81.Оптимизация работы базы данных

А) Для реализации в СУБД таких функций как автоматическая сортировка записей, контроль за отсутствием повторений значений в ключевых полях записей и повышение скорости выполнения операций поиска в таблице применяют индексирование. Основным преимуществом использования индексирования является значительное ускорение процесса выборки или извлечения данных, основным недостатком – замедление процесса обновления данных, т. к. при каждом добавлении новой заиси в индексированный файл потреб. также добавить новый индекс в индексный файл.

Индекс – средство ускорения операции поиска записей в таблице, а также выполнения других операций, использующих поиск: извлечение, модификация, сортировка и т.д. Индексный файл (index file) – это файл, в котором хранится информация индекса. Он является файлом особого типа, в котором каждая запись состоит из двух значений: данных и указателя номера записи. При этом данные необходимы для индексного поля из индексированного файла, а указатель – для связывания с соответствующей записью индексированного файла.

Б) Хеширование отличается от индексирования тем, что в файле может быть любое количество индексов, но только одно хеш-поле. Теоретически можно было бы для определения адреса вместо функции использовать непосредственно значение ключевого числового поля, однако практически такой способ непригоден, т. к. диапазон возможных значений ключевого поля может быть гораздо шире диапазона имеющихся адресов. Таким образом, во избежание неэффективного использования дискового пространства следует найти такую хеш-функцию, чтобы можно было сузить диапазон до оптимальной величины с учетом возможности резервирования дополнительного пространства. Основные особенности технологии хеширования: • каждая хранимая запись БД размещается по адресу, который вычисляется с помощью специальной хеш-функции на основе значения некоторого поля данной записи, т.е. хеш-поля, а вычисленный адрес называется хеш-адресом; • для сохранения записи в СУБД сначала вычисляется хеш-адрес новой записи, после чего Диспетчер файлов помещает эту запись по вычисленному адресу; • для извлечения нужной записи по заданному значению хеш-поля в СУБД сначала вычисляется хеш-адрес, а затем Диспетчеру файлов посылается запрос на извлечение записи по вычисленному адресу.

Технология хеширования имеет свои недостатки: 1. Физическая последовательность записей внутри хранимого файла почти всегда отличается от последовательности ключевого поля, а также любой другой логически заданной последовательности, а между последовательно размещенными записями могут быть промежутки неопределенной протяженности., 2. Возможность возникновения ситуаций, когда две или более различных записей имеют одинаковые адреса, поэтому иногда возникает необходимость функцию исправлять.

В) Сжатие базы данных отличается от сжатия с помощью архиваторов и состоит в освобождении места на диске от удаленных объектов базы данных и записей таблиц. Используются следующие технологии сжатия данных в базах данных: §  сжатие на основе различий; §  иерархическое сжатие; §  кодирование Хаффмана. Наиболее распространенной является технология сжатия на основе различий. Данная технология предусматривает замену некоторого значения сведениями о его отличиях от предыдущего значения. Для реализации такой технологии требуется размещать данные последовательно, поскольку для их распаковки необходимо иметь значение предыдущей величины. Такое сжатие эффективно для данных, к которым необходим последовательный доступ, например для записей в одноуровневом списке. В таких случаях наряду с данными допускается сжать и указатели. Один из способов применения сжатия на основе различий – это удаление повторяющихся символов в начале каждой записи с указанием их количества.