Индексы

В таблице БД данные обычно хранятся в том же порядке, в котором их ввели в таблицу. Многие реляционные СУБД имеют страничную организа­цию, при которой физически таблица может храниться фрагментарно в разных областях диска, причем строки таблицы располагаются на страни­цах неупорядоченно. Хотя такой способ хранения и позволяет быстро вво­дить новые данные, но для того, чтобы найти нужную строку, придется просмотреть всю таблицу. В промышленных системах каждая таблица мо­жет содержать миллионы строк, поэтому простой перебор ведет к катаст­рофическому падению производительности ИС.

Чтобы решить проблему поиска данных, СУБД использует особый объ­ект, называемый индексом. Он подобен содержанию книги, которое указы­вает на все номера страниц, посвященных конкретной теме. Индекс содер­жит отсортированную по колонке или нескольким колонкам информацию и указывает на строки, в которых хранится конкретное значение колонки.

Например, если необходимо найти клиента по имени (рис. 2.73), можно создать индекс по колонке Customer Name таблицы CUSTOMER. В индексе имена клиентов будут отсортированы в алфавитном порядке. Для имени индекс будет содержать ссылку, указывающую, в каком месте таблицы хра­нится эта строка.

Рис. 2.73

Для поиска клиента серверу направляется запрос с критерием поиска (Customer Name =" Иванов"). При выполнении запроса СУБД просматривает индекс, вместо того чтобы просматривать по порядку все строки таблицы CUSTOMER. Поскольку значения в индексе хранятся в определенном по­рядке, просматривать нужно гораздо меньший объем данных, что значи­тельно уменьшает время выполнения запроса. Индекс можно создать для всех колонок таблицы, по которым часто производится поиск.

При генерации схемы физической БД ER-win автоматически создает с дельный индекс на основе первичного ключа каждой таблицы, а также в основе всех альтернативных ключей, внешних ключей и инверсионных входов, поскольку эти колонки наиболее часто используются для поиска данных. Можно отказаться от генерации индексов по умолчанию и для повышения производительности создать собственные индексы, Администратор СУБД должен анализировать наиболее часто выполняемые запросы создавать индексы с различными колонками и порядком сортировки для увеличения эффективности поиска при работе конкретных приложений.

При создании индекса на основе ключа ER-win вводит в его состав в колонки ключа. Например, если в сущности CUSTOMER (рис. 2.73) три атрибута назначены как АК1, ER-win автоматически создает индекс и включает в него весе три атрибута ( Customer Name, Region, City ). Следовательно, на уровне логической модели можно неявно создать индекс, включая колонки в состав альтернативных ключей и инверсионных входов.

ER-win автоматически генерирует имя индекса, созданного на основе ключа по принципу " X" + имя ключа + имя таблицы (физическое имя таблицы, а не логическое имя сущности!), где имя ключа " РК" для первичного ключа, " IFn" - для внешнего, " АКn" - для альтернативного, " IEn" - для инверсионного входа. Например, по умолчанию при создании таблиц CUSTOMER (см. рис. 2.70) будут созданы индексы ХРК CUSTOMER (первичный ключ, в состав войдет колонка CustomerID ), XAKICUSTOMER (альтернативный ключ, колонки Customer Name, Region, City ), XIE CUSTOMER (инверсионный вход 1, колонка Region ) и XIE2CUSTOMER (инверсионный вход 2, колонка Customer Address ),

Изменить характеристики существующего индекса или создать, новы можно в редакторе Index Editor (рис. 2.74). Для его вызова следует щелкнуть правой кнопкой мыши по таблице и выбрать во всплывающем меню пункт Index.

В редакторе Index Editor можно изменить имя индекса, изменить его определение так, чтобы он принимал уникальные или дублирующиеся значения, или изменить порядок сортировки данных.

Рис. 2.74. Диалог Index Editor

ER-win создаст индексы, которые могут содержать либо повторяющиеся, либо только уникальные значения. При создании нового уникального индек­са (кнопка NewH, диалог New Index, рис. 2.75) следует включить опцию Unique, для создания индекса с неповторяющимися значениями опцию следует выключить. Если на основе колонки создается уникальный индекс, то при попытке вставить запись с неуникальным (повторяющимся) значе­нием сервер выдаст ошибку и значение не будет вставлено. Например, уни­кальный индекс в таблице CUSTOMER, построенный на колонке Customer Name, предотвратит от внесения двух строк с информацией об одном и

том же клиенте.

