- •Вступ до баз даних. Загальна характеристика основних понять
- •1.1. Розвиток основних понять представлення даних
- •Лекція 6
- •Друга стадія концептуального проектування бд. (Моделі даних субд. Представлення концептуальної моделі засобами моделі даних субд)
- •6.1. Представлення концептуальній моделі засобами моделі даних субд
- •6.2 Типові моделі даних субд і представлення концептуальної моделі
- •6.2.1. Мережева модель даних
- •6.2.2. Ієрархічна модель даних
- •6.2.3. Реляційна модель даних
- •6.2.4. Багатовимірна модель даних
- •6.3. Засоби автоматизованого проектування концептуальної моделі
- •Лекція 6
- •Друга стадія концептуального проектування бд. (Моделі даних субд. Представлення концептуальної моделі засобами моделі даних субд)
- •6.1. Представлення концептуальній моделі засобами моделі даних субд
- •6.2 Типові моделі даних субд і представлення концептуальної моделі
- •6.2.1. Мережева модель даних
- •6.2.2. Ієрархічна модель даних
- •6.2.3. Реляційна модель даних
- •6.2.4. Багатовимірна модель даних
- •6.3. Засоби автоматизованого проектування концептуальної моделі
- •Лекція 7
- •Формалізація реляційної моделі
- •7.1. Формалізований опис відношень і схеми відношень
- •7.2. Маніпулювання даними в реляційній моделі
- •7.3. Операції реляційної алгебри
- •Лекція 8
- •Використання формального апарату для оптимізації схем відношень
- •8.1. Проблема вибору раціональних схем відношень
- •8.2. Функціональні залежності (залежності між атрибутами відношення)
- •8.3. Декомпозиція схеми відношення
- •8.4 .Вибір раціонального набору схем відношень шляхом нормалізації
- •8.5. Приклад нормалізації до 3нф
- •8.6. Цілісна частина реляційної моделі. Реалізація умови цілісності даних в сучасних субд
- •Лекція 9
- •Фізичні моделі даних (внутрішній рівень)
- •9.1. Структура пам'яті еом
- •9.2. Представлення екземпляра логічного запису
- •9.3. Організація обміну між оперативною і зовнішньою пам'яттю
- •9.4. Структури зберігання даних у зовнішній пам'яті еом
- •9.4.1. Послідовне розміщення фізичних записів
- •Пошук запису із заданим значенням ключа
- •9.4.2. Розміщення фізичних записів у вигляді спискової структури
- •Пошук запису із заданим значенням ключа
- •9.4.3. Використання індексів (індексування)
- •Пошук і читання запису із заданим значенням ключа
- •Модифікація (коректування) запису
- •Видалення запису
- •Додавання запису
- •9.4.5. Розміщення записів з використанням хешування
- •Пошук запису із заданим значенням ключа і читання
- •Модифікації запису
- •Видалення запису
- •Додавання запису
- •9.4.6. Комбіновані структури зберігання
- •Лекція 10
- •Структура сучасної субд на прикладі Microsoft sql Server 2008
- •10.1 Загальна структура субд
- •10.2. Архітектура бази даних. Логічний рівень
- •Тип даних hierarchyid
- •Просторові типи даних
- •Індекси
- •Представлення
- •Складки
- •Обмеження
- •Правила
- •Значення за замовчуванням
- •10.3. Архітектура бази даних. Фізичний рівень
- •Файли і файлові групи
- •Сторінки і екстенти
- •Сторінки файлів даних
- •Організація таблиць та індексів
- •Управління роботою з екстентами і вільним місцем
- •Відстежування вільного місця
- •Лекція 11
- •Програмне забезпечення роботи з сучасними базами даних
- •11.1. Основні завдання програмного забезпечення баз даних
- •11.2. Проблеми створення і ведення реляційних баз даних
- •11.3. Поняття мови sql і його основні частини
- •11.3.1. Історія виникнення і стандарти мови sql
- •11.3.2. Переваги мови sql
- •11.3.2. Загальна характеристика sql
- •Термінологія
- •Різновиди sql
- •Лекція 12
- •Основні оператори мови sql. Інтерактивний sql
- •12.1. Загальне уявлення про основні оператори мови sql
- •12.2 Інтерактивний режим роботи з sql (інтерактивна sql)
- •12.3. Використання мови sql для вибору інформації з таблиці
- •12.4. Використання sql для вибору інформації з декількох таблиць
- •12.5. Використання sql для вставки, редагування і видалення даних у таблицях
- •Лекція 13
- •Використання мови sql у прикладних програмах
- •13.1. Програмний (вбудований) sql
- •13.2. Статичний sql
- •13.3. Динамічний sql
- •13.4. Інтерфейси програмування додатків (api). Db‑Library, odbc, oci, jdbc
- •Протокол odbc
- •Протокол jdbc
- •Лекція 14
- •Напрями розвитку баз даних
- •Бібліотека db-Library
- •14.1. Об'єктно-орієнтований підхід до організації баз даних
- •Об'єктно-орієнтоване програмування
- •Об'єктно-орієнтовані бази даних
- •Об'єктно-реляційні субд
- •14.2. Розподілені бази даних
- •14.3. Сховища даних
- •Основи криптології
Пошук і читання запису із заданим значенням ключа
Читається верхній індекс. Порівнюємо задане значення ключа із значенням ключа записів індексу. Якщо задане значення ключа більше, ніж значення ключа наступного запису індексу (якщо такий запис є), або дорівнює йому, то за адресою зв'язку, вказаною в поточному записі, читається блок записів індексу наступного рівня. Далі процес повторюється.
