AEDI-arquivos

Algoritmos e Estruturas de Dados I –
Arquivos
Profa. Mercedes Gonzales
Márquez
Arquivos

Armazenamento de grandes quantidades de
informação por um grande período de tempo.
Exemplos:


A
companhia
telefónica
precisa
guardar
informações sobre seus assinantes.
Informações armazenadas na Receita Federal
sobre os contribuintes.
Arquivos



Arquivo é um conjunto de registros
armazenados em um dispositivo de memória
secundária.
Registro é um conjunto de unidades de
informação logicamente relacionadas. Cada
unidade de informação constitui um campo do
registro.
Exemplo Arquivo de biblioteca : Cada livro é
catalogado por meio de um registro, e o
conjunto de registros corresponde ao acervo de
livros da biblioteca.
Arquivos

Ficha catalográfica (Registro)
Código do livro:___________________________________
Título:___________________________________________
Autor:___________________________________________
Assuntos:________________________________________
Editora:________________________Ano:______________

Conjunto de fichas catalográficas (arquivo)
Código do livro:___________________________________
Código do livro:___________________________________
Título:___________________________________________
Título:___________________________________________
Autor:___________________________________________
Código do livro:___________________________________
Autor:___________________________________________
Assuntos:________________________________________
Título:___________________________________________
Assuntos:________________________________________
Editora:________________________Ano:______________
Autor:___________________________________________
Editora:________________________Ano:______________
Assuntos:________________________________________
Editora:________________________Ano:______________
Arquivos
(a) Definição do registro que compõe o arquivo
(b) Definição do tipo construído arquivo
(c) Declaração de variáveis (de registro,de
arquivo,outras)
Definição do tipo construído arquivo:
Tipo <identif_arquivo> = arquivo composto de
tipo <identif_registro>
 Declaração de variável composta do tipo
arquivo definido
Tipo-arquivo : nome_variável

Arquivos
Exemplo biblioteca
Definição do registro que compõe o arquivo
Tipo livro = registro
inteiro: codigo,ano
literal: titulo,autor,assunto,editora
fim registro

Definição do arquivo
Tipo arqlivro=arquivo composto de livro

Declaração de variáveis
livro:ficha
arqlivro:biblos
variável de registro
variável de arquivo
Arquivos

Exemplo2: Fichário dos associados de um clube que
utiliza a seguinte ficha de cadastro.
Nome:_______________________________________________________
RG:_________CPF:_________________Sexo:__Masculino __Feminino
Data Nascimento:_______Naturalidade:_______Nacionalidade_________
Endereço:_________________________Bairro:_____________________
Cidade:____________________Estado:____________Fone:___________
Data Adesão:________________No dependentes:___________________
tipo socio=registro
literal: nome,datanasc,naturalidade,nacionalidade,
endereço,bairro,cidade,estado,dataadesão
inteiro:RG,CPF,Fone,nrodepend
lógico:sexo
fim registro
tipo arqsocio=arquivo composto de socio
socio:regsocio
arqsocio:clube
Arquivos

Manipulação:
Diante de um arquivo de livros por exemplo podemos ter
apenas dois tipos de atitudes:
(a) No caso de ser um leitor: procura a informação sobre a
localização de certo livro através das fichas que
registram o acervo.
(b) No caso de ser funcionário (da biblioteca): manipulação
de diferentes formas como inserir, modificar e remover
alguma informação sobre algum livro.
Arquivos

Algoritmos básicos para consulta e/ou manipulação de
alguma informação no arquivo
Consultar Arquivo
1. Abrir gaveta do arquivo
2. Achar ficha procurada
3. Copiar informações da ficha
4.Fechar gaveta do arquivo
Acrescentar dados
1. Abrir gaveta do arquivo
2. Achar posição de inserção
3. Guardar ficha nova
4.Fechar gaveta do arquivo
Modificar dados
1. Abrir gaveta do arquivo
2. Achar ficha procurada
3. Alterar os dados da ficha
4.Fechar gaveta do arquivo
Eliminar dados
1. Abrir gaveta do arquivo
2. Achar a ficha procurada
3. Retirar a ficha do arquivo
4.Fechar gaveta do arquivo
Arquivos
Exercício:
Dado o arquivo CADASTRO com registros com os campos
NOME,SEXO,COR-DE-OLHOS,ALTURA, PESO E DATA-DENASCIMENTO, separá-los em dois arquivos: um chamado
HOMENS, com registros cujo campo SEXO apresente o valor 1
(sexo masculino), e outro chamado MULHERES, com registros
cujo campo SEXO seja igual a 2. Os registros dos novos arquivos
deverão possuir os seguintes campos: NOME, COR-DE-OLHOS,
ALTURA, PESO E DATA-DE-NASCIMENTO.

