仮想ストレージアクセス方式

仮想記憶アクセス方式( VSAM ) ^[1]は、IBM の 直接アクセス記憶装置( DASD ) ファイル記憶アクセス方式であり、最初にOS/VS1、 OS/VS2リリース 1 ( SVS ) およびリリース 2 ( MVS ) オペレーティング システムで使用され、後に多重仮想記憶 ( MVS ) アーキテクチャ全体で使用され、現在はz/OSで使用されています。 もともとレコード指向ファイルシステムであった VSAM ^{[NB 2]}は、キー順( KSDS )、相対レコード( RRDS )、エントリ順( ESDS )、およびリニア( LDS )の 4 つの^{[NB 2]} データ セット 編成で構成されています。 ^{[2] KSDS、RRDS、および ESDS 編成にはレコードが含まれ、LDS 編成 (VSAM に後で追加) には、}メモリ マップ ファイルとして使用するための、固有のレコード構造を持たないページのシーケンスが含まれます。

IBM Redbook「VSAM PRIMER」（特に「Virtual Storage Access Method (VSAM) Options for Advanced Applications」マニュアルと併用する場合）には、VSAMを利用するために必要な概念が説明されています。^{[3] IBMは公式ドキュメントで、}データ セットという用語をファイルの同義語として使用し、直接アクセス ストレージ デバイス（DASD）を、順次読み取りしかできないテープ ドライブなどのデバイスではなく、ディスク ドライブなどのデータの場所にランダムにアクセスできるデバイスに使用します。

VSAM レコードは固定長または可変長にすることができます。これらは、制御インターバル (CI) ^{[4] [5]}と呼ばれる固定サイズのブロックに編成され、さらに制御域 (CA) と呼ばれるより大きな区分に分けられます。制御インターバルのサイズはバイト単位で測定されます (たとえば 4キロバイト )。一方、制御域のサイズはディスク トラックまたはシリンダー単位で測定されます。制御インターバルはディスクとコンピューター間の転送単位であるため、読み取り要求によって 1 つの完全な制御インターバルが読み取られます。制御域は割り当て単位であるため、VSAM データ セットが定義されると、整数個の制御域が割り当てられます。

アクセス方式サービス ユーティリティ プログラムIDCAMS は、通常、VSAM データ セットを操作 (「削除および定義」) するために使用されます。カスタム プログラムは、ジョブ制御言語(JCL) のデータ定義 (DD) ステートメント、動的割り当て、または顧客情報管理システム(CICS) などのオンライン領域を介して、 VSAM データ セットにアクセスできます。

IMS/DB ^[要出典]とDb2 ^{[2] : 41  [6]}はどちらもVSAM上に実装されており、その基礎となるデータ構造を使用しています。

VSAM データ セットの物理的な構成は、次のように他のアクセス方法で使用される構成とは大きく異なります。

VSAM ファイルは、VSAM コンポーネントのクラスターとして定義されます (たとえば、KSDS の場合は DATA コンポーネントと INDEX コンポーネント)。

VSAMコンポーネントは、固定長の制御インターバル^{[4] [5]} (CI)と制御領域(CA)にグループ化された固定長の物理ブロックで構成されています。CIとCAのサイズはアクセス方式サービス(AMS)によって決定され、通常、それらの使用方法はユーザーには見えません。各制御領域には固定数の制御インターバルがあります。

制御インターバルには通常、複数のレコードが含まれます。レコードは、制御インターバル内に、低アドレスから上向きに保管されます。制御情報は、制御インターバルのもう一方の端に、高アドレスから下向きに保管されます。レコードと制御情報の間のスペースは空きスペースです。制御情報は、常に存在する制御インターバル記述子フィールド (CIDF) と、制御インターバル内にレコードがある場合に存在し、関連するレコードの長さを記述するレコード記述子フィールド (RDF) の 2 種類のエントリで構成されます。CI 内の空きスペースは常に連続しています。

レコードが制御インターバルに挿入されると、それらは他のレコードに対して正しい順序で配置されます。このため、レコードを制御インターバル内で移動させる必要がある場合があります。逆に、レコードが削除されると、後のレコードが下に移動され、空きスペースが連続したままになります。制御インターバルにレコードを挿入するための空きスペースが十分にない場合、制御インターバルは分割されます。レコードのおよそ半分が元の制御インターバルに保管され、残りのレコードは新しい制御インターバルに移動されます。新しい制御インターバルは、元の制御インターバルと同じ制御域内の空き制御インターバルのプールから取得されます。その制御域内に空き制御インターバルが残っていない場合、制御域自体が分割され、制御インターバルは古い制御域と新しい制御域の間で均等に分配されます。

