Sistema de Gestao de Ficheiros

Dos ficheiros Dos ficheiros ààssBases de DadosBases de Dados

Parte IParte I

Sistemas de Gestão de FicheirosSistemas de Gestão de Ficheiros

AplicaAplicaçções Informões Informááticasticas

1111ºº AnoAno

Armazenamento de dadosArmazenamento de dados

�� Qualquer organizaQualquer organizaçção, seja ão, seja pequena ou grande, seja uma pequena ou grande, seja uma empresa, uma escola ou um empresa, uma escola ou um hospital, necessita de um hospital, necessita de um Sistema de InformaSistema de Informaççãoão..

�� Um aspecto essencial de um Um aspecto essencial de um Sistema de InformaSistema de Informaçção consiste ão consiste no armazenamento dos dados e no armazenamento dos dados e da informada informaçção que o compõem.ão que o compõem.

Armazenamento de dadosArmazenamento de dados�� Uma das primeiras formas de Uma das primeiras formas de

organizaorganizaçção de dados num ão de dados num Sistema de InformaSistema de Informaçção (e ainda ão (e ainda hoje uma das mais difundidas), hoje uma das mais difundidas), ééo chamado o chamado ficheiro ficheiro ««manualmanual»»

�� Com a ajuda de um dicionCom a ajuda de um dicionáário, rio, podemos definir:podemos definir:

Ficheiro: Ficheiro: caixa, gaveta ou pasta caixa, gaveta ou pasta onde se guardam fichas; conjunto de onde se guardam fichas; conjunto de fichas; catfichas; catáálogo.logo.

�� Dadas as suas caracterDadas as suas caracteríísticas de rapidez sticas de rapidez de processamento e de capacidade de de processamento e de capacidade de armazenamento, o computador surge armazenamento, o computador surge como uma ferramenta propcomo uma ferramenta propíícia cia ààautomatizaautomatizaçção de tarefas manuais.ão de tarefas manuais.

�� Não Não éé portanto de estranhar que as portanto de estranhar que as primeiras aplicaprimeiras aplicaçções comerciais do ões comerciais do computador tenham consistido, computador tenham consistido, essencialmente, em essencialmente, em ««automatizarautomatizar»» os os ficheiros ficheiros ««manuaismanuais»», transformando, transformando--os em os em ficheiros ficheiros ««informinformááticosticos»». .


�� Os Sistemas de InformaOs Sistemas de Informaçção das ão das organizaorganizaçções comeões começçam então a ser am então a ser progressivamente informatizados.progressivamente informatizados.

�� O volume de dados tratados de O volume de dados tratados de forma automforma automáática tica éé cada vez maior.cada vez maior.

�� Um nUm núúmero cada vez maior de mero cada vez maior de tarefas associadas aos Sistemas de tarefas associadas aos Sistemas de InformaInformaçção passa a ser realizada ão passa a ser realizada por aplicapor aplicaçções informões informááticas ticas (programas). (programas).


�� O armazenamento de dados, nestes novos O armazenamento de dados, nestes novos Sistemas de InformaSistemas de Informaçção informatizados, ão informatizados, gira totalmente gira totalmente àà volta do conceito de volta do conceito de ficheiroficheiro. Por esta razão, os sistemas . Por esta razão, os sistemas baseados nesta filosofia de baseados nesta filosofia de armazenamento designamarmazenamento designam--se por se por Sistemas de Gestão de FicheirosSistemas de Gestão de Ficheiros..

�� Vejamos agora as caracterVejamos agora as caracteríísticas de um sticas de um Sistema deste tipo e as razões que Sistema deste tipo e as razões que contribucontribuííram para o seu relativo fracasso, ram para o seu relativo fracasso, nomeadamente em organizanomeadamente em organizaçções de ões de grande dimensão. grande dimensão.

Sistema de Gestão de Sistema de Gestão de FicheirosFicheiros

�� Primeiro aspecto a reter:Primeiro aspecto a reter: quando um quando um programa informprograma informáático manipula ficheiros, tico manipula ficheiros, as estruturas desses ficheiros têm de estar as estruturas desses ficheiros têm de estar definidas no prdefinidas no próóprio cprio cóódigo do programa. digo do programa. (Porquê?)(Porquê?) (Exemplos)(Exemplos)

�� Uma consequência directa desse facto Uma consequência directa desse facto consiste no facto de, tradicionalmente, consiste no facto de, tradicionalmente, cada aplicacada aplicaçção informão informáática, que integre o tica, que integre o Sistema de InformaSistema de Informaçção, criar e manipular ão, criar e manipular os seus pros seus próóprios ficheiros, necessprios ficheiros, necessáários ao rios ao armazenamento dos seus armazenamento dos seus inputsinputs e/ou e/ou outputsoutputs..


