مباحث درس ذخیره و بازیابی اطلاعات در دو عنوان :
1. ذخیره وبازیابی اطلاعات Information Storage And Retieval
2. ساختار فایلها File Structures
خلاصه میشود .

منظور از ساختار فایلها سازماندهی داده ها روی دستگاههای ذخیره سازی ثانویه است . بعبارت دیگر این درس به نحوه ذخیره داده در فایلها و عملیات لازم برای دستیابی به داده ها روی حافظه های جانبی میپردازد . بهینه کردن طراحی ساختار فایلها باعث میشود تا برنامه ها صدها بار سریعتر اجرا گردند .
لازمه مدیریت فایلها و آشنایی با ساختار آنها اشنایی با نحوه ذخیره کردن اطلاعات است که لازمه آن نیز اشنایی با انواع حافظه ها و هر آن چیزی که بتوان اطلاعات را در آن ذخیره کرد و از انها اطلاعات وارد شده را دوباره خواند .
امروزه اغلب برای ذخیره وبازیابی از حافظه دیسک استفاده میگردد و مشکل اصلی در طراحی ساختار فایل زمان نسبتا زیادی است که برای بازیابی اطلاعات از دیسک لازم میباشد .
مهمترین فاکتور در طراحی ساختار فایلها به حداقل رساندن تعداد دستیابی به دیسک و بحداکثر رساندن احتمال وجود اطلاعات مورد نیاز در حافظه اصلی است .
همانطور که قبلا نیز گفته شد بدیهیست برای بررسی انواع ساختار فایلها لازم است که شناخت کافی از حافظه های مورد استفاده برای فایلها را داشته باشیم .

تعریف عام حافظه :

هر دستگاهی که قادر به نگهداری اطلاعات باشد وبتوان اطلاعات را در آن ذخیره کرد به نحوی که استفاده کننده از ان بتواند در هر لحظه که لازم باشد به اطلاعات مورد نیازش دسترسیaccess داشته باشد .

خصوصیات مشترک انواع حافظه :
الف ) نوشتن و خواندن : هر حافظه ای قابلیت دارد که بتوان بر ان نوشت ( درج اطلاعات) و یا از ان خواند ( واکشی اطلاعاتfetch) مثلا در RAM و دیسک سخت هم میتوان نوشت هم خواند . اما در حافظه ای مانند ROM و CD-ROM فقط میتوان اطلاعات را خواند .

ب ) نشانی پذیری : هر حافظه ای مجهز است به یک مکانیسم نشانی پذیری .

ج) قابلیت دستیابی(آدرس دهی) : هر حافظه ای از طریق مکانیسم نشانی دهی مورد دستیابی قرار میگیرد . هر حافظه ای دارای یک شیوه آدرس دهی میباشد که به کمک ان خانه هایش قابل دستیابی میگردد مثلا حافظه RAM آرایه ای از بایتهاست که هر کدام یک آدرس (عدد یکتا) دارند . یا هارد دیسک به صورت سه جفت عدد (شماره هد / شماره سیلندر / شماره سکتور) آدرس دهی میشود .

د) ظرفیت : هر حافظه ای دارای ظرفیتی است که به بیت یا بایت بیان میشود یا به اضعافی از بایت .

ه) زمان دستیابی : ‌مدت زمانیستکه برای خواندن و نوشتن به کار میرود . از لحظه ای که دستور خواندن و نوشتن داده میشود تا هنگامی که حافظه مورد دستیابی قرار میگیرد را زمان دستیابی گویند . مثلا زمان دستیابی حافظه های RAM در حدود 120 نانوثانیه است و زمان دستیابی دیسک حدود 30 میلی ثانیه است . یعنیRAM حدود 250 برابر سریعتر از دیسک است .

و) نرخ انتقال یا سرعت انتقال rate : کمیتی از اطلاعات که در واحد زمان از حافظه قابل انتقال است واحد ان بایت در ثانیه یا اضعافی از ان است .

در زیر لیستی از حافظه ها براساس کاهش سرعت و افزایش ظرفیت را میبینید :

1. ثبات 2. حافظه نهانcache کش 3. حافظه اصلی 4. حافظه Flash فلاش 5. دیسک مغناطیسی 6. دیسک نوری 7. نوار مغناطیسی .

ز) فرار و غیر فرار یا مانا و نامانا : حافظه هایی که با رفتن برق اطلاعات انها از بین میرود حافظه های فرار volatile و آنهایی که با رفتن برق داده های خود را حفظ میکنند غیرفرار non volatile میگویند . حافظه های اصلی اغلب فرار و حافظه های جانبی غیر فرار هستند .

دلایل به کارگیری انواع مختلف حافظه :

الف) حافظه های درون ماشین هنوز دارای ظرفیتهای محدود هستند.
ب) تنها ان اطلاعاتی که موردنیاز برنامه در حین اجراهستند لازم است در حافظه ماشین مقیم شوند .
ج) رسانه های ذخیره سازی سریع غالبا گران هستند .
د) معمولا برنامه ها به حافظه بیشتری از انچه که واقعا سیستم میتواند در محیط درون ماشین تامین کند احتیاج دارد .
ه)حجم اطلاعات بشر پیوسته در حال افزایش است .

داشتن یک سلسله مراتب بهینه یکی از عوامل موثر در افزایش کارایی سیستمهای ذخیره سازی است .
برای طراحی یک سیستم ذخیره سازی از الگوریتمهایی مبتنی بر انکه : چه اطلاعاتی چه مدتی و به چه منظوری درچه سطحی از سلسه مراتب امد و شد داشته باشد .

http://www.microrayaneh.com