Організації файлових БД на основі файлів прямого доступу
У попередньому прикладі використовувалися файли послідовного доступу. Складність роботи з ними виникає вже при виконанні таких простих дій як видалення даних. Ця операція вимагає реорганізації початкового файлу БД, що приводить до непродуктивних витрат часу. Тому, при побудові файлових БД використовуються файли прямого доступу з індексними файлами. Замість індексних файлів, у ряді випадків, доцільніше застосовувати метод двійкового пошуку. Ці методи значно спрощують доступ до фактів БД.
Розглянемо БД, що описується відношенням:
Студент(Прізвище, Група, Оцінки_сесії),
і яка зберігається на диску у файлі з ім'ям „stud.dba”. Їй відповідає індексний файл „stud.ind”.
/* Програма 6_4 */
domains
name = symbol
grup, mark = integer
session = mark*
file= dbf; ind
database
stud(name, grup, session)
predicates
use(string, string)
dbassert(dbasedom)
dbass(dbasedom, string, string)
new_rec(dbasedom, real)
new_ind(real)
dbdelete(dbasedom)
dbdel(dbasedom, string, string)
dbdel1(dbasedom, real)
dbread(dbasedom)
dbrd(dbasedom, string, string)
dbaccess(dbasedom, real)
clauses
use(“stud.ind”, “stud.dba”).
/* предикати створення інтерфейсу СУБД */
dbassert(Term):- use(Ind, Db), dbass(Term, Ind, Db).
dbdelete(Term):- use(Ind, Db), dbdel(Term, Ind, Db).
dbread(Term):- use(Ind, Db), dbrd (Term, Ind, Db).
/* модуль вводу даних у файл бази даних */
dbass(Term, Ind, Db):- existfile(Ind), existfile(Db), openappend(dbf, Db), new_rec(Term, Pos), openappend(ind, Ind), new_ind(Pos).
dbass(Term, Ind, Db):- openwrite(dbf, Db), new_rec(Term, Pos), openwrite(ind, Ind), new_ind(Pos).
new_rec(Term, Pos):- writedevice(dbf), filepos(dbf, Pos, 0), write(Term), closefile(dbf).
new_ind(Pos):- writedevice(ind), writef(“%7.0\n”, Pos), closefile(ind).
/* модуль виводу даних з файлу бази даних */
dbrd(Term, Ind, Db):- openread(dbf, Db), openread(ind, Ind), dbaccess(Term, -1).
dbrd(_, _, _):- closefile(dbf), closefile(ind), fail.
dbaccess(Term, Pos):- Pos>=0, filepos(dbf, Pos, 0), readdevice(dbf), readterm(dbasedom,Term).
dbaccess(Term, _):- readdevice(ind), readreal(Pos), dbaccess(Term, Pos).
/* модуль видалення даних з БД (запис -1 в індексний файл) */
dbdel(Term, Ind, Db):- openread(dbf, Db), openmodify(ind, Ind), dbdel1(Term, -1).
dbdel(_, _, _):- closefile(dbf), closefile(ind), fail.
dbdel1(Term, Pos):- Pos>=0, filepos(dbf, Pos, 0), readdevice(dbf), readterm(dbasedom, Term), filepos(ind,9,1), flush(ind), writedevice(ind), writef("%7.0\n",-1), flush(ind), writedevice(screen).
dbdel1(Term, _):- readdevice(ind), readreal(Pos), dbdel1(Term, Pos).
Предикат use() використовується для задання імені файлу робочої БД і імені, відповідного йому індексного файлу.
Предикати dbassert(), dbdeletе() і dbrеad() призначені для запису, видалення і читання даних із файлу БД. Ці предикати реалізовані, з використанням індексного файлу для запису позицій фактів, у файлі даних. Кожна позиція представляється дійсним числом, що визначає, де даний факт зберігається щодо початку файлу бази даних.
Кожний з трьох предикатів, що призначений для створення інтерфейсу бази даних, викликає свій модуль, який виконує задані дії щодо вводу, додавання або видалення фактів. Модуль є набором процедур і правил, які включають звернення як до стандартних предикатів по роботі з файлами, так і до визначених усередині програми предикатів. Всі визначенні для кожного з модулів предикати описуються в секції predicates.
У модулі вводу процедура dbass() приєднує терм до файлу даних і модифікує індексний файл, використовуючи звернення до предикатів new_rec() і new_ind(). Перше правило процедури dbass() призначено для запису даних у вже існуючий файл, тобто для додавання даних. Друге правило використовується для новостворюваного файлу БД.
Слід звернути увагу на використання в правилі new_ind() предиката writef("%7.0\n", Pos). Цей предикат призначений для запису значення індексу, що задається змінній Pos. Для запису індексу відводиться поле, що складається з семи позицій. Значення, привласнене змінній Рос, визначає положення запису у файлі БД.
У модулі виводу предикат dbrd() повертає терм з бази даних, забезпечуючи його пошук і читання з файлу, а також закриває файли після того, як відбулося зчитування з бази даних. У даному використовується допоміжна процедура dbaccess(), яка і служить безпосередньо для пошуку і вибірки потрібних даних з файлу. Перше правило процедури використовується для читання даних, логічно пов'язаних із значенням індексу, що задається змінною Pos. Відповідне значення індексу шукається в індексному файлі другим правилом цієї процедури. Це правило намагається знайти в базі такий запис, індекс якого наявний в індексному файлі. Якщо індекс знаходиться, то правило закінчується успіхом, якщо не знаходиться – то правило закінчується невдачею. У разі успіху змінна Term набуває потрібні користувачу значення.
У модулі видалення предикат dbdel() проводить операцію видалення після відкриття файлу БД та індексного файлу, забезпечуючи виключення терма з бази. Терм віддаляється за допомогою запису негативного числа в індексний файл. Цей модуль використовує допоміжну процедуру dbdel1(), яка здійснює пошук потрібного запису і її видалення.
Особливу увагу слід звернути на предикат flush(). Цей предикат викликає запис на диск вмісту внутрішнього буфера індексного файлу. Таким чином, dbdel1() запобігає можливості роботи з даними, які вже були видалені до цього. Дана процедура за своєю структурою близька до процедури dbaccess(). У ній друге правило також призначене для пошуку потрібного індексу в індексному файлі.