Speicherstrukturen. Aufgabe 1-1: Fragen zu FAT (File Allocation Table) Aufgabe 1-2: Datensätze variabler Länge. Kind.java:

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1 Institut für Datenbanken und Informationssysteme Prof. Dr. M. Reichert, M. Predeschly, J. Kolb Lösung für Übungsblatt 1 Aufgabe 1-1: Fragen zu FAT (File Allocation Table) 1. Im Bootsektor der Festplatte der wiederum der erste Sektor einer Partition ist. 2. Große Dateien werden in Form einer verketteten Liste in der FAT abgelegt, da sie über mehrere Cluster verteilt sind. 3. Um Große Partitonen unterstützen zu können war es notwendig die Clustergröße zu erhöhen. Daraus folgte aber eine enorme Verschwendung von Speicherplatz bei der Speicherung von kleinen Dateien. Aufgabe 1-2: Datensätze variabler Länge a) + b) Kind.java: package RecVar; public class Kind String Vorname; String GebTag; // Mit Werten initialisieren void init(string vn, String gt) Vorname = vn; GebTag = gt; // In eine lange String-Repräsentation verpacken // Mitteltrennzeichen ist Komma, Endtrenner sind Strichpunkte String tolongformstring() String res = Vorname + "," + GebTag + ";"; return res;

2 // String wieder entpacken und Eigenschaften der Klasse mit Werten // belegen! void fromlongformstring(string kindinfo) char temp[]; // String in neuen StringBuffer kopieren StringBuffer kindinfobuffer = new StringBuffer(kindInfo); char einzel; int pos, i, feldzaehler; pos = 0; // Felder (Attribute) der Klasse durchgehen for (feldzaehler = 0; feldzaehler < 2; feldzaehler++) i = 0; // Trenner suchen do einzel = kindinfobuffer.charat(pos + i); i++; while ((einzel!= ',') && (einzel!= ';')); // Char-Array anlegen und Textstueck bis zum Trenner hineinkopieren temp = new char[i - 1]; kindinfobuffer.getchars(pos,pos + i - 1, temp, 0); // Eigenschaften der Klasse mit den Werten belegen if (feldzaehler == 0) Vorname = new String(temp); else if (feldzaehler == 1) GebTag = new String(temp); pos = pos + i; Person.java: package RecVar; public class Person int PersNr; String Name; String Vorname; int AbtNr; int AnzKinder; Kind Kinder[] = new Kind[10]; // Mit Werten initialisieren void init(int pn, String n, String vn, int an) PersNr = pn; Name = n; Vorname = vn; AbtNr = an; AnzKinder = 0; Seite 2 von 2

3 // Kinder hinzufuegen void addkind(string vn, String gt) Kind k = new Kind(); k.init(vn,gt); Kinder[AnzKinder] = k; AnzKinder++; // In eine lange String-Repräsentation verpacken // Trenner sind Strichpunkte String tolongformstring() // Stringrepraesentationen der Kinder holen und zusammenfuegen StringBuffer KindBuffer = new StringBuffer(""); int i; for(i = 0; i < AnzKinder; i++) KindBuffer.append(Kinder[i].toLongFormString()); // Gesamt-String zusammensetzen String res = PersNr + ";" + Name + ";" + Vorname + ";" + AbtNr + ";" + AnzKinder + ";" + KindBuffer; return res; // String wieder entpacken und Eigenschaften der Klasse mit Werten // belegen! void fromlongformstring(string persinfo) char temp[]; StringBuffer persinfobuffer = new StringBuffer(persInfo); char einzel; int pos, i, feldzaehler; pos = 0; // Felder (Attribute) der Klasse durchgehen for (feldzaehler = 0; feldzaehler < 5; feldzaehler++) i = 0; // Trenner suchen do einzel = persinfobuffer.charat(pos + i); i++; while (einzel!= ';'); // Char-Array anlegen und Textstueck bis zum Trenner hineinkopieren temp = new char[i - 1]; persinfobuffer.getchars(pos,pos + i - 1, temp, 0); // Eigenschaften der Klasse mit den Werten belegen if (feldzaehler == 0) PersNr = (Integer.valueOf(new String(temp))).intValue(); else if (feldzaehler == 1) Name = new String(temp); else if (feldzaehler == 2) Vorname = new String(temp); else if (feldzaehler == 3) AbtNr = (Integer.valueOf(new String(temp))).intValue(); else if (feldzaehler == 4) AnzKinder = (Integer.valueOf(new String(temp))).intValue(); Seite 3 von 3

