Giải thuật dữ liệu và giải thuật lưu trữ ngoài

Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 67 1. Mc tiêu 2. Kin thc c bn cn có  hc chng này 3. Tài liu tham kho có liên quan n chng 4. Ni dung: IV.1 - Mô hình x lý ngoài. IV.2 - ánh giá các gii thut x lý ngoài. IV.3 - Sp xp ngoài. IV.4 - Lu tr thông tin trong tp tin. Trong chng này chúng ta s nghiên cu hai vn  chính là sp xp d liu c l u trong  nh ngoài và k thut lu tr tp tin. Trong k thut lu tr tp tin chúng ta s s dng các cu trúc  liu tun t, bng bm, tp tin ch mc và cu trúc B-cây. IV.1- MÔ HÌNH X LÝ NGOÀI Trong các gii thut mà chúng ta ã  cp t trc ti nay, chúng ta ã gi s rng s lng các d liu vào là khá nh có th cha ht  b nh trong (main memory). Nhng u gì s xy ra u ta mun x lý phiu u tra dân s toàn quc hay thông tin v qun lý t ai c nc chng hn? Trong các bài toán nh vy, s lng d liu vt quá kh nng lu tr ca b nh trong.  có th gii quyt các bài toán ó chúng ta phi dùng b nh ngoài  lu tr và x lý. Các thit b lu tr ngoài nh bng t, a tu có kh nng lu tr ln nhng c m truy nhp hoàn toàn khác vi b nh trong. Chúng ta cn tìm các cu trúc d liu và gii thut thích hp cho vic x lý d liu lu tr trên b nh ngoài. Kiu d liu tp tin là kiu thích hp nht cho vic biu din d liu c lu trong b nh ngoài. Hu hành chia b nh ngoài thành các khi (block) có kích thc bng nhau, kích thc này thay i tùy thuc vào hu hành nhng nói chung là t 512 bytes n 4096 bytes. Trong quá trình x lý, vic chuyn giao d liu gia b nh trong và b nh ngoài c tin hành thông qua vùng nhm (buffer). Bm là mt vùng dành riêng ca b nh trong mà kích thc bng vi kích thc ca mt khi ca b nh ngoài. Có th xem mt tp tin bao gm nhiu mu tin c lu trong các khi . Mi khi lu mt s nguyên vn các mu tin, không có mu tin nào b chia ct  lu trên hai khi khác nhau. Trong thao tác c, nguyên mt khi ca tp tin c chuyn vào trong bm và ln lt c các mu tin có trong bm cho ti khi bm rng thì li chuyn mt khi t b nh ngoài vào m.  ghi thông tin ra b nh ngoài, các mu tin ln lt c xp vào trong bm cho n khi y bm thì nguyên mt khi c chuyn ra b nh ngoài. Khi ó bm tr nên rng và li có th xp tip các mu tin vào trong ó. Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 68 Nh vy n v giao tip gia b nh trong và bm là mu tin còn gia bm và b nh ngoài là khi. Hình 4-1 mô t hat ng ca b nh trong, bm và b nh ngoài trong thao tác c và ghi p tin IV.2- ÁNH GIÁ CÁC GII THUT X LÝ NGOÀI i vi b nh ngoài thì thi gian tìm mt khi c vào b nh trong là rt ln so vi thi gian thao tác trên d liu trong khi ó. Ví d gi s ta có mt khi có th lu 1000 s nguyên c u trên a quay vi vn tc 1000 vòng/ phút thì thi gian a u t vào rãnh cha khi và quay a a khi n chu t ht khong 100 mili giây. Vi thi gian này máy có th thc hin 100000 lnh, tc là  sp xp các s nguyên này theo gii thut QuickSort. Vì vy khi ánh giá các gii thut thao tác trên b nh ngoài, chúng ta tp trung vào vic xét s ln c khi vào b nh trong và s ln ghi khi ra b nh ngoài ta gi