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Publicado: 24 de setembro de 2025

No vasto universo dos sistemas mainframe, onde a robustez e a eficiência no gerenciamento de dados são cruciais, o Virtual Storage Access Method (VSAM) da IBM se destaca como uma tecnologia fundamental. Desenvolvido na década de 1970, o VSAM foi projetado para otimizar o acesso e a organização de dados em dispositivos de armazenamento de acesso direto (DASD), tornando-se um pilar para aplicações críticas em ambientes z/OS, MVS e OS/390. Sua importância reside na capacidade de fornecer métodos de acesso flexíveis e de alto desempenho, essenciais para o processamento de grandes volumes de informações que caracterizam as operações de negócios em mainframes.

Embora o Key-Sequenced Data Set (KSDS) seja o tipo de VSAM mais conhecido e amplamente utilizado devido à sua capacidade de acesso por chave, existem outros tipos igualmente poderosos e com aplicações específicas: o Entry-Sequenced Data Set (ESDS), o Relative Record Data Set (RRDS) e o Linear Data Set (LDS). Cada um desses formatos oferece uma abordagem distinta para o armazenamento e recuperação de dados, atendendo a diferentes requisitos de aplicação e otimizando o desempenho para cenários específicos. Este artigo tem como objetivo desmistificar esses tipos de VSAM menos explorados, apresentando suas características, estruturas, casos de uso práticos e algumas curiosidades, tudo isso em uma linguagem clara, simples e objetiva, para que você possa compreender o verdadeiro potencial do VSAM além do KSDS.

VSAM KSDS (Key-Sequenced Data Set)

O KSDS, ou Key-Sequenced Data Set, é o tipo de conjunto de dados VSAM mais versátil e amplamente utilizado, funcionando de forma semelhante a um arquivo indexado tradicional. Sua principal característica é a organização dos registros com base em uma chave primária única, permitindo tanto o acesso sequencial (em ordem de chave) quanto o acesso direto (pela chave). Isso o torna ideal para aplicações que exigem recuperação rápida de registros específicos e processamento em lote ordenado.

Características e Funcionamento

Um KSDS é composto por dois componentes principais: o componente de dados e o componente de índice. O componente de dados armazena os registros em ordem física, mas a ordem lógica é determinada pela chave. O componente de índice, por sua vez, contém as chaves primárias e os endereços (RBAs - Relative Byte Addresses) correspondentes aos registros no componente de dados. Quando um registro é acessado por chave, o VSAM utiliza o índice para localizar rapidamente o registro desejado.

Os registros em um KSDS possuem uma chave primária de tamanho fixo e em uma posição definida dentro de cada registro, que deve ser única. O VSAM gerencia automaticamente a inserção, atualização e exclusão de registros, o que pode levar a 'splits' de Control Intervals (CIs) e Control Areas (CAs) para acomodar novos dados. Embora isso garanta a flexibilidade, um número excessivo de splits pode impactar o desempenho, exigindo reorganizações periódicas.

Estrutura

• Componente de Dados: Contém os registros de dados, armazenados em CIs. A ordem física pode não ser a mesma da ordem lógica (por chave) devido a inserções e exclusões.
• Componente de Índice: Uma estrutura em árvore (B-Tree) que mapeia as chaves primárias para os RBAs dos registros no componente de dados. Possui dois níveis principais: o conjunto de sequência (nível mais baixo, apontando para os CIs de dados) e o conjunto de índice (níveis superiores, apontando para CIs do conjunto de sequência).

Casos de Uso e Exemplos Práticos

KSDS é a escolha preferida para sistemas de gerenciamento de banco de dados (como DB2, que usa KSDS internamente), sistemas de gerenciamento de transações (CICS) e qualquer aplicação que precise de acesso rápido e flexível a registros individuais. Exemplos incluem:

• Cadastro de Clientes: Um sistema onde cada cliente tem um ID único (chave primária). É possível buscar um cliente diretamente pelo ID ou processar todos os clientes em ordem alfabética pelo nome (se houver um índice alternativo).
• Inventário de Produtos: Cada produto tem um código único. O KSDS permite consultar o estoque de um produto específico ou gerar relatórios de inventário ordenados por código de produto.
• Contas Correntes: Transações bancárias podem ser armazenadas e acessadas por número de conta, com a capacidade de processar extratos sequencialmente.