4 pos = pos + i; for (feldzaehler = 0; feldzaehler < AnzKinder; feldzaehler++) i = 0; // Trenner suchen do einzel = persinfobuffer.charat(pos + i); i++; while (einzel!= ';'); // Char-Array anlegen und Textstueck bis zum Trenner hineinkopieren // Achtung! Abschliessenden Trenner/Strichpunkt mitkopieren. temp = new char[i]; persinfobuffer.getchars(pos,pos + i, temp, 0); // Neues Kind anlegen und durch String initialisieren Kind k = new Kind(); k.fromlongformstring(new String(temp)); Kinder[feldZaehler] = k; pos = pos + i; RecVar.java: package RecVar; public class RecVar //Main-Methode public static void main(string[] args) Person p1 = new Person(); p1.init(23232, "Bolzheimer", "Jostus", 6); p1.addkind("julia", "4.5.85"); p1.addkind("robert", " "); String buffer = p1.tolongformstring(); System.out.println(buffer); System.out.println(); Person p2 = new Person(); p2.fromlongformstring(buffer); System.out.println(p2.Name); System.out.println(p2.AbtNr); System.out.println(p2.Kinder[1].GebTag); Seite 4 von 4

5 Aufgabe 1-3: TID 1. Datenstrukturen class TIDPageHeader final static int totalslots = 255 // Gesamtzahl der Slots int pagenr; int freebytes; int unusedslots; int basedataoffset; // Seitennummer // Anzahl freier Bytes // Anzahl unbenutzter Slots // Beginn des freien Speicherbereichs in der Seite class TIDPageSlot int size; int offset; public class TIDPage // Seitengroesse private static final int PageSize = 100; private TIDPageHeader header; private TIDPageSlot slots[] = new TIDPageSlot[255]; // Simulierter Seitenspeicher private byte Pagememory[] = new byte[pagesize]; public class TID int pagenr; int slotnr; 2. Funktionen und Hilfsfunktionen: public class TIDPage // Seitengroesse private static final int PageSize = 100; private TIDPageHeader header; private TIDPageSlot slots[] = new TIDPageSlot[255]; // Simulierter Seitenspeicher private byte Pagememory[] = new byte[pagesize]; public TIDPage(int pnr) header = new TIDPagerHeader(); header.pagenr = pnr; header.freebytes = PageSize 4 * 4; // Header (4 * sizeof(int)) // abziehen header.unusedslots = header.totalslots; header.basedataoffset = 4 * 4; //Position hinter Header Seite 5 von 5

6 // Hilfsfunktionen // Schreibt die Header-Daten in den Seitenzwischenspeicher void convertheadertopagememory() // Schreibt den Slotbereich in den Seitenzwischenspeicher void convertslotspacetopagememory() // Liest die Header-Daten aus dem Seitenzwischenspeicher void readheaderfrompagememory() // Liest den Slotbereich aus dem Seitenzwischenspeicher void readslotspacefrompagememory() // Freien Platz in der Seite berechnen int computefreepagespace() // Seitengroesse minus // (Headergroesse plus Größe des Slotbereichs plus belegter Speicher) // Unbenutzten Slot der Groesse size suchen und slotnr zurueckgeben int findslot(int size) // Pruefen, ob size <= header.freebytes (ggf. neu berechnen) // Falls ja, freien Slot suchen und zurückgeben, sonst z.b. -1 // Maximale Groesse des Slots berechnen int computeslotmaxsize(int SNr) // header.freebytes + Slotsize zurückgeben // Hauptfunktionen // Versuchen, Tupel in die Seite einzutragen int inserttupel(byte[] tupel, int tupelsize) // mit findslot passenden Slot suchen, // falls nicht vorhanden: return -1 // Falls vorhanden, Slot belegen, Daten in Seitenspeicher kopieren, // und Headerdaten aktualisieren: return SNr // Tupel in der Seite an Slotnr snr ersetzen // Hinweis: Tupel muss vor dem Aktualisieren zuerst gelesen werden, // um zu pruefen, ob es eine TID enthaelt // Falls ja, mit dieser TID das alte Tupel loeschen // Anschliessend mit computeslotmaxsize ueberpruefen, ob Tupel // in Seite passt // Falls ja, ersetzen! // Falls nein, Tupel in andere Seite einfuegen und TID in diese // Seite schreiben int updatetupel(byte[] tupel, int tupelsize, int SNr) Seite 6 von 6

7 // Groesse und Offset des alten Tupels merken // Tupel und zugehoerigen Slot loeschen // Nachfolgende Tupel "vorruecken", Slotoffsets anpassen! // Slot SNr neu belegen, neue Daten in Seitenspeicher kopieren, // und Headerdaten aktualisieren: return SNr // // Tupel in Slotnr snr loeschen // Hinweis: Tupel muss vor dem Loeschen zuerst gelesen werden, // um zu pruefen, ob es eine TID enthaelt // Falls ja, mit dieser TID ebenfalls loeschen! int deletetupel(int SNr) // Groesse und Offset des Tupels merken // Tupel und zugehoerigen Slot loeschen // Nachfolgende Tupel "vorruecken", Slotoffsets anpassen! // Headerdaten aktualisieren // Tupel in Slotnr snr lesen // Hinweis: Nach dem Lesen ist zu pruefen, ob dieses Tupel eine TID // enthaelt. // Falls ja, mit dieser TID lesen! byte[] readtupel(int SNr) // Tupel ueber Sloteintrag lokalisieren und in Rueckgabe-Bytearray // kopieren Seite 7 von 7