Adatszervezési alapfogalmak

Az adatok összessége és az adatok közötti kapcsolatok a logikai és a fizikai értelmezés valamelyike szerint írhatók le. A fizikai adatleírás azt mutatja be, hogy az adatokat milyen módon rögzítik fizikailag a hardware-eszközökkel, a logikai adatleírás pedig azt a módot adja meg, ahogyan az adat a programozó, vagy a felhasználó számára megjelenik.

Tekintsük át elöször az adatok logikai leírásának alapfogalmait.

Az adatmezö a névvel ellátott adatok legkisebb egysége. Az adatmezö definiálásánál a nevén kívül meg kell adni a típusát és a méretét is. Az adatmezö típusa valamely elemi adattípus lehet, például numerikus, karakteres, vagy dátum. Az adatmezö mérete mindig rögzített. A legkisebb méretü adatmezö 1 bit, felsö korlát gyakorlatilag nincs. Az adatmezök méretét általában byte-okban adják meg. Például a Név adatmezö karakteres típusú, 40 byte méretü. Az adatmezö mérete nem függ attól, hogy milyen hosszú nevet tárolunk benne, 40 byte-os lesz akkor is, ha a név Kis Pál, és akkor is, ha Kerekharaszti Eufrozina Angelika.

A rekord az összetartozó adatmezök együttese.

A file, vagy állomány adott típusú (logikai) rekord összes elöfordulásának névvel ellátott gyüjteménye. Egy file-ban a rekordok lehetnek fix és változó hosszúságúak. Fix hosszúságú rekordok esetén minden rekord ugyanazokból a mezökböl épül fel. A változó hosszúságú rekordokban általában valamely mezö, vagy mezöcsoport többször ismétlödik.

Tekintsünk például egy hallgatói nyilvántartást. Az összes hallgató adatai alkotják a file-t, a rekordok az egyes hallgatók adatait tartalmazzák, többek között a következöket: név, születési dátum, lakhely, évfolyam, csoport. Ezek az adatmezök. Az egyes adatmezök konkrét értéke lehet: Kiss Péter, 1972.09.01, Gödöllö, 2, 1.

Ha a hallgatói nyilvántartásban az egyes rekordokban a hallgatók vizsgajegyeit is tárolnánk, akkor változó hosszúságú rekordokat kapnánk, hiszen az egyes hallgatóknak különbözö számú vizsgája lehet, így a tantárgy és vizsgajegy mezök az egyik hallgatónál ötször szerepelnek, mert öt tárgyból vizsgázott, míg a másiknál kilencszer, mert neki ennyi vizsgája volt.

Az adatok fizikai tárolása gyakran eltér a logikai formájuktól.

A fizikai rekord az adatoknak az az alapegysége, amelyet a számítógép egyszeri ki-, illetve bemeneti utasításával írunk ki, vagy olvasunk be. Az adatoknak azt a csoportját, amely egy fizikai rekorddá áll össze, blokknak nevezzük.

A fizikai rekordok összessége a fizikai file, amely azonosítóval van ellátva. A fizikai file jellemezhetö méretével és az adathordozón való elhelyezkedésével.

A továbbiakban a logikai adatszervezéssel foglalkozunk.

A file-ban szereplö rekordokon, illetve azok egyes mezöin különbözö müveleteket végezhetünk el, melyeket összefoglaló néven file-kezelésnek nevezünk. A file-kezelö müveletek három fö csoportba sorolhatók:

Szerkesztés jellegü müveletek. Ide tartozik a file létrehozása, megszüntetése, valamint az újraszervezése.

Újraszervezésre például akkor lehet szükség, ha egy file az adathordozón - az új rekordok felviteléböl adódóan - több területen helyezkedik el, és ez lassítja a feldolgozást. Az újraszervezés legegyszerübb módja, hogy a file-t átmásolják az adathordozó egy másik - összefüggö - területére. Ennek eredményeként a file folyamatosan helyezkedik el az adathordozón.

Karbantartás jellegü müveletek, melyekhez az új rekordok beszúrása, rekordok törlése, valamint módosítása tartozik.

Feldolgozás jellegü müveletek, amelyek segítségével adott feltételeknek megfelelö rekordokat keresünk ki a file-ból.

A file-ok feldolgozása különbözö módokon történhet:

Soros szekvenciális) feldolgozás esetén a file rekordjait a file elejéröl, - esetleg a végéröl - kezdve egyesével sorban olvasva dolgozzuk fel. Ez a feldolgozás a legtöbb esetben nem elég hatékony, bár a hatékonysága növelhetö, ha a rekordokat a feldolgozási szempontnak megfelelö rendezettségben helyezzük el a file-ban. Például, ha egy hallgatói nyilvántartásból ki szeretnénk írni az egyes évfolyamok hallgatóinak névsorát, akkor amennyiben az adatok évfolyam, azon belül pedig névsor szerinti rendezettségben találhatók az adatállományban, akkor ezt a feladatot az adatállomány egyszerü végigolvasásával és a nevek nyomtatásával elvégezhetjük.
Amennyiben adatainkat csak szekvenciálisan kívánjuk feldolgozni, ez semmi különös file-szervezést nem igényel, az adatrekordokat szekvenciális szervezésü file-ban tárolhatjuk. Mágnesszalagon csak szekvenciális file-ok hozhatók létre.

Az index szerinti feldolgozáshoz minden rekordnak rendelkeznie kell egy kulcsmezövel, amely a rekordot azonosítja. Egyes megvalósítások kikötik, hogy a kulcsnak egyedinek - vagyis minden rekordban különbözönek - kell lennie. A file-hoz tartozik egy index, amely tartalmazza az egyes kulcsokhoz tartozó rekordok fizikai címét. Így a kulcs alapján egy-egy rekordot könnyen megtalálhatunk. Például, ha a hallgatói nyilvántartásunkban a hallgatók személyi számát választjuk kulcsnak és erre felépítjük az indexet, akkor egy konkrét hallgató adatainak megkereséséhez elég megadnunk a hallgató személyi számát és az index segítségével a keresett rekord fizikai címe ismeretében a kívánt rekord beolvasható.

Az adatok index szerinti feldolgozása megvalósítható az index-szekvenciális file-szervezéssel. Az adatok a kulcs szerinti sorrendben szekvenciálisan kerülnek tárolásra az adat-file-ban. Az index kezeléséröl, a megadott kulcsú rekord megkereséséröl a software gondoskodik. Az új rekordok beszúrása egy túlcsordulási területre történik. Ha már túl sok rekord van a túlcsordulási területen, célszerü a file-t újraszervezni. A file természetesen szekvenciálisan is feldolgozható.
Nem szekvenciális szervezésü file-ok is lehetnek indexeltek. Indexelt file-t csak közvetlen elérésü adathordozón, elsösorban mágneslemezen, lehet létrehozni.

Direkt feldolgozás esetén a rekordokat fizikai címük alapján érjük el, így nincs szükség indextáblára. A fizikai cím megadásán általában a rekordsorszám megadását értjük. A rekordsorszám alapján a file-kezelö rendszer meg tudja állapítani a rekord fizikai címét. Ez a feldolgozás csak fix rekordméret esetén alkalmazható. Direkt file-szervezéssel valósíthatók meg a listák, vagy a fa-struktúrák. Ezen adatstruktúráknál egy-egy rekordban mutatók találhatók, melyek a rekordot megelözö, vagy követö rekordokra mutatnak. A mutatók a rekord fizikai sorszámát tartalmazzák. Direkt file-ok is csak közvetlen elérésü adathordozón hozhatók létre.