�� Como as aplicaComo as aplicaçções eram desenvolvidas ões eram desenvolvidas autonomamente para cada nova tarefa autonomamente para cada nova tarefa identificada, definiamidentificada, definiam--se novos ficheiros de se novos ficheiros de dados associados aos novos programas dados associados aos novos programas necessnecessáários aos processamentos rios aos processamentos especespecííficos de cada tarefa.ficos de cada tarefa.

�� Assim sendo, as vAssim sendo, as váárias aplicarias aplicaçções ões informinformááticas surgiam, no contexto de cada ticas surgiam, no contexto de cada organizaorganizaçção, de forma inopinada e sem ão, de forma inopinada e sem qualquer relaqualquer relaçção com as aplicaão com as aplicaçções jões jááexistentes, constituindo existentes, constituindo «« ilhas isoladasilhas isoladas»»entre si.entre si.



Múltiplas aplicações isoladas umas das outras,

cada uma com os seus ficheiros

�� Segundo aspecto fundamental:Segundo aspecto fundamental: éé quase quase inevitinevitáável que, pelo menos, alguns dados vel que, pelo menos, alguns dados sejam utilizados, na mesma organizasejam utilizados, na mesma organizaçção, ão, em diferentes tarefas e, em diferentes tarefas e, consequentemente, em diferentes consequentemente, em diferentes aplicaaplicaçções. ões. (Exemplo)(Exemplo)


Em termos de armazenamento desses Em termos de armazenamento desses dados, quais serão as implicadados, quais serão as implicaçções ões

decorrentes da conjugadecorrentes da conjugaçção dos dois ão dos dois aspectos fundamentais indicados ataspectos fundamentais indicados atéé ao ao

momento?momento?

�� Sendo os dados necessSendo os dados necessáários a vrios a váárias aplicarias aplicaçções, e tendo ões, e tendo cada uma dessas aplicacada uma dessas aplicaçções os seus respectivos ões os seus respectivos ficheiros, o que acontece inevitavelmente ficheiros, o que acontece inevitavelmente éé esses dados esses dados serem armazenados em mais do que um ficheiro.serem armazenados em mais do que um ficheiro.

�� Esta situaEsta situaçção de repetião de repetiçção de dados por mais do que um ão de dados por mais do que um ficheiro, para mais do que uma aplicaficheiro, para mais do que uma aplicaçção, designaão, designa--se por se por redundância de dadosredundância de dados e este estáá na origem dos mais na origem dos mais graves problemas que surgem num Sistema de Gestão graves problemas que surgem num Sistema de Gestão de Ficheiros.de Ficheiros.


Cada aplicação manipula os seus próprios ficheiros

Os mesmos dados são necessários a mais do

que uma aplicação

Redundância

de dados

�� Sucede então que os mesmos dados são armazenados Sucede então que os mesmos dados são armazenados em diferentes ficheiros e recolhidos em diferentes em diferentes ficheiros e recolhidos em diferentes momentos por diferentes aplicamomentos por diferentes aplicaçções. Como são ões. Como são actualizados de forma independente pelas respectivas actualizados de forma independente pelas respectivas aplicaaplicaçções, existem grandes probabilidades de ocorrerem ões, existem grandes probabilidades de ocorrerem incoerências, ou seja, de existirem dados que se incoerências, ou seja, de existirem dados que se contradizem.contradizem.

�� Dito de outra forma, tornaDito de outra forma, torna--se quase impossse quase impossíível garantir a vel garantir a integridade ou coerência dos dadosintegridade ou coerência dos dados. Este . Este éé um dos um dos problemas mais graves da existência de redundância não problemas mais graves da existência de redundância não controlada.controlada.


