Structures de donnes avances : Principales structures de fichiers

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Structures de données avancées Principales
structures de fichiers

• D. E
• ZEGOUR
• Institut National d Informatique

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Les principalesstructures de fichiers

• Structures simples de fichiers
• . Tableau de blocs
• . Liste linéaire chaînée de blocs
• Remarques
• L'organisation du fichier est quelconque (format
  fixe ou variable)
• Si fichier ordonné chargement initial à 60-70.
  
• gt économiser les décalages intra-blocs.
• limitées à des petits fichiers. ( lt 6 accès
  disque)

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Les principalesstructures de fichiers
Structures simples de fichiers
Vue macroscopique
Tableau
Liste
Ordre
Sans Ordre
Vue microscopique
Variable
Fixe
Chevauchement
Sans Chevauchement
Structures de fichiers TOF, LOVC, TOVC, ..
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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'index
• Utilise un index(recherche dichotomique en
  mémoire).
• 2 fichiers sont utilisés fichier d'index et
  fichier au données.
• En règle générale, le fichier de données n'est
  pas trié.
• Il peut être un tableau ou une liste linéaire
  chaînée de blocs sur le disque.
• Le fichier d'index est supposé en mémoire et est
  trié selon les clés des articles.

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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'index
• Index à un niveau
• Table de couples(clé, adresse) en mémoire
  centrale.
• Recherche
• a) Recherche dichotomique sur l'index.
• b) Si clé trouvée, ramener le bloc en mémoire
  centrale
• c) Si article à cheval sur deux blocs, ramener
  le deuxième bloc
• Insertion
• a) Si clé non trouvée dans l'index, il y a
  insertion avec décalages.
• b) l'article est inséré en fin de fichier.

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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'index
• Index à un niveau
• Suppression
• Généralement logique gt extrêmement rapide.
• Réorganisation
• Éliminer physiquement les articles supprimés.
  Généralement, on construit un autre fichier.

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Les principalesstructures de fichiers

• Index à un niveau

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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'index
• Index à 2 niveaux
• Principe
• . Accélérer la recherche en mémoire centrale
• . Deux tables ( niveaux 1 et 2)
• . Dans l'index du niveau 1, on range certaines
  clés 100-ième, 200-ième,...
• . Dans le niveau 2, on range toutes les clés.
• Recherche
• . Niveau 1 donne un intervalle de l'index du
  niveau 2.
• . Recherche dichotomique sur l'intervalle
  sélectionné.

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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'index
• Remarque
• deux recherches dichotomiques sur petits
  vecteurs sont beaucoup plus rapides qu'une seule
  recherche dichotomique sur un seul grand vecteur.
• Autres Opérations
• analogues à celles définies sur l'index à
  un niveau

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Les principalesstructures de fichiers

• Index à deux niveaux

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Les principalesstructures de fichiers

• Accès séquentiel indexé
• Définition
• a) pour localiser un article on utilise un
  index.
• b) pour avoir le suivant, on ne repasse pas
  par l'index.

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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'index
• Limitation
• Si l'index est large pour être contenu en mémoire
  
• (i) recherche binaire chère et
• (ii) réarrangement coûteux à cause des
  décalages)
• on a recours à d'autres techniques
• Hachage
• extrêmement rapide (entre 1 et 2 accès disque)
• efficaces que pour les fichiers statiques et non
  ordonnés.
• Arbres
• rapides (3 accès disque )
• ordonnés
• Certaines sont très adaptées pour les fichiers
  dynamiques.

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Les principalesstructures de fichiers

• Accès multicritères
• Concepts
• Un article (cle1, cle2 ...cléd)
• Une clé primaire et d-1 clés secondaires
• Récupérer l'article par plusieurs clés
• Exemples de requêtes
• Livres parus en 1973,
• Livres parus en 1973 de l'auteur X donné.
• Solution
• Créer des indexes secondaires pour chaque
  attribut
• Passer toujours par l'index primaire.

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Les principalesstructures de fichiers

• Accès multicritères
• Organisation d'un index secondaire
• "listes inversées". ( clé secondaire gt clé
  primaire gt article )

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Les principalesstructures de fichiers

• Accès multicritères
• Algorithme qui Récupère les articles possédant
  l'attribut X l'attribut Y.
• Il existe donc des indexes sur X et Y
• L' index sur X donne l'ensemble des clés
  primaires avec l'attribut X.
• L'index sur Y donne l'ensemble des clés primaires
  avec l'attribut Y.
• L'intersection donne l'ensemble des clés
  primaires ayant l'attribut X et Y.
• Pour chaque élément de cet ensemble, on fait
  alors un accès disque.

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Les principalesstructures de fichiers

• Accès multicritères
• Suppression
• gt Ne pas toucher aux indexes secondaires
• (CAR les clés secondaires référencent les clés
  primaires)
• Recherche
• C'est dans l'index primaire qu'on s'aperçoit que
  l'article à été supprimé.

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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'arbres
• Si le fichier est très volumineux, on ne peut
  garder l'index en RAM.
• Garder l'index en mémoire secondaire coûte chère
  car
• 1) la recherche dichotomique exige beaucoup
  d'accès disque
• 2) il faut maintenir l'index ordonné
• ? Trouver une meilleure façon de faire les
  insertions et les suppressions d'articles avec
  seulement une réorganisation locale.

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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'arbres
• Utilisation d'un arm comme méthode d'accès
• L'arbre de recherche m-aire est surtout utilisé
  pour le stockage en mémoire externe
• Un nud de l'arbre est alors un bloc sur le
  disque.
• A un moment donné seule une page est ramenée en
  mémoire.
• Nécessite des buffers de taille très grande(
  ordre de 200).

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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'arbres
• Implémentation
• Utilisation des fils explicites
• Deux façons de ranger les articles
• (i) dans les nuds avec les clés, (fichier arm)
• (ii) séparément. pointeur additionnel vers
  l'information. (fichier index vers un fichiers
  de données )
• Si le fichier est grand on préfère de loin
  utiliser (ii) même si on fait une lecture
  supplémentaire pour retrouver l'article.

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Les principalesstructures de fichiers

• Les méthodes d'arbres
• Le problème de taille ne se pose plus
• Inconvénient déséquilibre de larm
• Pas de solution ? Réorganisation périodique
• Destinés pour les fichiers statiques