UDESC - SBS

UDESC - SBSDepartamento de Sistemas de InformaçãoDepartamento de Sistemas de Informação

LPG-I: Entrada & Saída LPG-I: Entrada & Saída de Dados - Arquivosde Dados - Arquivos

Prof. Flavio Marcello StrelowProf. Flavio Marcello [email protected]@sbs.udesc.br

BD, Banco de Dados

DB, Database

“conjunto de cadastros (tabelas)que se relacionam entre si”.

Definições e Conceitos

Uma TABELA é uma estrutura de dados que agrupa informações em linhas e colunas.

Cada linha de uma tabela, denominada REGISTRO, contém informações sobre um determinado item ou elemento, distribuídas em colunas.

Cada coluna da tabela é denominada de CAMPO.

O tipo de dado do campo é definido pela natureza da informação que ele armazena. Pode ser numérico (inteiroou real), alfabético ou alfanumérico (combinação de alfabético e numérico).

Glossário - Parte I

• Banco de dados: conjunto de cadastros (tabelas) que se relacionam entre si (ex. estoque).

• Tabela, ou arquivo: conjunto de registros (ex. relação dos clientes da empresa).

• Registros: elementos, ou itens, do arquivo (ex. Restaurante Merion, Faculdade Mater Dei, ...).

• Campos: armazenam as informações do cadastro (código, nome, endereço, telefone, ...)

O que é uma Tabela ?

colunas = campos

linhas=

registros

indicador de posiçãoponteiro de registro (registro atual)- denota o registro com o qual o usuário está trabalhando

Rn

0

1 * tam

2 * tam

...

(n – 1) * tam

registros doarquivo

ponteiro de registro (indicador de posição)

posição física do registroonde: “tam” representa o tamanho em bytes do registro (sizeof)

ESTRUTURA INTERNA DA TABELA (OU ARQUIVO)

marca de final de arquivo (End Of File)

. . .

R3

R2

R1


De forma geral, o termo banco de dados pode ser utilizado para indicar um conjunto de tabelas.

Uma tabela, por sua vez, é um conjunto de registros, ou linhas, subdivididos em muitas colunas, uma para cada campo do registro.

Outro conceito destacável é o conceito de registro atual, que denota o registro com o qual o usuário está trabalhando, registro este que é indicado pelo ponteiro deregistro (indicador de posição) disponível para cada tabela aberta no programa.

Em Síntese:BD- Banco de Dados ouDB- Database

Tabela1

Tabela2

. . .

TabelaN

Registro1

Registro2

. . .

RegistroNBanco de Dados

Campo1

Campo2

. . .

CampoN


Os conceitos de tabelas de memória através da utilização de vetores e o conceito de utilização do tipo definido registro (struct), formam a base para a utilizaçãode um arquivo, pois um arquivo é na verdade uma tabela de informações gravada em um meio físico. Enquanto os vetores são tabelas manipuladas na memória RAM.

Os vetores são manipulados através de um ou mais índicesde controle enquanto os arquivos são manipulados por umponteiro de registro.

Vetores + Registro (struct) = Arquivo (FILE)

Vantagens na Utilização de Arquivos• armazenamento em meios magnéticos

– as informações são gravadas permanentemente em meio físico (memória secundária: disquete, HD, fitas magnéticas entre outros)

• maior capacidade de armazenamento– armazena um número grande de registros,

estando apenas limitado ao tamanho do meio físico utilizado para a sua gravação

Arquivos

A memória principal do microcomputador é volátil, não permitindoque as informações fiquem armazenadas permanentemente, pois se omicro for desligado, as informações armazenadas são apagadas e seperdem.

O mesmo ocorre com as tabelas (vetores) criadas na memória domicrocomputador: se acontecer algum problema com o micro durante a execução de um programa que cria ou modifica uma tabela,as informações contidas nesta tabela serão perdidas.

A solução para este tipo de problema é utilizar uma estrutura de dadosque permita a gravação de informações em dispositivos de memóriasecundária (disquete, HD, ...). Nas linguagens de programação a estrutura de dados que guarda informações em disco é chamada de ARQUIVO (FILE).

Programa escrito em Linguagem C (*.cpp)

Arquivo em disco Teclado

stream

Entrada(input)

camada, ou interface de“abstração”

dispositivos reais:

Sistema de E/S:

Programa escrito em Linguagem C (*.cpp)

Arquivo em disco Console, ou terminal de vídeo Impressora

stream

Saída(output)

camada, ou interface de“abstração”

dispositivos reais:

Sistema de E/S:

Streams e Arquivos

O sistema de E/S de C fornece uma “interface” consistente ao programador C, independente do dispositivo real que é acessado. Isto é,o sistema de E/S de C provê um nível de abstração entre o programadore o dispositivo utilizado. Essa abstração é chamada de stream e odispositivo real é chamado de arquivo.