Вважаємо, що всі блоки розташовані у ВП. Тоді кількість звернень до ВП при пошуці інформації дорівнюватиме кількості рівнів дерева. Кількість рівнів дерева дорівнює мінімальному значенню l, при якому виконується умова kl N (N – кількість логічних записів).
Модифікація (коректування) запису
Після пошуку і читання запису змінюються відкоректовані поля. Якщо коректується не ключ запису, то змінений запис заноситься на своє місце. Якщо змінено значення ключа, то старий запис видаляється (у відповідному блоці з'являється "порожній" запис), а змінений запис заноситься так само, як і новий запис що додається.
Видалення запису
Після пошуку знайдений запис видаляється (у відповідний блок на місце цього запису заноситься "порожній" запис).
Додавання запису
Перш за все визначається, де має бути розташований запис, що додається, із заданим значенням ключа. Процедура пошуку блоку, де має бути розташований цей запис, аналогічна вищеописаній процедурі пошуку записів із заданим значенням ключа. Якщо в знайденому блоці нижчого рівня є "порожній" запис, запис, що додається, заноситься в цей блок (з необхідним переупорядковуванням записів усередині блоку).
Якщо у відповідному блоці нижчого рівня немає порожнього місця, блок ділиться на два блоки. У перший з них заноситься [k/2] записів, у другий заносяться останні. Значенням ключа кожного з указаних блоків буде, як і описано раніше, мінімальне значення ключів у записах, що входять у блок. Запис, що додається, заноситься в той блок, значення ключа якого менше значення ключа запису, що додається. Поява нового блоку з новим значенням ключа обумовлює необхідність формування відповідного нового запису в індексі на попередньому рівні. Цей запис містить нове значення ключа нового блоку і вказівник на його місце розташування. Процедура додавання такого запису аналогічна описаній вище. Знаходиться блок попереднього рівня, куди має бути поміщений цей запис. Якщо у блоці є порожнє місце, запис додається в блок, якщо блок повний, він ділиться на два блоки, запис заноситься в один з блоків, формується запис індексу попереднього рівня і т. д.
Можливий варіант, коли доведеться ділити блок самого верхнього рівня і формувати ще один рівень дерева.
Розглянемо для прикладу, додавання запису з ключем 10, зображеного на мал. 9.7
1. Порівняння на першому рівні.
2<10<43
Рух по лівій гілці.
2. Порівняння на другому рівні.
2<10<15
Рух по лівій гілці.
3. Порівняння на третьому рівні.
2<8<10
Рух по правій гілці.
Шуканий
блок
4. Блок заповнений.
Він
ділиться на 2 блоки
Порівняння 8<10<12.
Запис
з ключем 10 заноситься у блок 1
На нижчому рівні з'явився новий запис із значенням ключа 12. Необхідне додавання новому запису з ключем 12 і покажчиком на запис нижчого рівня до індексу попереднього рівня.
5.
Запис із ключем 12 рівня 3 повинен
додаватися у блок
.
Блок заповнений, він ділиться на два
блоки
Порівняння 8<12.
Запис додається в другий блок
6. На рівні 3 з'явився блок з новим ключем 8. Необхідне додавання новому запису з ключем 8 і покажчиком на відповідний блок рівня 3 на рівні 2.
7.
Запис з ключем 8 рівня 2 повинен додатися
у блок
.
Блок заповнений, він ділиться на два
блоки.
2<8<15
Запис додається у блок1 .
8. На рівні 2 з'явився блок з новим ключем 15, необхідне додавання нового запису з ключем 15 і покажчиком на відповідний блок рівня 2 на рівні 1.
9. Запис з ключем 15 рівня 1 повинен додаватися у блок . Блок заповнений, він ділиться на два блоки.
2<15<43
Запис з ключем 15 додається в перший блок
10.
Необхідно сформувати ще один рівень
дерева
.
Отримана структура матиме вигляд, зображена на мал. 9.8.
Мал. 9.8. В-дерево після додавання елементу
Необхідно відмітити, що використовуваний прийом ділення навпіл повністю заповненого блоку при додаванні в нього запису приведе до того, що блоки будуть заповнені, в середньому, наполовину. Тоді процедура додавання запису буде істотно менш трудомісткою (якщо в потрібному блоці є місце, запис додається в цей блок і вищестоящі рівні не перебудовуються).
Структура зберігання у вигляді B-дерева дозволяє ефективно проводити операції пошуку, читання, видалення, модифікації з оцінкою кількості звернень до зовнішньої пам'яті кількістю рівнів дерева l (l logkN), що істотно менше кількості звернень при переборі [N/k].
Процедура додавання запису теж досить ефективна. Відповідна структура зберігання, зокрема, використовується у вітчизняній СУБД НІКА (раніше використовувалася в системі ІНЕС) і на реальних задачах показала високу ефективність.