Redundância

de dados

Falta de Integridade dos

dados

�� cada ficheiro constitui uma unidade de cada ficheiro constitui uma unidade de armazenamento de informaarmazenamento de informaçção, ão, autautóónoma relativamente aos restantes;noma relativamente aos restantes;

�� cada aplicacada aplicaçção (programa) cria e ão (programa) cria e manipula os seus prmanipula os seus próóprios ficheiros;prios ficheiros;

�� existe dependência fexiste dependência fíísica entre os sica entre os ficheiros e as aplicaficheiros e as aplicaçções que os ões que os manipulam; dito de outra forma, as manipulam; dito de outra forma, as aplicaaplicaçções têm um ões têm um interface interface directo directo com a codificacom a codificaçção fão fíísica da informasica da informaçção; ão;

Sistema de Gestão de Ficheiros Sistema de Gestão de Ficheiros �� caractercaracteríísticassticas

�� Redundância dos dadosRedundância dos dados

Para alPara aléém do desperdm do desperdíício que podercio que poderáárepresentar em termos de esparepresentar em termos de espaçço de o de armazenamento, a redundância de dados armazenamento, a redundância de dados obriga a mobriga a múúltiplos procedimentos de ltiplos procedimentos de inputinput, , de actualizade actualizaçção e de verificaão e de verificaçção dos ão dos dados, uma vez que tais procedimentos dados, uma vez que tais procedimentos terão de ser implementados em cada terão de ser implementados em cada aplicaaplicaçção que processe tais dados. Por ão que processe tais dados. Por outro lado, a redundância de dados torna outro lado, a redundância de dados torna quase inevitquase inevitáável o aparecimento de vel o aparecimento de problemas a nproblemas a níível da integridade desses vel da integridade desses mesmos dados. mesmos dados.

Sistema de Gestão de FicheirosSistema de Gestão de Ficheiros�� principais inconvenientesprincipais inconvenientes

�� Problemas de integridade dos dadosProblemas de integridade dos dados

ÉÉ inevitinevitáável que resultem inconsistências do facto vel que resultem inconsistências do facto de armazenarmos a mesma informade armazenarmos a mesma informaçção em mais do ão em mais do que um sque um síítio, inconsistências essas introduzidas tio, inconsistências essas introduzidas sobretudo em operasobretudo em operaçções de actualizaões de actualizaçção de dados.ão de dados.

Suponhamos que a morada de um cliente Suponhamos que a morada de um cliente ééarmazenada nos ficheiros de quatro diferentes armazenada nos ficheiros de quatro diferentes aplicaaplicaçções. Se esse cliente mudar de morada, ões. Se esse cliente mudar de morada, éémuito fmuito fáácil essa alteracil essa alteraçção não acontecer em todos ão não acontecer em todos os respectivos ficheiros. E mesmo que isso se os respectivos ficheiros. E mesmo que isso se verifique, verifique, éé quase impossquase impossíível que tal alteravel que tal alteraçção ão ocorra simultaneamente em todos os ficheiros.ocorra simultaneamente em todos os ficheiros.

DaDaíí resulta que, num determinado momento, a resulta que, num determinado momento, a mesma organizamesma organizaçção possa ter ão possa ter versões versões

contraditcontraditóóriasrias de uma mesma informade uma mesma informaçção.ão.


�� Dificuldades de partilha de Dificuldades de partilha de

informainformaççãoão

Quando vQuando váárias aplicarias aplicaçções necessitam de dados ões necessitam de dados comuns seria de esperar que partilhassem tais comuns seria de esperar que partilhassem tais dados entre elas. Isso dados entre elas. Isso éé tecnicamente posstecnicamente possíível mas vel mas cria grandes dificuldades no desenvolvimento e cria grandes dificuldades no desenvolvimento e manutenmanutençção das aplicaão das aplicaçções. ões.

Não nos esqueNão nos esqueççamos que uma das principais amos que uma das principais caractercaracteríísticas dos sistemas de gestão de ficheiros sticas dos sistemas de gestão de ficheiros éé o facto de existir uma o facto de existir uma interfaceinterface ffíísica entre sica entre programas e respectivos ficheiros de dados. Essa programas e respectivos ficheiros de dados. Essa interfaceinterface éé parte integrante da prparte integrante da próópria lpria lóógica dos gica dos programas e especifica a estrutura fprogramas e especifica a estrutura fíísica dos dados sica dos dados e a sua pre a sua próópria organizapria organizaçção nos ficheiros.ão nos ficheiros.



informainformaçção (ão (contcont.).)