StreamO sistema de arquivos de C é projetado para trabalhar com uma amplavariedade de dispositivos, incluindo terminais, acionadores de disco eacionadores de fitas. Embora cada um dos dispositivos seja muitodiferente, o sistema de arquivo com buffer transforma-os em um dispositivo lógico chamado stream, ou seja, a mesma função podeescrever em um arquivo em disco ou em algum outro dispositivo, comoo console.

StreamExistem dois tipos de streams: texto e binária.

Stream de TextoUma stream de texto é um seqüência de caracteres organizadas em linhas terminadas por um caractere de nova linha (“\n”).

Streams BináriasUma stream binária é uma seqüência de bytes com uma correspondência de “um para um” com aqueles encontrados no dispositivo externo, ou seja, o número de bytes escritos (ou lidos) é o mesmo que o encontrado no dispositivo externo.

Arquivos (1/2)Em C, um arquivo pode ser qualquer coisa, desde um arquivo em discoaté um terminal ou uma impressora. Você associa uma stream com umarquivo específico realizando uma operação de abertura (fopen()). Umavez o arquivo aberto, informações podem ser trocadas entre ele e o seuprograma.

Um arquivo é desassociado de uma stream específica por meio de umaoperação de fechamento (fclose()). Se um arquivo aberto para saída forfechado, o conteúdo, se houver algum, de sua stream associada seráescrito no dispositivo externo. Esse processo é geralmente referido como descarga (flushing) da stream e garante que nenhuma informaçãoseja acidentalmente deixada no “buffer de disco”. Todos os arquivos são fechados automaticamente quando o programa termina normalmente, com main() retornando ao sistema operacional ou umachamada exit(). Os arquivos “não” são fechados quando um programaquebra (crash) ou quando ele chama abort().

Arquivos (2/2)Cada stream associada a um arquivo tem uma estrutura de controle dearquivo do tipo FILE. Essa estrutura é definida no arquivo cabeçalho“stdio.h”.

typedef struct { short level; unsigned flags; char fd; unsigned char hold; short bsize; unsigned char *buffer, *curp; unsigned istemp; short token;} FILE;

A separação que C faz entre streams e arquivos pode parecer desnecessária ou estranha, mas a sua principal finalidade é a consistência da interface. Em C, você precisa pensar em termos destream e usar apenas um sistema de arquivos para realizar todas asoperações de E/S. O compilador C converte a entrada ou saída emlinha em uma stream facilmente gerenciada.

Fundamentos do Sistema de ArquivosO sistema de arquivos C é composto de diversas funções inter-relacionadas. Essas funções exigem que o cabeçalho “stdio.h”seja incluído em qualquer programa em que são utilizadas.Nome Funçãofopen() Abre um arquivofclose() Fecha um arquivofputc() e fputs() Escreve um caractere e uma string no arquivofgetc() e fgets() Lê um caractere e uma string de um arquivofseek() Posiciona o arquivo em um byte específicofprintf() É para um arquivo o que printf() é para o consolefscanf() É para um arquivo o que scanf() é para o consolefeof() Verdadeiro se o fim de arquivo for encontradoferror() Verdadeiro se ocorreu um errorewind() Recoloca o ponteiro de registro (indicador de

posição) no início do arquivoremove() Apaga um arquivofflush() Descarrega um arquivo

O Ponteiro de ArquivoUm ponteiro de arquivo é um ponteiro para informações que definemvárias coisas sobre o arquivo, incluindo seu nome, status e a posiçãoatual do arquivo. Basicamente, o ponteiro de arquivo identifica umarquivo específico em disco e é usado pela stream associada paradirecionar as operações das funções de E/S.

Um ponteiro de arquivo é uma variável ponteiro do tipo FILE. Para ler ou escrever arquivos, seu programa precisa usar ponteiros de arquivos.

Os ponteiros de arquivo devem declarados obedecendo a seguintesintaxe:

FILE *fp;

desta forma, indicamos fp como sendo um ponteiro para um arquivo.

