大型主机操作系统6.ppt

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1、第五章 VSAM数据集,内容提要,VSAM数据集优点VSAM数据集类型VSAM数据集结构VSAM数据集的操作方式编目的概念和结构IDCAMS,VSAM概述,VSAM-Virtual Storage Access Method，它是一种访问方法，用来组织数据记录并且利用编目实现数据集的维护。访问方法相当于接口的角色，是操作系统和应用程序之间的桥梁，主要的目的是提高数据存取的效率。,传统访问方法,QSAMQueued Sequential Access MethodBSAMBasic Sequential Access MethodISAMIndexed Sequential Access Met

2、hodBDAMBasic Direct Access MethodBPAMBasic Partitioned Access MethodPDS-EPartitioned Data Set ExtendedOAMObject Access Method,VSAM访问方法,VSAM访问方法是第一个针对虚拟存取环境设计的访问方法，和以上那些传统访问方法相比较，VSAM和操作系统的兼容性更好，并且具有高效率、多功能和安全性等特点。VSAM能顺序或直接存取磁盘中固定和变动长度的记录，其读取记录的过程如下：（1）VSAM负责解释应用程序的逻辑请求并且决定需要使用的设备；（2）VSAM负责向操作系统申请输入

3、和输出的操作；（3）操作系统执行实际的物理输入和输出操作；（4）VSAM将数据返回给应用程序处理。,VSAM的特点,VSAM存取方法有更高的存取效率,更好的数据安全性和完整性，而且容易使用与管理，其特点如下：（1）适用于不同类型的作业方式，包括批处理作业和在线作业；（2）高效的存取效率，VSAM存取记录时输入输出的单位是一个Control Interval(简称CI)，而且加上Buffer Space的应用，数据集的存取效率较高；（3）使用简单，VSAM提供了一套很容易使用的命令，帮助用户建立和维护数据集；（4）集中管理，VSAM通过编目机制实现集中管理。,VSAM术语,控制段CI控制区CA相

4、对字节位置RBASpanned RecordCluster访问控制块访问方法服务集成编目访问方法服务,控制段CI,Control Interval（简称CI）是VSAM数据集（除了Liner Data Set数据集以外）输入输出的单位。结构如下图所示：,控制区CA,Control Area（简称CA)是由好几个连续的CI所组成。在同一个VSAM数据集里每一CA均拥有相同数目的CI，CA的大小也可以在定义VSAM数据集时指定。CA的大小最小为一个磁道，最大为一个柱面。VSAM数据集创建时所需要的磁盘空间大小是以CA的大小为单位进行分配的。,相对字节位置RBA,相对字节位置（简称RBA）是指VSA

5、M数据集中记录的相对位置，从数据集的起始位置开始计算，VSAM将数据看成连续的字节流，RBA使得记录的地址可以实现设备无关性。第一条记录的RBA为零，第二条记录的RBA为第一条记录的长度，也就是10，第三条记录的RBA为第一条记录的长度加上第二条记录的长度，也就是20；其余以此类推。同理每一CI的RBA计算方法与CI中记录的RBA计算方式相同。由RBA的定义可知RBA与CI在内存中的实际位置无关，它只是前面各CI之长度和。,Spanned Record,如果记录长度超过一个CI大小的称为Spanned Record。Spanned Record的最大长度是一个CA的长度减去VSAM的控制信息的

6、长度，而且只适用于KSDS和ESDS。,数据集CLUSTER,在z/OS系统中，Cluster是一个逻辑概念，是指一个逻辑数据集，由若干个物理数据集组成。只有考虑VSAM数据集的物理部分的时候，Cluster和Data Set之间才存在区别。特别是KSDS Cluster，KSDS cluster包含两个物理数据集，一个数据集中是实际的数据记录，一个数据集是索引部分。而其它的VSAM数据集，包括ESDS，RRDS和LDS数据集，cluster名称和Data Set名称则是指向相同的数据集，每个cluster只包含一个物理数据集，即数据部分。,CLUSTER,访问控制块,访问控制块（简称ACB）

