پروژه بازیابی اطلاعات و پایگاه داده ها
مقاله ای مفید و کامل
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:123
چکیده :
رسانه های ذخیره سازی
تعریف حافظه
به هر وسیله ای که توانایی حفظ اطلاعات را داشته باشد به گونه ای که کاربر بتواند در هر زمان به داده های آن دستیابی(access) داشته باشد را حافظه می گویند.
حافظه ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند: 1- حافظه اولیه (اصلی-درون ماشینی) که پردازنده جهت اجرای برنامه ها مستقیماً با آن سرو کار دارد. 2- حافظه ثانویه (جانبی-برون ماشینی) که جهت ضبط اطلاعات و فایلها به کار می رود. ما در این درس تنها با حافظه های جانبی سرو کار داریم.
از یک نظر می توان گفت سیستم های کامپیوتری از دو بخش محیط درون ماشینی و محیط برون ماشینی تشکیل یافته اند. منظور از محیط درون ماشینی ، پردازنده، حافظه اصلی و عناصر داخلی کامپیوتر است و منظور از محیط برون ماشینی تجهیزات جانبی آن مثل هاردیسک ، پرینتر و غیره می باشد. ما در این درس با ذخیره سازی اطلاعات بر روی تجهیزات برون ماشینی سرو کار داریم.
ویژگی های کلی حافظه
فرار و غیر فرار: حافظه هایی که با رفتن برق اطلاعات آنها از بین می رود حافظه های فرار (Volatile) و آنهایی که با رفتن برق داده های خود را حفظ می کنند غیر فرار (non valatile) می باشند. حافظه های اصلی اغلب فرار و حافظه های جانبی غیر فرار می باشند.
خواندنی یا خواندنی نوشتنی: بعضی حافظه ها مثل RAM یا هاردیسک خواندنی نوشتنی هستند. ولی بعضی دیگر مثل CD-ROM فقط خواندنی هستند. به خواندن اطلاعات از حافظه اصطلاحاً واکشی یا fetch گفته می شود.
آدرس دهی: هر حافظه ای دارای یک شیوه آدرس دهی می باشد که به کمک آن خانه هایش دستیابی می گردد.مثلاً حافظه RAM آرایه ای از بایتهاست که هر کدام یک آدرس (عدد یکتا) دارند. یا هاردیسک به صورت سه عدد (شماره سکتور، شماره شیار در سیلندر، شماره سیلندر) آدرس دهی می شود، که جلوتر شرح می دهیم.
ظرفیت: ظرفیت حافظه ها بر حسب بیت یا بایت یا اضعاف آنها بیان می گردد ، مثل:
بایت 1024 =بایت ،بایت
بایت ، بایت
در حافظهRAM با n بیت خط آدرس، می توان خانه را آدرس دهی کرد.
زمان دستیابی (Access time): از لحظه ای که دستور خواندن و نوشتن داده می شود تا هنگامی که حافظه مورد نظر مورد دستیابی قرار می گیرد را زمان دستیابی گویند. مثلاً زمان دستیابی حافظه های RAM حدود 120 نانو ثانیه و زمان دستیابی دیسک حدود 30 میلی ثانیه است، یعنی از این نظر RAM در حدود 250 هزار برابر سریعتر از دیسک می باشد.
نرخ یا سرعت انتقال (Transfer rate): مقدار اطلاعاتی است که در واحد زمان از حافظه قابل انتقال است و یکی از واحدهای آن بایت در ثانیه است. توجه کنید نرخ انتقال از جنس سرعت است و در این درس آن را با t (مخفف transfer) نشان می دهیم. مواظب باشید t نرخ انتقال را با t درس فیزیک که زمان (time) بود اشتباه نگیرید.
سلسله مراتب حافظه ها
در کامپیوتر های امروزی عموماً سلسله مراتبی از حافظه ها (مثل cache، RAM و دیسک) استفاده می شود. چند علت برای این امر عبارتند از:
- حافظه های اصلی RAM در حال حاضر همچنان محدودیت ظرفیتی دارند.( مثلاً حدود 256MB یا 1GB).
- فقط بخشی از اطلاعات برنامه های در حال اجرا لازم است در حافظه اصلی قرار گیرد و لازم نیست تمام بخشهای همه برنامه ها به حافظه RAM آورده شود.
- حافظه های سریع گران هستند.
- اندازه اطلاعاتی را که انسان امروزی ذخیره می کند خیلی زیاد است و به صورت تصاعدی نیز زیادتر می شود. حجم عظیم داده ها را نمی توان در حافظه اصلی نگهداری کرد.