(1) Defina os tipos registro chamados regcad1 e
regcad2; e os tipos arquivo arqcad1 e arqcad2 e as
variáveis necessárias.
(2) Faça o algoritmo que complete a tarefa solicitada.
Arquivos- operações básicas
Abrindo um arquivo:
Não podemos obter uma informação contida em um arquivo
sem antes abri-lo. Isto é feito pelo comando
Abra (Identif_arquivo)
onde: Identif_arquivo representa o identificador da variável
arquivo previamente definida.
Exemplo: abra(biblos)

Fechando um arquivo:
Não é recomendável manter um arquivo aberto depois de
usá-lo, pois isso deixaria seu conteúdo exposto a agentes
externos. Para fechar os arquivos após sua utilização
usamos:
Fecha(Identif_arquivo)
Exemplo: fecha(biblos)

Arquivos
Copiando um registro de arquivo:
Um arquivo não deve ser consumido (no sentido de
retirar informação dele) e sim consultado. Para tal, é
necessário copiar o conteúdo que nos interessa em
algum lugar. Usa-se o comando
copie (identif_arquivo, identif_registro)
identif_arquivo: Representa o identificador de variável
arquivo previamente definida
identif_registro: Representa o identificador de variável
registro de formato igual àquele que compõe o arquivo.
Exemplo
copie(biblos,ficha)

Arquivos
Guardando um registro:
Para guardar um registro no arquivo é necessário que este
tenha a mesma estruturação de campos que os registros já
armazenados. Usa-se o comando,
guarde(identif_arquivo,identif_registro)
Exemplo:
guarde(biblos,ficha)
Guarda-se a informação do registro para a posição atual do
arquivo.

Eliminando um registro:
Para eliminação de informações indesejadas usamos
elimine(id_arquivo)
Exemplo: elimine(biblos)
Elimina-se o registro na posição corrente do arquivo.

Arquivos


Organização de arquivos:
 Seqüencial
 Direta
Organização Sequencial
 Registros armazenados contiguamente, um após o
outro.
 Para acessar um registro específico precisamos
obedecer a sua ordem de gravação, o que significa
percorrer todos os registros que o antecedem.
 A tarefa de acesso é auxiliada pelos comandos
 Avance
 Fda (fim de arquivo)
Arquivos

avance(identif_arquivo)
Esse comando coloca o arquivo na posição
consecutiva ou seja, no próximo registro. Se
utilizado repetidas vezes permite percorrer o
arquivo passando por uma série consecutiva de
registros.

Fda (identif_arquivo)
Esse comando retorna verdadeiro quando a
posição atual é o fim do arquivo e falso, caso
contrário.
Arquivos

Exercício:Faça um algoritmo que guarde um novo telefone em
um arquivo sequencial (Inserção)
algoritmo<inserção_telefone>
tipo pessoa : registro
literal:nome
inteiro:fone
fim registro
tipo pessoal=arquivo composto de pessoa
pessoa:aux
pessoal:agenda
Inicio
abra(agenda)
repita
avance(agenda)
até fda(agenda)
leia (aux.nome,aux.fone)
guarda(agenda,aux)
fecha(agenda)
fim
Arquivos