7、是应用程序定义VSAM数据集和指定如何处理的控制块。ACB的作用主要是使用符号名称定义数据集，指定应用程序如何处理数据集和其它的一些选项。ACB的作用和数据控制块Data Control Block（简称DCB）是一样的，但是DCB的处理对象是非VSAM数据集（比如顺序数据集）。,访问方法服务（Access Method Services）,访问方法服务（简称AMS）是操作系统提供的实用程序，主要用来管理和维护VSAM数据集：（1）定义VSAM数据集（2）为数据集分配磁盘空间（3）将非VSAM数据集转换成VSAM数据集等,集成编目访问方法服务（IntegrateDCatalog Access

8、Method Services）,集成编目访问方法服务（简称IDCAMS）是VSAM AMS实用程序的名称，IDCAMS为程序开发人员和系统程序员提供了方便的使用方法，它的主要功能包括：（1）定义VSAM数据集（2）加载数据集（3）拷贝和备份数据集（4）打印数据集的内容（5）改变数据集的某些属性（6）显示数据集的属性和统计信息（7）还有删除数据集等,VSAM数据集类型,（1）进入顺序数据集Entry-Sequenced Data Set(ESDS)（2）索引顺序数据集Key-Sequenced Data Set(KSDS)（3）相对记录数据集Relative Record Data Set(R

9、RDS)（4）线性数据集Linear Data Set(LDS),ESDS数据集,ESDS数据集记录的存放顺序是按照记录进入数据集的先后顺序，记录的读取是通过地址访问，每一条记录的存放与记录的内容无关并且字节地址不能改变。ESDS也被称为顺序VSAM数据集，所以ESDS数据集比较适合记录顺序处理的应用程序，在大部分应用程序中，ESDS的处理方式和顺序数据集是相似的,ESDS数据集,ESDS数据集仅由数据部分(Data Component)组成，ESDS数据集中存放的记录可以是定长也可以是变长，但是CI中不能预留Free Space。记录的存放方式按照记录写入的先后顺序排列，所以在本质上ESDS

10、是一个顺序数据集。因为每一条记录的存储位置不能改变，因此增加记录只能加在数据集的最后面，不允许从中间插入；更新记录时，新记录的长度必须与原记录相同。此外对于不需要的记录，只能在逻辑上进行删除，无法从磁盘中真正删除，所以程序开发人员必须在程序中自行判断某条记录是否已被删除。在应用开发中，能够对ESDS的记录进行存取操作的程序设计语言有ASSEMBLER，RPG，PL/I，COBOL和FORTRAN。,ESDS数据集,KSDS数据集,KSDS数据集记录的存放按照记录的索引顺序，索引决定记录的存放顺序。KSDS数据集的记录既支持顺序处理也支持随机处理。有些应用程序要求数据集有索引字段，索引可以是顾客

11、编号，也可以是员工编号，每个索引可以唯一标识一条记录。从概念上讲，KSDS数据集有些类似非VSAM数据集的索引顺序数据集，但是执行效率比索引顺序数据集要高。,KSDS数据集,KSDS数据集由数据部分(Data Component)及索引部分(Index Component)所组成。,KSDS数据集,在KSDS数据集中，每个逻辑记录都有一个索引，记录按照索引的升序排列，索引的长度是相同的，在每一条记录中索引都是相同的数据项。索引值必须是唯一的而且是连续的，KSDS数据集的逻辑记录长度可以是定长的也可以是变长的，KSDS的访问方法有顺序存取，直接存取和定位顺序存取。,KSDS数据集,在建立KSDS