- حافظه های درون ماشینی اغلب فرار می باشندو داده های آنها با رفتن برق از بین می رود.
- بسیاری از برنامه ها به حافظه ای بیشتر از حافظه RAM نیاز دارند. در این حال مثلاً از بخشی از دیسک به عنوان حافظه مجازی استفاده می شود.
- هنگامی که چندین پردازش می خواهند به صورت موازی به اطلاعاتی دسترسی داشته باشند می توان آن اطلاعات را مثلاً بر روی دیسک به اشتراک گذاشت.
پس در عمل جهت بکار گیری مزایای حافظه های درون ماشینی (سرعت زیاد) و برون ماشینی (ظرفیت بالا،هزینه کم و مانا بودن) ترکیبی از آن دو درکامپیوترها استفاده می گردد.
در حافظه های درون ماشینی هزینه یک بایت (CPB=Ccet Per Byte)از حافظه های برون ماشینی بیشتر است.
در لیستی از حافظه ها که در زیر آمده به ترتیب ظرفیت ها افزایش یافته و سرعت و هزینه ها کاهش می یابد:
1- ثبات 2- حافظه cache یا نهان 3- حافظه اصلی 4- حافظه فلاش (Flash) 5- دیسک مغناطیسی 6- دیسک نوری 7- نوار مغناطیسی
حافظه cache حافظه ای سریع از نوع SPAM (Static RAM) است که بین CPU و حافظه اصلی کامپیوتر قرار می گیرد و به عنوان وسیله ای سریع، رد و بدل بین حافظه و CPU را سرعت می بخشد. حافظه اصلی از نوع DRAM ( Dynamic RAM) است.تذکر: ممکن است در آینده با رشد تکنولوژی و ارزان شدن حافظه های درون ماشینی دیگر از حافظه های برون ماشینی (جز برای موارد بایگانی) استفاده نشود ولی در حال حاضر به چنین وضعیتی نرسیده ایم.
منظور از ذخیره و بازیابی چیست؟
این درس غالباً با دو عنوان مطرح می گردد. یکی ذخیره و بازیابی اطلاعات
(Information Storage and Retrieval) و دیگری ساختار فایلها
(File structures).
منظور از ساختار فایل سازماندهی داده ها روی دستگاههای ذخیره سازی ثانویه است. به عبارت دیگر این درس به نحوه ذخیره داده ها در فایلها و عملیات لازم برای دستیابی به داده ها بر روی حافظه های جانبی می پردازد.بهینه کردن طراحی ساختار فایلها ممکن است باعث گردد تا برنامه ها صدها بار سریعتر اجرا گردند.
امروزه اغلب برای ذخیره و بازیابی از حافظه دیسک استفاده می گردد و مشکل اصلی در طراحی ساختار فایل، زمان نسبتاً زیادی است که برای بازیابی اطلاعات از دیسک و به حداکثر رساندن احتمال وجود اطلاعات مورد نیاز، در حافظه اصلی است.
در این طراحی سعی بر آن است که اطلاعات مورد نیاز را در صورت اماکن تنها با یک بار مراجعه به دیسک بدست آوریم. زمانی که محتویات فایلها تغییر نمی کنند رسیدن به این هدف چندان سخت نیست. ولی هنگامی که فایلها بر اثر حذف و اضافه ، کوچک و بزرگ می شوند حفظ این ویژگی مشکل می گردد.
بدیهی است که قبل از بررسی انواع ساختار فایلها لازم است که شناخت کافی از حافظه های مورد استفاده برای فایلها را داشته باشیم.در فصلهای اولیه کتاب، به بررسی این موضوع می پردازیم.
اگر فایلها فقط در حافظه اصلی نگهداری می شدند نیازی به علم ساختار فایلها نبود. این نیاز از آنجا ناشی می شودکه زمان دستیابی در حافظه های جانبی بسیار بیشتر از زمان دستیابی به حافظه اصلی است و از طرف دیگر زمان دستیابی برای همه داده ها در حافظه جانبی یکسان نمی باشد.
به طور کلی مهم ترین اهداف در این درس افزایش سرعت و همچنین استفاده بهینه از فضای دیسک می باشد. یعنی باید کاری کنیم که حداقل تعداد دستیابی به دیسک را برای بازیابی اطلاعات داشته باشیم.
و...
دانلود مقاله بازیابی اطلاعات و پایگاه داده ها