Observações:
 Sempre que o comando abra é executado, a posição
corrente do arquivo é o primeiro registro.
 O comando guarda armazena o registro na posição
corrente do arquivo que, no exemplo, é a última
posição.
Vejamos o caso de uma consulta no mesmo arquivo
 Como não se conhece a posição da informação
procurada no arquivo, vasculha-se o arquivo partir do
início. Se o final de arquivo for alcançado e a
informação não for encontrada, conclui-se que esta não
existe.
Arquivos
algoritmo<consulta_telefone>
tipo pessoa : registro
literal:nome
inteiro:fone
fim registro
tipo pessoal=arquivo composto de pessoa
pessoa:aux
pessoal:agenda
literal:nome_procurado
Inicio
abra(agenda)
leia (nome_procurado)
repita
copie(agenda,aux)
avance(agenda)
até (aux.nome=nome_procurado) ou (fda(agenda))
se (aux.nome=nome_procurado) então
escreva (aux.fone)
senão
escreva(“telefone não registrado”)
fecha(agenda)
fim
Arquivos

Observações:
 Não deve-se, apenas, avançar pelos registros para
verificar a coincidência do campo nome, é preciso
copiar para um registro auxiliar cada um dos registros
armazenados.

Exercício: Utilizando o tipo de arquivo arqLivro já
apresentado, elabore um algoritmo que permita ao leitor
obter uma relação de livros que a biblioteca dispõe sobre
determinado assunto.
Arquivos
• Vejamos o caso de uma alteração de dados no mesmo arquivo
•
•
Suponhamos que alguém já cadastrado mude o telefone, temos
então que localizar seu registro correspondente, copiar seu
conteúdo a um registro auxiliar e então alterar o campo fone.
Depois basta gravar as informações atualizadas na mesma
posição em que se encontrava antes, ou seja, gravar o registro
atualizado “por cima” do antigo.
Arquivos
algoritmo<modifica_telefone>
tipo pessoa : registro
literal:nome
inteiro:fone
fim registro
enquanto (aux.nome<>nomeprocurado
e não(fda(agenda))) faça
avance(agenda)
copie (agenda,aux)
fim enquanto
tipo pessoal=arquivo composto de pessoa se (aux.nome=nome_procurado) então
escreva (aux.fone)
pessoa:aux
escreva (“Novo telefone”)
pessoal:agenda
leia (novofone)
aux.fone←novofone
literal:nome_procurado
guarde(agenda,aux)
inteiro:novofone
senão
escreva(“telefone não registrado”)
Inicio
Fim se
abra(agenda)
leia (nome_procurado)
copie(agenda,aux)
fecha(agenda)
Fim
Arquivos
 Observações:
Tomar cuidado de não avançar a posição corrente depois de
ter encontrado o registro, pois devemos, após da
atualização, de regravá-lo na mesma posição.
É conveniente apresentar para o usuário as informações que
vão ser modificadas.
 Vejamos o caso de uma eliminação de registro no mesmo
arquivo
Se quisermos excluir algum telefone arquivado devemos
primeiro localizar o registro para então eliminá-lo após uma
confirmação.
algoritmo<elimina_telefone>
tipo pessoa : registro
Arquivos
literal:nome
se (aux.nome=nome_procurado) então
escreva (aux.nome,aux.fone)
fim registro
escreva (“Confirma exclusão (S/N)?”)
leia (confirmacao)
tipo pessoal=arquivo composto de pessoa
se (confirmacao=”S”) então
pessoa:aux
elimine(agenda)
senão
pessoal:agenda
escreva(“telefone não registrado”)
literal:nome_procurado,confirmacao
Fim se
Inicio
fecha(agenda)
fim
Abra (agenda)
inteiro:fone
Leia (nome_procurado)
Copie (agenda,aux)
Enquanto (aux.nome<>nome_procurado e não (fda(agenda)) faça
Avance (agenda)
Copie (agenda,aux)
Fim enquanto
Arquivos
 Observações:
Tomar cuidado de não avançar a posição corrente depois de
ter encontrado o registro, pois será o registro da posição
corrente que será eliminado.
É conveniente solicitar uma confirmação da exclusão para
evitar perdas irreparáveis.
 Exercício2: Utilizando o tipo de arquivo arqLivro já
apresentado, elabore um algoritmo destinado ao usuário de
categoria funcionário para possibilitar qualquer espécie de
manipulação dos dados apartir de um código do livro (inserção,
consulta, modificação, eliminação). Faça um menú de opções.
Arquivos
 Exercício3: Uma instituição de pesquisa recolheu amostras em
três regiões. Cada amostra constitui um registro com os
seguintes componentes: sexo, idade, salário, estado civil,
número de dependentes, valor do patrimônio, quantidade de
calorias absorvidas por dia, grau de instrução. Em cada região,
os dados foram armazenados em um arquivo sequencial, sendo
os registros colocados em ordem crescente de idade. Escrever
um algoritmo que intercale estes arquivos de modo que o
arquivo resultante permaneça ordenado.
algoritmo<intercala_registros>
tipo pessoa : registro
Arquivos
literal:sexo
Enquanto (!fda(regiao1) ou !fda(regiao2)
inteiro:idade,nrodep,valorp,grau
ou !fda(regiao3)) faça
real: salário
fim registro
tipo pessoal=arquivo composto de pessoa
pessoa:aux1,aux2,aux3
pessoal:regiao1,regiao2,regiao3,saida
inteiro:menoridade,narquivo
Inicio
Abra (regiao1)
Copie (regiao1,aux1)
Abra (regiao2)
Copie (regiao2,aux2)
Abra (regiao3)
Copie (regiao3,aux3)
menoridade<- 9999
se (aux1.idade<menoridade e
!fda(regiao1)
menoridade<-aux1.idade
narquivo<-1
fim se
se ...
se (narquivo=1) então
guarde (aux1,saida)
avance(regiao1)
copie(regiao1,aux1)
avance(saida)
senão
Arquivos
 Exercício4: A seção de controle de produção de uma fábrica
mantém um arquivo de registros de produção por máquinas.
Cada registro contém o número da máquina e o número de peças
produzidas em um dia. Supondo que a fábrica possua três
máquinas, escreva um algoritmo que separe o arquivo em três
outros arquivos, um para cada máquina.
Arquivos