12、数据集时，VSAM根据输入记录的索引，按照升序将记录存放到适当位置，同时产生索引部分。KSDS的数据部分具有如下属性：（1）若干记录组成CI；（2）记录可以为定长也可以是变长；（3）若干CI组成CA；（4）一个CA中的CI可能不是按序排列，但是每个CI中的记录一定是按照索引的顺序排列的。,KSDS数据集,索引记录有两种类型，一种称为Index Set，简称为IS，IS包含较高层的索引信息；另外一种称为Sequence Set，简称为SS，SS包含最低层的索引信息。SS中的每条记录代表数据部分的一个CA，每条SS记录中的入口个数取决于相应CA中CI的个数。每个SS记录中的入口包含一个指向相应CI

13、的指针，这个指针就是相应CI的RBA。,KSDS数据集,KSDS数据集,索引部分由Sequence Set和Index Set组成，其中Sequence Set的大小为一个CI，对应一个数据CA，SS包含指向下一个SS的水平指针和对应的每个CI的最大的索引值以及相应指针。Index Set包含指向低一级索引的的垂直指针和最大的索引值。SS的指针超过一个CI大小时，系统会建立多级的IS，但是在顶层只能有一个IS。,KSDS数据集,在KSDS数据集中以记录索引值直接存取某一条记录的过程是这样的：（1）先查询顶层IS的索引值，决定要找的记录索引是位于下一层的哪一个IS；（2）循序寻找这个IS，以决定

14、要查找的索引在哪一个Sequence Set中；（3）根据SS的记录，对索引所在的CI进行定位；（4）将该CI从DASD读入到存储器，取出所要的记录传送到程序中，完成直接读取记录的操作。,KSDS数据集,顺序存取记录的过程如下：（1）定位到第一个CI；（2）从第一个记录开始，顺序读取每一条记录，直至完成所有的记录读取操作。定位顺序存取的过程如下：（1）首先按照直接存取的方式定位到需要读取的指针；（2）再按照顺序存取方式从指定的记录开始顺序处理，直至完成所有的操作。,KSDS数据集,记录插入时可能发生三种情况：（1）当插入新记录到某个CI时，如果有足够的Free Space，此CI内原有记录的索

15、引值大于新记录的索引值都往后移位置，使新记录能插入其中，这种情况上面已经描述过，2008的记录往后移，新记录2007放在2005和2008之间，同时建立相应的RDF。,KSDS数据集,（2）若插入时CI内没有足够的Free Space，而CA内有空的CI时，VSAM会产生CI Split的操作，另外寻找一个空的CI，将原CI后半部分的记录加上新插入的记录以及它们所对应的RDF全部移到空的CI内，然后，将Index Component里有关的记录加以修改。下面假设我们需要插入的记录为4046，按照索引的顺序，新纪录4046应该插入CI1，插入在4041和4050之间，但是CI1中已经没有Free

16、Space，VSAM将执行CI Split操作，将CI1的后一半记录搬入空闲的CI3中，建立新纪录的RDF，并且修改相应的索引部分的内容。,KSDS数据集,KSDS数据集,KSDS数据集,（3）第三种情况是新记录要插入，CI中没有足够的Freespace，而且CA中也没有空的CI时，VSAM会产生CA Split的操作。在数据集的最后，增加一个CA，把原有CA内半数CI的记录移到新的CA内，再将新记录插入适当的位置，同时修改Index Component内的相应内容假设新记录4074要插入数据集，按照索引的顺序，新记录4074应该插入CI2，但是CI2中已经没有FreeSpace，所以VSAM

17、会寻找空闲的CI，但是整个CA中已经没有空闲的CI，所以VSAM在数据集的后面增加一个新的CA，执行CA Split操作，将CA1的一半记录搬入CA2中，再将新记录插入相应的位置，设置相关的RDF，同时修改索引部分的相关内容。,KSDS数据集,KSDS数据集,KSDS数据集删除记录时VSAM的处理方式如下：（1）将KSDS数据集内存在的记录删除时，系统会将被删除记录之后的记录往前移（2）将删除的记录所占的空间收回成为Free Space,并修改索引部分的相关内容,KSDS数据集,KSDS数据集更新记录时VSAM的处理方式如下，更新记录时VSAM处理的情况分为三种：（1）更新的记录长度不变时VS