Abrindo um ArquivoA função fopen() abre uma stream para uso e associa um arquivo em disco a ela. A função fopen() tem o seguinte protótipo:FILE *fp;fp = fopen(const char *nomearq, const char *modo);

onde:nomearq uma cadeia de caracteres que forma um nome válido de

arquivo (pode incluir uma especificação de caminho), define qual arquivo deverá aberto.

modo determina como o arquivo será aberto (para leitura,para escrita, para leitura/escrita, etc.), define que tipode uso pode ser feito como o arquivo aberto.

nota:A função fopen() devolve um ponteiro de arquivo. Seu arquivo nuncadeve alterar o valor desse ponteiro. Se ocorrer um erro quando estivertentando abrir um arquivo, fopen() devolve um ponteiro nulo (NULL).

“Modo” de abertura válidos (1/2)

Modo Significado

"r" Abre um arquivo texto para leitura. O arquivo deve existir antes de ser aberto.

"w" Abrir um arquivo texto para gravação. Se o arquivo não existir, ele será criado. Se já existir, o conteúdo anterior será destruído.

"a" Abrir um arquivo texto para gravação. Os dados serão adicionados no fim do arquivo ("append"), se ele já existir. Se o arquivo não existir, ele será criado.

"rb" Abre um arquivo binário para leitura. Igual ao modo "r" anterior, só que o arquivo é binário.

"wb" Cria um arquivo binário para escrita, como no modo "w" anterior, só que o arquivo é binário.

"ab" Acrescenta dados binários no fim do arquivo, como no modo "a" anterior, só que o arquivo é binário.

“Modo” de abertura válidos (2/2)

Modo Significado

"r+" Abre um arquivo texto para leitura e gravação. O arquivo deve existir e pode ser modificado.

"w+" Cria um arquivo texto para leitura e gravação. Se o arquivo existir, o conteúdo anterior será destruído. Se não existir, ele será criado.

"a+" Abre um arquivo texto para gravação e leitura. Os dados serão adicionados no fim do arquivo se ele já existir. Se o arquivo não existir, ele será criado.

"r+b" Abre um arquivo “binário” para leitura e escrita.

"w+b" Cria um arquivo “binário” para leitura e escrita.

"a+b" Acrescenta dados ou cria uma arquivo “binário” para leitura e escrita.

Observações: Abrindo um ArquivoEm muitas implementações, no modo texto, seqüências de retorno decarro/alimentação de linha são traduzidas para caracteres de nova linha(“\n”) na entrada. Na saída, ocorre o inverso: novas linhas são traduzidas para retorno de carro/alimentação de linha.

Abrindo um arquivo no modo “leitura” ou no modo “escrita” o ponteiro de registro (ou indicador de posição) é colocado no início doarquivo, ou seja, no primeiro registro ou byte do arquivo. Abrindo oarquivo no modo “adição”, ou append o ponteiro de registro é colocado no fim do arquivo.

Verificando a existência de um arquivo:FILE *fpfp = fopen("saida.txt", "r");if (fp == NULL) printf("ERRO: arquivo não pode ser aberto.");

Fechando um ArquivoA função fclose() fecha uma stream que foi aberta por meio de umachamada a função fopen(). Ela escreve no meio físico qualquer dado que ainda permanece no buffer de disco no arquivo e, então, fechanormalmente o arquivo em nível de sistema operacional.

Uma falha ao fechar a stream atrai todo tipo de problema, incluindo perda de dados, arquivos destruídos e possíveis erros intermitentes emseu programa. Uma fclose() também libera o bloco de controle de arquivo associado a stream, deixando-o disponível para reutilização.

A função fclose() tem o seguinte protótipo:int fclose(FILE *fp);

Onde fp é o ponteiro de arquivo devolvido pela chamada a fopen(). Umvalor de retorno zero significa uma operação de fechamento bem-sucedida. Qualquer outro valor indica erro.

Verificando o “Final de Arquivo”A função feof() determina quando o ponteiro de registro (indicador deposição) atingiu a marca de final de arquivo (eof, end of file).

A função feof() tem o seguinte protótipo:int feof(FILE *fp);

Onde fp é o ponteiro de arquivo devolvido pela chamada a fopen(). O valor de retorno igual 1 (true) significa que o “final de arquivo” foi atingido e 0 (false) caso contrário.

por exemplo:while (feof(fp) == 0) ou while (!feof(fp))

deve ser lido, ou interpretado como:repete o processo enquanto “não” for final de arquivo

fread() e fwrite()

Para ler e escrever tipos de dados maiores que um byte (stream binário),o sistema de arquivo C fornece duas funções: fread() e fwrite(). Essasfunções permitem a leitura e a escrita de blocos de qualquer tipo dedados. Seus protótipos são:size_t fread(void *rg, size_t numBytes, size_t n, FILE *fp);size_t fwrite(const void *rg, size_t numBytes, size_t n, FILE *fp);

Para fread(), rg é um ponteiro para uma região de memória que receberáos dados lidos do arquivo. Para fwrite(), rg é um ponteiro para asinformações que serão escritas no arquivo. O número de bytes a ler ouescrever é especificado por numBytes. O argumento n determina quantos itens (cada um contendo numBytes) serão lidos ou escritos.Finalmente, fp é um ponteiro para uma stream aberta anteriormente.

