
3324 produce un desperdicio de espacio.
3327 La implementación de este tipo de archivo puede ser encontrada en
3331 mientras que su interfaz pública está disponible en
3341 Esta organización guarda los registros pertenecientes al archivo en bloques
3342 de tamaño parametrizado, de modo que intentará guardar la mayor cantidad
3343 de registros que quepan en un bloque.
3347 Así como los graba, también tendrá la posibilidad de leer registros y borrarlos
3351 El archivo estara compuesto por una cabecera que da información sobre el
3352 tipo de organización, el tamaño de los bloques y el tamaño de los registros.
3355 Organización Física de un Bloque
3358 Cada bloque será capaz de contener la cantidad de registros enteros que
3360 De esta manera un registro que no entre completamente en el bloque deberá
3361 almacenarce en un bloque diferente.
3364 Los bloques no contienen ninguna información adicional, solo se conoce su
3365 tamaño y se usa para delimitar
3366 \begin_inset Quotes eld
3370 \begin_inset Quotes erd
3373 zonas en el archivo.
3376 Organizacion Física de Registros
3379 Cada registro se almacena en un bloque, y contiene una cabecera que indica
3384 por este motivo al realizar la busqueda de espacio en un bloque se lo hará
3385 preguntando por el tamaño del registro más
3387 sizeof(EMUFS_REG_ID).
3391 Organización Física de Registros Multibloque
3394 Al ser los registros de longitud constante, se ha adoptado que un registro
3395 multibloque nunca podra estar almacenado en algún lugar que no sea el comienzo
3397 De esta manera se puede calcular cuantos bloques ocupará un registro y
3398 se podrá solicitar lugar para almacenarlo con la ayuda de la función
3400 emufs_fsc_buscar_n_lugares(),
3402 que es muy importante para evitar el solapamiento de registros.
3403 Esta consideración acarrea como consecuencia directa un alto costo en términos
3404 del espacio desperdiciado.
3407 Funciones Principales
3418 se encuentran las cabeceras y la implementación de las funciones principales
3419 respectivamente, las cuales dan funcionalidad a esta organización.
3422 A continuación se comentará la descripción de algunas acciones importantes.
3428 La lectura de un registro se realiza con la ayuda del archivo .
3432 el cual contiene la información de la posición del registro dentro del
3434 Una vez leida esta información, se recupera el bloque (en su totalidad)
3435 del archivo y se busca secuencialmente el registro con el
3444 emufs_tipo3_leer_registro()
3450 Graba un registro en un bloque donde haya espacio suficiente, y si no crea
3451 un nuevo bloque y lo agrega al final del archivo.
3454 Luego de grabar un registro, actualiza los archivos de índice .idx y .fsc
3455 para mantener la coherencia.
3458 Cuando nos encontramos con registros multibloque, se calcula cuantos bloques
3459 ocupará el registro de la siguiente manera: Cantidad de Bloques = 1 + Tamaño
3460 del Registro/(Tamaño del Bloque-Sizeof(EMUFS_REG_ID)
3463 y con esta información se realiza un ciclo
3467 que grabará tantas veces como sea necesario.
3472 emufs_tipo3_grabar_registro()
3478 Borra un registro del archivo de datos, para esto levanta el bloque al que
3479 pertenece el archivo y ajusta los demás registros justificandolos hacia
3483 Cabe destacar que para dar de baja un registro no hace falta borrarlo del
3484 archivo de datos, solo es necesario borrar las entradas en los archivos
3485 de índice, pero cuando se realiza el ajuste el algoritmo toma porciones
3486 del bloque del tamaño de un registro mas su encabezado - comenzando desde
3487 el siguiente al que fue borrado - y copia (sobreescribe) sobre el anterior.
3488 De esta manera, la información correspondiente al registro borrado no estará
3489 presente en el archivo de datos.
3490 Esto es una consecuencia del ajuste al borrar un registro, pudiendo no
3491 ser así, si no se realizara el mismo.
3494 En el caso de los registros multibloque, se eliminará la porción del registro
3495 contenida en el primer bloque y se actualizarán de manera conveniente los
3496 archivos índice, para restaurarlos a un valor verdadero.
3501 emufs_tipo3_borrar_registro()
3507 Se puede tener acceso a las estadísticas generales del archivo, por ejemplo,
3508 cantidad de bloques, cantidad de registros, espacio libre total, espacio
3509 libre promedio, espacio libre máximo y mínimo, etc.
3512 Esta información es el resultado de ciertos cálculos realizados tanto en
3513 el archivo de datos como en los archivos índice.
3516 Completa una estructura del tipo EMUFS_Estadisticas con las estadísticas
3517 del archivo de datos, espacio libre total, cantidad de registros, cantidad
3518 de bloques, tamaño del archivo en bytes, relaciones entre tamaños y espacios
3524 emufs_tipo3_leer_estadisticas()
3527 Compactar el Archivo
3530 Esta función intenta reorganizar el archivo de manera que el espacio libre
3531 sea lo menor posible, recordando siempre que un registro no puede ser almacenad
3532 o en mas de un bloque excepto que el tamaño del registro sea mayor que el
3536 Para realizar esto, se aprovecha la funcionalidad de
3538 emufs_tipo3_grabar_registro()
3540 ya que esta tiene la capacidad de determinar una posición mas eficiente
3541 en el archivo para un registro.
3542 Por esto lo que se hace es levantar uno por uno los registros y volverlos
3543 a grabar, de ese modo todos los
3547 que pudieron haberse formado por la eliminación de registros serán cubiertos
3551 Al estar utilizando recuperación de
3555 borrados, esto me asegura que el registro borrado-guardado conservará el
3559 Al finalizar este proceso se verifica si existen bloques vacios para truncar
3561 Lo mismo se debe hacer con el archivo de espacios libres .
3565 el cual disminuye su tamaño también.
3570 void emufs_tipo3_compactar()
3573 Consideraciones y Políticas de Diseño
3576 Se han tomado ciertas consideraciones para algunos casos particulares que
3577 se pueden presentar durante el uso/ejecución de la aplicación.
3580 Cada registro tiene un encabezado que indica el
3587 Si el tamaño del registro es mayor que el tamaño del bloque el registro
3588 se particionará en la cantidad de bloques que sea necesario, pero siempre
3589 se guardará desde el comienzo de un bloque, esto quiere decir que nunca
3590 se podrá encontrar un comienzo de registro en algún lugar de un bloque
3591 que no sea el comienzo del mismo.
3594 Si el registro se divide en mas de un bloque, se le coloca el id como encabezado
3595 igualmente, pero en el archivo .
3599 solo se guarda el primer bloque.
3604 se actualizan todos los bloques con el espacio libre que realmente tienen.
3610 Las comparaciones, pruebas, etc...