18、AM将更新记录取代原有的旧记录；（2）更新后记录长度缩短，VSAM的处理方法与处理记录的删除相同，将多余的空间收回称为Free Space；（3）更新后记录长度加长，VSAM的处理方法与处理记录的插入相同。,KSDS数据集,（1）记录按照记录索引值的升序存储；（2）记录存取方式有顺序存取(Sequential Access)，直接存取(Direct Access)和定位顺序存取（Skip-Sequential Access）；（3）记录格式为变长或者定长；也可以为Spanned Record.；（4）可预留Free Space供插入记录或更新记录时增加原记录长度用；（5）新增加的记录可以在数据

19、集的任何地方插入；（6）允许数据集内原有记录长度的改变，即可以增减或者缩短原有记录的长度；（7）可以真正删除记录并且将记录所占用的位置收回，称为FreeSpace；（8）KSDS数据集可以建立次索引，并且以次索引对记录进行存取；（9）根据以上的特点，可以看出记录的RBA值可以产生改变。,RRDS数据集,在RRDS数据集中，整个存储空间被分成一个个的片（slot），slot可以是等长的也可以是不等长的，每个slot有一个编号，称为相对记录编号（Relative Record Number），简称为RRN。记录存储在与其RRN值相同的slot中，RRDS的RDF用来记录的随机读取是通过RRN来实现

20、的。RDF标识相应的slot是否空闲或者被占用。RRDS有些类似于表格形式的文件。,RRDS数据集,RRDS数据集也仅由Data Component组成：,RRDS数据集中每一条记录均被存放在与其RRN值相同的Slot里，所以记录编号和相对记录编号是一致的。新记录加入RRDS数据集时，只能存放在空的Slot上，更新记录时不可改变原有记录的长度，记录一旦被删除后，VSAM会将它所占用的Slot清空，同时将对应的RDF标志设置为空，方便以后使用。,RRDS数据集,（1）记录按相对记录编号RRN存放；（2）记录存取方式有顺序存取，直接存取和定位顺序存取；（3）记录长度必须是定长；（4）RRDS数据集

21、不能预留FreeSpace；（5）新增的记录只能在空的Slot上插入；（6）记录可以更新，但是不能改变原记录的长度；（7）记录可以删除，并将记录所占用的Slot置空；（8）RRDS数据集不能建立次索引；（9）记录的RRN不能改变。,VRRDS数据集,VRRDS数据集和RRDS数据集是非常类似的，但是和RRDS不同的是VRRDS数据集记录的长度是变长的。每一条记录都有一个唯一的相对记录编号，并且是按照升序排列，记录的存取也是通过RRN实现的。和RRDS不同的是，VRRDS中没有slot。在定义一个VRRDS数据集时，需要指定编号和记录的大小，平均记录长度和最大记录长度这两个参数值不能相同。,LD

22、S数据集,LDS是一种只包含数据而没有控制信息的数据集，一个LDS数据集被分成为blocks，应用程序按照物理顺序读取这些blocks，每个LDS的block的长度为4096字节。,LDS数据集,LDS数据集也是只有数据部分，每个CI中都只有数据而没有控制信息。LDS数据集的记录不能为SPANNED Record，CI的大小最小为4K，最大为32K。应用程序员必须知道数据的结构，才能对数据集进行处理。,编目机制,对数据集的编目实际上是对数据集的入口建立列表和索引。访问数据集时，系统通过查找编目来定位已编目的数据集。编目中包括数据集名，卷标(VOLUME)和设备类型(UNIT)。当读取编目的数据

23、集时，只需指定数据集名和数据集状态，无需指定VOLUME和UNIT参数，这时，系统通过数据集名(DSN)查找编目，从编目中获取UNIT和VOLUME信息，然后再通过UNIT参数和VOLUME参数指定的VTOC获取数据集位置，大小等信息。编目机制实际就是提供了一种能力，通过数据集的名字对数据集进行定位。在z/OS系统中，编目分为两种，一种是主编目，一种是用户编目。,主编目,在z/OS系统中，只有一个主编目，主编目是整个外存系统管理的中心控制点，它描述系统的数据集和用户编目，而用户编目则描述用户的数据集。通常称在编目中有描述信息的数据集为编目数据集。主编目的信息非常重要，因此可以有一个或多个主编目

