순차 파일 읽기 - 레코드 단위 처리

이 장에서 배우는 것

앞 장까지 만든 프로그램은 숫자와 문자를 프로그램 안에 직접 적어 두고 처리했다. 실제 일괄 처리는 그렇지 않다. 그날의 거래는 파일에 담겨 도착하고, 프로그램은 그 파일을 처음부터 끝까지 한 건씩 읽는다. 이 장에서는 거래 파일 한 개를 열어 레코드(record, 파일에서 한 건을 이루는 데이터 묶음)를 하나씩 읽고, 입금과 출금을 나누어 합계를 내는 프로그램을 만든다.

• SELECT 와 ASSIGN 으로 프로그램 안의 파일 이름을 실제 파일에 연결한다.
• FILE SECTION 의 FD 아래에 고정 길이 레코드의 칸 배치를 정의한다.
• OPEN INPUT, READ ... AT END, CLOSE 를 올바른 순서로 쓴다.
• FILE STATUS 값을 확인해 파일이 없거나 읽기가 실패한 경우를 알아챈다.
• 선행 읽기(priming read)를 쓰는 읽기 루프의 표준 모양을 익힌다.

문제 상황

작은 신용협동조합의 전산 담당자가 되었다고 하자. 지점 창구에서 받은 입금과 출금은 하루 동안 쌓였다가, 마감 후 trans.dat 라는 파일 하나로 모인다. 한 줄이 거래 한 건이다. 맡은 일은 이 파일을 읽어 입금 건수와 출금 건수, 각 합계를 확인하는 것이다.

이 일에는 세 가지 어려움이 있다. 첫째, 파일에는 글자만 이어져 있을 뿐이라 어디까지가 계좌 번호이고 어디부터가 금액인지는 프로그램이 알려 주어야 한다. 둘째, 거래가 몇 건인지 미리 알 수 없으므로 끝에 닿을 때까지 읽어야 한다. 셋째, 파일이 없거나 이름이 틀린 경우에도 프로그램은 조용히 잘못된 결과를 내면 안 된다. 이 장의 내용은 이 세 가지를 차례로 해결한다.

파일을 프로그램에 연결하기

SELECT 와 ASSIGN

COBOL 프로그램은 파일을 두 단계로 다룬다. 먼저 ENVIRONMENT DIVISION 에서 "프로그램 안에서 부를 이름"과 "실제 파일"을 연결하고, 다음으로 DATA DIVISION 에서 그 파일 한 줄의 모양을 정의한다. 연결은 INPUT-OUTPUT SECTION 의 FILE-CONTROL 문단에 쓴다.

       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT TRANS-FILE ASSIGN TO "trans.dat"
               ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL
               FILE STATUS IS WS-FS.

TRANS-FILE 은 프로그램 안에서만 쓰는 이름이다. ASSIGN TO "trans.dat" 는 디스크의 실제 파일 이름이며, 상대 경로이므로 프로그램을 실행하는 폴더를 기준으로 찾는다. ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL 은 파일이 줄 단위의 텍스트이고 앞에서부터 차례로만 읽을 수 있다는 뜻이다. 이 책의 데이터 파일은 모든 줄의 길이가 같으므로 고정 길이 레코드로 다룬다. FILE STATUS IS WS-FS 는 파일 작업이 끝날 때마다 결과 코드 두 글자를 WS-FS 에 넣어 달라는 요청이다. WS-FS 는 WORKING-STORAGE 에서 PIC XX 로 직접 정의해야 한다.

FILE SECTION 과 FD

FILE SECTION 에는 파일마다 FD(File Description, 파일 기술)를 하나씩 쓰고, 그 아래에 레코드 구조를 둔다. 앞 장에서 배운 그룹 항목과 PIC 를 그대로 쓰면 된다.

