طريقة الوصول إلى التخزين الافتراضي

📅 آخر تحديث: ١٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٩ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

طريقة الوصول إلى التخزين الافتراضي ( VSAM ) [ 1 ] هي طريقة وصول إلى ملفات أجهزة التخزين ذات الوصول المباشر (DASD) من IBM ، استُخدمت لأول مرة في أنظمة التشغيل OS/VS1 وOS/VS2 الإصدار 1 (SVS) والإصدار 2 (MVS)، ثم استُخدمت لاحقًا في بنية التخزين الافتراضي المتعدد (MVS) وتُستخدم الآن في نظام التشغيل z/OS . كانت VSAM في الأصل نظام ملفات موجهًا نحو السجلات ، [ ملاحظة 2 ] وتتألف من أربعة [ ملاحظة 2 ] تنظيمات لمجموعات البيانات : التسلسل المفتاحي (KSDS)، والسجل النسبي (RRDS)، والتسلسل المدخلي (ESDS)، والخطي (LDS). [ 2 ] تحتوي تنظيمات KSDS وRRDS وESDS على سجلات، بينما يحتوي تنظيم LDS (الذي أُضيف لاحقًا إلى VSAM) على سلسلة من الصفحات بدون بنية سجل جوهرية، لاستخدامها كملف مُرتبط بالذاكرة .

ملخص

يشرح كتاب IBM Redbook بعنوان "VSAM PRIMER" (خاصةً عند استخدامه مع دليل "خيارات طريقة الوصول إلى التخزين الافتراضي (VSAM) للتطبيقات المتقدمة") المفاهيم اللازمة لاستخدام VSAM. [ 3 ] تستخدم IBM مصطلح " مجموعة البيانات" في الوثائق الرسمية كمرادف لمصطلح " ملف" ، و "جهاز تخزين الوصول المباشر " ( DASD ) للأجهزة التي تتيح الوصول العشوائي إلى مواقع البيانات، مثل محركات الأقراص، على عكس أجهزة مثل محركات الأشرطة التي لا يمكن قراءتها إلا بشكل تسلسلي.

يمكن أن تكون سجلات VSAM ذات طول ثابت أو متغير. تُنظَّم هذه السجلات في كتل ثابتة الحجم تُسمى فترات التحكم (CIs)، [ 4 ] [ 5 ] ثم تُقسَّم إلى أقسام أكبر تُسمى مناطق التحكم (CAs). تُقاس أحجام فترات التحكم بالبايت - على سبيل المثال 4 كيلوبايت - بينما تُقاس أحجام مناطق التحكم بمسارات القرص أو الأسطوانات. تُعد فترات التحكم وحدات النقل بين القرص والحاسوب، لذا فإن طلب القراءة سيقرأ فترة تحكم كاملة واحدة. أما مناطق التحكم فهي وحدات التخصيص، لذا عند تعريف مجموعة بيانات VSAM، سيتم تخصيص عدد صحيح من مناطق التحكم.  

يُستخدم برنامج IDCAMS، وهو أداة مساعدة لخدمات أساليب الوصول ، بشكل شائع لمعالجة مجموعات بيانات VSAM ("حذفها وتحديدها"). ويمكن للبرامج المخصصة الوصول إلى مجموعات بيانات VSAM من خلال عبارات تعريف البيانات (DD) في لغة التحكم في الوظائف (JCL)، أو عبر التخصيص الديناميكي، أو في مناطق متصلة بالإنترنت مثل نظام التحكم في معلومات العملاء (CICS).

يتم تنفيذ كل من IMS/DB و Db2 [ 6 ] [ 7 ] على VSAM ويستخدمان هياكل البيانات الأساسية الخاصة به .

الملفات

يختلف التنظيم المادي لمجموعات بيانات VSAM اختلافًا كبيرًا عن التنظيمات التي تدعمها طرق الوصول الأخرى، كما يلي.

يتم تعريف ملف VSAM على أنه مجموعة من مكونات VSAM، على سبيل المثال، بالنسبة لـ KSDS مكون DATA ومكون INDEX.