Estas funções retornam o número de itens lidos ou escritos. Esse valorserá igual a n a menos que ocorra um erro.

Roteiro para Trabalhar com Arquivos Binários:

1. declarar a estrutura e a variável registro (struct);

2. declarar e inicializar os contadores e somatórios;

3. declarar o ponteiro de arquivo (FILE *fp);

4. abrir (fopen) o arquivo no modo desejado;

5. ler o “primeiro” registro do arquivo;

6. ler o arquivo até o final: while (!feof(fp)) { ... };

7. processar as informações, ou campos, do registro lido;

8. ler o “próximo” registro do arquivo;

9. fechar (fclose) o arquivo;

10. exibir os resultados obtidos.

// Este trecho de programa lê um arquivo do primeiro registro// até o último (marca de final de arquivo- EOF). ...struct RgFunc { char nome[35]; char sexo; float salario;} varRgFunc;

void main() { int ctF = 0, ctM = 0; // declaração dos contadores

FILE *fp; fp = fopen("func.dat", "rb");

printf("Processando os dados armazenados no arquivo...\n\n"); fread(&varRgFunc, sizeof(varRgFunc), 1, fp); while (!feof(fp)) { if (varRgFunc.sexo == ‘M’) ctM = ctM + 1; else ctF = ctF + 1; fread(&varRgFunc, sizeof(varRgFunc), 1, fp); } fclose(fp);

printf("Processamento concluído !\n\n"); printf("%2d funcionários do sexo feminino.\n", ctF); printf("%2d funcionários do sexo masculino.\n", ctM);}

1

2

34

5

6 7

9

10

Lê um bloco com sizeof(varRgFunc) bytes earmazena dados lidos na variável varRgFunc. Obs. Este processo de leitura avança o indicador de posição para o primeiro byte do próximo registro.

8

R1

R2

R3

...

RN

registros doarquivo “func.dat”

fread(&varRgFunc, sizeof(varRgFunc), 1, fp);

MEMÓRIA SECUNDÁRIA(disquete, HD, ...)

MEMÓRIA PRINCIPAL

marca de final de arquivo (End Of File)

ponteiro de registro (indicador de posição)

R1

varRgFunc

// Esta função realiza o cadastro de dados em um arquivo bináriostruct RgAluno { char sit; // situação do registro: X- ocupado e *- apagado char nome[35]; float nota1; float nota2;} varRgAluno;

void Cadastrar(void) { FILE *fp; fp = fopen("Alunos.dat", "a+b"); char confirma; while (1) { clrscr(); printf("Informe o nome do aluno, (FIM) para encerrar:\n"); fflush(stdin); // limpa o buffer do teclado gets(varRgAluno.nome); if (strcmp(varRgAluno.nome, "FIM") == 0) break; printf("Informe a nota do 1o. Bimestre: "); scanf("%f", &varRgAluno.nota1); printf("Informe a nota do 2o. Bimestre: "); scanf("%f", &varRgAluno.nota2); do { printf("\nConfirma os dados (s/n): "); confirma = toupper(getche()); } while ((confirma != 'S') && (confirma != 'N')); if (confirma == 'S') { varRgAluno.sit = 'X'; // indica que a posição foi ocupada por um registro fwrite(&varRgAluno, sizeof(varRgAluno), 1, fp); } } fclose(fp);}

Grava o bloco de sizeof(varRgFunc) bytes armazenados na variável varRgFunc no arquivo “Alunos.dat”. Obs. Concluído o processo de gravação eof é atingido.

fseek()Operações de leitura (fread()) e escrita (fwrite()) aleatórias podem serexecutadas utilizando a ajuda da função fseek(), que modifica o indicador de posição de arquivo. Seu protótipo é mostrado aqui:int fseek(FILE *fp, id *rg, long numBytes, int origem);

Aqui, fp é um ponteiro de arquivo devolvido por uma chamada fopen().numBytes, um inteiro longo, é o número de bytes a partir origem, quese tornará a nova posição corrente, e origem é uma das seguintesmacros: SEEK_SET início do arquivo (primeiro byte)

SEEK_CUR posição atualSEEK_END final do arquivo (último byte)