       FILE SECTION.
       FD  TRANS-FILE.
       01  TRANS-REC.
           05  TR-ACCT        PIC 9(6).
           05  TR-TYPE        PIC X.
           05  TR-AMOUNT      PIC 9(9).
           05  TR-DATE        PIC 9(8).
           05  TR-BRANCH      PIC X(4).

TRANS-REC 는 READ 가 성공할 때마다 새 줄의 내용으로 채워지는 입력 영역이다. 별도로 MOVE 하지 않아도 READ 가 한 줄을 이 영역에 펼쳐 놓는다.

고정 길이 레코드 배치

고정 길이 레코드에서는 각 필드가 몇 번째 글자에서 시작해 몇 글자를 차지하는지가 곧 파일의 규칙이다. 필드의 PIC 길이를 앞에서부터 더한 값이 한 줄의 길이이고, 이 합이 데이터 파일의 실제 줄 길이와 같아야 한다. 이 장의 거래 레코드는 다음과 같다.

거래 레코드 한 줄(28바이트)의 칸 배치

필드	PIC	위치	뜻
TR-ACCT	9(6)	1~6	계좌 번호
TR-TYPE	X	7	D 는 입금, W 는 출금
TR-AMOUNT	9(9)	8~16	금액(원 단위, 앞을 0으로 채움)
TR-DATE	9(8)	17~24	거래 일자(YYYYMMDD)
TR-BRANCH	X(4)	25~28	지점 코드

6+1+9+8+4 는 28이다. 아래 그림은 같은 배치를 폭에 비례하게 그리고, 실제 한 줄이 어떻게 나뉘는지 보여 준다.

읽기 문장 - OPEN, READ, CLOSE

세 문장의 순서

파일을 읽는 일은 항상 열기, 읽기, 닫기의 순서로 진행된다.

• OPEN INPUT TRANS-FILE 은 파일을 읽기 전용으로 연다. 열기 전에는 READ 를 할 수 없다.
• READ TRANS-FILE 은 다음 한 줄을 TRANS-REC 로 가져온다. 더 읽을 줄이 없으면 AT END 아래의 문장이 실행된다. 읽기에 성공했을 때만 실행할 문장은 NOT AT END 아래에 쓴다.
• CLOSE TRANS-FILE 은 파일을 닫는다. 작업이 끝나면 반드시 닫는다.

READ 는 매번 파일의 다음 줄로 한 칸씩 나아갈 뿐 되돌아가지 못한다. 순차 파일(sequential file)이라는 이름이 여기서 나왔다.

FILE STATUS 확인

FILE STATUS 를 지정하면 열기, 읽기, 닫기의 결과가 두 글자 코드로 남는다. 이 코드를 확인하지 않으면 실패해도 프로그램은 계속 진행한다. 자주 만나는 값은 다음과 같다.

순차 파일을 읽을 때 자주 만나는 FILE STATUS 값

값	뜻	보통의 대응
00	작업 성공	계속 진행
10	파일 끝에 닿음	읽기 루프 종료
35	열려는 파일이 없음	이름과 실행 폴더 확인 후 중단
46	끝에 닿은 뒤 다시 READ	루프 구조 점검

이 장의 프로그램은 OPEN 직후에 00 이 아니면 중단하고, READ 직후에는 00 과 10 이외의 값이면 중단한다. 파일 끝(10)은 오류가 아니라 정상적인 종료 신호이므로 걸러 내면 안 된다.

읽기 루프의 표준 모양

끝까지 읽는 반복을 쓰는 방법은 여러 가지처럼 보이지만, 안전한 모양은 하나다. 루프에 들어가기 전에 READ 를 한 번 먼저 하고(선행 읽기), 루프 안에서는 처리를 먼저 한 뒤 맨 끝에서 다음 READ 를 한다. 루프의 조건은 "끝에 닿았는가"이다.