24、的备份。但任何时候系统中只能有一个主编目在使用，形成一个以主编目为中心的两级层次式的数据集管理方式，主编目与用户编目的区别仅仅在于它们使用的方式。,用户编目,用户编目的功能跟主编目大致相同，但是它的建立是选择性的，并非一定需要。设立用户编目的主要目的是缩短编目的寻找时间，使用VSAM数据集时需要先寻找编目,查找相关的记录，然后才存取数据集。假设作业同时要使用许多VSAM数据集而系统中又只有一个主编目，必然增加寻找编目记录的时间，降低了系统的效率。若建有多个用户编目，将许多VSAM数据集的信息分散存放，可缩短编目记录的查找时间以提高作业效率。但是z/OS系统中编目结构只有两级，所以在一个用户编目

25、下不能再建立用户编目。,IDCAMS,访问方法服务（简称AMS）是操作系统提供的实用程序，主要用来管理和维护VSAM数据集，同时AMS也可以对非VSAM数据集进行操作。集成编目访问方法服务（简称IDCAMS）是VSAM AMS实用程序的名称。,AMS命令功能,IDCAMS为程序开发人员和系统程序员提供了方便的使用方法，它的主要功能如下（1）定义主编目和用户编目；（2）定义VSAM数据集；（3）显示VSAM数据集的记录；（4）对VSAM数据集执行备份操作；（5）显示编目中的记录；（6）删除数据集等。,AMS命令格式,AMS功能,（1）DEFINE：用来定义编目，数据集，次索引数据集和路径等。（2

26、）DELETE：用来删除DEFINE命令所建的编目，数据集，次索引数据集和路径。（3）ALTER：更改编目中有关数据集属性的记录或原先所设定的参数。（4）BLDINDEX：用来建次索引数据集。（5）LISTCAT：显示编目中的信息。（6）PRINT：显示VSAM数据集的记录。（7）REPRO：复制数据集记录；产生编目的备用数据集；将顺序数据集转换成VSAM数据集；或者将VSAM数据集转换成顺序数据集；将记录写入VSAM数据集和重组VSAM数据集的组织。（8）EXPORT：将VSAM数据集或者编目中的记录进行导出操作。（9）IMPORT：将利用EXPORT命令所产生的记录导入VSAM数据集。,D

27、EFINE MASTERCATALOG/USERCATALOG命令格式,DEFINE MASTERCATALOG/USERCATALOG（parameters）DATA(parameters)INDEX(parameters)CATALOG（parameters）,DEFINE CLUSTER命令格式,DEFINE CLUSTER(NAME(entryname)CYCINDERS(primary secondary)|RECORDS(primary secondary)FREESPACE(cipercent capercent)INDEXED|NONINDEXED|NUMBERED|LINEA

28、R KEYS(LENGRH OFFSET)RECORDSIZE(average maximum)RECOVERY|SPEED SHAROPTIONS(crosspartitioncross system)VOLUMES(volser volser)DATA(NAME(entryname)INDEX(NAME(entryname)CATALOG(mastercatname/password),REPRO命令格式,REPRO INDATASET(dataset name)|INFILE(DDname)OUTDATASET(dataset name)|OUTFILE(DDname)NOREPLACE|REPLACE NOREUSE|REUSE,LISTCAT命令格式,LISTCAT CLUSTER|USERCATALOG CATALOG（catname ENTRIES(entryname NAME|ALL,小结,本章主要对VSAM数据集的基本概念和一般使用方法进行了介绍，通过本章的学习，读者将掌握VSAM数据集的一般概念，了解VSAM数据集的基本概念并且会利用AMS实现对数据集的操作。,