VSAM では、3 種類のレコード指向ファイル編成を使用できます (線形データ セットの内容にはレコード構造がありません)。

ESDSには代替インデックスを定義することで、キーによるアクセスを可能にするインデックスが定義される場合があります。ESDS内のレコードは、アドレスアクセスによって書き込まれた順序で格納されます。^{[7] [8] [9]}レコードは内容に関係なくロードされ、バイトアドレスは変更できません。

KSDS には、インデックス コンポーネントとデータ コンポーネントの 2 つの部分があります。これらは、別々のディスク ボリュームに保存される場合があります。

基本的な KSDS には 1 つのキー (主キー) しかありませんが、代替索引を定義して、追加のフィールドを 2 次キーとして使用できるようにすることができます。代替索引 (AIX) 自体が KSDS です。

KSDSで使用されるデータ構造は現在B+ツリーとして知られています。^{[10] [11]}

代替インデックスを定義することにより、RRDS にインデックスを定義して、キーによるアクセスを有効にすることができます。

LDS は、制御間隔のサイズが 4K の倍数である非構造化 VSAM データセットです。特定のシステム サービスによって使用されます。

VSAM データへのアクセス手法には 4 つの種類があります。

• ローカル共有リソース（LSR）は、「ランダム」または直接アクセス用に最適化されています。LSRアクセスはCICSから簡単に実現できます。^[12]
• 地球規模共有資源（GSR）^[13]
• 非共有リソース（NSR）は、シーケンシャルアクセスに最適化されています。NSRアクセスは、歴史的にバッチプログラムではLSRよりも使いやすかったです。^[12]
• 分散ファイル管理 (DFM) は、分散データ管理アーキテクチャサーバーの実装であり、リモート コンピュータ上のプログラムが VSAM ファイルを作成、管理、およびアクセスできるようにします。

CICS 領域間の VSAM データの共有は、VSAM レコード レベル共有 (RLS) によって実行できます。これにより、レコード キャッシュが追加され、さらに重要な点として、レコードのロックが追加されます。ログ記録とコミット処理は CICS の責任であり、CICS 環境外での VSAM データの共有は厳しく制限されます。

CICS 領域とバッチ ジョブ間の共有には、トランザクション VSAM、DFSMStvs が必要です。これは、基盤となる z/OS システム サービスを使用して、ログ記録と 2 フェーズ コミットを追加することで VSAM RLS 上に構築されるオプション プログラムです。これにより、VSAM データの一般的な共有が可能になります。

^{VSAMは、古いアクセス方法[14]}の代替として導入され、機能の追加、使いやすさの向上、パフォーマンスとデバイス依存性の問題の克服を目的としていました。VSAMは、IBMがSystem/360コンピュータシリーズで実行されているDOS/360およびOS/360オペレーティングシステムの後継として、新しいSystem/370シリーズ用の仮想ストレージオペレーティングシステム（DOS/VS、OS/VS1、OS/VS2）を発表した1970年代に導入されました。下位互換性は維持されていましたが、古いアクセス方法は、仮想ストレージに必要なアドレス変換が原因でパフォーマンスの問題を抱えていました。

KSDS 構成は、 ISAM (索引順次アクセス方式) を置き換えるために設計されました。ディスク技術の変化により、ISAM データ セットでのデータの検索が非常に非効率になりました。また、ISAM データ セットには物理ディスク位置への埋め込みポインターがあり、データ セットを移動すると無効になるため、ISAM データ セットの移動も困難でした。IBM は、ISAM を使用するようにコーディングされたプログラムが代わりに KSDS を使用できるように、互換性インターフェースも提供しました。

RRDS 構成は、 BDAM (Basic Direct Access Method) を置き換えるために設計されました。場合によっては、BDAM データ セットには移動を妨げる埋め込みポインターが含まれていました。ただし、ほとんどの BDAM データ セットには埋め込みポインターが含まれていなかったため、BDAM から VSAM RRDS に移行する動機は、ISAM から VSAM KSDS に移行する動機に比べてはるかに弱かったです。

後に線形データ セットが追加され、その後に VSAM RLS、トランザクション VSAM が追加されました。

• ジョブ制御言語(JCL)
• IBM メインフレーム ユーティリティ プログラム
• ISAM
• ジュネーブERS
• レコード管理サービス、デジタル・イクイップメント・コーポレーションが開発した同様のシステム
• タンデム・コンピューターズが開発した同様のシステムであるEnscribe

• VSAM の謎を解明
• DFSMStvs 概要および計画ガイド