Curiosidades

• Índices Alternativos: Uma das grandes vantagens do KSDS é a capacidade de criar índices alternativos (Alternate Indexes - AIX). Isso permite acessar os dados por chaves secundárias, como o nome do cliente em um arquivo de cadastro, sem duplicar os dados. O AIX é, na verdade, um KSDS separado que aponta para o KSDS base.
• Reorganização: Com o tempo, inserções e exclusões podem fragmentar um KSDS, degradando o desempenho. A reorganização (usando utilitários como IDCAMS REPRO e DEFINE CLUSTER) é uma prática comum para otimizar o espaço e o acesso.
• VSAM RLS (Record Level Sharing): Para ambientes de alta concorrência, o KSDS pode ser configurado para RLS, permitindo que múltiplos sistemas ou aplicações acessem e atualizem o mesmo conjunto de dados simultaneamente com integridade de dados, algo crucial em sistemas transacionais modernos.

VSAM ESDS (Entry-Sequenced Data Set)

O ESDS, ou Entry-Sequenced Data Set, é o tipo de conjunto de dados VSAM mais simples, funcionando de maneira muito similar a um arquivo sequencial tradicional. A principal característica do ESDS é que os registros são armazenados na ordem exata em que são adicionados ao conjunto de dados, ou seja, em ordem de entrada. Uma vez que um registro é gravado, sua posição física e lógica é fixa e não pode ser alterada. Isso o torna ideal para aplicações que exigem processamento sequencial e onde a ordem cronológica de inserção é importante.

Características e Funcionamento

Em um ESDS, cada registro é identificado por um RBA (Relative Byte Address), que é o deslocamento do primeiro byte do registro desde o início do conjunto de dados. O RBA é único para cada registro e permanece constante durante toda a vida útil do registro. Não há chaves primárias ou índices internos para acesso direto; o acesso é predominantemente sequencial. No entanto, é possível acessar registros diretamente se o RBA for conhecido, o que geralmente é feito através de um índice alternativo.

Como os registros são adicionados sequencialmente ao final do arquivo, não há a complexidade de splits de CIs ou CAs como no KSDS. Isso simplifica o gerenciamento e geralmente resulta em um desempenho de gravação muito eficiente. Atualizações de registros existentes não são permitidas; para modificar um registro, ele deve ser logicamente excluído (marcado como inativo) e uma nova versão do registro inserida no final do arquivo, ou o arquivo inteiro deve ser reescrito.

Estrutura

• Componente de Dados: O ESDS possui apenas um componente de dados. Os registros são armazenados em CIs, e a ordem dos registros dentro do CI e dos CIs dentro do conjunto de dados reflete a ordem de inserção. Não há componente de índice primário.
• RBA (Relative Byte Address): É o identificador único de cada registro, representando sua posição relativa em bytes desde o início do arquivo. O RBA do primeiro registro é 0, o segundo é o tamanho do primeiro registro, e assim por diante.

Casos de Uso e Exemplos Práticos

ESDS é frequentemente utilizado para armazenar dados que são processados sequencialmente, como logs de transações, históricos de eventos ou arquivos de auditoria. Exemplos incluem:

• Log de Transações: Um sistema de banco pode registrar todas as transações (depósitos, saques, transferências) em um ESDS. A ordem de entrada garante a cronologia dos eventos, e o arquivo pode ser processado sequencialmente para auditoria ou reconciliação.
• Histórico de Pedidos: Em um sistema de e-commerce, cada pedido pode ser registrado em um ESDS. Isso permite que a empresa processe os pedidos na ordem em que foram recebidos e mantenha um histórico imutável.
• Arquivos de Auditoria: Qualquer sistema que precise manter um registro imutável de eventos para fins de auditoria ou conformidade pode se beneficiar do ESDS.

Curiosidades

• Imutabilidade: A natureza sequencial do ESDS e a fixidez do RBA tornam-no ideal para dados que não devem ser alterados após a gravação, garantindo a integridade histórica.
• Índices Alternativos: Embora o ESDS não tenha um índice primário, ele pode ter índices alternativos. Isso permite que os dados sejam acessados por outros campos além da ordem de entrada, como um número de pedido ou um ID de cliente, sem comprometer a ordem original dos registros. O índice alternativo para um ESDS armazena a chave alternativa e o RBA do registro correspondente no ESDS base.
• Desempenho de Gravação: Devido à sua estrutura simples de apenas adicionar ao final, o ESDS oferece um desempenho de gravação excepcionalmente alto, sendo uma excelente escolha para cenários de alta taxa de ingestão de dados.

