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COBOL迴圈與檔案處理技術詳解

本文探討 COBOL 程式語言中的迴圈結構與檔案處理機制，涵蓋 PERFORM UNTIL、PERFORM WITH TEST AFTER、PERFORM VARYING 等迴圈型別，並以實際案例說明其應用。同時，文章也詳細介紹循序檔案的讀寫、更新流程、錯誤處理，以及在大型主機環境下使用 JCL 管理 COBOL

大型主機 程式語言
COBOL 迴圈 檔案處理 JCL 大型主機應用 循序檔案

COBOL 作為歷史悠久的程式語言，在金融和政府等大型主機系統中仍扮演著關鍵角色。理解其迴圈和檔案處理機制對於維護和開發這些系統至關重要。本文除了介紹常見的迴圈型別如 PERFORM UNTIL 和 PERFORM VARYING 外，也探討了循序檔案的特性，包含檔案的建立、讀取、更新和錯誤處理。此外，文章也說明瞭如何在大型主機環境中使用 JCL 來管理 COBOL 程式，這對於在實際專案中操作 COBOL 程式相當重要，也讓開發者更能掌握 COBOL 在大型主機環境的應用。

COBOL迴圈結構詳解與應用實務

在COBOL程式設計中，迴圈結構扮演著至關重要的角色。本篇將探討COBOL中的迴圈語法及其應用，包括PERFORM UNTIL、PERFORM WITH TEST AFTER和PERFORM VARYING等不同型別的迴圈結構，並透過例項展示其使用方法與注意事項。

PERFORM UNTIL迴圈

PERFORM UNTIL迴圈類別似於其他程式語言中的while迴圈，用於在滿足特定條件之前重複執行一段程式碼。

DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 COUNTER PIC 9(1) VALUE 0.

PROCEDURE DIVISION.
    PERFORM UNTIL COUNTER >= 5
        ADD 1 TO COUNTER
        DISPLAY "迴圈次數 " COUNTER
    END-PERFORM
    GOBACK.

內容解密：

  1. PERFORM UNTIL COUNTER >= 5 設定迴圈條件，當COUNTER大於等於5時停止迴圈。
  2. ADD 1 TO COUNTER 將COUNTER的值加1。
  3. DISPLAY "迴圈次數 " COUNTER 輸出目前的迴圈次數。
  4. 使用END-PERFORM結束迴圈區塊。

PERFORM WITH TEST AFTER迴圈

PERFORM WITH TEST AFTER保證迴圈內的程式碼至少會被執行一次，類別似於其他程式語言中的do-while迴圈。

DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 COUNTER PIC 9(1) VALUE 0.

PROCEDURE DIVISION.
    PERFORM WITH TEST AFTER UNTIL COUNTER >= 5
        ADD 1 TO COUNTER
        DISPLAY "迴圈次數 " COUNTER
    END-PERFORM
    GOBACK.

內容解密：

  1. PERFORM WITH TEST AFTER UNTIL COUNTER >= 5 設定迴圈條件，先執行迴圈內的程式碼後再檢查條件。
  2. 即使COUNTER初始值大於或等於5，迴圈內的程式碼仍會被執行一次。

PERFORM VARYING迴圈

PERFORM VARYING是一種類別似於傳統for迴圈的結構，但具有更多靈活性，可用於控制迴圈的起始值、增量和終止條件。

DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 YEAR PIC 9(2) VALUE 0.
01 BALANCE PIC 9(4) VALUE 1000.

PROCEDURE DIVISION.
    PERFORM VARYING YEAR FROM 1 BY 1
        UNTIL YEAR > 10
        COMPUTE BALANCE = BALANCE * 1.05
        DISPLAY "餘額為 $" BALANCE
    END-PERFORM
    GOBACK.

內容解密：

  1. PERFORM VARYING YEAR FROM 1 BY 1 UNTIL YEAR > 10 設定迴圈從1開始，每次增加1，直到YEAR大於10。
  2. COMPUTE BALANCE = BALANCE * 1.05 計算每年5%的利息增長。
  3. DISPLAY "餘額為 $" BALANCE 輸出每年的餘額。

使用PERFORM VARYING呼叫子常式

PROCEDURE DIVISION.
100-BALANCE-LOOP.
    PERFORM 200-DEPOSIT-CALC VARYING YEAR FROM 1 BY 1
        UNTIL YEAR > 10
    GOBACK.

200-DEPOSIT-CALC.
    COMPUTE BALANCE = BALANCE * 1.05
    DISPLAY "餘額為 $" BALANCE.

