Базы данных

управление данными

журнализация изменений данных

резервное копирование и восстановление данных;

поддержка языка определения данных и манипулирования ими.

Структурный аспект — данные представляют собой набор отношений.

Аспект целостности — отношения отвечают определенным условиям целостности: уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.

Аспект обработки (манипулирования) — поддержка операторов манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

Нормальная форма - свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности и определённое как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.

Один к одному - любому значению атрибута А соответствует только одно значение атрибута В, и наоборот.

Один ко многим - любому значению атрибута А соответствует 0, 1 или несколько значений атрибута В.

Многие ко многим - любому значению атрибута А соответствует 0, 1 или несколько значений атрибута В, и любому значению атрибута В соответствует 0, 1 или несколько значение атрибута А.

ускорение поиска и сортировки по определенному полю или набору полей.

обеспечение уникальности данных.

требование дополнительного места на диске и в оперативной памяти и чем больше/длиннее ключ, тем больше размер индекса.

замедление операций вставки, обновления и удаления записей, поскольку при этом приходится обновлять сами индексы.

Поля-счетчика, чтобы в том числе избежать и повторения значений в этом поле;

Поля, по которому проводится сортировка данных;

Полей, по которым часто проводится соединение наборов данных. Поскольку в этом случае данные располагаются в порядке возрастания индекса и соединение происходит значительно быстрее;

Поля, которое объявлено первичным ключом (primary key);

Поля, в котором данные выбираются из некоторого диапазона. В этом случае как только будет найдена первая запись с нужным значением, все последующие значения будут расположены рядом.

Полей, которые редко используются в запросах;

Полей, которые содержат всего два или три значения, например: мужской, женский пол или значения «да», «нет».

упорядоченные — индексы, в которых элементы упорядочены;

возрастающие;

убывающие;

неупорядоченные — индексы, в которых элементы неупорядочены.

индексы по представлению (view);

индексы по выражениям.

кластерный индекс - при определении в наборе данных физическое расположение данных перестраивается в соответствии со структурой индекса. Логическая структура набора данных в этом случае представляет собой скорее словарь, чем индекс. Данные в словаре физически упорядочены, например по алфавиту. Кластерные индексы могут дать существенное увеличение производительности поиска данных даже по сравнению с обычными индексами. Увеличение производительности особенно заметно при работе с последовательными данными.

некластерный индекс — наиболее типичные представители семейства индексов. В отличие от кластерных, они не перестраивают физическую структуру набора данных, а лишь организуют ссылки на соответствующие записи. Для идентификации нужной записи в наборе данных некластерный индекс организует специальные указатели, включающие в себя: информацию об идентификационном номере файла, в котором хранится запись; идентификационный номер страницы соответствующих данных; номер искомой записи на соответствующей странице; содержимое столбца.

B*-деревья;

B+-деревья;

B-деревья;

Хэши.

простой индекс (индекс с одним ключом) — строится по одному полю;

составной (многоключевой, композитный) индекс — строится по нескольким полям при этом важен порядок их следования;

индекс с включенными столбцами — некластеризованный индекс, дополнительно содержащий кроме ключевых столбцов еще и неключевые;

главный индекс (индекс по первичному ключу) — это тот индексный ключ, под управлением которого в данный момент находится набор данных. Набор данных не может быть отсортирован по нескольким индексным ключам одновременно. Хотя, если один и тот же набор данных открыт одновременно в нескольких рабочих областях, то у каждой копии набора данных может быть назначен свой главный индекс.

уникальный индекс состоит из множества уникальных значений поля;

плотный индекс (NoSQL) — индекс, при котором, каждом документе в индексируемой коллекции соответствует запись в индексе, даже если в документе нет индексируемого поля.

разреженный индекс (NoSQL) — тот, в котором представлены только те документы, для которых индексируемый ключ имеет какое-то определённое значение (существует).

пространственный индекс — оптимизирован для описания географического местоположения. Представляет из себя многоключевой индекс состоящий из широты и долготы.

составной пространственный индекс — индекс, включающий в себя кроме широты и долготы ещё какие-либо мета-данные (например теги). Но географические координаты должны стоять на первом месте.

полнотекстовый (инвертированный) индекс — словарь, в котором перечислены все слова и указано, в каких местах они встречаются. При наличии такого индекса достаточно осуществить поиск нужных слов в нём и тогда сразу же будет получен список документов, в которых они встречаются.

хэш-индекс предполагает хранение не самих значений, а их хэшей, благодаря чему уменьшается размер (а, соответственно, и увеличивается скорость их обработки) индексов из больших полей. Таким образом, при запросах с использованием хэш-индексов, сравниваться будут не искомое со значения поля, а хэш от искомого значения с хэшами полей. Из-за нелинейнойсти хэш-функций данный индекс нельзя сортировать по значению, что приводит к невозможности использования в сравнениях больше/меньше и «is null». Кроме того, так как хэши не уникальны, то для совпадающих хэшей применяются методы разрешения коллизий.