فترات التحكم ومناطق التحكم

تتألف مكونات VSAM من كتل فيزيائية ثابتة الطول، مُجمّعة في فترات تحكم ثابتة الطول [ 4 ] [ 5 ] (CI) ومناطق تحكم (CA). يُحدد حجم كل من CI وCA بواسطة خدمات أساليب الوصول (AMS)، وعادةً ما تكون طريقة استخدامهما غير مرئية للمستخدم. يوجد عدد ثابت من فترات التحكم في كل منطقة تحكم.

تحتوي فترة التحكم عادةً على سجلات متعددة. تُخزَّن السجلات داخل فترة التحكم بدءًا من العنوان الأدنى صعودًا. تُخزَّن معلومات التحكم في الطرف الآخر من فترة التحكم، بدءًا من العنوان الأعلى نزولًا. المساحة بين السجلات ومعلومات التحكم هي مساحة حرة. تتألف معلومات التحكم من نوعين من المدخلات: حقل وصف فترة التحكم (CIDF) الموجود دائمًا، وحقول وصف السجلات (RDF) الموجودة عند وجود سجلات داخل فترة التحكم، وتصف طول السجل المرتبط. المساحة الحرة داخل فترة التحكم متصلة دائمًا.

عند إدراج السجلات في فاصل تحكم، تُوضع بالترتيب الصحيح بالنسبة للسجلات الأخرى. قد يتطلب ذلك إزاحة بعض السجلات داخل فاصل التحكم. في المقابل، عند حذف سجل، تُنقل السجلات اللاحقة إلى أسفل لضمان بقاء المساحة الفارغة متصلة. إذا لم تكن هناك مساحة فارغة كافية في فاصل التحكم لإدراج سجل، يُقسّم فاصل التحكم. يُخزّن نصف السجلات تقريبًا في فاصل التحكم الأصلي، بينما تُنقل السجلات المتبقية إلى فاصل تحكم جديد. يُختار فاصل التحكم الجديد من مجموعة فواصل التحكم الفارغة ضمن نفس منطقة التحكم الأصلية. إذا لم يتبقَّ أي فاصل تحكم فارغ ضمن تلك المنطقة، تُقسّم منطقة التحكم نفسها، وتُوزّع فواصل التحكم بالتساوي بين منطقتي التحكم القديمة والجديدة.

يمكنك استخدام ثلاثة أنواع من تنظيم الملفات الموجهة نحو السجلات مع VSAM (لا تحتوي محتويات مجموعات البيانات الخطية على بنية سجلات):

التنظيم التسلسلي

مجموعة البيانات ذات التسلسل المدخلي ( ESDS ) هي نوع من تنظيم مجموعات البيانات التي يدعمها VSAM. [ 2 ] يتم الوصول إلى السجلات بناءً على ترتيبها التسلسلي، أي الترتيب الذي كُتبت به في الملف؛ [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] مما يعني أن الوصول إلى سجل معين يتضمن البحث في جميع السجلات بالتسلسل حتى يتم العثور عليه، أو باستخدام عنوان بايت نسبي [ ملاحظة 3 ] (RBA)، أي عدد البايتات من بداية الملف لبدء القراءة. [ 11 ]

يتم تحميل السجلات بغض النظر عن محتوياتها ولا يمكن تغيير عناوين البايت الخاصة بها.

على الرغم من أن نظام ESDS لا يحتوي على مفتاح، إلا أنه يمكن تعريف فهارس بديلة (AIXs) للسماح باستخدام الحقول كمفاتيح. [ 12 ] الفهرس البديل هو في حد ذاته نظام KSDS.

منظمة مفهرسة

مجموعة البيانات ذات التسلسل المفتاحي ( KSDS) هي نوع من مجموعات البيانات التي يدعمها VSAM. يحتوي كل سجل في ملف بيانات KSDS على مفتاح فريد. [ 13 ] تتكون KSDS من جزأين: مكون البيانات وملف فهرس منفصل يُعرف بمكون الفهرس، والذي يسمح للنظام بتحديد موقع السجل فعليًا في ملف البيانات باستخدام قيمة مفتاحه. [ 14 ] يُطلق على مكوني البيانات والفهرس معًا اسم "مجموعة". [ 15 ]

يمكن الوصول إلى السجلات بشكل عشوائي أو بالتسلسل، ويمكن أن تكون ذات أطوال متغيرة.