內容解密：

  1. PERFORM 200-DEPOSIT-CALC VARYING YEAR FROM 1 BY 1 UNTIL YEAR > 10 使用PERFORM VARYING呼叫子常式200-DEPOSIT-CALC。
  2. 在子常式中計算並輸出餘額。

使用THRU命令執行多個段落

PROCEDURE DIVISION.
100-FIRST-PARAGRAPH.
    PERFORM 200-SECOND-PARAGRAPH THRU 400-FOURTH-PARAGRAPH.

200-SECOND-PARAGRAPH.
    DISPLAY '段落2'.

300-THIRD-PARAGRAPH.
    DISPLAY '段落3'.

400-FOURTH-PARAGRAPH.
    DISPLAY '段落4'.
    GOBACK.

內容解密：

  1. PERFORM 200-SECOND-PARAGRAPH THRU 400-FOURTH-PARAGRAPH 從200-SECOND-PARAGRAPH開始執行，直到執行到400-FOURTH-PARAGRAPH為止。
  2. 連續輸出「段落2」、「段落3」和「段落4」。

循序檔案處理與 COBOL 實作

循序檔案（Sequential File）是一種由字元組成的檔案，類別似於 Windows 的 Notepad 或 Mac 的 TextEdit。這種檔案結構簡單，通常用於儲存大量資料，並且可以透過分塊（blocking）來提高讀取效率。循序檔案中的記錄（records）可以是固定長度或變長的。

循序檔案的起源與應用

循序檔案的概念源自早期大型主機使用磁帶機的時代。當時，資料儲存必須按照順序進行，一筆記錄接著一筆記錄，這種方式一直沿用至今。雖然磁帶機已不再是主流儲存裝置，但循序檔案仍然在大型主機系統中佔有重要地位，因為它們在處理大量資料時具有很高的效率。

循序檔案的處理與排序

在處理循序檔案時，通常會進行排序（sorting），以便更有效地處理資料。排序可以根據記錄中的任意欄位進行。例如，在客戶主檔中，可以根據客戶編號或客戶名稱進行排序。

資料完整性與驗證

在建立和更新檔案時，確保資料的完整性至關重要。錯誤的資料可能導致稽核問題，甚至對企業造成處罰。因此，在程式碼中加入資料驗證規則是必要的。例如，使用 COBOL 語言可以透過 IF/THEN/ELSE 條件判斷來禁止輸入無效資料，如負數的生產單位。

循序檔案的更新流程

循序檔案常用於批次處理（batch processing），特別是在處理主檔（master files）時。主檔通常包含公司各部門的大量資料，如銷售、應付帳款、應收帳款、庫存和薪資等。交易檔（transaction files）則記錄了對主檔的更新活動，例如薪資主檔的交易可能是薪水或工時的更新。

當交易檔累積一段時間後，會與主檔進行循序更新（sequential update），產生新的主檔。這個過程需要 COBOL 程式根據交易檔和主檔的唯一鍵值進行匹配。如果匹配成功，則進行更新；如果匹配失敗，則將交易記錄寫入錯誤日誌或列印檔，以提供稽核軌跡。

例項解析：庫存主檔更新

假設某公司的庫存主檔包含五種 iPhone 型號的庫存數量，分別對應不同的 SKU（Stock-Keeping Unit）。在過去的一週內，公司進行了多次庫存採購，並將這些交易記錄儲存在交易檔中。當進行循序更新時，系統會根據 SKU 將交易檔中的資料與庫存主檔進行匹配，並更新庫存數量。如果交易檔中的 SKU 在主檔中找不到對應的記錄，則將該筆交易寫入錯誤日誌。

COBOL 程式實作

以下是一個使用 COBOL 處理循序檔案的範例程式：

IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. CUST-FILE.
ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
    SELECT CUSTOMER-FILE ASSIGN TO "Customers.dat"
    ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL.
DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD CUSTOMER-FILE.
01 CUSTOMER-RECORD.
    05 FIRST-NAME PIC X(20).
    05 LAST-NAME PIC X(20).
WORKING-STORAGE SECTION.
01 WS-CUSTOMER-RECORD.
    05 WS-FIRST-NAME PIC X(20).
    05 WS-LAST-NAME PIC X(20).
01 WS-EOF PIC X.
PROCEDURE DIVISION.
    OPEN INPUT CUSTOMER-FILE.
    PERFORM UNTIL WS-EOF = 'Y'
        READ CUSTOMER-FILE INTO WS-CUSTOMER-RECORD
            AT END MOVE 'Y' TO WS-EOF
            NOT AT END DISPLAY WS-CUSTOMER-RECORD
        END-READ
    END-PERFORM.
    CLOSE CUSTOMER-FILE.
GOBACK.