chung là phép truy xut khi (block access). Vì kích thc các khi là cnh nên ta không th tìm cách tng kích thc mt khi mà chúng ta phi tìm cách gim s ln truy xut khi. IV.3- SP XP NGOÀI IV.3.1- Sp xp trn IV.3.2- Ci tin sp xp trn IV.3.3- Trn nhiu ng Sp xp d liu c t chc nh mt tp tin hoc tng quát hn, sp xp d liu c lu trên b nh ngoài gi là sp xp ngoài. IV.3.1- Sp xp trn (merge sorting) Khái nim vng ng  dài k là mt tp hp k mu tin ã oc sp th t theo khoá tc là, nu các mu tin r 1 , r 2 , ., r k có khoá ln lt là k 1 , k 2 , ., k k to thành mt ng thì k 1  k 2  .  k k . Cho tp tin cha các mu tin r 1 , r 2 , ., r n , ta nói tp tin c t chc thành ng có  dài k u ta chia tp tin thành các n k mu tin liên tip và mi n là mt ng, n cui có th không có  k mu tin, trong trng hp này ta gi n y là uôi (tail). Ví d 4-1: Tp tin gm 14 mu tin có khóa là các s nguyên c t chc thành 4 ng  dài 3 và mt uôi có  dài 2 5 6 9 13 26 27 1 5 8 12 14 17 23 25 Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 69 Gii thut  sp xp tp tin F có n mu tin ta s dng 4 tp tin F1, F2, G1 và G2. Khi u ta phân phi các mu tin ca tp tin ã cho F luân phiên vào trong hai tp tin F1 F2. Nh vy hai tp tin này c xem nhc t chc thành các ng  dài 1. c 1:c 2 ng, mi ng  dài 1 t hai tp tin F1, F2 và trn hai ng này thành ng  dài 2 và ghi luân phiên vào trong hai tp tin G1, G2. i vai trò ca F1 cho G1, F2 cho G2. c 2:c 2 ng, mi ng  dài 2 t hai tp tin F1, F2 và trn hai ng này thành ng  dài 4 và ghi luân phiên vào trong hai tp tin G1, G2. i vai trò ca F1 cho G1, F2 cho G2. Quá trình trên c tip tc và sau i bc thì  dài ca mt ng là 2 i . Nu 2 i  n thì gii thut t thúc, lúc ó tp tin G2 s rng và tp tin G1 cha các mu tin ã c sp. ánh giá gii thut sp xp trn Ta thy gii thut kt thúc sau i bc vi i  logn. Mi bc phi c t 2 tp tin và ghi vào 2 p tin, mi tp tin có trung bình n/2 mu tin. Gi s mi mt khi lu trc b mu tin thì mi bc n c và ghi khi mà chúng ta cn logn bc vy tng cng chúng ta cn phép truy xut khi. Ví d 4-2: Cho tp tin F có 23 mu tin vi khóa là các s nguyên nh sau: F: 28 31 3 5 93 96 10 40 54 85 65 9 30 39 90 13 10 8 69 77 8 10 22  bt u ta phân phi các mu tin ca F luân phiên vào hai tp tin F1 và F2 c t chc thành các ng có  dài 1 28 3 93 10 54 65 30 90 10 69 8 22 F1 31 5 96 40 85 9 39 13 8 77 10 F2 Bc 1: Trn các ng  dài 1 ca F1 và F2 c các ng  dài 2 và ghi luân phiên vào trong hai tp tin G1, G2: G1: 28 31 93 96 54 85 30 39 8 10 8 10 F1 G2: 3 5 10 40 9 65 13 90 69 77 22 F2 Bc 2: i vai trò ca F1 và G1, F2 và G2 cho nhau. Trn các ng  dài 2 trong hai tp tin F1 và F2 c các ng  dài 4 ri ghi luân phiên vào trong hai tp tin G1 và G2: G1: 3 5 28 31 9 54 65 85 8 10 69 77 F1 G2: 10 40 93 96 13 30 39 90 8 10 22 F2 Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 70 Bc 3: i vai trò ca F1 và G1, F2 và G2 cho nhau. Trn các ng  dài 4 trong hai tp tin F1 và F2 c các ng  dài 8 ri ghi luân phiên vào trong hai tp tin G1 và G2: G1: 3 5 10 28 