Gestion de Fichiers

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Gestion de Fichiers

• GF-1 Introduction à la Géstion des Fichiers et
  Opérations de Base

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Organisation du Cours

• Professeur Dr. Nathalie Japkowicz, STE 5-029,
  x6693, nat_at_site.uottawa.ca.
• Heures de Consultation Lundi 13h15-14h15.
• Jeudi
  14h45-15h45
• Heures de Cours Lundi, 14h30-15h50 (Morisset
  221)
• Jeudi, 16h00-17h30
  (Morisset 221)
• Heures de Laboratoire
  
• Mercredi,
  8h30-10h00 (STE 0130)
• Manuel de Cours File Structures, An
  Object-Oriented Approach with C, by Michael J.
  Folk, Bill Zoellick Greg Riccardi, Addison
  Wesley

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Objéctifs du Cours

• LEtude des Structures de Fichiers avec le but
  daméliorer lefficacité de laccès aux données
  en mémoire secondaire.
• L étude des outils les plus importants pour
  lorganisation des fichiers, tels que les
  indexes, les processus co-séquentiels, les arbres
  B et B et laddressage dispersé (HashCoding).
• Lacquisition de bonnes bases de programmation en
  C.

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Evaluation

• 30 ? Devoirs (D)
• 3 Devoirs (quelques questions écrites et quelques
  questions de programmation)
• 25 ? Examen de Mi-Session (M)
• 45 ? Examen Final (F)
• If (.25 M .45 F)/.7 lt 50 then Note Finale
  (.25 M .45 F) /.7
• If (.25 M .45 F)/.7 50 then Note Finale
  (.25 M .45 F .3 D)
• Retard dans la remise des devoirs
  penalité de
  10 pour tout retard aucun devoir ne sera
  accepté apres 24h00 de la date et heure de remise
  des devoir.

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Plan du Cours dAujourdhui

• Que sont les Structures de Fichiers?
• Pourquoi étudier la Gestion de Fichiers?
• Une vue générale de la conception des Structures
  de Fichiers.
• Histoire de la Discipline.
• Une Introduction au C
• Daprès Folk, Zoellick and Riccardi, Chapitre 1.

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Définition

• Une structure de Fichier est une combinaison
• de représentations pour les données sauvegardées
  dans des fichiers, et
• dopérations pour accéder a ces données.
• Une structure de Fichier permet aux applications
  de lire, écrire et modifier les données. Elle
  peut aussi permettre de trouver les
  données correspondant a certains critères de
  recherche ou de lire les données dans un ordre
  particulier.
• Les Structures de Données saddressent a
  lorganisation de données en mémoire principale.
  Les Structures de Fichiers saddressent a
  lorganisation des données en mémoire secondaire.

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Storage des Données

• Les données sur ordinateur peuvent etre
  sauvegardées dans trois types de location
  differents
• En Storage Primaire Mémoire de lordinateur
  (RAM)
• En Storage Secondaire Cassette Magnétique,
  Disque Dur, Disquette, CD-ROM, ZipDrive, USB
  Drive ? qui peuvent etre accédés par
  lordinateur.
• En Storage Tertiaire ou Données dArchives
  Cassette Magnétique, Disque Dur, Disquette,
  CD-ROM, ZipDrive, USB ? qui ne peuvent pas etre
  accédés directement par lordinateur.

Notre sujet
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Différence entre le Storage Primaire et Secondaire

• Le storage secondaire tel que les disques peuvent
  accumuler des milliers de mégabytes en utilisant
  tres peu despace physique.
• Le storage primaire (i.e., la mémoire, le RAM),
  au contraire, est très limitée.
• Cependant, laccès au storage secondaire est très
  lent par rapport a laccès au storage primaire
  Example laccès aux données sauvegardées en RAM
  lente prend 60 nanosecondes. Il prend 15
  millisecondes lorsque les données sont
  sauvegardées sur disque.

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Pourquoi Etudier les Structures de Fichiers?

• L étude des structures de fichiers est
  entreprise afin daméliorer le temps daccès au
  storage secondaire.
• Etant donné que les détails de la représentation
  des données et des opérations associées a ces
  données déterminent lefficacité des structures
  de fichiers (en fonction de lapplication
  considerée), lamélioration de ces détails peut
  améliorer le temps daccès au storage secondaire.

