DOSYA ORGANİZASYONU. Çarpışma çözümleme yöntemleri ÖZLEM AYDIN TRAKYA ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Transkript

1 DOSYA ORGANİZASYONU ÖZLEM AYDIN TRAKYA ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Çarpışma çözümleme yöntemleri

2 Sunum planı Bağlantıları kullanarak çarpışmaların çözümlenmesi. Coalesced Hashing (Birleştirilmiş Hashing) LISCH LICH EISCH Bağlantıları kullanmadan çarpışmaların çözümlenmesi Progressive Overflow (Adım adım ilerleyen taşma) Linear Quatient (Doğrusal Bölüm) Brent s Metodu Binary Trees (İkili ağaçlar)

3 Bağlantıları kullanarak çarpışmaların çözümlenmesi Çarpışmaya neden olan kayıtlar için bir bağlantı (link) alanı oluşturulur. Kayıtların bağlantı bilgisini tutmak için bu bağlantı alanı kullanılır. Aynı adresi gösteren eş kayıtlar bu bağlantı ile bir zincir (chain) oluşturur. Birleştirilmiş hashing denilen bu yöntemin çeşitli varyasyonları vardır. Bu varyasyonların aralarındaki fark tabloda boş yer arama algoritmalarıdır.

4 LISCH (Late Insertion Standard Coalesced Hashing) Kayıt ekleme algoritması 1. Home adresi veya olası adresi elde etmek üzere eklenecek kaydın anahtar değerine hash fonksiyonunu uygula. 2. Eğer home adres boş ise, kaydı bu adrese ekle ve bağlantı alanına ^ işaretini koy. değilse çift kayıt var mı? yoksa 3. Probe zincirindeki kayıtları kontrol et ve kaydı zincirin sonuna yerleştir. Bağlantı alanına ^ koy. a. Tabloda en alttaki boş yeri bul. Yoksa tablo dolu mesajı ver. b. Tabloda boş yere kaydı ekle ve zincirin sonundaki kaydın bağlantı alanını kur.

5 LICH (Late Insertion Coalesced Hashing) EISCH (Early Insertion Standard Coalesced Hashing) LICH: Burada hash tablosu iki kısma ayrılmıştır: Birincil alan (Primary area) ve Taşma alanı (Overflow ares). Çarpışma olduğu zaman boş yer arama taşma alanının en büyük adresinden geriye doğru yapılır. EISCH: Taşma sahası yoktur. Kayıt ekleme oluşan bir zincirin ilk kayıdından hemen sonra ekleme yapılır.

6 çözümlenmesi Progressive Overflow Kullanımı en basit olan yöntemlerden biridir. Eğer eklenecek olan kaydın home adresi doluysa, sonraki adresin boş olup olmadığına bakılır. Boş ise kayıt buraya eklenir, değil ise boş yer bulana kadar aynı işleme devam edilir. Bulunan ilk yere kayıt eklenir. Hash tablosu dairesel bir bütün gibi düşünülür. Bu yöntemin en büyük dezavantajı ortalama probe sayısının yüksek olmasıdır. Bu yöntemin pratik olmadığını gösterir.

7 çözümlenmesi Progressive Overflow Bucket kullanımı: Bir kayıt alanına birden çok kaydın yazılması bucket (page, block) olarak adlandırılır. Bucket kullanımı ile aynı adres bölgesine yazılmak istenen kayıtlar hem çarpışmayacak, hem de bu kayıtlara erişim hızında artış olacaktır. Bir bucket içerisinde depolabilen kayıt sayısına bloklama faktörü denir.

8 çözümlenmesi Linear Quotient Bu yöntem Progressive Overflow algoritmasına oldukça benzemektedir. Aralarındaki tek fark, kayıt eklemede bir artım yerine değişken artım kullanılmasıdır. Çarpışma durumunda eklenecek olan kaydın kaç sıra sonra yerleştireceğimizi bulan ikinci bir hash fonksiyonu kullanılır. İki farklı hash fonksiyonu kullanıldığından Double Hashing algoritmalarındandır.

9 çözümlenmesi Linear Quotient Kayıt ekleme algoritması: 1. Depolanacak kaydın home adresini elde edebilmek için kaydın anahtar değerine hash fonksiyonu uygula. 2. Eğer home adres boş ise kayıdı bu adrese ekle. Değilse; a.tablo boyutu tarafından bölünen anahtarın bölümünden elde dilen bölüme göre artışa karar ver. Eğer sonuç=0 ise artış 1 e eşitle. 1. Eğer bu adres boş ise kayıt ekle ve çık. 2. Eğer çift kayıt durumu varsa çift kayıt mesajı ver. 3. Adres boş değilse gerekli artışı sağla ve boş yer aramaya devam et.

10 çözümlenmesi Brent s Metodu Şimdiye kadar gördüğümüz bütün çarpışma yöntemleri statik bir özellik taşır; yani kayıtlar ilk nereye depolandılarsa orada kalırlar. Brent s yönteminde ise başlangıçta bir adrese yerleştirilen anahtarlar daha sonra yer değiştirebilmektedir.

11 çözümlenmesi Brent s Metodu Bu yöntemde iki ayrı zincir tutulmaktadır: Primary probe zinciri: Kayıdın aranması ve yerleştirilmesi için gereken sıra tutulur.,secondary probe zinciri: Kayıdın yer değiştirmesi için gerekli sıra tutulur. i indisi: primary zincir üzerindeki probe sayısını ifade eder. j indisi: secondary probe zinciri üzerindeki taşınacak kaydın ek probe sayısını ifade eder.