31 40 93 96 8 8 10 10 22 69 77 F1 G2: 9 13 30 39 54 65 85 90 F2 Bc 4: i vai trò ca F1 và G1, F2 và G2 cho nhau. Trn các ng  dài 8 trong hai tp tin F1 và F2 c các ng  dài 16 ri ghi luân phiên vào trong 2 tp tin G1 và G2. G1: 3 5 9 10 13 28 30 31 39 40 54 65 85 90 93 96 F1 G2: 8 8 10 10 22 69 77 F2 Bc 5: i vai trò ca F1 và G1, F2 và G2 cho nhau. Trn các ng  dài 16 trong hai tp tin F1 và F2 c 1 ng  dài 23 ri ghi vào trong tp tin G1. G1: 3 5 8 8 9 10 10 10 13 22 28 30 31 39 40 54 65 77 85 90 93 96 Tp tin G1 cha các mu tin ã c sp còn tp tin G2 rng. Chng trình procedure Merge(k:integer; f1,f2,g1,g2: File of RecordType); {Th tc này trn các ng  dài k và trong hai tp tin f1 và f2 thành các ng  dài 2k và ghi luân phiên vào trong hai tp tin g1 và g2} var OutSwithh : boolean; {Nu OutSwitch = TRUE thì ghi vào tp tin g1, ngc li ghi vào g2} Winner: integer; { chnh mu tin hin hành nào trong hai tp tin f1 và f2 sc ghi ra tp tin g1 hoc g2} Used: array[1 2] of integer; { Used[ij] ghi s mu tin ã c c trong ng hin ti ca tp tin fj } Fin : array[1 2] Of boolean; {Fin[j] s có giá tr TRUE nu ã c ht các mu tin trong ng hin hành ca fj hoc ã dn cui tp tin fj } Current: array[1 2] Of RecordType; { Current[j]  lu mu tin hin hành ca tp tin f[j]} procedure GetRecord(i:integer); {Nu ã c ht các mu tin trong ng hin hành ca tp tin fi hoc ã n cui tp tin fi thì t fin[i] = TRUE nu không thì c mt mu tin ca tp tin fi vào trong current[i]} begin Used[i] := Used[i] + 1; if (Used[i] = k+1 ) or (i = 1) and ( eof(f1)) or (i = 12 and ( eof(f2)) then fin[i] := TRUE Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 71 else if i=1 then Read(f1, current[1]) else read(f2, current[2]); end; begin { Khi to } OutSwitch := TRUE; ReSet(f1); ReSet(f2); ReWrite(g1); ReWrite(g2); while (not eof(f1)) or (not eof(f2)) do begin {Bt u c các mu tin t trong hai ng hin hành ca hai tp tin f1,f2 } Used[1] := 0; Used[2] := 0; Fin[1] := FALSE ; Fin[2] := FALSE ; GetRecord(1) ; GetRecord(2); while ( not fin[1] ) or (not fin[2]) do begin {Trn hai ng } { Chn Winner } if Fin[1] then Winner := 2 else if Fin[2] then Winner := 1 else if current[1].key < Current[2].key then Winner := 1 else Winner := 2; if OutSwitch then Write(g1, Current[winner] ) else Write(g2, current[winner] ); GetRecord(Winner); end; OutSwitch := Not OutSwitch; end; end; IV.3.2.Ci tin sp xp trn Ta thy quá trình sp xp trn nói trên bt u t các ng  dài 1 cho nên phi sau logn c gii thut mi kt thúc. Chúng ta có th tit kim thi gian bng cách chn mt s k thích hp sao cho k mu tin có th cha trong b nh trong. Mi ln c vào b nh trong k mu tin, dùng p xp trong (chng hn dùng QuickSort)  sp xp k mu tin này và ghi luân phiên vào hai tp tin F1 và F2. Nh vy chúng ta bt u sp xp trn vi các tp tin c t chc thành các ng  dài k. Sau i bc thì  dài mi ng là k2 i . Gii thut s kt thúc khi k2 i  n hay i  log . Do ó  phép truy xut khi s là . D thy c là ta tng c tc  sp xp trn. Ví d 4-3: Ly tp tin F có 23 mu tin vi khóa là các s nguyên nh trong ví d 4-2 F: 28 31 3 5 93 96 10 40 54 85 65 9 30 39 90 13 10 8 69 77 8 10 22 Ta gi s b nh trong có th cha c 3 mu tin, ta c ln lt 3 mu tin ca F vào b nh trong , dùng mt sp xp trong  sp xp chúng và ghi phiên vào 2 tp tin F1 và F2. Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 72 3 28 31 10 40 54 30 39 90 8 69 77 F1 5 93 96 9 65 85 8 10 13 10 22 F2 c 1: Trn các ng  dài 3 ca F1 và F2 c các ng  dài 6 và ghi luân phiên vào trong hai tp tin G1, G2: G1: 3 5 28 31 93 96 8 10 13 30 39 90 F1 G2: 9 10 40 54 65 85 8 10 22 69 77 F2 c 2:i vai trò ca F1 và G1, F2 và G2 cho nhau. Trn các ng  dài 6 trong 2 tp tin F1 và F2 c các ng  dài 12 ri ghi luân phiên vào trong 2 tp tin G1 và G2: G1: 3 5 9 10 28 31 40 54 65 85 93 96 F1 G2: 8 8 10 10 13 22 30 39 69 77 90 F2 c 3:i vai trò ca F1 và G1, F2 và G2 cho nhau. Trn các ng  dài 12 trong 2 tp tin F1 và F2 c 1 ng ghi vào trong tp tin G1, còn G2 rng G1: 3 5 8 8 9 10 10 10 13 22 28 30 31 39 40 54 65 77 85 90 93 96 Tp tin G1 cha các mu tin ã c sp còn tp tin G2 rng. IV.3.3- Trn nhiu ng (multiway merge) Gii thut  sp xp tp tin F có n mu tin ta s dng m tp tin (m là mt s chn) F[1], F[2], ., F[m]. Trong trng hp m=4 ta có gii thut sp xp trn bình thng. Gi h = m/2, ta có ni dung ca phng pháp nh sau (ta vn gi s b nh trong có th cha k mu tin). Khi u: Mi ln c t tp tin F vào b nh trong k mu tin, s dng mt sp xp trong  p xp k mu tin này thành mt ng ri ghi luân phiên vào các tp tin F[1], F[2], . , F[h]. c 1: Trn các ng  dài k ca h tp tin F[1], F[2], ., F[h] thành mt ng  dài kh và ghi luân phiên vào trong h tp tin F[h+1], F[h+2], . , F[m]. i vai trò ca F[i] và F[h+i]] cho nhau (vi 1  i  h). c 2: Trn các ng  dài kh ca h tp tin F[1], F[2], ., F[h] thành mt ng  dài kh 2 và ghi luân phiên vào trong h tp tin F[h+1], F[h+2], . , F[m]. i vai trò ca F[i] và F[h+i]] cho nhau (vi 1  i  h). Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 73 Sau i bc thì  dài mi ng là khi và gii thut kt thúc khi kh i  n và khi ó tp tin ã c sp chính là mt ng ghi trong F[h+1]. ánh giá gii thut sp xp trn nhiu ng Theo trên thì gii thut kt thúc sau i bc, vi kh i  n hay . Mi bc ta phi c t h p tin và ghi vào trong h tp tin, trung bình mi tp tin có n/h mu tin. Ta vn gi s mi khi lu c b mu tin thì mi bc phi truy xut khi. Do chúng ta cn c nên tng cng ta ch cn phép truy xut khi.Ta thy rõ ràng và th tc mergeSort nói trên là mt trng hp c biêt khi h = 2. Ví d 4-4: Ly tp tin F có 23 mu tin vi khóa là các s nguyên nh trong ví d 4-2 F: 28 31 3 5 93 96 10 40 54 85 65 9 30 39 90 13 10 8 69 77 8 10 22. S dng 6 tp tin  sp xp tp tin F. Ta gi s b nh trong có th cha c 3 mu tin, ta c ln lt 3 mu tin ca F vào b nh trong , dùng mt sp xp trong  sp xp chúng và ghi phiên vào 3 tp tin F[1], F[2] và F[3] nh sau: F[1]: 3 28 31 9 65 85 8 69 77 F[2]: 5 93 96 30 39 90 10 22 F[3]: 10 40 54 8 10 13 c 1: Trn các ng ü