VSAM

IBM的磁盘文件存储访问方法

VSAM： Virtual storage access method 虚拟存储访问方法是IBM的磁盘文件存储访问方法，首先使用在0S/VS2操作系统中，然后使用在多虚拟存储架构，然后在z/OS。作为一个面向记录的文件系统，VSAM由四个数据集组成。关键字顺序数据集KSDS, 关联记录数据集RRDS，实体顺序数据集ESDS和线性数据集LDS。 KSDS,RRDS和ESDS由记录组成，而LDS只包含无固定记录结构的字节流。

VSAM基本概念

虚拟存储技术的发展，为文件管理系统开拓了新的方向，而基于虚拟存储概念而研制发展的虚拟存取方法，在IBM系列的机器中也已经普遍地使用。

VSAM（Virtual Storage Access Method）是一种虚拟存取方法，它是为了与直接存取存储设备DASD（Direct Access Storage Device--能够在文件上直接地存取任何记录的设备）一起使用而研制的文件管理系统。

VSAM 存取文件记录的方法将不依赖于存放记录的外部设备类型，而是通过这个记录对文件开始点的相对位移（相对位移以字节为单位计算）来访问记录。相对位移值就称之为相对字节地址RBA（Relative Byte Address）。文件开始点地址定为0。

VSAM方法允许使用三种不同的数据组织，每一种数据组织均可采用不同的处理方法。包括了对在DASD上文件的自动空间分配、产生替换索引等功能。

VSAM方法还有一组服务性的程序--------存取方法服务AMS（Access Method Service）。这组服务性程序可以定义和维护VSAM文件，把记录输入到VSAM文件中、为文件建立一个或多个替换索引、复制和打印文件、产生文件的副本、恢复失效的数据、把顺序存取方法( SAM）文件和索引顺序存取方法（ISAM）文件转换成VSAM格式、并且能对已转换成VSAM格式的ISAM文件进行处理。

基本特征

1。自动的数据空间分配

VSAM的数据空间全是通过独立的目录来管理的。该目录描述了在系统中的全部VSAM文件的逻辑属性和物理属性。用于 VSAM 的数据空间是动态的，如需要则可增加更多的空间。

2。数据保护

VSAM方法利用它本身的设计和存取控制参数，可以对数据进行保护。VSAM的设计允许用户仅通过指定正确的目录信息来存取数据，目录本身指向数据，在目录中所存储的信息都受到VSAM所限制。

3。设备独立性

VSAM方法允许在不同类型的磁盘设备上处理，而不必重新进行程序设计。事实上，在逻辑上 VSAM文件被设计成连续的区域，唯一的限制是：VSAM文件必须全部存储在同样的设备类型的卷中。

4。数据移植性

VSAM方法提供了在不同操作系统下VSAM文件互换的可能性。

2。VSAM的数据组织

所谓的文件组织形式，是指数据记录在文件中的排列方式。而文件的存取方法是指从文件找到数据记录的方法。VSAM 所使用的数据，均具有一定的组织结构以及存取方法，用户可以选择三种类型的数据组织及其相应的存取方法：

1。键顺序数据组织（Indexed Sequential Organization）

2。进入顺序数据组织（Sequential Organization）

3。相对记录数据组织（Relative Organization）

这三种数据组织

所对应的数据集就分别称为：

1。键顺序数据集KSDS（Key Squenced Data Set）

2。进入顺序数据集ESDS（Entry Squenced DataSet）

3。相对记录数据集RRDS（Relative Record Data Set）

存取方法

数据条带技术基本要素

要弄明白数据条带的优点，就有必要了解一下这种技术的原理。VSAM在控制区（CA）里按顺序摆放了I/O基础单元--控制间隔（CIs）诸如CA1,CA2等等控制区，它们包含了很多磁道，这些磁道呈直线安放在直接存取存储器（DASD）上。如果集群扩展到其它卷，VSAM仍遵循同一规则在控制区里有序安放控制间隔。

