先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「先生、COBOLでファイルを早く検索する方法ってありますか？」

先生

「はい、COBOLでは『インデックスファイル』という仕組みを使って、データを素早く探せるようにできます。」

生徒

「インデックスファイルって何ですか？」

先生

「インデックスファイルは、本でいう『目次』みたいなもので、探したいデータの場所がすぐわかるようになっています。」

生徒

「なるほど！じゃあ、そのインデックスファイルをもっと効率よくする方法はありますか？」

先生

「もちろんです。インデックスファイルの最適化やアクセス効率化について、初心者向けにわかりやすく説明しましょう。」

1. インデックスファイルとは？

インデックスファイルとは、ファイル内の特定のデータを素早く見つけるための「住所録」や「目次」のようなものです。例えば、図書館で本を探すときに、すべての本を最初から最後まで見て探すのは大変ですよね。でも、目次や索引（インデックス）を使えば、すぐに場所がわかります。
COBOLでは、このインデックスファイルを使うことで、ファイル全体を順番に読む「順次アクセス」よりも圧倒的に早くデータを取得できます。

インデックスファイルは、主にINDEXED（インデックス編成ファイル）という形式で利用され、キー（検索の基準となる値）を使って直接目的のデータにアクセスできます。

2. インデックスファイルの最適化が必要な理由

インデックスファイルは便利ですが、データが増えてくるとアクセス速度が遅くなることがあります。これは、本の目次がぐちゃぐちゃになったり、重複が多すぎたりして探しにくくなるのと同じです。
そこで、インデックスファイルを最適化することで、検索速度を速くし、ファイルの読み書きの効率を上げることができます。

最適化を行う理由には、次のようなものがあります。

不要なインデックスデータを削除して軽くする
アクセス頻度の高いデータを効率的に読み込むように並べ替える
ディスクの読み込み回数を減らす

3. COBOLでのインデックスファイル定義

COBOLでインデックスファイルを扱うときは、FILE-CONTROLとFD（File Description）で定義します。以下は基本的な例です。


SELECT STUDENT-FILE ASSIGN TO "STUDENT.DAT"
    ORGANIZATION IS INDEXED
    ACCESS MODE IS RANDOM
    RECORD KEY IS STUDENT-ID
    FILE STATUS IS WS-FILE-STATUS.

FD  STUDENT-FILE.
01  STUDENT-RECORD.
    05 STUDENT-ID     PIC 9(5).
    05 STUDENT-NAME   PIC X(20).

この例では、STUDENT-IDがインデックスキーとなり、データをすぐに探せるようになっています。

4. アクセス効率化の方法

インデックスファイルを使うときに、アクセスを効率化するポイントは次の通りです。

4-1. アクセスモードを適切に設定

COBOLのインデックスファイルは、RANDOM（ランダムアクセス）、SEQUENTIAL（順次アクセス）、DYNAMIC（動的アクセス）が選べます。
例えば、特定のレコードだけを探すならRANDOMが効率的です。複数のデータをまとめて処理する場合はSEQUENTIALが有効です。

4-2. 不要な読み込みを減らす

必要なデータだけを読み込むように条件を絞ることで、ディスクI/O（ディスクへの読み書きの回数）を減らし、処理速度が向上します。

4-3. 定期的な再編成（リオーガナイズ）

インデックスファイルは使っているうちに断片化（フラグメンテーション）が発生します。これは本棚に空きスペースがバラバラにできてしまう状態です。定期的にファイルを再編成することで、連続的に読み込めるようになり、スピードアップします。

5. インデックスファイルのアクセス例

以下は、COBOLでインデックスファイルから特定の学生データを読み取る例です。


MOVE 10001 TO STUDENT-ID.
READ STUDENT-FILE
    KEY IS STUDENT-ID
    INVALID KEY
        DISPLAY "該当する学生が見つかりません。"
    NOT INVALID KEY
        DISPLAY "学生名: " STUDENT-NAME
END-READ.