Метод доступа к виртуальному хранилищу
Метод доступа к виртуальному хранилищу ( VSAM ) [ 1 ] — это устройства хранения данных IBM с прямым доступом к файловому хранилищу метод доступа (DASD) , впервые использованный в операционных системах OS/VS1 , OS/VS2 Release 1 (SVS) и Release 2 (MVS), позже используемый в Multiple Virtual Storage (MVS). ) архитектура и теперь в z/OS . Первоначально это была файловая система, ориентированная на записи . [ Примечание 2 ] ВСАМ состоит из четырех [ Примечание 2 ] наборов данных организации : последовательность ключей (KSDS), относительная запись (RRDS), последовательность записей (ESDS) и линейная (LDS). [ 2 ] Организации KSDS, RRDS и ESDS содержат записи, тогда как организация LDS (добавленная позже в VSAM) содержит последовательность страниц без внутренней структуры записей для использования в качестве файла, отображаемого в памяти .
Обзор
[ редактировать ]IBM В Redbook под названием «VSAM PRIMER» (особенно при использовании с руководством «Параметры доступа к виртуальному хранилищу (VSAM) для расширенных приложений») объясняются концепции, необходимые для использования VSAM. [ 3 ] IBM использует термин «набор данных» в официальной документации как синоним файла и устройства хранения с прямым доступом ( DASD ) для устройств с произвольным доступом к местам данных, таких как дисководы, в отличие от таких устройств, как ленточные накопители, которые могут быть только читать последовательно.
Записи VSAM могут иметь фиксированную или переменную длину. Они организованы в блоки фиксированного размера, называемые контрольными интервалами (CI). [ 4 ] [ 5 ] а затем на более крупные подразделения, называемые зонами контроля (CA). Размеры интервала управления измеряются в байтах (например, 4 килобайта ), а размеры области управления измеряются в дорожках диска или цилиндрах. Контрольные интервалы — это единицы передачи между диском и компьютером, поэтому запрос на чтение будет считать один полный контрольный интервал. Области управления являются единицами распределения, поэтому при определении набора данных VSAM будет выделено целое число областей управления.
Утилита Access Method Services IDCAMS обычно используется для манипулирования («удаления и определения») наборами данных VSAM. Пользовательские программы могут получать доступ к наборам данных VSAM с помощью операторов определения данных (DD) на языке управления заданиями (JCL), посредством динамического распределения или в онлайн-регионах, например, в системе управления информацией о клиентах (CICS).
Оба IMS/DB [ нужна ссылка ] и Дб2 [ 2 ] : 41 [ 6 ] реализуются поверх VSAM и используют его базовые структуры данных .
Файлы
[ редактировать ]Физическая организация наборов данных VSAM значительно отличается от организации, используемой другими методами доступа, следующим образом.
Файл VSAM определяется как кластер компонентов VSAM, например, для KSDS — компонент DATA и компонент INDEX.
Контрольные интервалы и зоны контроля
[ редактировать ]Компоненты VSAM состоят из физических блоков фиксированной длины, сгруппированных в интервалы управления фиксированной длины. [ 4 ] [ 5 ] (CI) и зоны управления (CA). Размер CI и CA определяется службами методов доступа (AMS), и способ их использования обычно не виден пользователю. В каждой контрольной зоне будет фиксированное количество контрольных интервалов.
Контрольный интервал обычно содержит несколько записей. Записи сохраняются в пределах контрольного интервала, начиная с младшего адреса и вверх. Управляющая информация сохраняется на другом конце интервала управления, начиная с старшего адреса и двигаясь вниз. Пространство между записями и управляющей информацией представляет собой свободное пространство. Управляющая информация содержит два типа записей: поле дескриптора интервала управления (CIDF), которое присутствует всегда, и поля дескриптора записи (RDF), которые присутствуют, когда в интервале управления имеются записи, и описывают длину связанной записи. Свободное пространство внутри ЭК всегда непрерывно.
Когда записи вставляются в контрольный интервал, они располагаются в правильном порядке относительно других записей. Это может потребовать перемещения записей внутри контрольного интервала. И наоборот, когда запись удаляется, более поздние записи перемещаются вниз, так что свободное пространство остается непрерывным. Если в контрольном интервале недостаточно свободного места для вставки записи, контрольный интервал разбивается. Примерно половина записей сохраняется в исходном контрольном интервале, а остальные записи перемещаются в новый контрольный интервал. Новый контрольный интервал берется из пула свободных контрольных интервалов в той же контрольной зоне, что и исходный контрольный интервал. Если в этой зоне управления не осталось свободного интервала управления, сама зона управления разделяется, и интервалы управления распределяются поровну между старой и новой областью управления.
С VSAM можно использовать три типа организации файлов, ориентированных на записи (содержимое линейных наборов данных не имеет структуры записей):
Последовательная организация
[ редактировать ]ESDS может иметь определенный индекс для обеспечения доступа через ключи путем определения альтернативного индекса. Записи в ESDS хранятся в том порядке, в котором они записаны по адресному доступу. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] Записи загружаются независимо от их содержимого, и их байтовые адреса не могут быть изменены.
Индексированная организация
[ редактировать ]KSDS состоит из двух частей: компонента индекса и компонента данных. Они могут храниться на отдельных томах диска.
Хотя базовый KSDS имеет только один ключ (первичный ключ), могут быть определены альтернативные индексы, позволяющие использовать дополнительные поля в качестве вторичных ключей. Альтернативный индекс (AIX) сам по себе является KSDS.