Organização Direta
– Também chamada de acesso aleatório.
– Vá diretamente ao registro desejado usando uma chave:
– O computador não precisa ler todos os registros
anteriores. Ou seja, através do campo podemos
determinar o lugar onde o registro está guardado,
podendo acessá-lo de forma instantânea sem nos
preocupar com seus antecessores.
– Um algoritmo de randomização (hashing) é usado para
determinar o endereço de uma chave específica.
– A chave deve ser única pois nunca podemos armazenar
dois registros diferentes em uma mesma localização.
– Exemplo: Um professor deseja armazenar o nome do
aluno e suas quatro notas (bimestrais), então usa como
chave o código de chamada do aluno (o qual é único).
Arquivos
Algoritmo de Randomização (Hashing)
 Aplica uma fórmula matemática à chave para
determinar o endereço de determinado registro.
 Ocorre colisão quando o algoritmo de
randomização produz o mesmo endereço em disco
para duas chaves diferentes.

Arquivos
Arquivos
Para que a posição corrente do arquivo passe a ser a
indicada pela chave usamos o comando
posicione (IdArquivo, CHAVE)
onde:
IdArquivo:Representa o identificador de variável de arquivo
previamente definida.
CHAVE: é um inteiro que indica a posição corrente desejada.

Arquivos

Exercício:Faça um algoritmo que guarde um novo aluno em um arqui
de organização direta (Inserção)
Inicio
algoritmo<inserção_aluno>
tipo aluno : registro
literal:nome
inteiro:numero
inteiro:Nota[4]
fim registro
tipo sala=arquivo composto de aluno
aluno:aux
sala:diario
inteiro:i
abra(diario)
repita
leia (aux.numero)
se (aux.numero>0) então
leia (aux.nome)
Para i de 1 até 4 repita
leia (aux.Nota[i])
Fim para
posicione (diario, aux.numero
guarde (diario,aux)
fim se
até (aux.numero=0)
fecha(diario)
Fim
Arquivos

Consultando registros em forma direta
algoritmo<consulta_aluno>
tipo aluno : registro
literal:nome
inteiro:numero
inteiro:Nota[4]
fim registro
tipo sala=arquivo composto de aluno
aluno:aux
sala:diario
inteiro:numeroaluno