dài 3 trong các tp tin F[1], F[2], F[3] thành các ng  dài 9 và ghi vào trong các tp tin F[4], F[5] và F[6]. F[4]: 3 5 10 28 31 40 54 93 96 F[1] F[5]: 8 9 10 13 30 39 65 85 90 F[2] F[6]: 8 10 22 69 77 F[3] c 2:i vai trò ca F[1] cho F[4], F[2] cho F[5] và F[3] cho F[6]. Trn các ng  dài 9 trong các tp tin F[1], F[2], F[3] thành 1 ng  dài 23 và ghi vào trong tp tin F[4]. F[4]: 3 5 8 8 9 10 10 10 13 22 28 30 31 39 40 54 65 77 85 90 93 96 Tp tin F[4] cha các mu tin ã c sp còn F[5] và F[6] rng. IV.4- LU TR THÔNG TIN TRONG TP TIN IV.4.1- Tp tin tun t Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 74 IV.4.2- Tng tc  cho các thao tác tp tin IV.4.3- Tp tin bm IV.4.4- Tp tin ch mc IV.4.5- Cu trúc B-cây Trong phn này ta s nghiên cu các cu trúc d liu và gii thut cho lu tr (storing) và ly thông tin (retrieving) trong các tp tin c lu tr ngoài. Chúng ta s coi mt tp tin nh là mt chui tun t các mu tin, mi mu tin bao gm nhiu trng (field). Mt trng có th có  dài cnh hoc  dài thay i. ây ta s xét các mu tin có  dài cnh và kho sát các thao tác trên tp tin là: · Insert: Thêm mt mu tin vào trong mt tp tin, · Delete: Xoá mt mu tin t trong tp tin, · Modify: Sa i thông tin trong các mu tin ca tp tin, và · Retrieve: Tìm li thông tin c lu trong tp tin. Sau ây ta s nghiên cu mt s cu trúc d liu dùng  lu tr tp tin. Vi mi cu trúc chúng ta s trình bày t chc, cách thc tin hành các thao tác tìm, thêm, xoá mu tin và có ánh giá  cách t chc ó. Sánh giá ây ch yu là ánh giá xem  tìm mt mu tin thì phi c bao nhiêu khi vì các thao tác khác u phi s dng thao tác tìm. IV.4.1- Tp tin tun t  chc: Tp tin tun t là mt danh sách liên kt ca các khi, các mu tin c lu tr trong các khi theo mt th t bt k. Tìm mu tin: Vic tìm kim mt mu tin có giá tr xác nh c thc hin bng cách c ng khi, vi mi khi ta tìm mu tin cn tìm trong khi, nu không tìm thy ta li c tip mt khi khác. Quá trình c tip tc cho n khi tìm thy mu tin hoc duyt qua toàn b các khi ca tp tin và trong trng hp ó thì mu tin không tn ti trong tp tin. Thêm mu tin mi: Vic thêm mt mu tin có th thc hin n gin bng cách a mu tin này vào khi cui cùng ca tp tin nu nh khi ó còn ch trng. Ngc li nu khi cui cùng ã ht ch thì xin cp thêm mt khi mi, thêm mu tin vào khi mi và ni khi mi vào cui danh sách. a i mu tin: sa i mt mu tin có giá tr cho trc, ta tìm mu tin cn sa i ri thc hin các sa i cn thit sau ó ghi li mu tin vào v trí c trong tp tin. Xoá mu tin: xoá mt mu tin, trc ht ta cng cn tìm mu tin ó, nu tìm thy ta có th thc hin mt trong các cách xoá sau ây: Mt là xoá mu tin cn xoá trong khi lu tr nó, nu sau khi xoá, khi tr nên rng thì xoá khi khi danh sách (gii phóng b nh). Hai là ánh du xoá mu tin bng mt cách nào ó. Ngha là ch xoá mu tin mt cách logic, vùng không gian nh vn còn dành cho mu tin. Vic ánh du có thc thc hin bng mt trong Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 75 · Thay th mu tin bng mt giá tr nào ó mà giá tr này không bao gi là giá