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Ordenamiento Interno y Búsqueda Binaria

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Ordenamiento Interno y Búsqueda Binaria. Almacenamiento y Recuperación de Información. Cuál es el costo de accesar memoria secundaria, ya sabemos que es alto . Ahora vamos a enfocarnos en la solución a cómo buscar en un archivo una pieza de información .

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ordenamiento interno y b squeda binaria

Ordenamiento Interno y Búsqueda Binaria

Almacenamiento y Recuperación de Información

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Cuál es el costo de accesar memoria secundaria, ya sabemos que es alto.
  • Ahora vamos a enfocarnos en la solución a cómo buscar en un archivo una pieza de información.
  • Debemos hacer hincapié en que aún un buen algoritmo de búsqueda implica muchas comparaciones, si además tenemos que hacer accesos (memoria secundaria) esto se convierte en una agonía.
  • Se trata de minimizar accesos a disco y consecuentemente el tiempo utilizado.
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Este concepto se centra en las formas de ordenar y encontrar información de forma rápida.
  • Si contamos con records de longitud fija podemos utilizar el NRR (número relativo de record).
  • Pero que pasa cuando la longitud no es fija, entonces la pregunta se traduce en: cuál es el record de Juanita López.
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Podemos accesar por llaves, sin embargo esto implica un acceso secuencial.
  • ¿Y si el record no se encuentra en el archivo?
  • supongamos que los registros están ordenados; en una búsqueda binaria comenzamos comparando a López Juanita con el registro de la mitad del archivo,
    • ¿Que tal que el archivo tiene 500 registros?
diferentes tipos de b squedas
Diferentes tipos de búsquedas
  • Búsqueda secuencial: O(n)
  • Ordenamiento secuencial: O (n2)
  • Ordenamiento más eficiente: O (n logn)
  • Búsqueda binaria: O (logn)
  • Todas son muy LENTAS al trabajar con archivos en disco.
  • Cuando sea posible estas operaciones deben desarrollarse en memoria principal.
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En cualquier caso deben considerarse las limitaciones de los métodos más eficientes:
    • La búsqueda binaria requiere más de dos accesos a disco duro.
    • Mantener un archivo ordenado es muy caro.
    • El ordenamiento en memoria principal, sólo sirve para archivos pequeños.
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Cualquier método que mejore lo anterior debe al menos cumplir una de las siguientes condiciones:
    • No debe ser necesario reorganizar los registros en un archivo, cada vez que se agregue un nuevo registro. (índices y dispersión)
    • Debe estar asociado con una estructura que nos permita una mejora substancial en la velocidad de reorganización de un archivo. (árboles B y B+)
ordenamiento por claves
Ordenamiento por Claves
  • En este método, no hace falta contar con todo el registro para ordenarlo, sólo sus claves o llaves, junto con los NRR de cada registro.
  • Ordenarlas en memoria y luego re-escribir los registros en el nuevo orden.
  • Al principio parece que este método funciona. Podemos ordenar archivos muchos más grandes y en el mismo espacio de memoria.
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Las desventajas que notamos son:
    • El archivo lo tenemos que leer dos veces.
    • La segunda lectura no es secuencial, sino en un orden arbitrario.
  • Lo anterior señala que el método no funciona como esperábamos.
  • La solución es fácil
    • No re-escribimos el archivo
    • Generamos un segundo archivo (índice)
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Este segundo archivo:
    • Contiene la estructura generada en memoria, es decir cada registro del archivo índice contiene dos campos:
      • La clave
      • El RNN del registro original
    • Lo anterior se logra con:
      • Una lectura secuencial del archivo original
      • Una escritura secuencial del archivo índice
    • Esto si que es más rápido que la solución original
vista conceptual del arreglo de nodos llave despu s de ordenar las llaves en memoria
Vista Conceptual del arreglo de nodos-llave; después de ordenar las llaves en memoria

Registros

Arreglo de las llaves

Catalina Márquez | Calle 10

Martha Mora | Av. 20

Juanita López | Bulevard

Aeropuerto

Roberto Beulo | zona rosa

Roberto Beulo k

Juanita López 3

Catalina Márquez 1

..

..

..

Martha Mora 2

Almacenamiento

secundario

En RAM

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Un efecto secundario de este método es que los registros no se mueven de su lugar.
  • Imagine lo que sucedería si en alguna parte de nuestro registro hubiera un indicador NRR de otro registro.
  • Al mover los registros esta información se volvería completamente inútil
  • Cuando un archivo contiene este tipo de referencias se dice que están fijos (pinned) y si esta referencia deja de tener sentido, se dice que esta volando (dangling poniter)
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