Index (adatbázis)
A számítástechnikában az adatbázisokban az index egy olyan adatstruktúra, amelyet az adatbázis-kezelő rendszer (DBMS) használ és tart fenn annak érdekében, hogy gyorsan megtalálja az adatokat. Az index használata megkönnyíti és felgyorsítja a DBMS által végzett keresési, rendezési, összekapcsolási vagy összesítési műveleteket.
A táblára helyezett index lehetővé teszi a DBMS számára, hogy nagyon gyorsan elérje a rekordokat, egy vagy több mező értékétől függően .
Elv
Az index egy automatikusan karbantartott struktúra, amely megkönnyíti a fájlokban lévő rekordok megkeresését. Az indexek használata a következő megfigyelésen alapul: könyv megtalálása a könyvtárban ahelyett, hogy minden könyvet egyenként vizsgálna (ami megfelel egy szekvenciális keresésnek ), gyorsabb a katalógusban történő keresés , ahol témák szerint vannak osztályozva, szerző és cím. Az index minden bejegyzésének van egy értéke az adatokból és egy mutató az eredeti helyére. A felvétel így könnyen megtalálható, ha megkeresi a helyét az indexben.
Az index rendelhető, apróra vágott, sűrű vagy ritka:
- A rendezett index a táblából lekért és rendezett értékek listáját tartalmazza.
- A hash indexben az értékeket hash függvény transzformálja .
- Sűrű indexben a táblázat összes rekordjára hivatkozunk.
- Szétszórt indexben a rekordok csak egy részére hivatkoznak.
Az elsődleges index Egy asztal az első, hogy használják, hogy keresse meg rekordokat. A táblázat az elsődleges index mellett másodlagos indexeket is tartalmazhat . Minden táblázat egy vagy több indexet tartalmazhat. Az index egyetlen mezőből származhat, vagy több mezőt is kombinálhat.
Műszaki
Az indexeket a DBMS számos művelethez használja. Az indexek megkönnyítik a válogatást, a keresést, a csoportosítást és a csatlakozást. Az index leggyakoribb szerkezete a B-fa . Más struktúrák léteznek, de ritkán használják őket - ISAM , hash táblák vagy bitképek.
- fa szerkezete: törzs, amelyhez ágak kapcsolódnak, melyek végén levágások és levelek vannak. Minden keresés a csomagtartóból indul. Úgy, hogy az ágak között keresi azt, amely tartalmazza a megtalálni kívánt értéket, amíg el nem ér egy levélig.
A műveletek felgyorsítása érdekében az indexfákat nagyon sok elágazással rendelkező blokkban rögzítik: A merevlemezek, amelyekre indexeket rögzítenek, több kilobájtos blokkokban olvassák az adatokat, és a blokk elolvasásához szükséges idő általában sokkal kevesebb, mint a a felkutatásához szükséges idő. Ezzel a konstrukcióval a rekord keresése több millió tételben csak 2 vagy 3 műveletet igényel.
Az indexek hozzáadhatók egy SQL paranccsal . Az indexek létfontosságúak az adatkezelési műveletek felgyorsításához. A csalódás legfőbb oka az indexek nem megfelelő használata. Az adatbázis-kezelő rendszer (röviden DBMS) nem fogja megtalálni azokat az indexeket, amelyek szükségesek a tőle kért műveletek hatékony végrehajtásához. A nem megfelelő használat oka az, hogy az indexek használatával kapcsolatos DBMS-dokumentáció gyakran homályos és tömör, és inkább hátrányaikat hangsúlyozza, mint előnyeiket.
Az indexeket különösen a lekérdezés-optimalizáló használja :
- Az optimalizáló a DBMS összetevője, amely a leggazdaságosabb módot kínálja a lekérdezés futtatására. Az optimalizáló megvizsgálja a lehetséges lehetséges forgatókönyveket, megbecsüli az egyes forgatókönyvekhez szükséges műveletek számát, majd a legkevesebbet igénylő forgatókönyv mellett dönt. A szükséges műveletek száma függ az indexek jelenlététől, valamint a táblázat sorainak számától és az értékek elosztásától.
Index típusok
- Az index leggyakoribb szerkezete a B fa ( b-fa ). Ha a mező különböző értékeit egy kiegyensúlyozott fában tárolja , akkor a DBMS képes lesz a rekordokat rangsorolni egy olyan mező szerint, amelynek értéktartománya végtelen (vagy majdnem).
- Egy másik indextípus a bitkép index . Ez egy egyszerű táblából áll, amely a mező minden lehetséges értékére vonatkozóan felsorolja az ezen mező értékével rendelkező rekordok listáját.
- Hash tábla szerinti indexek is vannak . Az ilyen index fő hátránya, hogy csak az egyenlőség alapján engedi meg a kiválasztást, mivel nem tartja fenn a sorrend fogalmát. Ha n a táblázatban lévő rekordok száma, akkor egy kiegyensúlyozott hash-tábla használata csökkentheti a böngészéshez szükséges rekordok számát , az n négyzetgyöke (akkor a táblázat az egyes hozzáférési rekordok hash értékeiből áll ). Ugyanez a megjegyzés a hatékonyságról a bitkép index esetében is: a DBMS-nek képesnek kell lennie arra, hogy közvetlenül hozzáférjen egy adott kivonatértékhez, anélkül, hogy végig kellene mennie a lehetséges kivonatolási értékek listáján.
Hatások a módosítás teljesítményére
Adatbázis rekord beillesztésekor vagy frissítésekor a teljesítmény enyhe romlása tapasztalható: a DBMS-nek valóban frissítenie kell az indexeket, hogy azok továbbra is tükrözzék a rekordok állapotát. Emiatt arra törekszünk, hogy az adatbázis tervezésénél csak azokat az indexeket határozzuk meg, amelyeket a rendszer használni fog. Ezeket ráadásul csak a rendszer (és különösen az adatbázis-lekérdezési mechanizmusok) elemzésével lehet jól azonosítani annak optimalizálása céljából.
Az indexálás egyéb formái
Más típusú struktúrák indexelési funkciókat kínálnak:
- Fürtözött táblák
- Megvalósult nézet
Megjegyzés a több oszlopos indexekről
Többoszlopos index esetén a DBMS "eldöntheti", hogy részben használja-e, az index oszlopainak sorrendjében. Más szavakkal, az oszlopok indexe (c1, c2, c3, c4) használható indexként (c1, c2, c3), (c1, c2) vagy (c1).
Megjegyzések és hivatkozások
- (en) Carlos Coronel, Steven Morris és Peter Rob, Adatbázis rendszerek: tervezés, megvalósítás és menedzsment , Cengage Learning - 2012, ( ISBN 9781111969608 )
- (en) SK Singh, Adatbázis-rendszerek: koncepciók, tervezés és alkalmazások , Pearson Education India - 2009, ( ISBN 9788177585674 )
- (en) Gavin Powell, Adatbázis-tervezés kezdete , John Wiley & Sons - 2006, ( ISBN 9780764574900 )
- (en) Tapio Lahdenmaki és Mike Leach, Relációs adatbázis-tervező és optimalizálók , John Wiley & Sons - 2005, ( ISBN 9780471721369 )
- (in) Ken Anglia, Gavin JT Powell, a Microsoft SQL Server 2005 Teljesítmény-optimalizálás és Tuning Handbook , Digital Press - 2011 ( ISBN 9780080554082 )