           PERFORM READ-TRANS
           PERFORM UNTIL WS-EOF
               PERFORM PROCESS-TRANS
               PERFORM READ-TRANS
           END-PERFORM

이렇게 하면 루프 몸체가 실행되는 시점에는 항상 유효한 레코드가 입력 영역에 들어 있다. 빈 파일이어도 선행 읽기에서 곧바로 끝이 확인되어 몸체가 한 번도 실행되지 않는다. READ 문장이 프로그램 안에 한 군데뿐이므로 AT END 처리와 상태 검사도 한 군데에 모을 수 있다. 아래 그림은 이 흐름을 나타낸다.

끝 여부는 앞 장에서 다룬 조건 이름(88 레벨)으로 표현했다. WS-EOF-FLAG 에 "Y"가 들어 있으면 WS-EOF 가 참이 되고, SET WS-EOF TO TRUE 가 그 값을 넣는다.

완성 코드

아래 두 파일을 같은 폴더에 둔다. 데이터 파일의 각 줄은 28글자이며, 줄 끝에 개행 문자가 하나씩 있어야 한다.

trans.dat

100001D00005000020261001SEOL
100002W00001200020261001BUSN
100001W00002000020261001SEOL
100003D00012000020261001DAEG
100002D00000300020261001BUSN

main.cob

       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. MAIN.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT TRANS-FILE ASSIGN TO "trans.dat"
               ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL
               FILE STATUS IS WS-FS.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD  TRANS-FILE.
       01  TRANS-REC.
           05  TR-ACCT         PIC 9(6).
           05  TR-TYPE         PIC X.
           05  TR-AMOUNT       PIC 9(9).
           05  TR-DATE         PIC 9(8).
           05  TR-BRANCH       PIC X(4).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  WS-FS               PIC XX.
       01  WS-EOF-FLAG         PIC X VALUE "N".
           88  WS-EOF          VALUE "Y".
       01  WS-COUNTERS.
           05  WS-READ-CNT     PIC 9(3) VALUE 0.
           05  WS-DEP-CNT      PIC 9(3) VALUE 0.
           05  WS-WDR-CNT      PIC 9(3) VALUE 0.
           05  WS-BAD-CNT      PIC 9(3) VALUE 0.
       01  WS-TOTALS.
           05  WS-DEP-TOT      PIC 9(9) VALUE 0.
           05  WS-WDR-TOT      PIC 9(9) VALUE 0.
       01  WS-AMT-EDIT         PIC ZZZ,ZZZ,ZZ9.
       01  WS-CNT-EDIT         PIC ZZ9.
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-PARA.
           OPEN INPUT TRANS-FILE
           IF WS-FS NOT = "00"
               DISPLAY "OPEN FAILED, STATUS=" WS-FS
               STOP RUN
           END-IF
           DISPLAY "--- DAILY TRANSACTIONS ---"
           PERFORM READ-TRANS
           PERFORM UNTIL WS-EOF
               PERFORM PROCESS-TRANS
               PERFORM READ-TRANS
           END-PERFORM
           DISPLAY "LAST STATUS   : " WS-FS
           CLOSE TRANS-FILE
           DISPLAY "--- SUMMARY ---"
           MOVE WS-READ-CNT TO WS-CNT-EDIT
           DISPLAY "RECORDS READ  : " WS-CNT-EDIT
           MOVE WS-DEP-CNT TO WS-CNT-EDIT
           DISPLAY "DEPOSITS      : " WS-CNT-EDIT
           MOVE WS-WDR-CNT TO WS-CNT-EDIT
           DISPLAY "WITHDRAWALS   : " WS-CNT-EDIT
           MOVE WS-BAD-CNT TO WS-CNT-EDIT
           DISPLAY "UNKNOWN TYPE  : " WS-CNT-EDIT
           MOVE WS-DEP-TOT TO WS-AMT-EDIT
           DISPLAY "DEPOSIT TOTAL : " WS-AMT-EDIT
           MOVE WS-WDR-TOT TO WS-AMT-EDIT
           DISPLAY "WITHDRAW TOTAL: " WS-AMT-EDIT
           STOP RUN.
       READ-TRANS.
           READ TRANS-FILE
               AT END
                   SET WS-EOF TO TRUE
               NOT AT END
                   ADD 1 TO WS-READ-CNT
           END-READ
           IF WS-FS NOT = "00" AND WS-FS NOT = "10"
               DISPLAY "READ FAILED, STATUS=" WS-FS
               CLOSE TRANS-FILE
               STOP RUN
           END-IF.
       PROCESS-TRANS.
           EVALUATE TR-TYPE
               WHEN "D"
                   ADD 1 TO WS-DEP-CNT
                   ADD TR-AMOUNT TO WS-DEP-TOT
               WHEN "W"
                   ADD 1 TO WS-WDR-CNT
                   ADD TR-AMOUNT TO WS-WDR-TOT
               WHEN OTHER
                   ADD 1 TO WS-BAD-CNT
           END-EVALUATE
           MOVE TR-AMOUNT TO WS-AMT-EDIT
           DISPLAY TR-ACCT " " TR-TYPE " " WS-AMT-EDIT " " TR-BRANCH.

