9.4.6. Комбинированные структуры хранения
Необходимо заметить, что в СУБД могут использоваться как каждая из вышерассмотренных структур в отдельности, так и их комбинация. Так, например, в ряде промышленных систем UNIBAD, БАНК для ЭВМ типа IBM 360/370 (ЕС ЭВМ), PARADOX для персональных ЭВМ используются следующие комбинации методов:
размещение записей по первичному ключу организовано с использованием хэширования;
последовательность записей по вторичному ключу задается с помощью списковой структуры.
Краткие итоги:Лекция посвящена вопросам физической организации данных в памяти компьютера (организации структур хранения). Физические модели представления данных жестко заложены в структуру конкретной СУБД и различны в различных системах управления базами данных. Заметим, что в данной лекции рассматриваются не структуры хранения конкретной СУБД, а некоторые типовые структуры хранения, на основе которых и реализуются физические модели организации данных в конкретных СУБД. Здесь описывается двухуровневая структура памяти компьютера как среда размещения данных; организация обмена между внешней и оперативной памятью, определяющая специфику обработки данных. Представлены типовые физические модели (структуры хранения данных) во внешней памяти ЭВМ (последовательное размещение физических записей, размещение физических записей в виде списковой структуры, использование индексов, организация данных в виде В-дерева, размещение записей с использованием хэширования, атакже комбинированные структуры хранения). Для основных структур хранения сделана оценка числа действий при выполнении операций поиска данных, чтения, занесения данных, модификации (корректировки), удаления.
Более подробно с материалами этой лекции можно ознакомиться в [1-7].
Контрольные тесты.
Задача 1. Общая характеристика внутреннего уровня базы данных.
Вариант 1.
Что такое внутренний уровень базы данных?
ð концептуальное представление
ð концептуальная модель, специфицированная в терминах СУБД
ð+ структура хранения данных в памяти компьютера
ð+ отображение концептуальной модели базы данных в физическую организацию данных
Вариант 2.
Что такое физическая модель данных?
ð+ внутренний уровень базы данных
ð концептуальная модель, специфицированная в терминах СУБД
ð структура памяти компьютера
ð+ отображение концептуальной модели базы данных в физическую организацию данных.
Вариант 3.
В каком виде концептуальная модель базы данных представляется в памяти компьютера?
ð в виде модели данных
ð+ в виде физической модели
ð+ в виде структуры хранения
ð+ как наборы физических записей
Задача 2. Представление экземпляра логической записи
Вариант 1.
В каком виде представляется экземпляр логической записи?
ð линейная последовательность байтов переменной длины
ð+ линейная последовательность байтов фиксированной длины
ð линейная последовательность байтов фиксированной длины с возможным указателем на другую область памяти
ð линейная последовательность байтов переменной длины с возможным указателем на другую область памяти
Вариант 2.
Какие параметры характеризуют поле логической записи при его физическом представлении?
ð+ количество занимаемых байтов
ð+ тип представления данных
ð наименование поля
ð количество символов в значении поля
Вариант 3.
Какие параметры поля логической записи не являются характеристиками его физическом представлении?
ð количество занимаемых байтов
ð тип представления данных
ð+ наименование поля
ð+ количество символов в значении поля
Задача 3. Организация обмена между оперативной и внешней памятью.
Вариант 1.
Что является единицей обмена между внешней и оперативной памятью?
ð экземпляр логической записи
ð логический файл
ð физический файл
ð+ физическая запись
ð+ страница
Вариант 2.
Почему обмен между оперативной и внешней памятью осуществляется страницами или физическими записями?
ð+ для сокращения времени обработки
ð для сокращения занимаемого объема оперативной памяти
ð для сокращения занимаемого объема внешней памяти
ð+ для сокращения числа обращений к внешней памяти
Вариант 3.
Почему обмен между оперативной и внешней памятью нецелесообразно осуществлять отдельными экземплярами логических записей?
ð+ затрачивается большое время на обработку данных
ð используется чрезмерно много оперативной памяти
ð используется чрезмерно много внешней памяти
ð трудно осуществлять поиск необходимых данных
Задача 4. Последовательное размещение физических записей во внешней памяти.
Вариант 1.
Как осуществляется поиск записи с заданным значением ключа при последовательном размещении физических записей во внешней памяти?