Portanto, para mover numBytes a partir do íncio do arquivo, origem deve ser SEEK_SET. Para mover da posição atual, deve-se utilizar SEEK_CUR e para mover a partir do final do arquivo, deve-se utilizar SEEK_END. A função fseek() devolve 0 quando bem-sucedida e umvalor diferente de zero se ocorrer um erro.

ftell()A função ftell() devolve o valor atual do indicador de posição de arquivo para a stream especificada. Para arquivos binários, o valor é o número de bytes cujo indicador está a partir do início do arquivo.Seuprotótipo é mostrado aqui:long ftell(FILE *fp);// Este trecho de programa calcula o número do registro// dividindo o valor do indicador de posição pela // quantidade de bytes do registroprintf("Posição Nome do Aluno.........................\n");long pos;// lê o primeiro registrofread(&varRgAluno, sizeof(varRgAluno), 1, fp);while (!feof(fp)) {// não exibe os registro apagados if (varRgAluno.sit == 'X') { pos = ftell(fp) / sizeof(varRgAluno); printf("%4ld %s", pos, varRgAluno.nome); }// lê o próximo registro fread(&varRgAluno, sizeof(varRgAluno), 1, fp);}

// Esta função lê os registros do arquivo do final para o início.void UltimoAoPrimeiro(void) { FILE *fp; fp = fopen("Alunos.dat", "rb");

printf("Posição Nome do Aluno..........................\n"); printf("===============================================\n");

// posiciona no primeiro byte do último registro fseek(fp, 0L, SEEK_END); long pos = ftell(fp) / sizeof(Aluno); fseek(fp, (pos-1) * sizeof(Aluno), SEEK_SET);// lê o último registro fread(&varRgAluno, sizeof(varRgAluno), 1, fp); while (pos != 0) { // não exibe os registro apagados if (varRgAluno.sit == 'X') { printf("%4ld %s", pos, varRgAluno.nome); }// posiciona no registro anterior pos = pos - 1; fseek(fp, (pos-1) * sizeof(varRgAluno), SEEK_SET);// lê o registro anterior fread(&varRgAluno, sizeof(varRgAluno), 1, fp); } fclose(fp);}

fgetpos()int fgetpos(FILE *fp, const fpos_t *posição);A função fgetpos() armazena o valor atual do indicador de posição dearquivo no objeto posição.

fsetpos()int fsetpos(FILE *fp, const fpos_t *posição);A função fsetpos() move o indicador de posição de arquivo para o ponto espeficado pelo objeto apontado por posição. Esse valor deve ser previamente obtido por meio de uma chamada a função fgetpos().

por exemplo:

FILE *fpfpos_t posicaoSalva;fgetpos(fp, &posicaoSalva); // posição original// operações que deslocam o indicador de posição// ...fsetpos(fp, &posicaoSalva); // retorna a posição original

rewind()A função rewind() reposiciona o ponteiro de registro, ou indicador deposição de arquivo no início do arquivo especificado como seu argumento. Isto é, ela “rebobina” o arquivo.

A função rewind() tem o seguinte protótipo:void rewind(FILE *fp);

Onde fp é o ponteiro de arquivo devolvido pela chamada a fopen().

Nota:1) o início de uma “stream de texto” é o primeiro caractere do arquivo texto

2) o início de uma “stream binário” é o primeiro byte do arquivo

Apagando ArquivosA função remove() apaga do diretório do disco (meio externo) o arquivo especificado como seu argumento. Seu protótipo é:int remove(const char *nomeArq);

Onde nomeArq representa o nome do arquivo que deverá serapagado. A função remove() retorna “zero”, para indicar que a operação foi bem-sucedida, e um valor diferente de zero, caso contrário.

por exemplo, para apagar o arquivo “saida.txt”:

if (remove("saida.txt") != 0) printf("O arquivo não pode ser apagado.");

Esvaziando uma StreamPara esvaziar o conteúdo de uma stream de saída, deve-se utilizar afunção fflush().

A função fflush() tem o seguinte protótipo:int fflush(FILE *fp);

Essa função escreve o conteúdo de qualquer dado existente no bufferpara o arquivo associado a fp.

A função fflush() retorna “zero” para indicar sucesso; caso contrário,devolve EOF.

Nota:Esta função é muito útil em um processo de atualização quando se fazleituras e gravações alternadamente.

Operações sobre Tabelas e/ou Arquivos (1/6)

PesquisaEsta é talvez a operação mais comum que se realiza sobre tabelas e consiste basicamente em determinar em que posiçãoda tabela se encontra um determinado valor.