باعتبارها مجموعة بيانات VSAM ، تتكون مكونات بيانات KSDS وفهرسها من فترات تحكم [ 16 ] ، والتي تُنظَّم بدورها في مناطق تحكم. [ 17 ] عند إضافة سجلات عشوائيًا إلى KSDS، تمتلئ فترات التحكم، ما يستدعي تقسيمها إلى فترتين جديدتين، بحيث تستقبل كل فترة جديدة نصف السجلات تقريبًا. وبالمثل، عند استنفاد فترات التحكم في منطقة تحكم، تُقسَّم هذه المنطقة إلى منطقتين جديدتين، بحيث تستقبل كل منطقة جديدة نصف فترات التحكم تقريبًا. [ 18 ]

بينما يحتوي نظام KSDS الأساسي على مفتاح واحد فقط (المفتاح الأساسي)، يمكن تعريف فهارس بديلة للسماح باستخدام حقول إضافية كمفاتيح ثانوية. [ 19 ] الفهرس البديل هو في حد ذاته نظام KSDS. [ 20 ]

تُعرف بنية البيانات المستخدمة في KSDS حاليًا باسم شجرة B+ . [ 21 ] [ 22 ]

التنظيم النسبي

مجموعة بيانات السجلات النسبية (RRDS) هي نوع من تنظيم مجموعات البيانات التي يدعمها VSAM. [ 2 ] يتم الوصول إلى السجلات بناءً على ترتيبها في الملف ( رقم السجل النسبي ، RRN). [ 23 ] على سبيل المثال، قد يكون السجل المطلوب الوصول إليه هو السجل رقم 42 من أصل 999 سجلاً في الملف. يشبه مفهوم RRDS طريقة الوصول التسلسلي ، ولكنه يتيح الوصول إلى البيانات بشكل عشوائي وديناميكي.

تتكون مجموعة بيانات RRDS من سجلات بيانات متسلسلة، حيث يشير رقم السجل إلى موقعه المنطقي في مجموعة البيانات. [ 24 ] يمكن للبرنامج الوصول إلى السجلات عشوائيًا باستخدام هذا الرقم، أو الوصول إليها بشكل متسلسل. [ 25 ] ولكن على عكس مجموعة البيانات المتسلسلة المفتاحية ، لا تحتوي مجموعة بيانات RRDS على مفاتيح، لذا لا يمكن للبرنامج الوصول إلى السجلات باستخدام قيمة المفتاح.

التنظيم الخطي

مجموعة البيانات الخطية (LDS) هي نوع من أنواع تنظيم مجموعات البيانات التي يدعمها VSAM. [ 2 ] يتراوح حجم فاصل التحكم في مجموعة البيانات الخطية من 4096 بايت إلى 32768 بايت [ 26 ] بزيادات قدرها 4096. [ 27 ] لا تحتوي مجموعة البيانات الخطية على معلومات تحكم مضمنة، ولأنها لا تحتوي على معلومات تحكم، فلا يمكن الوصول إليها كما لو كانت تحتوي على سجلات فردية. [ 28 ]

يتم الوصول إلى البيانات داخل نظام تخزين البيانات المنطقي (LDS) باستخدام عنوان البايت النسبي (RBA)، مما يسمح لأنظمة مثل IBM Db2 أو نظام التشغيل باستخدامه . وتكمن فائدة ذلك في قدرة أنظمة مثل نظام التشغيل على الوصول إلى عدة أقراص تخزين وعرضها كوحدة تخزين واحدة. إلا أن هذا الأسلوب لا يُعدّ مفيدًا بشكل خاص لمستويات التجريد العليا. توفر خدمات البيانات في الوضع الافتراضي [ 29 ] (DIV) وخدمات النوافذ [ 30 ] طريقة بديلة للاستخدام المباشر لـ VSAM للوصول إلى نظام تخزين البيانات المنطقي (LDS) بحجم CI يبلغ 4096.

تقنيات الوصول إلى البيانات

توجد أربعة أنواع من تقنيات الوصول إلى بيانات VSAM:

  • تم تحسين موارد المشاركة المحلية (LSR) للوصول "العشوائي" أو المباشر. يسهل الوصول إلى LSR من CICS . [ 31 ]
  • الموارد المشتركة العالمية (GSR) [ 32 ]
  • الموارد غير المشتركة (NSR)، وهي مُحسَّنة للوصول التسلسلي. تاريخيًا، كان استخدام الوصول إلى NSR أسهل من استخدام LSR لبرامج الدفعات. [ 31 ]
  • تتيح إدارة الملفات الموزعة (DFM)، وهي تطبيق لخادم بنية إدارة البيانات الموزعة ، للبرامج الموجودة على أجهزة الكمبيوتر البعيدة إنشاء ملفات VSAM وإدارتها والوصول إليها.