Assim sendo, se o mesmo ficheiro for utilizado por Assim sendo, se o mesmo ficheiro for utilizado por vváárias aplicarias aplicaçções, a especificaões, a especificaçção da ão da interfaceinterface

ffíísica com tal ficheiro tersica com tal ficheiro teráá de estar definida em cada de estar definida em cada uma das aplicauma das aplicaçções que o utilize. Isto traz graves ões que o utilize. Isto traz graves consequências em termos da manutenconsequências em termos da manutençção dos ão dos sistemas: basta que ocorra uma alterasistemas: basta que ocorra uma alteraçção num ão num ficheiro para que essa alteraficheiro para que essa alteraçção se propague ão se propague necessariamente a todas as aplicanecessariamente a todas as aplicaçções que o ões que o utilizam. utilizam.



informainformaçção (ão (contcont.).)

Mas tambMas tambéém a nm a níível do prvel do próóprio desenvolvimento prio desenvolvimento das aplicadas aplicaçções existem problemas complicados de ões existem problemas complicados de solucionar. O mais importante diz respeito aos solucionar. O mais importante diz respeito aos acessos concorrentesacessos concorrentes aos dados partilhados. Estes aos dados partilhados. Estes acessos terão que ser resolvidos ao nacessos terão que ser resolvidos ao níível das vel das prpróóprias aplicaprias aplicaçções, o que vem pôr em causa a ões, o que vem pôr em causa a fiabilidade do prfiabilidade do próóprio sistema de informaprio sistema de informaçção.ão.

Por estas razões, mas tambPor estas razões, mas tambéém como consequência m como consequência da forma como a informda forma como a informáática evoluiu nas tica evoluiu nas organizaorganizaçções, os sistemas de gestão de ficheiros ões, os sistemas de gestão de ficheiros tendem a evitar a partilha de dados.tendem a evitar a partilha de dados.


�� Constrangimentos na acessibilidade a Constrangimentos na acessibilidade a

novas informanovas informaççõesões

ÉÉ quase certo que os dados de determinado ficheiro quase certo que os dados de determinado ficheiro tenham algum tipo de relatenham algum tipo de relaçção com dados de outros ão com dados de outros ficheiros. Sendo os ficheiros implementados como ficheiros. Sendo os ficheiros implementados como unidades autunidades autóónomas, nomas, éé muito difmuito difíícil ou mesmo cil ou mesmo impossimpossíível aceder a informavel aceder a informaçções que resultem de ões que resultem de novas combinanovas combinaçções desses dados, espalhados por ões desses dados, espalhados por vváários ficheiros e por diferentes aplicarios ficheiros e por diferentes aplicaçções.ões.

Isto tornaIsto torna--se particularmente evidente em situase particularmente evidente em situaçções de ões de novas necessidades informativas que não tenham sido novas necessidades informativas que não tenham sido previstas inicialmente. Nestes casos a soluprevistas inicialmente. Nestes casos a soluçção ão passarpassaráá por desenvolver uma nova aplicapor desenvolver uma nova aplicaçção com os ão com os seus respectivos novos ficheiros, contendo estes seus respectivos novos ficheiros, contendo estes úúltimos dados jltimos dados jáá existentes noutro local do SI (situaexistentes noutro local do SI (situaçção ão de redundância de dados). de redundância de dados).


�� Resposta lenta a alteraResposta lenta a alteraççõesões

�� Elevado nElevado núúmero de ficheirosmero de ficheiros

�� Incapacidade de gestão integrada Incapacidade de gestão integrada

das vdas váárias informarias informaççõesões

Sistema de Gestão de FicheirosSistema de Gestão de Ficheiros�� outros outros inconvenientesinconvenientes

Pelo que jPelo que jáá foi dito, não serfoi dito, não seráá difdifíícil cil compreender a razão de existirem ainda os compreender a razão de existirem ainda os seguintes inconvenientes:seguintes inconvenientes:

Sistema de InformaSistema de Informaççãoão

�� Sistema cuja finalidade Sistema cuja finalidade ééregistar, actualizar, manter e registar, actualizar, manter e disponibilizar a informadisponibilizar a informaçção ão relevante para a actividade de relevante para a actividade de uma organizauma organizaçção.ão.