Структура данных, используемая KSDS, в настоящее время известна как дерево B+ . [ 10 ] [ 11 ]
Родственная организация
[ редактировать ]RRDS может иметь определенный индекс для обеспечения доступа через ключи путем определения альтернативного индекса.
Линейная организация
[ редактировать ]LDS — это неструктурированный набор данных VSAM с размером контрольного интервала, кратным 4 КБ. Он используется некоторыми системными службами.
Методы доступа к данным
[ редактировать ]Существует четыре типа методов доступа к данным VSAM:
- Локальные общие ресурсы (LSR) оптимизированы для «произвольного» или прямого доступа. Доступ к LSR легко получить с помощью CICS . [ 12 ]
- Глобальные общие ресурсы (ГСР) [ 13 ]
- Неразделяемые ресурсы (NSR), оптимизированные для последовательного доступа. Доступ к NSR исторически было проще использовать, чем LSR, для пакетных программ. [ 12 ]
- Распределенное управление файлами (DFM), реализация сервера архитектуры распределенного управления данными , позволяет программам на удаленных компьютерах создавать файлы VSAM, управлять ими и получать к ним доступ.
Обмен данными
[ редактировать ]Совместное использование данных VSAM между регионами CICS может осуществляться с помощью общего доступа на уровне записей VSAM (RLS). Это добавляет кэширование записей и, что более важно, блокировку записей. За ведение журнала и обработку фиксации по-прежнему отвечает CICS, а это означает, что совместное использование данных VSAM за пределами среды CICS строго ограничено.
Для совместного использования регионов CICS и пакетных заданий требуются транзакционные VSAM , DFSMSTVs. Это дополнительная программа, основанная на VSAM RLS, добавляющая ведение журнала и двухфазную фиксацию с использованием базовых системных служб z/OS. Это позволяет осуществлять общий обмен данными VSAM.
История
[ редактировать ]VSAM был представлен как замена старым методам доступа. [ 14 ] и был предназначен для добавления функций, упрощения использования и преодоления проблем производительности и зависимости от устройства. VSAM был представлен в 1970-х годах, когда IBM анонсировала операционные системы виртуального хранения данных (DOS/VS, OS/VS1 и OS/VS2) для своей новой серии System/370 как преемников операционных систем DOS/360 и OS/360 , работающих на ее базе данных . Серия компьютеров System/360. Хотя обратная совместимость сохранялась, старые методы доступа страдали от проблем с производительностью из-за трансляции адресов, необходимой для виртуального хранилища.
Организация KSDS была создана для замены ISAM , метода индексированного последовательного доступа. Изменения в дисковой технологии привели к тому, что поиск данных в наборах данных ISAM стал очень неэффективным. Также было сложно перемещать наборы данных ISAM, поскольку существовали встроенные указатели на местоположения физического диска, которые становились недействительными при перемещении набора данных. IBM также предоставила интерфейс совместимости, позволяющий программам, написанным для использования ISAM, использовать вместо этого KSDS.
Организация RRDS была создана для замены BDAM , базового метода прямого доступа. В некоторых случаях наборы данных BDAM содержали встроенные указатели, которые препятствовали их перемещению. Однако большинство наборов данных BDAM этого не сделали, и стимул для перехода от BDAM к VSAM RRDS был гораздо менее убедительным, чем переход от ISAM к VSAM KSDS.
Наборы линейных данных были добавлены позже, затем последовал VSAM RLS, а затем транзакционный VSAM.
См. также
[ редактировать ]- Язык управления заданиями (JCL)
- Утилиты для мэйнфреймов IBM
- ИСАМ
- Женева ERS
- Record Management Services — аналогичная система, разработанная Digital Equipment Corporation.
- Enscribe — аналогичная система, разработанная Tandem Computers.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Больше не используется.
- ^ Jump up to: а б За исключением каталогов, страничных пространств и свопа. [ Примечание 1 ] пространства, доступ к которым неавторизованные приложения могли получить только через специализированные сервисы ОС. Не говоря уже о том, что он всегда был и в VSE, и используется в z/VSE.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Новая жизнь устаревших систем в Лабарже» . Датаматизация . 11 мая 2007 г.
- ^ Jump up to: а б Лавлейс, Мэри; Довидаускас, Хосе; Салла, Альваро; Сокаль, Валерия (август 2022 г.). «1.3.2 Управление записями». Раскрытие тайны VSAM (PDF) . Красные книги (3-е изд.). ИБМ. п. 5.
- ^ «ВСАМ Праймер» .
- ^ Jump up to: а б «ВСАМ – Компоненты» .
- ^ Jump up to: а б «Ограничения размера контрольного интервала» . ИБМ . 27 марта 2014 г.
- ^ «Руководство пользователя» (PDF) .
- ^ «ВСАМ: вводное» .
- ^ «Функционал сервера» .
Последовательный (VSAM ESDS – входной последовательный набор данных)
- ^ «Азбука системного программирования z/OS, том 3» . CiteSeerX 10.1.1.469.8853 .
Набор данных ESDS VSAM содержит записи в том порядке, в котором они были введены.
- ^ «Патент США на обеспечение блокировки обновления альтернативного индекса на уровне записи» .
- ^ «Что такое ВСАМ?» .
Этот индекс называется B+-деревом.
- ^ Jump up to: а б «Локальные общие ресурсы (LSR) или необщие ресурсы» . ИБМ .
- ^ «Общий доступ к наборам данных VSAM» . IBM.com (Центр знаний IBM) .
описывает соображения по совместному использованию наборов данных VSAM для NSR или LSR/GSR.
- ^ Дополнение к функциям OS/Virtual Storage 1 (PDF) (первое издание). ИБМ. Август 1972 г. GC20-1752-0.