ð+ полным перебором
ð по заданному адресу
ð дихотомическим методом
ð чтением записи с заданным значением ключа
Вариант 2.
Какой формулой оценивается среднее число обращений к внешней памяти при поиске записи с заданным значением ключа при последовательном размещении физических записей во внешней памяти (N - число экземпляров логических записей, k - коэффициент блокировки)?
ð+ (1+
)/2
ð N
ð log2(1+
)/2
ð 
Вариант 3.
Когда при добавлении новой физической записи при последовательном размещении физических записей во внешней памяти требуется затратить меньше действий?
ð+ при добавлении в конец физического файла
ð при вставке в нужное место физического файла
ð при вставке в начало физического файла
ð при добавлении новой физической записи на место удаляемой физической записи.
Задача 5. Размещение физических записей в виде списковой структуры.
Вариант 1.
Как осуществляется поиск записи с заданным значением ключа при размещении физических записей в виде списковой структуры?
ð+ полным перебором
ð по заданному адресу
ð дихотомическим методом
ð чтением записи с заданным значением ключа
Вариант 2.
Какой формулой оценивается среднее число обращений к внешней памяти при поиске записи с заданным значением ключа при размещении физических записей в виде списковой структуры? (N число экземпляров логических записей, k коэффициент блокировки)?
ð+
(1 + 
)/2
ð N
ð log2(1+
)/2
ð log2 N / k
Вариант 3.
Как примерно соотносится объем затрачиваемых действий при добавлении новой физической записи при размещении физических записей в виде списковой структуры?
ð меньше при добавлении в конец физического файла
ð больше при вставке в нужное место физического файла
ð меньше при вставке в начало физического файла
ð больше при добавлении новой физической записи на место удаляемой физической записи
ð+ примерно равны
Задача 6. Использование индексов
Вариант 1.
Как хранятся физические записи в памяти при использовании индексации?
ð упорядочены по значениям ключа
ð+ в виде неупорядоченной последовательности
ð в виде списка
ð+ используется дополнительный файл
Вариант 2.
Что такое индекс?
ð+ дополнительная таблица
ð адрес связи у физической записи основного файла
ð В-дерево
ð Хэш-функция
Вариант 3.
К чему приводит использование индекса?
ð+ к сокращению времени поиска
ð к сокращению времени добавления записи
ð+ к сокращению числа обменов между оперативной и внешней памятью
ð+ к увеличению объема занимаемой памяти
ð+ к дублированию информации
Задача 7. Использование В-дерева.
Вариант 1.
Из каких полей состоит запись всех уровней В-дерева, кроме нижнего?
ð+ из поля ключа и поля ссылки на нижележащий уровень
ð из поля ключа и поля ссылки на вышележащий уровень
ð из полей логической записи и поля ссылки на нижележащий уровень
ð из полей логической записи и поля ссылки на вышележащий уровень
Вариант 2.
Что происходит при добавлении записи в В-дерево?
ð+ может увеличиться число блоков нижнего уровня
ð+ может увеличиться число блоков всех уровней
ð+ может увеличиться число уровней
ð структура дерева не меняется
Вариант 3.
К чему приводит использование В-дерева?
ð+ к сокращению времени поиска
ð к сокращению времени добавления записи
ð+ к сокращению числа обменов между оперативной и внешней памятью
ð+ к увеличению объема занимаемой памяти
ð+ к дублированию информации
Задача 8. Размещение физических записей с использованием хэширования
Вариант 1. Как осуществляется поиск записи с заданным значением ключа при размещении физических записей с использованием хэширования?
ð полным перебором
ð+ по вычисленному адресу
ð дихотомическим методом
ð чтением записи с заданным значением ключа
Вариант 2. Как примерно оценивается среднее число обращений к внешней памяти при поиске записи с заданным значением ключа при размещении физических записей с использованием хэширования? (N ‑ число экземпляров логических записей)?
ð пропорционально N
ð+ небольшое число
ð пропорционально log 2 N
ð как некоторая функция f(N)
Вариант 3. Как примерно соотносится объем затрачиваемых действий при добавлении новой физической записи при размещении физических записей с использованием хэширования?
ð меньше при добавлении в конец физического файла
ð больше при вставке в нужное место физического файла
ð меньше при вставке в начало физического файла
ð больше при добавлении новой физической записи на место удаляемой физической записи
ð+ примерно равны