程式碼解析：

  1. IDENTIFICATION DIVISION 和 PROGRAM-ID：定義程式的識別資訊和名稱。
  2. ENVIRONMENT DIVISION 和 INPUT-OUTPUT SECTION：指定程式使用的外部檔案和裝置。
  3. DATA DIVISION：定義程式使用的資料結構，包括檔案描述（FD）和工作儲存區（WORKING-STORAGE）。
  4. PROCEDURE DIVISION：程式的主要邏輯部分，負責開啟檔案、讀取記錄並顯示內容，最後關閉檔案。

內容解密：

  • SELECT 陳述式：將外部檔案 Customers.dat 對應到程式中的 CUSTOMER-FILE。
  • ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL：指設定檔案的組織方式為循序存取。
  • READ 陳述式：從檔案中讀取一筆記錄到 WS-CUSTOMER-RECORD，並根據是否到達檔案結尾設定 WS-EOF 旗標。
  • PERFORM UNTIL 迴圈：持續讀取檔案直到到達結尾。
  • DISPLAY 陳述式：顯示讀取到的客戶記錄。

COBOL 檔案處理詳解：從基礎到錯誤處理

在 COBOL 程式設計中，檔案處理是一項基本且重要的技能。本文將探討 COBOL 中的檔案處理機制，包括順序檔的讀取、寫入以及錯誤處理等關鍵議題。

檔案處理基礎

在 COBOL 中處理檔案，首先需要在 ENVIRONMENT DIVISION 中使用 SELECT 和 ASSIGN TO 命令來指設定檔案名稱和路徑。這裡需要注意的是，檔案路徑必須正確無誤，否則將導致錯誤。

ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
    SELECT CUSTOMER-FILE ASSIGN TO "Customers.dat"
    ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL.

內容解密：

  1. ENVIRONMENT DIVISION：此部分用於定義程式的環境相關資訊。
  2. INPUT-OUTPUT SECTION：指定程式的輸入輸出相關設定。
  3. FILE-CONTROL：在此段落中定義檔案控制項。
  4. SELECT CUSTOMER-FILE ASSIGN TO "Customers.dat"：將邏輯檔名 CUSTOMER-FILE 對應到實體檔案 Customers.dat。
  5. ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL：指設定檔案的組織方式為順序檔。

資料部份的檔案定義

在 DATA DIVISION 中，我們需要定義檔案的結構。

DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD CUSTOMER-FILE.
01 CUSTOMER-RECORD.
    05 FIRST-NAME PIC X(20).
    05 LAST-NAME PIC X(20).

內容解密：

  1. DATA DIVISION：定義程式中使用的資料結構。
  2. FILE SECTION：描述檔案的結構。
  3. FD CUSTOMER-FILE：定義與 CUSTOMER-FILE 相關的檔案描述項（File Descriptor）。
  4. 01 CUSTOMER-RECORD：定義記錄的名稱和結構。
  5. PIC X(20)：指定欄位的資料型別和長度。

讀取檔案

要讀取檔案，首先需要開啟檔案，然後使用 READ 命令逐一讀取記錄。

PROCEDURE DIVISION.
    OPEN INPUT CUSTOMER-FILE
    PERFORM UNTIL WS-EOF = 'Y'
        READ CUSTOMER-FILE INTO WS-CUSTOMER-RECORD
            AT END MOVE 'Y' TO WS-EOF
            NOT AT END DISPLAY WS-CUSTOMER-RECORD
        END-READ
    END-PERFORM
    CLOSE CUSTOMER-FILE

內容解密：

  1. OPEN INPUT CUSTOMER-FILE：開啟 CUSTOMER-FILE 以供讀取。
  2. PERFORM UNTIL WS-EOF = 'Y'：使用迴圈直到檔案結束。
  3. READ CUSTOMER-FILE INTO WS-CUSTOMER-RECORD：讀取一筆記錄到 WS-CUSTOMER-RECORD。
  4. AT END MOVE 'Y' TO WS-EOF：當到達檔案末尾時，將 WS-EOF 設為 ‘Y’。
  5. CLOSE CUSTOMER-FILE：關閉檔案。

錯誤處理

COBOL 提供了檔案狀態碼（FILE STATUS）來處理檔案操作中的錯誤。

FILE-CONTROL.
    SELECT CUSTOMER-FILE ASSIGN TO "Customers.dat"
    FILE STATUS IS FILE-EXISTS
    ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL.

...