줄별 해설

• SELECT ... FILE STATUS IS WS-FS: 프로그램 안의 이름 TRANS-FILE 을 trans.dat 에 연결하고, 작업 결과를 WS-FS 에 받는다.
• FD TRANS-FILE 과 TRANS-REC: 한 줄을 5개 필드로 나눈다. 길이의 합 28이 데이터 파일의 줄 길이와 같다.
• WS-EOF-FLAG 와 88 WS-EOF: 끝에 닿았는지를 기억하는 표지다. 처음에는 "N"이다.
• WS-COUNTERS, WS-TOTALS: 읽은 건수, 입금과 출금 건수, 알 수 없는 구분 건수, 입금과 출금 합계를 담는다. 모두 0으로 시작한다.
• WS-AMT-EDIT, WS-CNT-EDIT: 앞 장에서 배운 숫자 편집 항목이다. 출력 직전에 MOVE 로 값을 옮겨 천 단위 쉼표를 넣고 앞의 0을 지운다.
• OPEN INPUT 과 첫 IF: 열기에 실패하면 상태 코드를 보여 주고 곧바로 끝낸다. 열리지 않은 파일을 읽는 일을 막는다.
• PERFORM READ-TRANS (루프 앞): 선행 읽기다. 첫 번째 거래가 입력 영역에 들어온다.
• PERFORM UNTIL WS-EOF: 끝에 닿을 때까지 처리와 읽기를 번갈아 한다.
• DISPLAY "LAST STATUS": 루프를 빠져나온 직후의 상태 코드를 보여 준다. 끝에 닿았으므로 10 이다.
• CLOSE: 사용을 마친 파일을 닫는다.
• READ-TRANS 문단: READ 가 이 문단에만 있다. AT END 에서 표지를 켜고, NOT AT END 에서 읽은 건수를 센다. 뒤의 IF 는 00 과 10 이 아닌 코드를 오류로 보고 파일을 닫고 중단한다.
• PROCESS-TRANS 문단: EVALUATE 로 구분 코드를 나눈다. "D"는 입금, "W"는 출금으로 세고 합산하며, 그 밖의 코드는 알 수 없는 구분으로 센다. 마지막에 금액을 편집해 한 줄로 출력한다.

실행 결과

trans.dat 가 있는 폴더에서 컴파일하고 실행한다.

$ cobc -x -Wall main.cob
$ ./main
--- DAILY TRANSACTIONS ---
100001 D      50,000 SEOL
100002 W      12,000 BUSN
100001 W      20,000 SEOL
100003 D     120,000 DAEG
100002 D       3,000 BUSN
LAST STATUS   : 10
--- SUMMARY ---
RECORDS READ  :   5
DEPOSITS      :   3
WITHDRAWALS   :   2
UNKNOWN TYPE  :   0
DEPOSIT TOTAL :     173,000
WITHDRAW TOTAL:      32,000

입금은 50,000 + 120,000 + 3,000 으로 173,000 원이고, 출금은 12,000 + 20,000 으로 32,000 원이다. 마지막 상태 코드가 10 이라는 점도 확인해 둔다.

