数据库原理与应用(11)第11章 索引
《数据库索引》课件
目录 Contents
• 引言 • 数据库索引的类型 • 数据库索引的创建与维护 • 数据库索引的性能优化 • 数据库索引的案例分析 • 总结与展望
01
引言
数据库索引的定义
数据库索引是一种数据结构,用于快 速检索数据库表中的数据。它通过创 建一个指向表中数据的指针,提高了 查询速度和数据检索效率。
唯一索引
确保索引列的唯一性,但不要求非空 。
全文索引
用于文本搜索。
控制索引的列数
单列索引
只对单个列创建索引。
多列索引
对多个列创建复合索引,但查询 时需要满足复合索引的最左前缀 原则。
避免在索引列上使用函数或运算
01
避免在索引列上使用函数或运算 ,这会导致索引失效,从而影响 查询性能。
02
例如,应避免在索引列上使用 `UPPER()`、`LOWER()`、 `TRIM()` 等函数。
定期重建和重新组织索引
随着数据的插入、更新和删除,索引可能会变得碎片化,影 响性能。
定期重建和重新组织索引可以优化性能,并保持索引的健康 状态。
05
数据库索引的案例分析
案例一:使用索引优化查询性能
总结词
通过合理使用索引,可以显著提高数据库查询性能。
详细描述
在大型数据库中,如果没有索引,查询性能可能会变得很 差。通过创建合适的索引,可以快速定位到所需的数据, 大大减少查询时间。
全文索引
总结词
用于全文搜索的索引。
详细描述
全文索引是一种特殊的索引类型,主要用于全文搜索。全文索引将文本内容拆分成多个词汇,并建立词汇与记录 之间的对应关系,通过全文索引可以快速查找到包含特定词汇的记录。全文索引在文本搜索、内容筛选等方面具 有重要作用。
SQL Sever 2005第11章 索引原理及应用
White …
Smith …
Jones …
Jones … Smith … … …
…
…
4
数据行存储在数据页中 堆是一个表所有数据页的集合 每个数据页包含8KB的信息,八个邻近的页称为一个扩展盘区 数据行和数据页的存储都是无序的 数据页并不是通过链表链接 当行插入已满的页时,数据页拆分
Page 808 第 708 页 01 ... Martin 02 02 ... Phua 03 ... Jones 04 ... Smith ... ... ...
Page 709 第 709 页 01 ... Ganio 02 ... Jones 03 ... Hall ... ... ... ... ... ...
索引的分类
按照存储方式分为:
聚集索引 非聚集索引
按照维护与管理索引角度分为:
唯一索引 组合索引等
10
聚集索引
特点 叶节点就是实际的数据页 在数据页中数据按照升序物理存储 索引页中的值也是升序的 聚集索引对经常进行键值范围搜索或按照排序的顺序访问的列很 有用 指导原则 每个表只能有一个聚集索引 行的物理位置和行在索引中的位置是相同的 键值的惟一性通过UNIQUE关键字显式维护,或通过一个内部的 对用户不可见的惟一标识符隐式维护 聚集索引的平均大小约为表大小的百分之五左右 行被删除的时候,空间被回收以备新行使用 索引创建的时候,SQL Server临时使用当前数据库的磁盘空间作 为工作空间,一个聚集索引大概需要表的1.2倍大小的空间。索引 创建后,这部分空间自动收回
2
本章目标
使用索引的场合 聚集索引和非聚集索引的使用 SQL Server索引的架构 SQL Server检索数据的方法
数据库索引的实现原理
数据库索引的实现原理数据库索引,是数据库管理系统中⼀个排序的数据结构,以协助快速查询、更新数据库表中数据。
索引的实现通常使⽤B_TREE。
B_TREE索引加速了数据访问,因为存储引擎不会再去扫描整张表得到需要的数据;相反,它从根节点开始,根节点保存了⼦节点的指针,存储引擎会根据指针快速寻找数据。
这张图不错上图显⽰了⼀种索引⽅式。
左边是数据库中的数据表,有col1和col2两个字段,⼀共有15条记录;右边是以col2列为索引列的B_TREE索引,每个节点包含索引的键值和对应数据表地址的指针,这样就可以都过B_TREE在O(logn)的时间复杂度内获取相应的数据,这样明显地加快了检索的速度。