Иногда необходимо разрешить повторяющиеся значения, если ожидает­ся, что индексированная колонка будет с большой вероятностью содержать повторяющуюся информацию. Например, на основе инверсионных входов, которые используются для доступа к нескольким строкам и поэтому могут содержать повторяющиеся значения, генерируется неуникальный индекс. Неуникальный индекс генерируется также на основе внешнего ключа. На основе первичного и альтернативных ключей генерируются уникальные индексы.

И наоборот, при создании нового индекса автоматически создается аль­тернативный ключ для уникального и инверсионный вход для неуникального индекса, а также соответствующее ключу имя индекса. Имя сгенерированного индекса в дальнейшем при необходимости можно изменить вручную.

Рис. 2.75. Диалог New Index

По умолчанию ER-win автоматически сохраняет значения в индексе в порядке возрастания (значения сортируются по алфавиту от А до Z, а числа от 0 до 9). Если нужно изменить порядок сортировки для колонки и выбранная СУБД поддерживает режим сортировки по убыванию, следует выбрать колонку и включить опцию DESC (см. рис. 2.74).

Редактор Index Editor содержит следующие закладки:

Members - позволяет включить колонки в состав индекса;

Comment - содержит комментарий для каждого индекса;

UDP - позволяет связать с индексом свойства, определяемые пользова­телем;

закладка, соответствующая выбранной СУБД (на рис. 2.76 - ORACLE), задает свойства индекса, специфические для выбранной СУБД.

Рис. 2.76. Закладка ORACLE диалога Index Editor

При создании индекса для СУБД ORACLE, SYBASE или SQL Server можно выбирать, в каком объекте физической памяти (создание и редакти­рование объектов физической памяти рассмотрено в 2.2.6) будет храниться индекс, и изменять параметры хранения. В табл. 2.5 представлены некото­рые параметры объектов физической памяти, доступные в закладке, соот­ветствующей выбранной СУБД диалога Index Editor для ORACLE, SYBASE и SQL.

Таблица 2.5. Параметры объектов физической памяти

Некоторые СУБД поддерживают кластеризованные и кластеризованные котированные индексы. ER-win позволяет создать такие индексы для DB2/MVS, DB2/390, HiRDB, INFORMIX, MS Access, MS SQL Server, SYBASE и SQLBase. Для того чтобы сделать индекс кластеризованным, нужно включить опцию CLUSTER в закладке, соответствующей выбранной СУБД. Кластеризованный индекс - это специальная техника индексирова­ния, при которой данные в таблице физически располагаются в индексиро­ванном порядке, использованиекластеризованного индекса значительно ускоряет выполнение запросов по индексированной колонке. Например, можно создать кластеризованный индекс в таблице CUSTOMER по колонке City. Информация о всех клиентах из одного города будет физически рас­полагаться на диске рядом, что значительно повысит скорость выполнения запроса, который делает выборку всех клиентов из какого-то определенного города.

Поскольку данные физически расположены в индексированном поряд­ке, для каждой таблицы может существовать только один кластеризованный индекс. Если СУБД поддерживает использование кластеризованного индек­са, то ER-win автоматически создает индекс первичного ключа кластеризо­ванным. При создании кластеризованного индекса не по первичному клю­чу ER-win автоматически снимает кластеризацию с индекса по первичному ключу. Для СУБД SQLBase (CENTURA) ER-win позволяет создать класте­ризованный хешированный индекс (clustered hashed index). Хеширование -альтернативный способ хранения данных в заранее заданном порядке с целью ускорения поиска, но физически это более сложно, чем простое со­хранение строк в алфавитном порядке или в соответствии с числовыми

Кластеризованный или хешированный индекс значительно ускоряет операции поиска и сортировки, но добавление и удаление строк замедляет­ся из-за необходимости реорганизации данных для соответствия индексу.