tr tht ca t k mt mu tin nào. · Mi mt mu tin có mt bít xóa, bình thng bit xóa ca mu tin có giá tr 0, mun xóa u tin ta t cho bit xóa giá tr 1. Vi phng pháp này thì mt mu tin sau khi bánh du xoá cng có th phc hi c bng cách t bit xoá ca mu tin giá tr 0. ánh giá:ây là mt phng pháp t chc tp tin n gin nht nhng kém hiu qu nht. Ta thy tp tin là mt danh sách liên kt ca các khi nên các thao tác trên tp tin u òi hi phi truy xut hu nh tt c các khi, t khi u tiên n khi cui cùng. I IV.4.2- Tng tc  cho các thao tác tp tin Nhc m ca cách t chc tp tin tun t trên là các thao tác trên tp tin rt chm.  ci thin tc  thao tác trên tp tin, chúng ta phi tìm cách gim s phép truy xut khi. Mun vy phi tìm các cu trúc sao cho khi tìm mt mu tin ch cn phép truy xut mt s nh các khi ca tp tin.  to ra các t chc tp tin nh vy chúng ta phi gi s rng mi mu tin có mt khoá (key), ó là mt tp hp các trng mà cn c vào ó ta có th phân bit các mu tin vi nhau. Chng hn mã sinh viên trong mu tin v sinh viên, bin s xe trong qun lí các phng tin vn ti ng b. Sau ây ta s xét mt s cu trúc nh th. IV.4.3- Tp tin bm (hash files)  chc: Ta s s dng bng bm m lu tr tp tin. Bng bm là mt bng có m phn t, i phn tc ánh s t 0 n m-1 (n gin nht là mng mt chiu B gm m phn t B[0], B[1], ., B[m-1]). Mi phn t là mt con tr, tr ti phn tu tiên ca danh sách liên kt các khi.  phân phi các mu tin có khóa x vào trong các danh sách liên kt, ta dùng hàm bm (hash function). Hàm bm h(x) ánh x mi giá tr khoá x vi mt s nguyên t 0 n m-1. Nu h(x) = i thì u tin r có khóa x sc a vào mt khi nào ó trong danh sách liên kt c tr bi B[i]. Có nhiu phng pháp  xác nh hàm bm. Cách n gin nht là “nguyên hóa” giá tr khóa x (nu x không phl là mt s nguyên) sau ó ta cho h(x) = x MOD m. Ví d 4-5: Mt tp tin có 24 mu tin vi giá tr khóa là các s nguyên: 3, 5, 12, ,65, 34, 20, 21, 17, 56, 1, 16, 2, 78, ,94, 38 ,15 ,23, 14, 10, 29, 19, 6, 45, 36 Gi s chúng ta có th t chc tp tin này vào trong bng bm gm 7 phn t và gi s mi khi có th cha c ti a 3 mu tin. Vi mi mu tin r có khóa là x ta xác nh h(x) = x MOD 7 và a mu tin r vào trong mt khi ca danh sách liên kt c tr bi B[h(x)]. Collected by The_Wall (11/10/2005) Giáo trình môn Phân tích Gii Thut – I C CN TH Trang 76 Tìm mu tin: tìm mt mu tin r có khóa là x, chúng ta xác nh h(x) chng hn h(x) = i khi ó ta ch cn tìm r trong danh sách liên kt c tr bi B[i]. Chng hn  tìm mu tin r có khóa là 36, ta tính h(36) = 36 MOD 7 = 1. Nh vy nu mu tin r tn ti trong tp tin thì nó phi thuc mt khi nào ó c tr bi B[1]. Thêm mu tin: thêm mu tin r có khoá x, trc ht ta phi tìm xem ã có mu tin nào trong tp tin có khóa x cha. Nu có ta cho mt thông báo li vì theo gi thit các mu tin không có khoá trùng nhau. Ngc li ta s tìm mt khi (trong danh sách các khi ca lô c tr bi B[h(x)]) còn  ch trng cho mu tin r và thêm nó vào khi này. Nu không còn khi nào  ch cho mu tin i ta yêu cu h thng cp phát mt khi mi và t mu tin r vào khi này ri ni khi mi này