VSAM RRDS (Relative Record Data Set)

O RRDS, ou Relative Record Data Set, é um tipo de conjunto de dados VSAM que permite o acesso direto a registros por meio de um número de registro relativo (RRN - Relative Record Number). Diferente do KSDS, que usa uma chave, e do ESDS, que usa o RBA, o RRDS organiza os registros em slots numerados sequencialmente, onde cada slot pode conter um registro de tamanho fixo. Isso o torna particularmente eficiente para aplicações que precisam de acesso rápido a registros com base em sua posição numérica.

Características e Funcionamento

Em um RRDS, os registros são armazenados em slots pré-definidos, e cada slot é identificado por um RRN (Relative Record Number). O primeiro slot tem RRN 1, o segundo RRN 2, e assim por diante. Todos os registros em um RRDS devem ter o mesmo tamanho (registros de tamanho fixo). Isso simplifica o cálculo da localização física de um registro no disco, pois o VSAM pode simplesmente multiplicar o RRN pelo tamanho do registro para encontrar seu endereço.

O acesso a um RRDS pode ser direto (especificando o RRN) ou sequencial (processando os registros em ordem de RRN). Slots vazios podem existir e são preenchidos quando novos registros são inseridos. A exclusão de um registro libera o slot correspondente, que pode ser reutilizado. A atualização de um registro é feita substituindo o conteúdo do slot pelo novo registro. A simplicidade de sua estrutura e o acesso direto por RRN fazem do RRDS uma opção de alto desempenho para certas aplicações.

Estrutura

• Componente de Dados: O RRDS possui apenas um componente de dados. Os registros são armazenados em slots de tamanho fixo, cada um com um RRN único. Não há componente de índice primário, pois o RRN serve como o mecanismo de acesso direto.
• RRN (Relative Record Number): É o identificador único de cada slot/registro, representando sua posição numérica no conjunto de dados. O RRN é um número inteiro positivo.

Casos de Uso e Exemplos Práticos

RRDS é ideal para aplicações onde os registros podem ser mapeados para um número sequencial ou onde a recuperação por índice numérico é eficiente. É frequentemente usado em cenários que exigem acesso rápido e direto a registros de tamanho fixo. Exemplos incluem:

• Tabelas de Referência: Uma tabela de códigos de erro, onde cada código tem um número sequencial. O RRDS permite buscar a descrição de um erro diretamente pelo seu código numérico.
• Controle de Estoque: Se os itens de estoque são identificados por um número de item sequencial, um RRDS pode ser usado para armazenar e acessar rapidamente as informações de cada item.
• Gerenciamento de Assentos: Em um sistema de reservas de assentos (por exemplo, em um teatro ou avião), cada assento pode ter um número único. Um RRDS pode armazenar o status de cada assento (ocupado/livre) e permitir acesso direto para verificar ou atualizar o status.

Curiosidades

• Registros de Tamanho Fixo: A exigência de registros de tamanho fixo é uma característica definidora do RRDS. Isso permite o cálculo direto do endereço físico do registro, otimizando o desempenho.
• Reutilização de Slots: Quando um registro é excluído de um RRDS, o slot correspondente fica disponível para ser reutilizado por um novo registro. Isso ajuda a evitar a fragmentação e a otimizar o uso do espaço.
• Não há Chave Lógica: Ao contrário do KSDS, o RRDS não se baseia em uma chave lógica dentro do registro. O acesso é puramente posicional, baseado no RRN. Isso simplifica a lógica de acesso, mas exige que a aplicação gerencie o mapeamento entre os dados e seus RRNs.

VSAM LDS (Linear Data Set)

O LDS, ou Linear Data Set, é o tipo mais singular de conjunto de dados VSAM, pois não armazena registros no sentido tradicional. Em vez disso, um LDS é um fluxo de bytes contínuo, sem estrutura de registro definida pelo VSAM. Ele é tratado como um espaço de endereço linear, onde os dados são acessados por offset de byte. Essa característica o torna fundamental para certas aplicações de sistema e subsistemas que precisam gerenciar seus próprios formatos de dados de baixo nível.