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Une Vue Générale de la Concéption des Structures
de Fichiers I

• But General Obtention de linformation requise
  avec un seul accès au disque.
• Si cela nest pas possible Obtention de
  linformation requise avec aussi peu daccès au
  disque que possible.
• En général, nous allons essayer de grouper toutes
  les informations requises par les utilisateurs du
  système de facon a pouvoir y accéder avec un seul
  accès au disque.

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Une Vue Générale de la Concéption des Structures
de Fichiers II

• Fichiers Fixes et Fichiers Dynamiques
• Il est assez simple de trouver des structures de
  fichiers efficaces (qui adhèrent aux buts
  généraux de la discipline) lorsque les fichiers
  ne changent pas pendant lexecution du système.
• Par contre, si les fichiers peuvent saggrandir
  ou rapetisser, il est beaucoup plus difficile
  datteindre ces buts.

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Histoire de la Discipline I Au Début, lAccès
Séquentiel

• Lhistoire de la discipline est très intimement
  liée au développements téchniques associés aux
  ordinateurs et a leur usage pratique.
• Au début, les fichiers étaient sauvegardés
  seulement sur cassettes magnétiques.
• Laccès etait donc séquentiel et son cout
  grandissait proportionellement avec la taille du
  fichier.

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Histoire de la Discipline II lEmergence des
Disques et des Indexes

• Lorsque les fichiers ont commencé a grandir de
  facon demesurée, laccès sequentiel pur nétait
  plus une solution.
• Les disques ont permis laccès direct.
• Les indexes ont donné la possibilité de
  sauvegarder des petits fichiers ne contenant
  quune liste de clés associées a des pointeurs.
  La recherche séquentielle dans ces petits
  fichiers pouvaient etre faite très rapidement.
• La clé et le pointeur donnait laccès direct au
  très grand fichier principal contennant les
  données.

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Histoire de la Discipline III lEmergence des
dArbres de Recherche

• Les indexes ont eux aussi commencé a grandir de
  manière demesurée. Comme ils avaient une
  structure séquentielle, ils sont eux aussi devenu
  difficile a gérer.
• Lidée dutiliser des structures darbres de
  recherche afin de gérer lindex est apparue au
  début des années 60.
• Cependant, les arbres de recherches peuvent
  grandir de facon tres inégale lorsque les
  enregistrements sont ajoutés ou effacés. Ceci
  resultait en des recherches tres longues
  nécéssitant plusieurs accès au disque avant de
  trouver lenregistrement requis.

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Histoire de la Discipline IV lEmergence des
dArbres Equilibrés

• En 1963, lidée des arbres AVL a émergé pour les
  données sauvegardées en storage primaire.
• Cette idée, cependant, ne sappliquait pas au
  storage secondaire car les arbres AVL sont utiles
  lorsque les noeuds darbres sont composés
  denregistrements simples plutot que de
  douzaines ou centaines denregistrements.
• Dans les années 70, lidée des arbres B a émergé.
  Ces arbres ont un temps daccès de O(logkN) ou N
  est le nombre denregistrements dans le fichier
  et k, le nombre denregistrements indexés dans un
  simple bloc de larbre B. gt Les arbres B peuvent
  garantir une recherche ne nécéssitant que 3 ou 4
  acces au disque pour un fichier de millions
  denregistrements.

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Histoire de la Discipline V LAddressage Dispersé

• Bien que la possibilité de trouver des données
  sauvegardées en storage secondaire avec 3 ou 4
  accès au disque est impressionante, elle
  natteint pas le but fixé de trouver des données
  en un simple accès.
• Depuis très longtemps, laddressage dispersé (ou
  HashCoding) était un moyen connu datteindre ce
  but dans les fichiers dont la taille ne changeait
  pas beaucoup pendant lutilisation du systeme.
• Plus récemment, le HashCoding dynamique
  extensible garantit un ou, au plus, deux accès au
  disque quelle que soit la taille du fichier.

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Une Introduction au C

• Le C a été créé par Bjarne Stroustrup.
• C a conservé lefficacité du C tout en y
  ajoutant la puissance de lhéritage dobjets.
• C vs. Java
• Java est basé sur le C mais est un langage plus
  simple.
• Néanmoins, Java na pas autant de flexibilité que
  le C car il repose sur des concepts de plus
  haut niveau. Par example, Java na pas de
  pointeurs.