vào cui danh sách liên kt ca lô. Xoá mu tin: xoá mu tin r có khoá x, trc ht ta tìm mu tin này và t bít xoá ca nó. Ta cng có th xoá hn mu tin r và nu vic xoá này làm khi tr nên rng thì ta gii phóng khi này (xoá khi khi danh sách liên kt các khi). ánh giá: Gi s tp tin có n mu tin và mi khi lu trc k mu tin thì tp tin cn n/k khi. Trung bình mi danh sách liên kt có n/km khi, mà chúng ta ch tìm trong mt danh sách liên t nên ta ch phi truy xut n/km khi. S này nh hn m ln so vi cách t chc tp tin tun t (trong p tin tun t ta cn truy xut tt c các khi, tc là n/k khi). Chng hn vi 24 mu tin nh trong ví  trên, vi cách t chc tp tin tun t ta cn úng 8 khi  lu tr (vì mi khi cha ti a 3 mu tin). Nh vy  tìm mt mu tin, chng hn mu tin có khóa 36 chúng ta phi c úng 8 khi (do u tin có khóa 36 nm trong khi cui cùng). Nhng vi cách t chc tp tin bng bm chúng ta ch n trung bình 24/(3*7) ln c khi . Trong thc t ta ch cn 2 ln c khi (vì mu tin có khóa 36 m trong khi th 2 ca lô c tr bi B[1]). IV.4.4- Tp tin ch mc (index file)  chc: Mt cách khác thng gp là tp tin c sp xp theo khoá, ri chúng ta tin hành tìm kim nh là tìm mt t trong tn, tc là tìm kim theo tu tiên trên mi trang.  thc hin c u ó ta s dng hai tp tin: Tp tin chính và tp tin ch mc tha (sparse index). Tp tin chính bao gm các khi lu các mu tin ã c sp th t theo giá tr khóa. Tp tin ch mc tha bao gm các khi cha các cp (x, p) trong ó x là khoá ca mu tin u tiên trong mt khi ca tp tin chính, còn p là con tr, trn khi ó. [...]... áp d ng th t c xen quy xen vào P m t khóa k’ và con tr p' ng ng c a nút lá L’ (k' là khoá c a m u tin u tiên trong L') Trong tr ng h p tr c khi xen k' và p’ , P ã có m con thì ta ph i c p thêm m t kh i m i P’ và chuy n m t s con c a P sang P’ và xen con m i vào P ho c P’ sao cho c P và P’ u có ít nh t [m/2] con Vi c chia c t P này òi h i phaií xen m t khóa và m t con tr vào nút cha c a P Quá trình... 4-6: Ví d 4-10: Thêm m u tin r có khoá 23 vào trong t p tin bi u di n b i B-cây trong ví d 4-8 (hình 4-5) · Quá trình tìm ki m i t nút G C, qua P2 và t i nút lá L5 · Vì L5 ã 3 m u tin nên ph i t o ra m t nút lá m i L’5 và chuy n 2 m u tin có khóa 24, 26 sang L’5 sau ó xen r vào L5 · Giá tr khóa c a m u tin u tiên trong L’5 là 24, ta ph i xen 24 và con tr c a L’5 vào P2, nh ng P2 ã có 5 con v y c n t o... thì gi i phóng L và n u s con c a P bây gi nh n [m/2] thì ki m tra nút P’ ngay bên trái ho c bên ph i và cùng m c v i P N u P’ có ít nh t [m/2] + 1 con, chúng ta chuy n m t con P’ sang P Lúc này c P và P’ có ít nh t [m/2] con Sau ó ta ph i c p nh t l i giá tr khóa c a P và P’ trong cha c a chúng, và n u c n chúng ta ph i s a c trong t tiên c a chúng N u P’ có úng [m/2] con, ta n i P và P’ thành m t... p khóa, con tr t ng ng i 34 và 38 sang P’2 và xen c p con tr , khóa 24 vào P2 Giáo trình môn Phân tích Gi i Thu t – I C C N TH Trang 80 Collected by The_Wall (11/10/2005) · Do có m t nút m i P’2 nên ph i xen