مشاركة البيانات

يمكن مشاركة بيانات VSAM بين مناطق CICS عبر مشاركة سجلات VSAM على مستوى النظام (RLS). يُضيف هذا ميزة تخزين السجلات مؤقتًا، والأهم من ذلك، ميزة قفل السجلات. تبقى عمليات التسجيل ومعالجة الالتزامات من مسؤولية CICS، مما يعني أن مشاركة بيانات VSAM خارج بيئة CICS مقيدة بشدة.

تتطلب مشاركة البيانات بين مناطق CICS ووظائف المعالجة الدفعية استخدام Transactional VSAM وDFSMStvs. هذا برنامج اختياري يعتمد على VSAM RLS بإضافة التسجيل والالتزام على مرحلتين، باستخدام خدمات نظام z/OS الأساسية. يتيح ذلك مشاركة بيانات VSAM بشكل عام.

تاريخ

طُرحت تقنية VSAM كبديل لأساليب الوصول القديمة [ 33 ]، وكان الهدف منها إضافة وظائف جديدة، وتسهيل الاستخدام، والتغلب على مشاكل الأداء والاعتماد على الجهاز. ظهرت VSAM في سبعينيات القرن الماضي عندما أعلنت شركة IBM عن أنظمة تشغيل التخزين الافتراضي (DOS/VS وOS/VS1 وOS/VS2) لسلسلة حواسيبها الجديدة System/370، كخلفٍ لأنظمة التشغيل DOS/360 و OS/360 التي كانت تعمل على سلسلة حواسيب System/360. وبينما تم الحفاظ على التوافق مع الإصدارات السابقة، عانت أساليب الوصول القديمة من مشاكل في الأداء بسبب ترجمة العناوين المطلوبة للتخزين الافتراضي.

صُممت بنية KSDS لتحل محل ISAM ، وهي طريقة الوصول التسلسلي المفهرس. أدت التطورات في تقنية الأقراص إلى انخفاض كفاءة البحث عن البيانات في مجموعات بيانات ISAM بشكل كبير. كما كان من الصعب نقل مجموعات بيانات ISAM لوجود مؤشرات مضمنة لمواقع الأقراص الفعلية، والتي تصبح غير صالحة عند نقل مجموعة البيانات. وقد وفرت IBM أيضًا واجهة توافق تسمح للبرامج المصممة لاستخدام ISAM باستخدام KSDS بدلاً منها.

صُممت بنية RRDS لتحل محل BDAM ، وهي طريقة الوصول المباشر الأساسية. في بعض الحالات، احتوت مجموعات بيانات BDAM على مؤشرات مضمنة منعتها من النقل. مع ذلك، لم تحتوي معظم مجموعات بيانات BDAM على هذه المؤشرات، وكان الحافز للانتقال من BDAM إلى VSAM RRDS أقل إلحاحًا بكثير من الحافز للانتقال من ISAM إلى VSAM KSDS.

تمت إضافة مجموعات البيانات الخطية لاحقًا، تلتها VSAM RLS ثم VSAM المعاملاتية.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ لم يعد مستخدماً.
  2. 1 2 باستثناء الفهارس ومساحات الصفحات ومساحات التبديل [ ملاحظة 1 ] ، والتي لا يمكن للتطبيقات غير المصرح لها الوصول إليها إلا عبر خدمات نظام التشغيل المتخصصة. ناهيك عن حقيقة أنها كانت موجودة في VSE منذ الأزل وتُستخدم في z/VSE
  3. ↑ بما أن مناطق التحكم قد تكون متناثرة، فهذا ليس عنوانًا فعليًا نسبيًا.