Há três formas básicas para localização de registros: (1) pesquisa seqüencial (um registro após o outro),

(2) pesquisa binária (com o conjunto ordenado, divide-se oconjunto em duas partes)

(3) pesquisa indexada ou direta (posiciona diretamente noregistro correspondente ao índice- usando o método SEEK).


Inclusão (ou Inserção)Inserir um novo elemento (registro) ao conjunto.

Alteração (ou Modificação)Operação que corresponde a necessidade de alterar umainformação presente em uma tabela, seja por atualização deinformação (mudança de endereço, aumento de salário), sejapor correção de uma informação errada.


Exclusão (ou Remoção)A remoção de um elemento de uma tabela quase sempreimplica refazer toda a tabela- deslocando os registrossubseqüentes para ocuparem a posição liberada pelo registroexcluído. Essa operação denomina-se REMOÇÃO FÍSICA.

Outra maneira de se remover registros da tabela é definir umcritério que os elimine. Uma forma é "marcar" o elemento aser removido, realizando uma operação denominadaREMOÇÃO LÓGICA. A marca pode ser feita, por exemplo,alterando o conteúdo de um campo extra no registro com ocaracter "*".


Seleção (ou Separação)Pode ocorrer a necessidade de se montar uma tabela comapenas alguns elementos de uma outra tabela. Esta separaçãopode objetivar um conjunto menor de informações relevantesem uma determinada situação.

Por exemplo, montar uma tabela com os funcionários querecebem salários acima de R$ 5.000,00.

Esta operação é também conhecida como filtro.


Junção (ou Justaposição)Ocorre quando deseja-se inserir os registros de uma tabela aofinal de outra tabela, criando então uma terceira tabela.

Isto pode ocorrer, por exemplo, pela fusão de dois ou maisdepartamentos em um único, sendo necessário unificar astabelas de funcionários de cada departamento em uma únicatabela.


IntercalaçãoQuando ocorre a junção de duas ou mais tabelas ordenadassegundo o mesmo campo, é desejável que a nova tabelaresultante também esteja ordenada.

Para isto, nem sempre podemos simplesmente justapor astabelas, sendo necessário intercalar os registros das tabelassegundo os valores presentes no campo pelo qual as tabelasestão ordenadas.

Formas de Acesso em um Arquivo (1/3)Os arquivos criados em meio magnético poderão ser acessados para leitura e/ou escrita na forma seqüencial, diretaou indexada.

Arquivo de Acesso Seqüencial

O acesso seqüencial ocorre quando o processo de gravação eleitura é feito de forma contínua, um após o outro. Destaforma, para se gravar um novo registro é necessário percorrertodo o arquivo a partir do primeiro registro, registro a registro,até localizar a primeira posição vazia após o último registro.O processo de leitura também ocorre de forma seqüencial. Se o registro a ser lido é o último, primeiro será necessárioler todos os registros que o antecedem.

Formas de Acesso em um Arquivo (2/3)

Arquivo de Acesso DiretoO acesso direto (conhecido também por acesso randômico) ocorreatravés de um campo chave previamente definido. Desta forma, passa-se a possuir um vínculo existente entre um dos campos do registro e sua posição de armazenamento, através da chave. Assim sendo, o acesso a um registro tanto para leitura como para escrita poderá ser feitode forma instantânea, utilizando a instrução FSEEK. Isto implica no fato de que os registros de um arquivo direto possuem um lugar (chave) previamente "reservado" para serem armazenados.

O termo chave é utilizado para estabelecer o campo de um registro queserá utilizado no processo de localização do registro no arquivo.

No acesso direto, será possível acessar um determinado registrodiretamente, sem se preocupar com os registros que o antecedem.

Formas de Acesso em um Arquivo (3/3)

Arquivo de Acesso IndexadoO acesso indexado ocorre quando se acessa de forma direta um arquivoseqüencial. Na sua maioria, todo arquivo criado armazena os registros deforma seqüencial. A forma seqüencial de acesso torna-se inconveniente,pois à medida que o arquivo aumenta de tamanho, aumenta também otempo de acesso ao mesmo.

Para se trabalhar com esta técnica, basta criar um arquivo direto que seráo índice de consulta do arquivo seqüencial, passando este a ser o arquivoindexado. Assim sendo, existirão dois arquivos: o arquivo índice (arquivo direto) e o arquivo indexado (arquivo seqüencial). Os acessosserão feitos como em um livro, primeiro se consulta o arquivo índice, oqual possui a chave de pesquisa, no caso seria o número da página, depois basta se posicionar de forma direta na página identificada noíndice, ou seja, no registro do arquivo indexado.