==============================================================================================================================数据库索引,是数据库管理系统中⼀个排序的数据结构,以协助快速查询、更新数据库表中数据。
索引的实现通常使⽤ B 树及其变种 B+ 树。
在数据之外,数据库系统还维护着满⾜特定查找算法的数据结构,这些数据结构以某种⽅式引⽤(指向)数据,这样就可以在这些数据结构上实现⾼级查找算法。
这种数据结构,就是索引。
为表设置索引要付出代价的:⼀是增加了数据库的存储空间,⼆是在插⼊和修改数据时要花费较多的时间(因为索引也要随之变动)。
上图展⽰了⼀种可能的索引⽅式。
左边是数据表,⼀共有两列七条记录,最左边的是数据记录的物理地址(注意逻辑上相邻的记录在磁盘上也并不是⼀定物理相邻的)。
为了加快 Col2 的查找,可以维护⼀个右边所⽰的⼆叉查找树,每个节点分别包含索引键值和⼀个指向对应数据记录物理地址的指针,这样就可以运⽤⼆叉查找在 O(log2n)的复杂度内获取到相应数据。
创建索引可以⼤⼤提⾼系统的性能。
第11章 数据表的排序和索引
单关键字排序
例2:将表rsda中的记录以“性别”为第一关键字段,按 将表rsda中的记录以“性别”为第一关键字段, rsda中的记录以 递增排序; 性别”相同, 递增排序;若“性别”相同,以“基本工资为第二关 键字段,按递减排序. 键字段,按递减排序.并将排序后的结果存入表 xbgz.dbf中 xbgz.dbf中。
例3:对表rsda按基本工资和出生日期建立索引, 对表rsda按基本工资和出生日期建立索引, rsda按基本工资和出生日期建立索引 索引的顺序是先按基本工资升序排列, 索引的顺序是先按基本工资升序排列,若基本工 资相同再按出生日期升序排列,并显示结果。 资相同再按出生日期升序排列,并显示结果。
若想表示:先按照某个字 段的值索引,对于此字段 值相同的记录,再按照另 一个字段的值索引。 则,这两个字段必须是字 符型的(不是字符型的通 过函数将其转换成字符型)
例1:将表rsda中的记录以“基本工资”为关键字 将表rsda中的记录以“基本工资” rsda中的记录以 段递减排序,并将排序后的结果存入表rsdat.dbf rsdat.dbf中 段递减排序,并将排序后的结果存入表rsdat.dbf中。
1、排序的结果放在了表 文件rsdat.dbf中。要想看 到排序结果,需打开 rsdat.dbf。 2 2、在rsdat.dbf中,记录 rsdat.dbf 的记录号发生了改变。
本题表示按照 基本工资字段 与奖金字段的 “和”建立索 引,升序排列。
二、排序与索引的区别
(1)前者改变了记录的物理位置,后者则没有。 (2)前者只能是字段名进行排序,后者还可以是关键字 段表达式。 (3)排序后文件是一新的表文件,可以离开原表文件而 单独使用,而索引文件不能离开原表文件而单独使 用。 (4)索引文件中存放的是按升序排列的索引关键字及必 要的链指针,其存储容量比排序产生的数据库文件 的容量要小得多,因此,索引很快,查找也快。
《数据库原理与应用》习题集
《数据库原理与应用》习题集第1、2章数据库技术基础知识一、单选题1. 以下的英文缩写中表示数据库管理系统的是()。
A.DB B.DBMS C.DBA D.DBS2. 数据库管理系统、操作系统、应用软件的层次关系从核心到外围分别是( )。
A. 数据库管理系统、操作系统、应用软件B. 操作系统、数据库管理系统、应用软件C. 数据库管理系统、应用软件、操作系统D. 操作系统、应用软件、数据库管理系统3. DBMS是( )。
A. 操作系统的一部分B.一种编译程序C.在操作系统支持下的系统软件 D.应用程序系统4. 数据库系统提供给用户的接口是()。
A.数据库语言 B.过程化语言 C.宿主语言D.面向对象语言5. ()是按照一定的数据模型组织的,长期存储在计算机内,可为多个用户共享的数据的聚集。
A.数据库系统B.数据库 C.关系数据库D.数据库管理系统6. ()处于数据库系统的核心位置。