битовый индекс (bitmap index) — метод битовых индексов заключается в создании отдельных битовых карт (последовательностей 0 и 1) для каждого возможного значения столбца, где каждому биту соответствует запись с индексируемым значением, а его значение равное 1 означает, что запись, соответствующая позиции бита содержит индексируемое значение для данного столбца или свойства.

обратный индекс (reverse index) — B-tree индекс, но с реверсированным ключом, используемый в основном для монотонно возрастающих значений (например, автоинкрементный идентификатор) в OLTP системах с целью снятия конкуренции за последний листовой блок индекса, т.к. благодаря переворачиванию значения две соседние записи индекса попадают в разные блоки индекса. Он не может использоваться для диапазонного поиска.

функциональный индекс, индекс по вычисляемому полю (function-based index) — индекс, ключи которого хранят результат пользовательских функций. Функциональные индексы часто строятся для полей, значения которых проходят предварительную обработку перед сравнением в команде SQL. Например, при сравнении строковых данных без учета регистра символов часто используется функция UPPER. Кроме того, функциональный индекс может помочь реализовать любой другой отсутствующий тип индексов данной СУБД.

первичный индекс — уникальный индекс по полю первичного ключа.

вторичный индекс — индекс по другим полям (кроме поля первичного ключа).

XML-индекс — вырезанное материализованное представление больших двоичных XML-объектов (BLOB) в столбце с типом данных xml.

полностью перестраиваемый — при добавлении элемента заново перестраивается весь индекс.

пополняемый (балансируемый) — при добавлении элементов индекс перестраивается частично (например, одна из ветви) и периодически балансируется.

полностью покрывающий (полный) индекс — покрывает всё содержимое индексируемого объекта.

частичный индекс (partial index) — это индекс, построенный на части набора данных, удовлетворяющей определенному условию самого индекса. Данный индекс создан для уменьшения размера индекса.

инкрементный (delta) индекс — индексируется малая часть данных(дельта), как правило, по истечении определённого времени. Используется при интенсивной записи. Например, полный индекс перестраивается раз в сутки, а дельта-индекс строится каждый час. По сути это частичный индекс по временной метке.

индекс реального времени (real-time index) — особый вид инкрементного индекса, характеризующийся высокой скоростью построения. Предназначен для часто меняющихся данных.

глобальный индекс — индекс по всему содержимому всех сегментов БД (shard).

сегментный индекс — глобальный индекс по полю-сегментируемому ключу (shard key). Используется для быстрого определения сегмента, на котором хранятся данные в процессе маршрутизации запроса в кластере БД.

локальный индекс —  индекс по содержимому только одного сегмента БД.

Чтение неподтверждённых данных (грязное чтение) (read uncommitted, dirty read) — чтение незафиксированных изменений как своей транзакции, так и параллельных транзакций. Нет гарантии, что данные, изменённые другими транзакциями, не будут в любой момент изменены в результате их отката, поэтому такое чтение является потенциальным источником ошибок. Невозможны потерянные изменения, возможны неповторяемое чтение и фантомы.

Чтение подтверждённых данных (read committed) — чтение всех изменений своей транзакции и зафиксированных изменений параллельных транзакций. Потерянные изменения и грязное чтение не допускается, возможны неповторяемое чтение и фантомы.

Повторяемость чтения (repeatable read, snapshot) — чтение всех изменений своей транзакции, любые изменения, внесённые параллельными транзакциями после начала своей, недоступны. Потерянные изменения, грязное и неповторяемое чтение невозможны, возможны фантомы.

Упорядочиваемость (serializable) — результат параллельного выполнения сериализуемой транзакции с другими транзакциями должен быть логически эквивалентен результату их какого-либо последовательного выполнения. Проблемы синхронизации не возникают.

Потерянное обновление (lost update) — при одновременном изменении одного блока данных разными транзакциями одно из изменений теряется;

«Грязное» чтение (dirty read) — чтение данных, добавленных или изменённых транзакцией, которая впоследствии не подтвердится (откатится);

Неповторяющееся чтение (non-repeatable read) — при повторном чтении в рамках одной транзакции ранее прочитанные данные оказываются изменёнными;

Фантомное чтение (phantom reads) — одна транзакция в ходе своего выполнения несколько раз выбирает множество записей по одним и тем же критериям. Другая транзакция в интервалах между этими выборками добавляет или удаляет записи или изменяет столбцы некоторых записей, используемых в критериях выборки первой транзакции, и успешно заканчивается. В результате получится, что одни и те же выборки в первой транзакции дают разные множества записей. Предположим, имеется две транзакции, открытые различными приложениями, в которых выполнены следующие SQL-операторы:

Википедия

tokarchuk.ru

Quizful