12 çözümlenmesi Brent s Metodu Kayıt ekleme algoritması: 1. Eklenecek kaydın anahtarına hash fonksiyonunu uygula. 2. Home adres boş ise kaydı buraya ekle. Değilse; A. Kaydı depolayacak sonraki adresi hesapla. s <- 2 değerini ata. B. Bu adres de doluysa, 1. Bu adresin home adres olup olmadığına bak. Eğer home adres ise tablo dolu mesajı ver. 2. bu adresteki kayıt depolanacak kayıt ile aynıysa çift kayıt mesajı ver. 3. depolanacak kayıt için sonraki adresi hesapla. s <- s + 1 (önce ilk eklenecek kaydı taşımaya çalış) C. i <- 1, j <- 1 değerlerini ata.

13 çözümlenmesi Brent s Metodu Kayıt ekleme algoritması: D. (i+j) < s iken, 1. Primary probe zincirindeki i. yere depolanan kaydın secondary probe zincirine taşınıp taşınmayacağına karar ver. 2. Taşınması gerekiyorsa, a. Taşı ve onun primary probe zincirindeki sonraki kaydın yerine ekle. Başarılı bir ekleme yapılmıştır. b. i ve/veya j değerini eğer (i+j) ler eşit ise i yi minimum al. E. Eğer (i+j)>s ise primary probe zinciri üzerindeki s yerindeki kaydı ekle ve işlemi sonlandır.

14 çözümlenmesi Binary Trees (İkili ağaçlar) İkili ağaçlar yönteminde, Brent s yönteminde olduğu gibi başlangıçta home adresine yerleştirilen kayıtlar çarpışma çözümleme sırasında yer değiştirebilmektedir. Brent s yönteminden daha az sayıda probe ile istenilen kayda erişilir. Çarpışma olduğunda kayıtların ne zaman taşınması gerektiği veya nereye taşınacağı ikili ağaç algoritması kullanılarak belirlenir. Bir kayıt için 2 farklı işlem yapılabilir: 1) Continue işlemi: Primary probe zincirinde bir sonraki adrese gidilir. 2) Move işlemi: Primary probe zincirindeki kayıt, secondary probe zincirinde bir sonraki adrese taşınır.

15 çözümlenmesi Binary Trees (İkili ağaçlar) Her node için iki seçim vardır: 1. Sola dallanma continue, 2. Sağa dallanma ise move işleminde kullanılır. Continue Move İkili ağaç derinlik öncelikli (breadth first) yaklaşımla, yukarıdan aşağıya (top-down) ve soldan sağa (left to right) olmak üzere aşağıdaki şekilde oluşturulur

16 çözümlenmesi Binary Trees (İkili ağaçlar) Kayıt ekleme algoritması: 1. Eklenecek olan kaydın anahtarına hash fonksiyonu uygulanır. 2. Home adres boş ise kayıt buraya eklenir, boş değilse; A. Boş bir alan ya da tablo dolu mesajı ile karşılaşıncaya kadar aşağıdaki işlemler yapılır. 1. Soldan sağa doğru genişleyen bir kontrol yapısına sahip ikili ağaç oluşturulur. Gidilecek adres aşağıdakiler birbirine eklenerek bulunur. i. Depolanan kaydın anahtarı ile ilgili akış. ii. Eklenerek elde edilen bir node un adresi (geçerli adres) 2. Her bir seviyedeki sol node içindeki çift kayıtları kontrol et, varsa çift kayıt mesajı ver.

17 çözümlenmesi Binary Trees (İkili ağaçlar) Kayıt ekleme algoritması: B. Tablo dolu ise tablo dolu mesajı ver. C. Eğer boş bir node bulunduysa; bu boş node dan hangi kayıt olduğuna karar veren, yani node a doğru geri dönen bir yol oluşmalıdır. Her doğru bir bağlantı yeniden doğru bir yerleştirme gerektirecektir. Önce geçerli node işaretçisi ikili ağaçdaki en son node a eşitlenir ve boş yer işaretçisi son node ile ilgili tablo adresine yerleştirilir. D. Geçerli işaretçi, ikili ağacın kök node una eşit olana kadar geçerli node ailesinden geçerli node a yazılır. 1. Doğru bir dallanmada bu yerde depolanan parent node daki kaydı boş yer işaretçisi ile gösterilen yere taşınır ve parent node u geçerli node yapılır. E. Kök durumunda gelen kayıt boş yere eklenir.

18 çözümlenmesi Binary Trees (İkili ağaçlar) Bu yöntemde elde edilen ikili ağaç yapıları, kaydın nereye depolanacağına ve nerenin kayıt depolamak için kullanılmayacağına karar vermek için bir kontrol mekanizması olarak kullanılır. Herhangi bir kayıt ekleme işlemi sırasında çarpışma gerçekleşirse o kaydın nerede depolanacağına karar vermek için bir ikili ağaç yapısı ilgili kayıt için oluşturulur. Ağaç üzerinde boş bir yaprak bulunduğunda veya tablo dolu olduğu bir durumla karşılaşıldığında algoritma sonlandırılır. Brent s metoduna göre kayıt eklemesinde daha fazla ön işlem gerekir. Bu yöntemde kayıt ekleme için İkili Ağaçlar kullanılırken kayıt erişimi için Linear Quetient yöntemi kullanır.