Индексиране в СУБД: Какво е, Видове индекси с ПРИМЕРИ

Какво е индексиране?

Индексирането е техника за структуриране на данни, която ви позволява бързо да извличате записи от файл на база данни. Индексът е малка таблица, имаща само две колони. Първата колона съдържа копие на първичния или кандидат-ключ на таблица. Втората му колона съдържа набор от указатели съхраняващ адреса на дисковия блок, където се съхранява тази специфична ключова стойност.

Индекс:

• Приема ключ за търсене като вход.
• Ефективно връща колекция от съвпадащи записи.

Без индекс, базата данни трябва да сканира всеки ред, за да отговори на заявка. С такъв, тя преминава директно към съответстващия блок, поради което избраният тип индекс има голямо влияние върху производителността.

Видове индексиране в СУБД

Индексирането в база данни се определя въз основа на нейните атрибути за индексиране. Двата основни типа методи за индексиране са:

• Първично индексиране
• Вторично индексиране

Първичен индекс в СУБД

Първичният индекс е подреден файл с фиксирана дължина и две полета. Първото поле е същото като първичния ключ, а второто поле сочи към този специфичен блок данни. В първичния индекс винаги има връзка „един към един“ между записите в индексната таблица.

Основният индекс също е допълнително разделен на два вида:

• Плътен индекс
• Разреден индекс

Плътен индекс

В плътен индекс се създава запис за всяка стойност на ключ за търсене в базата данни. Това ви помага да търсите по-бързо, но изисква повече място за съхранение на индексни записи. При този метод записите съдържат стойността на ключа за търсене и сочат към реалния запис на диска.

Разреден индекс

Разреденият индекс е индексен запис, който се появява само за някои от стойностите във файла. Разреденият индекс ви помага да разрешите проблемите с плътното индексиране в СУБДПри тази техника, набор от индексни колони съхраняват един и същ адрес на блок от данни и когато е необходимо да се извлекат данни, този адрес на блок се извлича.

Разреденият индекс съхранява индексни записи само за някои стойности на ключове за търсене. Той изисква по-малко място и по-малко разходи за поддръжка за вмъквания и изтривания, но е по-бавен от плътния индекс за намиране на записи.

По-долу е даден пример за разреден индекс в база данни.

Плътен индекс срещу разреден индекс

Двата основни варианта на индекса правят противоположни компромиси, обобщени по-долу.

Аспект	Плътен индекс	Разреден индекс
Записи	По един на ключ за търсене	По един на блок
Космос	Повече	Less
Скорост на търсене	По-бързо	По-бавно
поддръжка	По-висок	Спуснете

Вторичен индекс в СУБД

Вторичният индекс в СУБД може да бъде генериран от поле, което има уникална стойност за всеки запис и трябва да бъде кандидат-ключ. Известен е още като неклъстерен индекс.

Тази техника за индексиране на база данни на две нива се използва за намаляване на картатаping размер на първото ниво. За първото ниво е избран голям диапазон от числа, така че картатаping размерът винаги остава малък.

Пример за вторичен индекс

Нека разберем вторичното индексиране с пример за индексиране на база данни. В база данни за банкови сметки данните се съхраняват последователно по acc_no, но може да искате да намерите всички сметки в конкретен клон на банка ABC.

Тук можете да имате вторичен индекс за всеки ключ за търсене. Индексният запис сочи към контейнер, който съдържа указатели към всички записи с тази конкретна стойност на ключа за търсене.

Clustering Index в СУБД

В клъстерен индекс самите записи се съхраняват в индекса, а не указателите. Понякога индексът се създава върху колони, които не са първични ключове, което може да не е уникално за всеки запис. В такава ситуация можете да групирате две или повече колони, за да получите уникални стойности и да създадете индекс, който се нарича клъстерен индекс. Това също ви помага да идентифицирате записа по-бързо.

Пример: Да предположим, че една компания е наела много служители в различни отдели. В този случай трябва да се създаде индекс за клъстериране за всички служители, които принадлежат към един и същ отдел.

Те се разглеждат като един клъстер, а индексът сочи към клъстера като цяло. Тук Department_no е неуникален ключ.

Какво е многостепенен индекс?

Многостепенното индексиране се създава, когато първичният индекс не се побира в паметта. При този тип метод на индексиране можете да намалите броя на достъпите до диска, за да достигнете до който и да е запис. Записите се съхраняват на диск като последователен файл, а върху този файл се създава разреден индекс.

Индекс на B-дърво

B-дървовидният индекс е най-широко използваната структура от данни за дървовидно индексиране в СУБД. Това е многостепенен формат за дървовидно индексиране, който използва балансирано... двоични дървета за търсенеВсички листни възли на B-дървото съдържат действителните указатели към данни.

Освен това, всички листови възли са взаимосвързани със свързан списък, което позволява на B-дървото да поддържа както произволен, така и последователен достъп.

• Листните възли трябва да имат между 2 и 4 стойности.
• Всеки път от корена до листа е предимно с еднаква дължина.
• Нелистните възли, освен коренния възел, имат между 3 и 5 дъщерни възела.
• Всеки възел, който не е корен или лист, има между n/2 и n деца.

Където доминират търсенията с точно съвпадение и сканирането на диапазони е рядкост, хеширане може да бъде по-бърза алтернатива на индекса тип B-дърво.

Предимства на индексирането

Важните предимства на индексирането са:

• Това помага за намаляване на общия брой входно-изходни операции, необходими за извличане на данни, така че не е необходимо да осъществявате достъп до ред директно от таблицата.
• Той предлага по-бързо търсене и извличане на данни на потребителите.
• Това може да намали табличното пространство, защото не е необходимо да съхранявате ROWID в индекса за всеки свързан ред.
• Данните в крайните възли вече са подредени по стойността на ключа.

Недостатъци на индексирането

Съществените недостатъци на индексирането са:

• За да извършите индексиране, ви е необходим първичен ключ на таблицата с уникална стойност.
• Не можете да изградите друг индекс върху данни, които вече са организирани по същия начин.
• Нямате право да разделяте организирана по индекс таблица.
• Индексирането намалява производителността при заявки INSERT, DELETE и UPDATE.

Въпроси и Отговори