Glossário - Parte II

• Chave: campo ou combinação de campos utilizados para alguma operação de pesquisa.

• Chave Primária: campo que apresenta um valor diferente para cada registro da tabela (código)

• Chave Secundária: chave auxiliar de pesquisa devido a probabilidade de repetição de valores (nome)

• Pesquisa: localizar um determinado registro utilizando como argumento de pesquisa o campo chave.

Operações sobre Arquivos Texto (1/2)

fgets(), lendo “uma string de caracteres” de um arquivo aberto no modo leitura.

char *fgets(char *str, int length, FILE *fp);

a função fgets() retorna EOF quando o final do arquivo for alcançado.

fputs(), escrevendo “uma string de caracteres” em um arquivo aberto no modo escrita.

int fputs(const char *str, FILE *fp);

onde:fp é um ponteiro de arquivo do tipo FILE devolvido por fopen();str é uma variável do tipo cadeia de caracteres (char *str) length quantidade de caracteres que serão lidos

Usando fopen(), fputs() e fclose():Esta função cria um arquivo texto denominado “saida.txt” gravandoas cadeias de caracteres digitadas pelo usuário final.

void GravarTxt(void) { FILE *fp; fp = fopen("saida.txt", "w"); // cria o arquivo “saida.txt”

char str[80];

clrscr(); printf("Digite um texto mensagem, (FIM) para encerrar:\n"); fflush(stdin); // limpa o buffer do teclado while (1) { gets(str); if (strcmp(str, "FIM") == 0) break; strcat(str, "\n"); // acrescenta o fim de linha fputs(str, fp); // grava uma linha no arquivo texto }

fclose(fp);}

Usando fopen(), fgets(), feof() e fclose():Esta função lê um arquivo texto denominado “saida.txt” exibindo na tela as cadeias com no máximo 80 caracteres lidas.

void LerTxt(void) { FILE *fp; fp = fopen("saida.txt", "r");

char str[80]; clrscr(); printf("Texto lido......\n");

// lê uma linha de 80 caracteres do arquivo texto fgets(str, 80, fp); while (!feof(fp)) { printf("%s", str); fgets(str, 80, fp); }

fclose(fp); gotoxy(01, 24); printf("Pressione [algo] para prosseguir."); getch();}

Operações sobre Arquivos Texto (2/2)

fgetc() ou getc(), lendo “um” caractere de um arquivo aberto no modo leitura.

int fgetc(FILE *fp);

a função fgetc() retorna EOF quando o final do arquivo for alcançado.

fputc() ou putc(), escrevendo “um” caractere em um arquivo aberto no modo escrita.

int fputc(int ch, FILE *fp);

onde:fp é um ponteiro de arquivo do tipo FILE devolvido por fopen().

Por razões históricas estas funções retornam um inteiro (queautomaticamente é convertido para sua representação em caractere).

Usando fopen(), fgetc(), feof() e fclose():Esta função lê os caracteres do arquivo indicado pela variável “nomeArq” enquanto o final de arquivo não for atingido.

void LerTxt(char nomeArq[80]) { clrscr(); FILE *fp; fp = fopen(nomeArq, "r"); if (fp == NULL) printf("O arquivo \"%s\" não pode ser aberto.", nomeArq); else { char ch; clrscr(); ch = fgetc(fp); // lê um caractere do arquivo texto while (!feof(fp)) { putchar(ch); ch = fgetc(fp); // lê um caractere do arquivo texto } fclose(fp); } gotoxy(01, 24); printf("Pressione [algo] para prosseguir."); getch();}

Finalidade dos Sistemas de Gerenciamento BD (1/5)

Eliminar / minimizar problemas de um sistema de processamento de arquivos, por exemplo, arquivos criados por aplicações desenvolvidas em Linguagem C: FILE *fp;

Sistemas de processamento de arquivos = registros permanentes são armazenados em vários arquivos e diversos programas de aplicação são escritos para extrair e gravar registros nos arquivos apropriados.

a) Redundância: vários arquivos com as mesmas informações.

b) Inconsistência: dados que são alterados em um arquivo e não o são em outros.


c) Dificuldades de Acesso: são necessários programas específicos para recuperar informações (é necessário conhecer a estrutura, ou a relação de campos, do registro).

d) Isolamento dos Dados: os dados estão dispersos em vários arquivos, e estes arquivos podem apresentar diferentes formatos (dificuldade em desenvolver novas aplicações).

e) Problemas de Integridade: programas devem garantir a manutenção de restrições de integridade (consistência).