실무에서 자주 틀리는 것

1. 선행 읽기 없이 루프 맨 위에서 읽는다

틀린 코드는 루프 안에서 READ 직후 곧바로 처리한다.

           PERFORM UNTIL WS-EOF
               READ TRANS-FILE
                   AT END SET WS-EOF TO TRUE
               END-READ
               PERFORM PROCESS-TRANS
           END-PERFORM

마지막 READ 에서 끝이 확인되어도 같은 반복 안에서 PROCESS-TRANS 가 실행된다. 이때 입력 영역의 내용은 믿을 수 없고, 보통은 직전 레코드가 그대로 남아 있어 마지막 거래가 두 번 처리된 것처럼 보인다. 고친 코드는 앞에서 본 표준 모양이다. 루프 앞에서 한 번 읽고, 처리 뒤에 읽는다.

           PERFORM READ-TRANS
           PERFORM UNTIL WS-EOF
               PERFORM PROCESS-TRANS
               PERFORM READ-TRANS
           END-PERFORM

2. OPEN 결과를 확인하지 않는다

파일 이름이 틀렸는데도 열기 결과를 보지 않는 코드다.

           OPEN INPUT TRANS-FILE
           PERFORM READ-TRANS
           PERFORM UNTIL WS-EOF
               PERFORM PROCESS-TRANS
               PERFORM READ-TRANS
           END-PERFORM

열기는 상태 코드 35 로 실패하지만 프로그램은 계속 진행한다. 열리지 않은 파일을 READ 하면 AT END 조건이 아니라 다른 오류가 나므로 WS-EOF 가 영영 켜지지 않아 반복이 끝나지 않을 수 있다. 열기 직후와 읽기 직후에 상태를 확인한다.

           OPEN INPUT TRANS-FILE
           IF WS-FS NOT = "00"
               DISPLAY "OPEN FAILED, STATUS=" WS-FS
               STOP RUN
           END-IF

3. 레코드 길이의 합이 데이터와 다르다

금액을 9자리가 아니라 8자리로 잘못 정의한 경우다.

       01  TRANS-REC.
           05  TR-ACCT         PIC 9(6).
           05  TR-TYPE         PIC X.
           05  TR-AMOUNT       PIC 9(8).
           05  TR-DATE         PIC 9(8).
           05  TR-BRANCH       PIC X(4).

금액은 한 글자가 모자라 앞 8자리만 읽히고, 일자와 지점은 한 칸씩 앞으로 당겨져 엉뚱한 값이 된다. 컴파일러는 데이터 파일을 보지 않으므로 경고도 나오지 않는다. 필드 길이를 더해 줄 길이와 맞는지 확인하고, 고친 코드는 PIC 9(9) 로 되돌린다.

           05  TR-AMOUNT       PIC 9(9).

4. 다른 폴더에서 실행한다

ASSIGN TO "trans.dat" 는 현재 폴더를 기준으로 파일을 찾는다. 파일이 있는 폴더의 바깥에서 실행하면 열리지 않는다.

$ ./work/main
OPEN FAILED, STATUS=35

프로그램과 데이터 파일이 있는 폴더로 이동한 뒤 실행한다.

