BDA - Aula 19 - 2015/1

Índices

• Database Management Systems 3ed, R. Ramakrishnan and J. Gehrke, McGrow-Hill, 2003.

• Após o desenvolvimento inicial com a confecção do:
  • Projeto Entidade Relacionamento (DER)
  • Refinamento do esquema (Normalização)
  • Definição de visões e relatórios
• podemos definir o modelo conceitual e externo para o BD

• Na sequência:
  • Seleciona-se os índices
  • Decide-se os agrupamentos
  • E (se necessário) refina-se os modelos conceitual e externo para atingir metas de desempenho.

• Função do índice:
  • No contexto do livro, serve para procurar um determinado assunto identificando o volume ou página.
  • No contexto da estrutura de dados, o índice é uma referência associada a uma chave, que é utilizada para fins de otimização, permitindo uma localização mais rápida de um registro quando efetuada uma consulta.
  • No contexto de banco de dados, um índice tem a função de permitir que os registros com dados sejam encontrados com rapidez. Também oferecem um acesso alternativo aos registros sem que a posição física seja alterada
  • Exemplo:
    • Cadastro de Clientes
    • Chave: CPF
    • Se precisarmos de uma lista de clientes por ordem de CEP, é possível indexar e listar dessa maneira
    • Pode ser necessário também:
      • Lista por ordem de Nome
      • Lista por ordem de Estado Civil
      • Lista por ordem de Status
      • Lista por ordem de Data de Nascimento
      • Lista por ordem de Bairr
      • Lista por ordem de Data do Cadastro
      • Lista por ordem de Email

• Efetivamente, os índices são um modo comum de melhorar o desempenho do banco de dados pois permitem ao servidor de banco de dados encontrar e trazer linhas específicas muito mais rápido do que faria sem o índice
• Entretanto, os índices também produzem trabalho e espaço adicional para o sistema de banco de dados como um todo devendo, portanto, serem utilizados com sensatez.

• O processo pode ser iniciado pela compreensão do ambiente (negócio) onde será implantando e definir:
  • As consultas mais importantes e a frequência com que aparecem
  • As atualizações mais relevantes a frequência com que podem ser feitas
  • O desempenho desejado para estas consultas e atualizações.

• Um índice pode ser:
  • simples: quando formado por apenas uma coluna
  • composto: referenciado por mais de uma coluna
  • interno: a chave está contida dentro da tabela
  • externo: quando existe uma tabela de chaves separada que associa ponteiros à registros de uma tabela

• Preocupações:
  • Que índices deve-se criar?
    • Quais relações devem ter índices?
    • Qual(is) campo(s) devem estar na chave de pesquisa?
    • Deve-se construir vários índices?

• Devemos fazer mudanças no esquema conceitual?
  • Considerar esquemas normalizados alternativos?
  • Há várias escolhas na decomposição em formas normais, etc
  • Devemos “desfazer” alguns passos da decomposição e ficar com uma forma normal mais baixa?
  • Desnormalização?

• Considerações para Seleção de Índice:
  • É necessária a criação do índice?
  • Escolha da chave de busca
  • Utilizar múltiplos atributos na chave de busca
  • Modelos de Implementação:
    • Índices de Agrupamento: Os dados são armazenados em clusters e em ordem crescente. A ordem dos valores de índices também é crescente.
    • Índices Hash: Permite inserção de novos elementos mas ocupa maior quantidade de espaço
    • Índices em Árvore : No caso de árvore binária, da busca é muito eficiente mas a tabela deve estar em ordem crescente ou decrescente.
  • Balanceamento do custo de manutenção do índice.

• Os campos utilizados na definição dos índices denominam-se campos de indexação
• Os índices não contém dados propriamente ditos e sim valor de campo de indexação e ponteiros que direcionam para o registro adequado dentro da tabela
  • Inserindo ou excluindo o registro, força também uma alteração nos índices
• Em alguns sistemas, os índices encontram-se separados do arquivo de dados

Comparação entre Hash e Árvore

• Árvore trabalha bem para pesquisas por faixa de valores e o hashing para consultas simples (valor definido)
• A árvore tem menor eficiência, porém é mais fácil de implementar
• A inclusão e exclusão é mais fácil utilizando hashing
• O processamento sequencial é mais fácil na árvore B
• A maioria dos bancos de dados utilizam a indexação em árvores B
• No PostgreSQL o projetista do banco de dados pode escolher entre árvore ou hash

Exercícios

• Projeto:
  • Escopo:
  • Tabelas principais:
  • Índices:
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • ...
    • n