Características e Funcionamento

Um LDS é essencialmente um espaço de armazenamento de bytes, sem a sobrecarga de gerenciamento de registros (como RDFs e CIDFs) que os outros tipos de VSAM possuem. Os dados são acessados por offset de byte e comprimento, permitindo que as aplicações imponham sua própria estrutura lógica sobre o fluxo de bytes. O VSAM não interpreta o conteúdo do LDS; ele apenas gerencia o armazenamento e a recuperação do bloco de bytes solicitado.

Devido à sua natureza de fluxo de bytes, o LDS não suporta acesso por chave ou por RRN diretamente. O acesso é sempre por RBA (Relative Byte Address), mas de uma forma mais bruta, onde o RBA representa o offset do byte dentro do conjunto de dados. O LDS é otimizado para acesso de alto desempenho a grandes blocos de dados, sendo frequentemente utilizado por outros componentes do sistema operacional ou subsistemas de banco de dados que precisam de controle granular sobre o layout dos dados.

Estrutura

• Componente de Dados: O LDS possui apenas um componente de dados, que é um fluxo contínuo de bytes. Não há estruturas de controle de registro (RDFs ou CIDFs) dentro dos Control Intervals (CIs) de um LDS; todos os bytes dentro de um CI são considerados dados.
• Acesso por Offset de Byte: Os dados são acessados especificando um offset de byte e um comprimento, como se fosse um grande array de bytes.

Casos de Uso e Exemplos Práticos

O LDS é raramente usado diretamente por programas de aplicação COBOL ou PL/I. Sua principal utilização é por subsistemas do z/OS que precisam de um controle muito específico sobre o armazenamento de dados. Exemplos incluem:

• DB2: O IBM DB2 para z/OS utiliza LDSs para armazenar seus objetos de dados (tablespaces e índices). Isso permite que o DB2 gerencie a estrutura interna dos dados de forma otimizada, sem a interferência da estrutura de registros do VSAM.
• zFS (z/OS File System): O zFS, que é o sistema de arquivos UNIX para z/OS, também utiliza LDSs para armazenar seus metadados e dados de arquivos. Isso oferece a flexibilidade e o desempenho necessários para um sistema de arquivos.
• Armazenamento de Objetos Grandes (LOBs): Em algumas arquiteturas, LDSs podem ser usados para armazenar objetos binários grandes (Large Objects - LOBs), como imagens ou documentos, onde a aplicação gerencia a estrutura interna do objeto.

Curiosidades

• **Natureza 'Crua': O LDS é o mais 'primitivo' dos tipos VSAM, oferecendo um acesso de baixo nível ao armazenamento. Isso dá aos subsistemas que o utilizam total controle sobre a organização dos dados, mas exige que eles implementem sua própria lógica de gerenciamento de registros.
• Não Indexado: Diferente do KSDS, o LDS não possui um índice. O acesso é feito diretamente por offset, o que o torna extremamente rápido para operações de leitura/escrita sequenciais de grandes blocos de dados.
• Uso Interno: Embora seja um tipo de VSAM, o LDS é predominantemente um componente interno do z/OS e de subsistemas como o DB2 e zFS, e raramente é manipulado diretamente por programadores de aplicação em COBOL ou PL/I.

VSAM RRDS (Relative Record Data Set)

O RRDS, ou Relative Record Data Set, é um tipo de conjunto de dados VSAM que permite o acesso direto a registros por meio de um número de registro relativo (RRN - Relative Record Number). Diferente do KSDS, que usa uma chave, e do ESDS, que usa o RBA, o RRDS organiza os registros em slots numerados sequencialmente, onde cada slot pode conter um registro de tamanho fixo. Isso o torna particularmente eficiente para aplicações que precisam de acesso rápido a registros com base em sua posição numérica.

Características e Funcionamento

Em um RRDS, os registros são armazenados em slots pré-definidos, e cada slot é identificado por um RRN (Relative Record Number). O primeiro slot tem RRN 1, o segundo RRN 2, e assim por diante. Todos os registros em um RRDS devem ter o mesmo tamanho (registros de tamanho fixo). Isso simplifica o cálculo da localização física de um registro no disco, pois o VSAM pode simplesmente multiplicar o RRN pelo tamanho do registro para encontrar seu endereço.

