2.2.2 Фрагментация а) Назначение фрагментации

Существуют следующие причины вызывающие необходимость фрагментации отношений.

• Условия использования. Чаще всего приложения работают с некоторыми представлениями, а не с полными базовыми отношениями. Следовательно, с точки зрения распределения данных, целесообразнее организовать работу приложений с определенными фрагментами отношений, выступающими как распределяемые элементы,

• Эффективность. Данные хранятся в тех местах, в которых они чаще всего используются. Кроме того, исключается хранение данных, которые не используются локальными приложениями,

• Параллельность. Поскольку фрагменты являются распределяемыми элемен­тами, транзакции могут быть разделены на несколько подзапросов, обращаю­щихся к различным фрагментам. Такой подход дает возможность повысить уровень параллельности обработки в системе, т.е. позволяет транзакциям, ­ которые допускают это, безопасно выполняться в параллельном режиме,

• Защищенность. Данные, не используемые локальными приложениями, не хранятся в узле, а значит, неавторизированные пользователи не смогут получить к ним доступ.

Механизму фрагментации свойственны два основных недостатка:

• Производительность. Производительность приложений, требующих дос­тупа к данным из нескольких фрагментов, расположенных различных узлах может оказаться недостаточной,

• Целостность данных, Поддержка целостности данных может существенно осложняться, поскольку функционально зависимые данные могут оказать­ся фрагментированными и размещаться на различных узлах.

Б) Корректность фрагментации

Существу­ют три правила, которых следует обязательно придерживаться при проведении фрагментации.

1. Полнота. Если экземпляр отношения R разбивается на фрагменты, например R₁ ,R₂ …Rn , то каждый элемент данных, присутствующий в отношении R, должен присутствовать, по крайней мере, в одном из созданных фрагментов. Выполнение этого правила гарантирует, что какие-либо данные не будут ут­рачены в результате выполнения фрагментации.

2.Восстановимость. Должна существовать операция реляционной алгебры, по­зволяющая восстановить отношение R из его фрагментов. Это правило гаран­тирует сохранение функциональных зависимостей.

3. Непересекаемость. Если элемент данных присутствует во фрагменте R то он не должен одновременно присутствовать в каком-либо ином фрагменте. Исключени­ем из этого правила является операция вертикальной фрагментации, поскольку в этом случае в каждом фрагменте должны присутствовать атрибуты первичного ключа, необходимые для восстановления исходного отношения. Данное правило гарантирует минимальную избыточность данных во фрагментах.

В случае горизонтальной фрагментации элементом данных является кортеж, а в случае вертикальной фрагментации — атрибут.

2.2.3 Типы фрагментации

Существуют два основных типа фрагментации; горизонтальная и вертикальная.

Горизонтальные фрагменты представляют собой подмножества кортежей отношения, а вертикальные — подмножества атрибутов отношения, как показано на рис.

Кроме того, существуют еще 2 типа фрагментации: смешанная и производная.

Рис 2.1 Различные типы фрагментации:

а) горизонтальная; б) вертикальная

Рис.2.2. Смешанная фрагментация:

а) горизонтально разделенные вертикальные фрагменты;

б) вертикально разделенные горизонтальные фрагменты