条带式排列提高了按序处理效率，因为系统可以同时发起针对多卷的并行I/O访问动作。条带化帮助关键访问比如在线应用能够实现即时访问一个卷的数据，而无需等待I/O结束对另一个数据卷的访问。

VSAM还支持“层级”理念。IBM把该理念定义为将会包含在“I/O包”中的数据卷。实际上，一层代表了一个数据组扩展区，它们共享相同的数据记录。当一个数据组扩展时，扩展区可能延伸到不同的数据卷上。VSAM可能会得到进一步优化，识别出每个层分别属于哪个数据卷。

用户可以对除AIXs（辅助索引）之外几乎所有类型的VSAM集群进行条带化。IBM也可以把条带化限制在一个集群的数据组件上。

IBM提醒VSAM要支持多达16条带。这意味着控制区可能伸展至16个磁道而非传统的15个磁道，并且包含更多的控制间隔。对于（KSDS）关键性排序数据组，这就意味着指向数据模块（索引序列组）的索引控制间隔可能没有足够空间引用控制区的控制间隔。这就表明其本身是控制区末端不使用的控制间隔，或者说是某种空间浪费。为了充分利用这部分空间，存储管理员一定要用较大的控制间隔来覆盖默认的索引控制间隔。

键顺序数据组织允许四种类型的处理：

1。键控直接处理（根据主键对单个逻辑记录的处理）。

2。键控顺序处理（在逻辑序列中根据主键对一系列逻辑记录的处理）。

3。直接访问处理（根据在文件中的位置，对单个逻辑记录的处理）。

4。顺序访问处理（在物理序列中，根据在文件中的位置，对一系列逻辑记录的处理）

VSAM数据集

为了满足用户的需要，程序员可以选择不同的数据结构（数据集 / 文件）。

3。1。KSDS

与ISAM文件一样，KSDS文件根据用户在每个记录中所定义的键字段作为次序，也就是文件中的记录根据在每个记录中的键字段的排序序列而定位，每个记录在键字段有唯一的一个值。VSAM使用与每个记录相结合的键，把记录插入到文件中，或者从文件中检索记录，记录的存取次序可以是随机的，也可以是顺序的。

VSAM文件可以有多个索引。这就是指文件中的记录，既有主键，也有次级键（替换键），但最多能有253个次级键，可以是记录中的任何字段，但必须有固定的长度和位置。

替换键与主键一样具有同样的功能，而且，与主键相比，替换键的键值不必是唯一的值，因此在应用处理中允许用户能充分利用其灵活性。

数据记录数据记录。。。。。数据记录

KEY10 KEY88 KEY1000

根据数据记录的键顺序而组织的键顺序文件

3。2。ESDS

包含在文件中的记录，是以当时进入的先后顺序而存储在ESDS中，而

且，这种进入顺序并不关心记录的内容，由于没有用键去标识该记录，因而没有建立主索引。但是，ESDS可以定义一个或多个替换索引。记录的次序是固定的，不会移动的。因此，将不会通过文件分配自由空间，新记录的插入要放在文件的末端，同时也不能缩短、增长、删除记录，用户要访问这些记录时，必须按其原来写入记录的次序而顺序地访问文件中的记录。所以，从本质上来说，ESDS是顺序文件，与SAM文件的处理方法类似。

RRDS相对记录文件也没有索引，在其固定长度的槽串中，仅有其相对记录号。相对记录号从 1到N，其中N是能够存储在文件中最大的记录数。

每一记录占一个槽，并且根据槽的相对记录号而存储或检索记录，而记录的内容与进入的顺序无关。在相对记录文件中的记录组成的控制区间中，正如它们进入顺序文件或键顺序文件一样，每个控制区间包含相同数量的槽，每个槽的大小就是记录长度，由用户在文件初始化定义时指定。

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