vào cha c a P2 ( ây là nút G C) m t c p khóa, con tr tr t i P’2 Con tr p0 c a nút P’2 tr t i nút lá L6, giá tr khóa u tiên c a L6 là 28 Giá tr này ph i c xen vào nút G C cùng v i con tr... nút g c và c ng có th ph i chia c t nút g c, trong tr ng h p này ph i t o ra m t nút g c m i mà hai con c a nó là hai a c a nút g c c Khi ó chi u cao c a B-cây s t ng lên 1 Ví d 4-9: Thêm m u tin r có khoá 19 vào t p tin c bi u di n b i B-cây trong ví d 4-8 · Quá trình tìm ki m s xu t phát t G C i qua P2 và d n t i nút lá L4 · Trong nút lá L4 còn K t qu vi c xen ta ch xen r vào úng v trí và gi i thu... a ví d 10 · Quá trình tìm ki m, xu t phát t nút G C, i qua P1 và l n n nút lá L2 · Xóa m u tin r kh i L2 · L2 bây gi tr nên r ng, gi i phóng L2 · Xóa giá tr khóa 10 và con tr c a L2 trong P1, P1 bây gi ch có 2 con (2 < [5/2]) · Xét nút P2, bên ph i và cùng c p v i P1, P2 có úng [5/2] = 3 con nên ta n i P1 và P2 P1 có úng 5 con, · Xóa khóa và con tr c a P2 trong nút G C, ta Giáo trình môn Phân tích Gi... khóa x vào trong t p tin, ta ph i dùng th t c tìm ki m xác nh m t kh i Bi nào ó có th ch a m u tin r N u Bi còn ch tr ng thì xen r vào úng v trí c a nó trong Bi Ta ph i ch nh l i p tin ch m c n u m u tin m i tr thành m u tin u tiên trong kh i Bi N u Bi không còn ch tr ng xen thì ta ph i xét kh i Bi+1 có th chuy n m u tin cu i cùng trong kh i Bi thành m u tin u tiên c a kh i Bi+1 và xen m u tin r vào úng... sang Bm+1, m u tin cu i cùng c a Bm-1 sang Bm….xen m u tin r vào kh i Bi và c p nh t l i t p tin ch m c n ây chúng ta s th y r ng cách phân ph i các m u tin vào trong các kh i c a t p tin Giáo trình môn Phân tích Gi i Thu t – I C C N TH Trang 77 Collected by The_Wall (11/10/2005) chính, n u còn tr l i m t s ch tr ng tuy có hao t n b nh ngoài nh ng l i r t thu n ti n cho vi c xen thêm các m u tin... là x vào trong B-cây, ta áp d ng th t c tìm ki m nói trên xác nh nút lá L mà m u tin này ph i n m trong ó N u kh i L này còn ch cho r thì ta thêm r vào sao cho úng th t c a nó trong kh i L và gi i thu t k t thúc N u L không còn ch cho r thì ta yêu c u h th ng c p phát m t kh i m i L' D i [b/2] (b là s m u tin nhi u nh t có th l u trong m t kh i) m u tin n m phân n a cu i kh i L sang L' r i xen r vào... l i r t thu n ti n cho vi c xen thêm các m u tin Ví d 4-7: Ch ng h n ta c n xen m u tin r v i khóa x=24 vào trong t p tin c bi u di n trong hình 4-3 Th t c tìm x trong t p tin ch m c xác nh c kh i c n xen r là kh i 3 Vì kh i 3 có 3 m u tin nên ph i chuy n m u tin có khóa 27 sang kh i 4 và xen r vào kh i 3 Vì kh i 4 c ng ã 3 m u tin nên xét kh i 5 í chuy n m u tin có khóa 38 thành m u tin u tiên c a . trong và bm là mu tin còn gia bm và b nh ngoài là khi. Hình 4-1 mô t hat ng ca b nh trong, bm và b nh ngoài trong thao tác c và. thut thao tác trên b nh ngoài, chúng ta tp trung vào vic xét s ln c khi vào b nh trong và s ln ghi khi ra b nh ngoài ta gi chung là phép