مراجع

  1. ↑ "حياة جديدة للأنظمة القديمة في لابارج" . داتاماشن . 11 مايو 2007.
  2. 1 2 3 4 Lovelace et al. 2022 ، ص. 5 ، 1.3.2 إدارة السجلات.
  3. ↑ "مقدمة VSAM" .
  4. 1 2 "VSAM – المكونات" .
  5. 1 2 "قيود حجم فاصل التحكم" . شركة IBM . 27 مارس 2014.
  6. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 41 ، 1.8.1 DB2.
  7. ↑ "دليل المستخدم" (ملف PDF) . 16 فبراير 2024.
  8. ↑ "VSAM: مقدمة" .
  9. ↑ "وظائف الخادم" . تسلسلي (VSAM ESDS - مجموعة بيانات متسلسلة المدخلات)
  10. ↑ "أساسيات برمجة نظام z/OS، المجلد 3" . CiteSeerX 10.1.1.469.8853 . تحتوي مجموعة بيانات ESDS VSAM على سجلات مرتبة حسب ترتيب إدخالها. 
  11. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 28 ، 1.5.2 مجموعة بيانات التسلسل المدخل.
  12. ↑ روجرز، ب.؛ كابوبيانكو، ج.؛ كاري، د.؛ ديفيز، ن.؛ فاضل، ل.؛ هيويت، ك.؛ أوليفيرا، ج.؛ بيتا، ف.؛ سالا، أ.؛ سوكال، ف.؛ تاي، ي. ف.؛ تيم، هـ. (أبريل 2000). "مجموعة بيانات التسلسل المدخلة 1.19.11 (ESDS)" (ملف PDF) . أساسيات برمجة نظام OS/390 - المجلد 3 (ملف PDF) . ريدبوكس. المنظمة الدولية للدعم الفني لشركة IBM . ص 108. ISBN  9780738416182SG24-5653-00 . تم الاطلاع عليه في 6 يوليو 2025. على الرغم من أن مجموعة البيانات ذات التسلسل المدخلي لا تحتوي على مكون فهرس، إلا أنه يُسمح باستخدام فهارس بديلة. يمكنك إنشاء فهرس بديل لتتبع هذه البيانات المرجعية.
  13. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 20 ، 1.5.1 مجموعة بيانات التسلسل الرئيسية (KSDS).
  14. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 13 ، 1.4.6 المكونات.
  15. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 15 ، 1.4.7 المجموعات.
  16. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 10، 1.4.3 فاصل التحكم.
  17. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 12، 1.4.5 منطقة التحكم.
  18. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 17 ، 1.4.10 الانقسامات.
  19. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص 15-16 ، 1.4.8 الفهارس البديلة.
  20. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 16، 1.4.8 الفهارس البديلة.
  21. ↑ "براءة اختراع أمريكية لتوفير قفل ترقية الفهرس البديل على مستوى السجل" .
  22. ↑ "ما هو VSAM؟" . يُطلق على هذا الفهرس اسم شجرة B+.
  23. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص 29-30 ، 1.5.3 مجموعة بيانات السجل النسبي.
  24. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 30 ، 1.5.3 مجموعة بيانات السجل النسبي.
  25. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 30 ، مجموعة بيانات السجل النسبي.
  26. ↑ "مجموعات البيانات الخطية" (ملف PDF) . z/OS 2.5 DFSMS باستخدام مجموعات البيانات (ملف PDF) . IBM. 30 سبتمبر 2021. ص 91. SC23-6855-50. 
  27. ↑ Lovelace et al. 2022 ، ص. 31 ، 1.5.5 مجموعة البيانات الخطية.
  28. ↑ "مركز معارف IBM" . www.ibm.com . 27 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 فبراير 2021 .
  29. ↑ ASMGUIDE ، الصفحات 225-248 ، الفصل 14. البيانات في العالم الافتراضي. 
  30. ↑ ASMGUIDE ، الصفحات 293-310 ، الفصل 17. خدمات النوافذ. 
  31. 1 2 "الموارد المشتركة المحلية (LSR) أو الموارد غير المشتركة" . IBM .
  32. ↑ "مشاركة مجموعات بيانات VSAM" . IBM.com (مركز معارف IBM) . يصف هذا القسم اعتبارات مشاركة مجموعات بيانات VSAM لأنظمة NSR أو LSR/GSR.
  33. ↑ ملحق ميزات نظام التشغيل/التخزين الافتراضي 1 (ملف PDF) (الطبعة الأولى ). شركة IBM. أغسطس 1972. GC20-1752-0. 

فهرس

للمزيد من القراءة