O acesso a um RRDS pode ser direto (especificando o RRN) ou sequencial (processando os registros em ordem de RRN). Slots vazios podem existir e são preenchidos quando novos registros são inseridos. A exclusão de um registro libera o slot correspondente, que pode ser reutilizado. A atualização de um registro é feita substituindo o conteúdo do slot pelo novo registro. A simplicidade de sua estrutura e o acesso direto por RRN fazem do RRDS uma opção de alto desempenho para certas aplicações.

Estrutura

• Componente de Dados: O RRDS possui apenas um componente de dados. Os registros são armazenados em slots de tamanho fixo, cada um com um RRN único. Não há componente de índice primário, pois o RRN serve como o mecanismo de acesso direto.
• RRN (Relative Record Number): É o identificador único de cada slot/registro, representando sua posição numérica no conjunto de dados. O RRN é um número inteiro positivo.

Casos de Uso e Exemplos Práticos

RRDS é ideal para aplicações onde os registros podem ser mapeados para um número sequencial ou onde a recuperação por índice numérico é eficiente. É frequentemente usado em cenários que exigem acesso rápido e direto a registros de tamanho fixo. Exemplos incluem:

• Tabelas de Referência: Uma tabela de códigos de erro, onde cada código tem um número sequencial. O RRDS permite buscar a descrição de um erro diretamente pelo seu código numérico.
• Controle de Estoque: Se os itens de estoque são identificados por um número de item sequencial, um RRDS pode ser usado para armazenar e acessar rapidamente as informações de cada item.
• Gerenciamento de Assentos: Em um sistema de reservas de assentos (por exemplo, em um teatro ou avião), cada assento pode ter um número único. Um RRDS pode armazenar o status de cada assento (ocupado/livre) e permitir acesso direto para verificar ou atualizar o status.

Curiosidades

• Registros de Tamanho Fixo: A exigência de registros de tamanho fixo é uma característica definidora do RRDS. Isso permite o cálculo direto do endereço físico do registro, otimizando o desempenho.
• Reutilização de Slots: Quando um registro é excluído de um RRDS, o slot correspondente fica disponível para ser reutilizado por um novo registro. Isso ajuda a evitar a fragmentação e a otimizar o uso do espaço.
• Não há Chave Lógica: Ao contrário do KSDS, o RRDS não se baseia em uma chave lógica dentro do registro. O acesso é puramente posicional, baseado no RRN. Isso simplifica a lógica de acesso, mas exige que a aplicação gerencie o mapeamento entre os dados e seus RRNs.

Comparativo e Escolha do Tipo VSAM

A escolha do tipo de conjunto de dados VSAM mais adequado depende diretamente dos requisitos da aplicação, do padrão de acesso aos dados e da natureza dos dados a serem armazenados. Cada tipo oferece vantagens e desvantagens que devem ser cuidadosamente consideradas.

Tabela Comparativa dos Tipos VSAM

Característica	KSDS	ESDS	RRDS	LDS
Descrição	Key-Sequenced Data Set	Entry-Sequenced Data Set	Relative Record Data Set	Linear Data Set
Organização	Por chave primária	Por ordem de entrada (sequencial)	Por número de registro relativo (RRN)	Fluxo de bytes contínuo
Acesso	Sequencial por chave, direto por chave, skip-sequencial	Sequencial por ordem de entrada, direto por RBA (com AIX)	Sequencial por RRN, direto por RRN	Por offset de byte
Registros	Variável ou fixo, chave primária única	Variável ou fixo, sem chave primária	Fixo, sem chave lógica	Não se aplica (fluxo de bytes)
Identificador	Chave Primária	RBA (Relative Byte Address)	RRN (Relative Record Number)	Offset de Byte
Atualização	Permite atualização, inserção e exclusão (pode causar splits)	Apenas adição no final, atualização via nova inserção/exclusão lógica	Permite atualização, inserção e exclusão (reutiliza slots)	A aplicação gerencia (acesso de baixo nível)
Índices	Primário (obrigatório), Alternativos (opcional)	Alternativos (opcional)	Não possui	Não possui
Uso Típico	Bancos de dados, cadastros, sistemas transacionais	Logs, históricos, arquivos de auditoria	Tabelas de referência, controle de estoque por ID numérico	DB2, zFS, armazenamento de LOBs
Vantagens	Flexibilidade, acesso rápido por chave, índices alternativos	Alta performance de gravação, ordem cronológica garantida	Acesso direto muito rápido por RRN, reutilização de slots	Controle granular, alta performance para grandes blocos
Desvantagens	Pode exigir reorganização, overhead de índice	Não permite atualização in-loco, acesso direto limitado	Registros de tamanho fixo, sem chave lógica	Sem estrutura de registro, gerenciamento complexo pela aplicação