Início
abra(diario)
leia (numeroaluno)
posicione (diario, numero.aluno)
copie(diario,aux)
escreva(aux.nome,”possui
notas”,aux.Nota[1], aux.Nota[2],
aux.Nota[3],aux.Nota[4])
fecha(diario)
Fim
Observe que não foi necessário fazer a pesquisa por todos os registros do
arquivo já que o registro desejado pode ser acessado diretamente, ou seja,
sem precisar que nenhum outro registro fosse acessado.
Arquivos
Alteração no arquivo de acesso
direto
algoritmo<altera_aluno>
tipo aluno : registro
literal:nome
inteiro:numero
inteiro:Nota[4]
fim registro
tipo sala=arquivo composto de aluno
aluno:aux
sala:diario
inteiro:numeroaluno,qualnota
real:nota

Início
abra(diario)
leia (numeroaluno,qualnota)
posicione (diario, numeroaluno)
copie(diario,aux)
se (qualnota=1) então
nota←aux.Nota[1]
senão
se (qualnota=2) então
nota←aux.Nota[2]
senão
se (qualnota=3) então
nota←aux.Nota[3]
senão se(qualnota=4) então
nota←aux.Nota[4]
escreva(aux.nome,”possui nota”,qualno
escreva (“Nova Nota”)
leia (nota)
aux.Nota[qualnota]←nota
guarde(diario,aux)
fecha(diario)
Fim
Arquivos
Exercício:
Eliminação em um arquivo de organização direta

Arquivos

Acesso Direto em um arquivo sequencial
 Um arquivo concebido sequencialmente foi preenchido na
mesma sequencia em que as informações foram surgindo.
 Ele se torna inconveniente quando cresce muito e os
acessos se tornam muito frequentes. Deve-se fazer uma
busca exaustiva para cada operação de inclusão,
alteração ou exclusão.
 Este problema pode ser contornado pelo conceito de
arquivo indexado: Para isso deve-se criar um arquivo
auxiliar (índice) que contém as chaves e o endereço do
registro correspondente no arquivo principal (dados).
Arquivos

Acesso Direto em um arquivo sequencial
 Exemplo: Num banco de dados, para cada arquivo de
dados, podemos ter um ou mais índices, dependendo dos
valores de chave para ser utilizados. Um arquivo de
clientes poderia ser classificado por ordem alfabética ou
pelo número do CPF do cliente. Para satisfazer as duas
chaves, seriam criados então dois arquivos de índices: um
tendo o nome e o outro tendo o CPF como chave de
classificação.
Arquivos

Acesso Direto em um arquivo sequencial
 Exemplo: Uma empresa fundada em 1985 registra seus
funcionários à medida que estes são contratados, tendo,
portanto, uma concepção sequencial, com o seguinte
registro:
Nome: _____________________________________________
Endereço: _________________________CPF:____________
Telefone: __________ Bairro: ______________CEP:_______
Ano de admissão:_______ Ano de demissão: _____________
Estado Civil: ___________ No de dependentes: ___________
Salário base: ___________ Cargo: __________ Setor: ______
Arquivos
Criamos um novo arquivo que possua um campo-chave. Esse novo campo
tem 7 dígitos e é estruturado: os quatro primeiros representam o ano de
admissão, os dois seguintes, o setor e o último, um sequencial do setor,
que não fazia parte do arquivo antigo.
Utilizaremos um arquivo de acesso direto que empregue como chave o
código de funcionário subtraído de 1985000; assim, o funcionário 1985001
está armazenado na posição 1, o 1985002 na posição 2 e assim por diante.
Em cada posição também será armazenada a posição do funcionário no
arquivo principal.

Código
Posição
1
1985001
2
2
1985002
3
3
1985003
m
4
1985004
1
5
1985005
4
Endereço ...
1
XXW
TRUJ
2
HJU
DLLD
3
KJU
LOIO
4
ZUH
DEFS
5
FSW
SWQA
...
...
ttttt
Nome
5
m KFK
FJSD