5. Понятие индексов

Создание ключей в базовых отношениях автоматически связано с созданием индексов. Дадим определение понятия индекса.

Индекс – это системная структура данных, в которой размещается обязательно упорядоченный перечень значений какого-либо ключа со ссылками на те кортежи отношения, в которых эти значения встречаются.

Индексы в системах управления базами данных бывают двух видов: 1) простые.

Простой индекс берется для подсхемы схемы базового отношения из одного атрибута; 2) составные.

Соответственно составной индекс – это индекс для подсхемы, состоящей из нескольких атрибутов.

Но, кроме деления на простые и составные индексы, в системах управления базами данных существует деление индексов на уникальные и неуникальные. Итак:

1)уникальные индексы – это индексы, ссылающиеся не более чем на один атрибут. Уникальные индексы, как правило, соответствуют первичному ключу отношения;

2)неуникальные индексы – это индексы, могущие соответствовать нескольким атрибутам одновременно.

Неуникальные ключи, в свою очередь, чаще всего соответствуют внешним ключам отношения.

Рассмотрим пример, иллюстрирующий деление индексов на уникальные и неуникальные, т. е. рассмотрим следующие отношения, заданные таблицами:

Здесь соответственно Primary key – первичный ключ отношения, Foreign key – внешний ключ. Понятно, что в этих отношениях, индекс атрибута Primary key – уникальный, так как он соответствует первичному ключу, т. е. одному атрибуту, а индекс атрибута Foreign key – неуникальный, ведь он соответствует ключам внешним. И его значение «20» соответствует одновременно первой и третьей строкам таблицы-отношения.

Но иногда индексы могут создаваться без отношения к ключам. Это делается в системах управления базами данных для поддержки производительности операций сортировки и поиска.

Например, дихотомический поиск значения индекса в кортежах будет реализован в системах управления базами данных за двадцать итераций. Откуда получены эти сведения? Они были получены путем несложных вычислений, т. е. следующим образом:

106 = (103)2 = 220;

Создаются индексы в системах управления базами данных при помощи уже известного нам оператора Create, но только с добавлением ключевого слова index. Выглядит такой оператор следующим образом:

Create index имя индекса

On имя базового отношения (имя атрибута,..);

Здесь мы видим знакомый нам металингвистический символ «,..», обозначающий возможность повтора аргумента через запятую, т. е. в этом операторе может быть создан индекс, соответствующий нескольким атрибутам.

Если требуется объявить уникальный индекс, перед словом index добавляют ключевое слово unique, и тогда весь оператор создания в базовом отношении индекса принимает следующий вид:

Create unique index имя индекса

On имя базового отношения (имя атрибута);

Тогда в самом общем виде, если вспомнить правило обозначения необязательных элементов (металингвистический символ []), оператор создания индекса в базовом отношении будет выглядеть следующим образом:

Create [unique] index имя индекса

On имя базового отношения (имя атрибута,..);

Если требуется удалить из базового отношения уже имеющийся индекс, используют оператор Drop, также уже известный нам:

Drop index {имя базового отношения. Имя индекса},.. ;

Почему здесь используется уточненное имя индекса «имя базового отношения. Имя индекса»? В операторе удаления индекса всегда используется его уточненное имя, потому что имя индекса должно быть уникальным в пределах одного отношения, но не больше.

6. Модификация базовых отношений

Для успешной и продуктивной работы с различными базовыми отношениями очень часто разработчикам необходимо каким-либо образом модифицировать это базовые отношения.

Какие основные необходимые варианты модификации встречаются чаще всего в практике проектирования баз данных? Перечислим их:

1) вставка кортежей.

Очень часто нужно в уже сформированное базовое отношение вставить новые кортежи; 2) обновление значений атрибутов.

А необходимость этой модификации в практике программирования встречается еще чаще, чем предыдущая, ведь при поступлении новой информации об аргументах вашей базы данных неминуемо придется какую-то старую информацию обновлять;

3) удаление кортежей.

И с примерно равной вероятностью возникает необходимость удалить из базового отношения те кортежи, присутствие которых в вашей базе данных более не требуется в силу новой поступившей информации.

Итак, мы обозначили основные моменты модификации базовых отношений. Как же можно достичь каждой из поставленных целей? В системах управления базами данных чаще всего существуют встроенные, базовые операторы модификации отношений. Дадим их описание в записи на псевдокоде:

1) оператор вставки в базовое отношение новых кортежей. Это оператор Insert. Выглядит он следующим образом:

Insert into имя базового отношения (имя атрибута,..)

Values (значение атрибута,..);

Металингвистический символ «,..», поставленный после имени атрибута и значения атрибута, говорит нам, что этот оператор допускает одновременное добавление нескольких атрибутов в базовое отношение. В этом случае необходимо имена атрибутов и значения атрибутов перечислять через запятую в согласованном порядке.

Ключевое слово into в сочетании с общим названием оператора Insert означает «вставить в» и показывает, в какое отношение необходимо вставить указанные в скобках атрибуты.

Ключевое слово Values в этом операторе и означает «значения», «величины», которые и присваиваются этим вновь объявленным атрибутам;

2) теперь рассмотрим оператор обновления значений атрибутов в базовом отношении. Этот оператор называется Update, что в переводе с английского и означает буквально «обновить». Дадим полный общий вид этого оператора в записи на псевдокоде и расшифруем ее:

Update имя базового отношения

Set {имя атрибута – значение атрибута},..

Where условие;

Итак, в первой строчке оператора после ключевого слова Update записывается имя

базового отношения, в котором необходимо произвести обновления.

Ключевое слово Set переводится с английского «задать», и в этой строчке оператора указываются имена атрибутов, которые необходимо обновить, и соответствующие новые значения атрибутов.

Водном операторе можно обновить сразу несколько атрибутов, что следует из применения металингвистического символа «,..».

Втретьей строке после ключевого слова Where записывается условие, показывающее, какие именно атрибуты данного базового отношения необходимо обновить;

3) оператор Delete, позволяющий удалять какие-либо кортежи из базового отношения. Запишем его полный вид на псевдокоде и разъясним значение всех отдельных синтаксических единиц:

Delete from имя базового отношения

Where условие;

Ключевое слово from в сочетании с названием оператора Delete переводится как «удалить из». И после этих ключевых слов в первой строчке оператора указывается имя базового отношения, из которого необходимо удалить какие-либо кортежи.

А во второй строчке оператора после ключевого слова Where («где») указывается условие, по которому отбираются кортежи, более не требующиеся в нашем базовом отношении.