 

Critérios para Escolher o Tipo Certo

Ao decidir qual tipo de VSAM utilizar, considere os seguintes pontos:

1. Padrão de Acesso:
   • Acesso por chave (aleatório e sequencial): KSDS é a melhor escolha. Se a maioria dos acessos for por uma chave específica e você precisar de flexibilidade para inserções e exclusões, o KSDS é ideal.
   • Acesso puramente sequencial (ordem de entrada): ESDS é o mais eficiente. Se os dados são logs, históricos ou precisam ser processados na ordem em que foram criados, o ESDS minimiza a sobrecarga.
   • Acesso direto por posição numérica: RRDS é a solução. Se seus dados podem ser mapeados para um número de registro (como um ID sequencial) e são de tamanho fixo, o RRDS oferece o acesso mais rápido.
   • Acesso de baixo nível (fluxo de bytes): LDS é para casos especiais. Se você está construindo um subsistema ou precisa de controle total sobre a estrutura dos dados em nível de byte, o LDS é a base.
2. Natureza dos Dados:
   • Registros com chaves únicas e mutáveis: KSDS.
   • Registros imutáveis, com importância na ordem de criação: ESDS.
   • Registros de tamanho fixo, acessados por um identificador numérico: RRDS.
   • Dados brutos, gerenciados por outra aplicação/subsistema: LDS.
3. Frequência de Atualizações:
   • Muitas atualizações, inserções e exclusões: KSDS (com atenção à reorganização) ou RRDS (se registros fixos).
   • Apenas inserções (apêndice): ESDS.
4. Necessidade de Índices Alternativos:
   • Se você precisa acessar os dados por múltiplos campos (além da chave primária ou ordem de entrada), KSDS e ESDS suportam índices alternativos, enquanto RRDS e LDS não.

Compreender essas diferenças e alinhar a escolha do tipo VSAM com os requisitos da sua aplicação é crucial para garantir a eficiência, o desempenho e a integridade dos dados no ambiente mainframe.

Conclusão

O Virtual Storage Access Method (VSAM) é muito mais do que apenas o KSDS. Embora o Key-Sequenced Data Set seja um componente vital e amplamente reconhecido por sua flexibilidade no acesso por chave, a verdadeira força do VSAM reside na sua diversidade de tipos de conjuntos de dados. O ESDS (Entry-Sequenced Data Set) oferece uma solução robusta para o armazenamento sequencial e cronológico de dados, ideal para logs e auditorias. O RRDS (Relative Record Data Set) proporciona um acesso direto e eficiente por número de registro, perfeito para tabelas de referência e cenários de acesso posicional. E o LDS (Linear Data Set), embora menos visível para o programador de aplicação, é a espinha dorsal de subsistemas críticos como o DB2 e o zFS, permitindo um controle de baixo nível e alta performance para dados brutos.

Compreender as nuances de cada tipo de VSAM e saber quando aplicar cada um é fundamental para otimizar o desempenho e a eficiência no ambiente mainframe. A escolha correta não só garante que os dados sejam armazenados e acessados da maneira mais eficaz, mas também simplifica o desenvolvimento e a manutenção das aplicações. Longe de ser uma tecnologia obsoleta, o VSAM continua a evoluir e a ser uma peça central na arquitetura de dados de grandes corporações, provando que, mesmo em um mundo de constante mudança tecnológica, a robustez e a adaptabilidade são qualidades atemporais. Ao explorar além do KSDS, abrimos um leque de possibilidades para o gerenciamento inteligente de dados em um dos ambientes computacionais mais resilientes do mundo.