Презентация Физические модели баз данных онлайн

Содержание слайда: Физические модели баз данных Управление базами данных

Содержание слайда: Внешние устройства хранения информации Устройства произвольного доступа (например, магнитные диски). Файлы с постоянной длиной записи. Местоположение записи файла определяется адресом. Устройства последовательного доступа (например, стример). Файлы с переменной длиной записи

Содержание слайда: Физическая модель Далее будем рассматривать только файлы с постоянной длиной записи Упрощение: для каждой таблицы отдельный файл

Содержание слайда: Физическая модель Логическая запись (запись) – кортеж отношения Физическая запись (страница, блок) – единица обмена данными между первичной и внешней памятью

Содержание слайда: Физическая модель На производительность СУБД влияют: Организация файла: распределение данных по записям и страницам на внешнем устройстве последовательная неупорядоченная организация последовательная упорядоченная организация хеширование данных Метод доступа: алгоритм сохранения и извлечения записей из файла с определенной организацией хранения данных

Содержание слайда: Последовательная неупорядоченная организация файла Последовательный неупорядоченный файл (куча) – простейший тип структуры файла Записи размещаются в файле в том порядке, в котором добавляются – новая запись на последнюю страницу При удалении записи место повторно не используется, поэтому потеря эффективности со временем. Требуется периодическая реорганизация Требуется периодически перестраивать файл Поиск записи – линейный поиск, перебор всех страниц (чтение страницы, поиск внутри страницы) Удаление записи – найти нужную страницу, загрузить, изменить страницу в памяти, сохранить на место Такая организация эффективна при пакетной загрузке данных (последовательных)

Содержание слайда: Метод дихотомии На примере упорядоченного массива: Найти срединный элемент. Выбирается та половина на которая должна содержать заданное значение (по результатам сравнения значения со значениями левой и правой границ половин) Если элемент не является границей, то в качестве исходного элемента рассматривается выбранная половина. Переход к п.1. Среднее количество операций ~ln2(n), а последовательный поиск ~n

Содержание слайда: Последовательная упорядоченная организация файла В последовательных упорядоченных файлах записи упорядочены по одному или нескольким полям Поиск выполняется быстро методом дихотомии (бинарный поиск) Операция вставки – трудоемкая: найти страницу для вставки если на странице есть свободные места – перестроить записи на странице, если нет – то надо сдвинуть все записи к концу. Вставка в начало наиболее трудоемкая Удаление – быстрая операция, т.е. после удаления файл не перестраивается

Содержание слайда: Хеширование данных Основная идея – записи в файле прямого доступа находятся в «перемешанном» порядке (hash = путаница): записи с близкими значениями ключа находятся далеко друг от друга. Поэтому при вставки записи велика вероятность того, что соответствующее место будет свободно и перестраивать файл не потребуется Функция перемешивания A = h(K), где K – значение ключа записи, A – адрес в файле. K – числовое поле, либо однозначно приводится к числовому виду. Например, A = K mod N, где N – некоторое заранее заданное число, mod – операция получения остатка от деления по модулю N.

Содержание слайда: Хеширование данных Коллизия: h(Ki) = h(Kj) Значения таких ключей – «синонимы» Способы разрешения коллизий: Область переполнения: несвязанная связанная Свободное замещение

Содержание слайда: Хеширование данных Несвязанная область переполнения

Содержание слайда: Хеширование данных Связанная область переполнения

Содержание слайда: Хеширование данных Свободное замещение

Содержание слайда: Индексные файлы Снижение времени поиска: Бинарный поиск Часть индексного файла – в оперативной памяти

Содержание слайда: Файлы с плотным индексом

Содержание слайда: Файлы с неплотным индексом

Содержание слайда: Многоуровневые индексы

Содержание слайда: Вторичные ключи Вторичный ключ – произвольный набор атрибутов, которому соответствует набор искомых записей в операции выборки (значения ключа – не уникальные)

Содержание слайда: Вторичные ключи

Содержание слайда: Индексы в Transact-SQL Виды индексов: Кластерный (неплотный индекс). Один на таблицу. Для первичного ключа автоматически создается кластерный индекс, если не указан тип NONCLUSTERED. Некластерный (плотный индекс). До 249 для таблицы. Если в таблице не существует кластерный индекс, то ссылки указывают на записи в основной области. Если в таблице имеется кластерный индекс, то все некластерные индексы ссылаются на записи кластерного индекса. Это позволяет избежать перестройку некластерных индексов при упорядочении записей (как это требует кластерный индекс). Если допускаются неуникальные значения ключей, то сервер БД добавляет к ним дополнительные значения, делая их уникальными. Уникальность: Уникальный индекс (кластерный или некластерный) гарантирует уникальность значений в индексируемом столбце. Вставка дубликатов будет отклоняться. Вместо требования уникальности индекса можно использовать ограничения PRIMARY KEY или UNIQUE. Не уникальный индекс. Не гарантирует уникальность значений.

Содержание слайда: Индексы в Transact-SQL Способы задания индексов: Автоматическое создание при объявлении первичного ключа. Объявление PRIMARY KEY создает кластерный индекс. Автоматическое создание при объявлении ограничения целостности UNIQE. Объявление UNIQUE создает уникальный некластерный индекс. Их может быть более одного. Команда CREATE INDEX

Содержание слайда: Индексы в Transact-SQL

Содержание слайда: Примеры