Redundância de DadosRedundância de Dados

�� DizDiz--se que existe redundância se que existe redundância de dados quando os mesmos de dados quando os mesmos dados, em virtude de serem dados, em virtude de serem usados por diferentes usados por diferentes programas, se encontram programas, se encontram armazenados, armazenados, simultaneamente, em vsimultaneamente, em váários rios ficheiros. ficheiros.

Acessos concorrentesAcessos concorrentes

�� FalaFala--se em acessos se em acessos concorrentes quando duas ou concorrentes quando duas ou mais aplicamais aplicaçções tentam aceder, ões tentam aceder, em simultâneo, aos mesmos em simultâneo, aos mesmos dados. dados. ÉÉ uma situauma situaçção que ão que deve ser convenientemente deve ser convenientemente ponderada em qualquer sistema ponderada em qualquer sistema de informade informaçção pois pode por em ão pois pode por em causa toda a fiabilidade do causa toda a fiabilidade do mesmo.mesmo.

Ficheiro Ficheiro ««manualmanual»»

�� Basicamente, o ficheiro Basicamente, o ficheiro ««manualmanual»»consiste numa colecconsiste numa colecçção de fichas, ão de fichas, guardadas num determinado local, de guardadas num determinado local, de acordo com um determinado critacordo com um determinado critéério de rio de classificaclassificaçção.ão.

Ficheiro Ficheiro ««informinformááticotico»»::

coleccolecçção de dados, geralmente ão de dados, geralmente ordenada e estruturada, e ordenada e estruturada, e conservada em memconservada em memóória ria secundsecundáária de um sistema ria de um sistema informinformáático. tico.

Ficheiro Ficheiro ««informinformááticotico»»

Para tentar responder Para tentar responder àà pergunta, pergunta,

pensem no seguinte:pensem no seguinte:

Se os ficheiros informSe os ficheiros informááticos são todos ticos são todos armazenados em linguagem binarmazenados em linguagem bináária, ria, por que razão, por exemplo, o Word por que razão, por exemplo, o Word não abre correctamente um ficheiro não abre correctamente um ficheiro MP3? Por que necessitamos do MP3? Por que necessitamos do programa apropriado para abrir programa apropriado para abrir correctamente um determinado correctamente um determinado ficheiro?ficheiro?

DefiniDefiniçção de ficheiros em ão de ficheiros em programasprogramas

Ainda não? Então pensem no Ainda não? Então pensem no

seguinte:seguinte:

Se todos os exSe todos os exéércitos utilizavam rcitos utilizavam os cos cóódigos MORSE e fondigos MORSE e fonéético tico para transmitir as suas para transmitir as suas mensagens atravmensagens atravéés da atmosfera, s da atmosfera, como como éé que estas podiam ser que estas podiam ser secretas?secretas?


Querem outra pista?Querem outra pista?

Se todos nSe todos nóós conhecemos e s conhecemos e usamos os mesmos caracteres de usamos os mesmos caracteres de escrita que os ingleses, escrita que os ingleses, franceses, espanhfranceses, espanhóóis, etc., por is, etc., por que razão não nos basta saber ler que razão não nos basta saber ler português para sabermos ler os português para sabermos ler os textos escritos nessas ltextos escritos nessas líínguas?nguas?


ProgramProgram exemplo1;exemplo1;VarVar

ficheiro_textoficheiro_texto: : texttext;;

[...][...]


ficheiro_inteirosficheiro_inteiros: : file file ofof integerinteger;;

[...][...]


ficheiro_matrizesficheiro_matrizes: : file file ofof arrayarray [1..10] [1..10] ofof real;real;

[...][...]

DefiniDefiniçção de ficheiros em ão de ficheiros em programas programas -- ExemplosExemplos


ficheiro_regficheiro_reg: : file file ofof recordrecord

referencia: referencia: string[4]string[4];;descricaodescricao: : stringstring [15][15];;qtdqtd: : integerinteger;;

endend;;[...][...]

BeginBegin

[[……]]

DefiniDefiniçção de ficheiros em ão de ficheiros em programas programas -- ExemplosExemplos

RepetiRepetiçção de dados em diferentes ão de dados em diferentes funfunçções / tarefas / aplicaões / tarefas / aplicaççõesões

A mesma «Guia de produção» a servir de input em três áreas funcionais diferentes: «Expedição», «Gestão de Stocks» e «Controlo de produção».

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