$ cd work
$ ./main

한눈에 보기

파일 읽기에 쓰는 구문과 놓는 위치

구문	놓는 곳	역할	주의
SELECT ... ASSIGN TO	FILE-CONTROL	내부 이름과 실제 파일 연결	상대 경로는 실행 폴더 기준
FILE STATUS IS	SELECT 안	결과 코드 두 글자를 받음	PIC XX 로 직접 정의
FD 와 01 레코드	FILE SECTION	한 줄의 칸 배치 정의	길이의 합이 줄 길이와 같아야 함
OPEN INPUT	PROCEDURE DIVISION	읽기용으로 열기	직후에 00 확인
READ ... AT END	PROCEDURE DIVISION	다음 레코드 가져오기	끝은 상태 10, 오류가 아님
CLOSE	PROCEDURE DIVISION	파일 닫기	종료 전에 반드시 실행

읽기 루프를 구성하는 세 단계

단계	위치	하는 일
선행 읽기	루프 앞	첫 레코드를 가져오고 빈 파일이면 끝을 알아챔
처리	루프 몸체 앞부분	입력 영역에 있는 레코드를 계산하고 출력
다음 읽기	루프 몸체 끝	다음 레코드를 가져오거나 끝 표지를 켬

연습 문제

1. 지점 코드가 "SEOL" 인 거래가 몇 건인지 세어, 요약 끝에 SEOL COUNT : 형태로 출력하도록 고쳐 보라. 어떤 문장을 어디에 추가해야 하는가.
2. 입금 거래 중 가장 큰 금액을 구해 요약에 출력하려 한다. 필요한 변수와 PROCESS-TRANS 의 변경 부분을 써 보라.
3. 선행 읽기를 지우고 루프 안에서 PROCESS-TRANS 를 먼저 실행한 뒤 READ-TRANS 를 하도록 순서만 바꾸지 않고, 첫 줄의 PERFORM READ-TRANS 만 삭제하면 처음 반복에서 무슨 일이 일어나는지 설명하라.
4. ASSIGN TO "trans.dta" 로 오타를 냈을 때 실행 결과는 어떻게 되는가. 그리고 프로그램이 왜 끝까지 안전하게 종료되는지 설명하라.

정답과 해설

1. WORKING-STORAGE 에 01 WS-SEOL-CNT PIC 9(3) VALUE 0. 을 추가하고, PROCESS-TRANS 안에 IF TR-BRANCH = "SEOL" 아래 ADD 1 TO WS-SEOL-CNT 를 둔다. 요약에서는 MOVE WS-SEOL-CNT TO WS-CNT-EDIT 후 DISPLAY "SEOL COUNT : " WS-CNT-EDIT 로 출력한다. 이 데이터에서는 2건이다. 조건 검사는 읽은 레코드마다 해야 하므로 처리 문단 안에 둔다.
2. 01 WS-MAX-DEP PIC 9(9) VALUE 0. 을 추가하고, EVALUATE 의 "D" 가지에 IF TR-AMOUNT > WS-MAX-DEP 아래 MOVE TR-AMOUNT TO WS-MAX-DEP 를 넣는다. 요약에서는 WS-AMT-EDIT 로 옮겨 출력한다. 이 데이터의 결과는 120,000 이다. 초깃값을 0으로 두면 첫 입금이 반드시 최댓값으로 바뀐다.
3. 선행 읽기가 없으면 첫 반복에서 아직 한 줄도 읽히지 않은 입력 영역을 처리하게 된다. 영역의 내용은 정해지지 않았으므로 구분 코드는 "D"도 "W"도 아닐 가능성이 크고, 알 수 없는 구분으로 세어진다. 그 뒤 READ 가 첫 거래를 가져오지만, 반복 순서가 어긋나 있으면 마지막 거래 처리 시점도 함께 어긋난다. 읽은 값을 처리하기 전에 반드시 READ 가 한 번 있어야 한다는 것이 선행 읽기의 이유다.
4. 열기에서 상태 코드 35 가 나오고 WS-FS NOT = "00" 이 참이 되어 OPEN FAILED, STATUS=35 를 출력한 뒤 STOP RUN 으로 끝난다. READ 를 한 번도 실행하지 않으므로 끝나지 않는 반복도 생기지 않는다. 열기 직후의 상태 확인이 이 안전장치의 전부다.