OPEN INPUT CUSTOMER-FILE
IF FILE-EXISTS NOT = "00"
    DISPLAY "File does not exist"
    PERFORM 200-END-PROGRAM
END-IF

內容解密：

  1. FILE STATUS IS FILE-EXISTS：定義一個變數 FILE-EXISTS 來儲存檔案狀態碼。
  2. IF FILE-EXISTS NOT = "00"：檢查開啟檔案後是否發生錯誤（狀態碼非 “00”）。

常見的檔案狀態碼

狀態碼定義
00輸入/輸出操作成功。
04成功讀取，但記錄長度與程式定義不符。
10已到達檔案末尾。
35開啟不存在的檔案。

COBOL 檔案處理與 JCL 應用詳解

COBOL 檔案處理基礎

在 COBOL 程式設計中，檔案處理是一項基本且重要的功能。本文將介紹如何使用 COBOL 進行檔案的讀寫操作，並探討在大型主機（Mainframe）環境中使用工作控制語言（Job Control Language, JCL）來管理和執行 COBOL 程式。

COBOL 檔案處理範例

以下是一個簡單的 COBOL 程式範例，展示如何建立一個客戶檔案並寫入資料，然後再讀取並顯示檔案內容。

IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. CUSTOMERFILE.

ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
    SELECT CUSTOMER-FILE ASSIGN TO "C:\Users\ttaul\OneDrive\Desktop\Customers.dat"
    ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL.

DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD CUSTOMER-FILE.
01 CUSTOMER-RECORD.
    05 FIRST-NAME PIC X(20).
    05 LAST-NAME PIC X(20).

WORKING-STORAGE SECTION.
01 WS-CUSTOMER-RECORD.
    05 WS-FIRST-NAME PIC X(20).
    05 WS-LAST-NAME PIC X(20).
01 WS-EOF PIC X.

PROCEDURE DIVISION.
    OPEN OUTPUT CUSTOMER-FILE
    PERFORM UNTIL CUSTOMER-RECORD = SPACES
        DISPLAY "Enter the first and last name for the customer"
        ACCEPT CUSTOMER-RECORD
        WRITE CUSTOMER-RECORD
    END-PERFORM
    CLOSE CUSTOMER-FILE
    
    DISPLAY "Output from the Customer File:"
    OPEN INPUT CUSTOMER-FILE
    PERFORM UNTIL WS-EOF = 'Y'
        READ CUSTOMER-FILE INTO WS-CUSTOMER-RECORD
        AT END MOVE 'Y' TO WS-EOF
        NOT AT END DISPLAY WS-CUSTOMER-RECORD
        END-READ
    END-PERFORM
    CLOSE CUSTOMER-FILE
    GOBACK.

內容解密：

  1. 檔案定義：在 ENVIRONMENT DIVISION 中定義了客戶檔案 CUSTOMER-FILE，並指定其為順序檔案。
  2. 資料結構：在 DATA DIVISION 中定義了檔案記錄 CUSTOMER-RECORD 的結構，包括 FIRST-NAME 和 LAST-NAME 欄位。
  3. 寫入操作：在 PROCEDURE DIVISION 中，首先開啟檔案進行輸出，然後透過 PERFORM UNTIL 迴圈接受使用者輸入的客戶資料並寫入檔案，直到輸入空白記錄為止。
  4. 讀取操作：關閉檔案後，再次開啟檔案進行輸入，透過另一個 PERFORM UNTIL 迴圈讀取檔案內容並顯示，直到到達檔案結尾。

JCL 在 Mainframe 環境中的應用

在 Mainframe 環境中，JCL 用於控制工作（Job）的執行，包括程式的編譯、連結和執行。以下是一個範例 JCL，用於編譯和執行上述 COBOL 程式。

//FILEJOB JOB 400000000,'MSV1 JOB CARD ',MSGLEVEL=(1,1),
// CLASS=A,MSGCLASS=Q,NOTIFY=&SYSUID,TIME=1440,REGION=0M
//COMPILE1 EXEC IGYWCL,PARM=(OFFSET,NOLIST,ADV),PGMLIB='INSTPS1.COBOL.LOADLIB',
// GOPGM=CUST-FILE
//SYSIN DD *
//CUSTOMER DD DISP=(NEW,CATLG,DELETE),
// DSN=DIV2.CUST-FILE,
// LRECL=40,
// AVGREC=U,
// RECFM=FB,
// SPACE=(40,(10,10),RLSE)
//SYSOUT DD SYSOUT=*
//CEEDUMP DD SYSOUT=*

JCL 解說：

  1. JOB 陳述式：定義了一個名為 FILEJOB 的工作，並指定了相關的引數，如訊息級別、工作類別等。
  2. EXEC 陳述式：執行 COBOL 編譯步驟，使用 IGYWCL 編譯器，並指定了編譯選項和程式函式庫。
  3. DD 陳述式：定義了輸入輸出資料集，包括程式原始碼（SYSIN）、客戶資料集（CUSTOMER）和輸出訊息（SYSOUT）。