Restrições de Integridade = regras que estabelecem quando uma base de dados está correta.


f) Problemas de atomicidade: um sistema de processamento esta sujeito a falhas. Mecanismos simples como cópias não são suficientes. Após falhas o banco de dados deve ser recuperado rapidamente, em seu último estado consistente.

Por exemplo, um programa deve transferir R$ 50,00 daconta A para uma conta B. Se ocorrer falha no sistemadurante a execução, é possível que os R$ 50,00 sejamdebitados da conta A sem serem creditados na conta B,criando um estado inconsistente no banco de dados.

Operação Atômica: deve ocorrer por completo ou não deve ocorrer.


g) Problemas de Concorrência: acesso por múltiplos usuários.Os programas devem implementar controle de acesso concorrente (programação complexa).

Dois clientes retiramfundos da conta A“simultaneamente”

Saldo Inicial = R$ 500,00conta A

saque de R$ 100,00

saque de R$ 50,00

Qual será o Saldo Final ?R$ 400,00 - R$ 450,00 - R$ 350,00


h) Problemas de Segurança: nem todos os usuários de banco de dados estão autorizados ao acesso a todos os dados.

i) Outros: integridade de armazenamento no caso de quedas do sistema.

O principal objetivo de um “Sistema de Gerenciamentode Banco de Dados” é proporcionar um ambiente, conveniente e eficiente, para a recuperação e armazenamento das informações do banco de dados.

E/S – Exemplos (01) /* Cada caracter digitado ser gravado no arquivo */ c = getchar(); while (!feof(stdin)) { // Quando digitado CTRL+Z

fputc(c, pa); c = getchar(); } rewind(pa); /* volta ao inicio do arquivo */ printf("\nTerminei de escrever, agora vou ler.\n"); c = fgetc(pa); while (!feof(pa)) {

putchar(c); c = fgetc(pa); } fclose(pa); getchar(); /* Espera o usuario digitar alguma coisa */ }

E/S – Exemplos (02)/*Programa descrição: Escreve e em seguida lê cadeias de um

arquivo. */ #include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#define MAX 80int main (void ) {

char linha[MAX]; FILE *pa; char *nome = "texto.txt"; /* Abre o arquivo para leitura e escrita */ if (( pa = fopen(nome, "w+")) == NULL) { printf("\n\nNao foi possivel abrir o arquivo.\n"); exit(1); }

E/S – Exemplos (02) /* Cada linha digitada sera gravada no arquivo */

gets(linha); while (!feof(stdin)) {

strcat(linha, "\n"); fputs(linha, pa);gets(linha);

}rewind(pa); /* volta ao inicio do arquivo */ printf("\nTerminei de escrever, agora vou ler.\n"); fgets(linha, MAX, pa); while (!feof(pa)) {

printf("%s",linha); fgets(linha, MAX, pa);}fclose(pa); getchar(); }

E/S – Exemplos (03)//O programa abaixo ilustra como podemos escrever e ler estruturas.#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define MAX 4int main () {

FILE *pa; char nome[40]; struct pessoa {

char nome[40];int ano;

} turma [MAX], back[MAX]; int i; for (i=0; i<MAX; i++) {

puts("Nome ? "); gets(turma[i].nome); fflush (stdin);puts("Ano ? "); scanf("%d", &turma[i].ano); fflush (stdin);

}

E/S – Exemplos (03) puts ("\nImprimindo\n"); for (i=0; i<MAX; i++) {

printf("Nome = %s\n", turma[i].nome);printf("Ano = %d\n\n", turma[i].ano);

} puts("\nGravando\n"); puts("Qual o nome do arquivo?"); gets(nome); if (( pa = fopen(nome, "w+b")) == NULL ) {

puts("Arquivo nao pode ser aberto"); exit(1);

} for (i=0; i<MAX; i++) { if (fwrite( &turma[i], sizeof (struct pessoa), 1, pa) != 1)

puts("Erro na escrita."); }

E/S – Exemplos (03) rewind(pa); for (i=0; i<MAX; i++) { if (fread( &back[i], sizeof (struct pessoa), 1, pa) != 1) {

puts("Erro na escrita.");if (feof(pa)) break;puts("Erro na leitura.");

} } puts("Imprimindo o vetor lido."); for (i=0; i<MAX; i++) {

printf("Nome = %s\n", back[i].nome);printf("Ano = %d\n\n", back[i].ano);

} exit(0);

}

Referência

• C, Completo e Total– Herbert Schildt– E/S com Arquivo, páginas 219..252.

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