A.数据模型B.数据库C.数据库管理系统D.数据库管理员7. ()是数据库系统的基础。
A.数据模型B.数据库C.数据库管理系统D.数据库管理员8. ( )是数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述。
A.模式B.外模式 C.内模式D.存储模式9. ( )是数据库物理结构和存储方式的描述。
A.模式 B.外模式 C.内模式D.概念模式10. ( )是用户可以看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述A.模式B.外模式 C.内模式D.概念模式11. 有了模式/内模式映像,可以保证数据和应用程序之间( )。
A.逻辑独立性B.物理独立性C.数据一致性 D.数据安全性12. 数据库系统3层结构的描述存放在( )中。
A.数据库B.运行日志C.数据库管理系统D.数据字典13. 数据管理技术发展阶段中,文件系统阶段与数据库系统阶段的主要区别之一是数据库系统()。
A.有专门的软件对数据进行管理B.采用一定的数据模型组织数据C.数据可长期保存D.数据可共享14. 关系数据模型通常由3部分组成,它们是( )。
数据库系统中的索引
数据库系统中的索引随着现代社会数据量和信息储存的爆炸式增长,存储、查找和处理这些数据的能力成为了一个关键的问题。
在这种情况下,正确使用数据库系统中的索引是最有效的数据查询和检索方法之一。
索引(Index)是一种特殊的数据结构,用于提高数据库系统的查询效率。
索引可以根据定义在表列上的顺序,对表中的数据行进行排序,使数据库用户可以快速地查询到所需的数据。
本文将讨论数据库系统中的索引原理、分类、实现方法和使用策略。
索引原理数据库中的索引是建立在表或视图列之上的一种数据结构。
对于包含大量数据的表,查询操作方式是从头到尾逐行扫描表中的每一行数据,直到找到所需条件的数据。
这种线性搜索方式,虽然可以确保我们能找到所需数据,但是对于庞大的数据表而言,查询消耗的时间和系统资源将是不可承受的。
数据库中的索引就是为了优化这种查询方式的性能而设计的一种数据结构。
索引的工作原理基于数据库中的一些基本数据结构,如B-树和哈希表等。
存储在B-树中的数据按照一定的规则排列,使得这种结构可以更快的进行查找和比较。
对于随机块访问,B- 树可以提供更快的速度。
而哈希表这种数据结构,可以对数据进行hash计算,使得查询出所需数据的速度非常快,尤其是对于大型数据集。
索引分类在数据库系统中,索引可以根据不同的基本结构或查找算法进行分类。
下面对索引的分类进行简要介绍。
1. B-树索引B-树索引是数据库中最常见的一种索引方式。
这种索引结构是一种平衡树,可以有效地支持多种查找方式,例如范围查找、模糊匹配等。
在B-树索引中,每个节点都包含一个或多个关键字,可以用来排序和对数据进行快速查找。
通常情况下,这种索引结构可以支持高效的查询和修改操作。
2. 哈希索引哈希索引是另一种广泛使用的索引结构。
这种索引可以使用哈希函数将表中的数据映射到具有固定大小的位置上。
当查询所需的数据时,哈希函数可以直接获取所需数据的位置,从而实现了非常高效的数据访问。
3. 全文索引全文索引是一种用于查找文本数据的索引结构。
索引的用法和原理
索引的用法和原理索引是一个重要的数据结构,常用于加快对数据的检索和搜索,包括文本搜索和数据库检索。
本文将介绍索引的用法和原理。
一、索引的定义索引是一个数据结构,它存储了数据的某些属性的值和对应的物理位置或指针。
通过索引可以更快速地访问数据,因为索引可以减少需要检索的数据量。
二、索引的作用1. 快速查找索引可以加速数据的查找和搜索,减少了查询时扫描全部数据的时间和资源消耗。
2. 提高更新速度索引可以有效地减少更新数据时需要的扫描数量,从而提高更新的速度。
3. 减少磁盘I/O次数索引可以减少访问磁盘的次数,降低磁盘I/O的消耗。
三、索引的类型1. B+树索引B+树索引是一种常见的索引类型,它是一棵平衡的树结构,具有时间复杂度为log(n)的查询和插入操作。
2. 哈希索引哈希索引是一种将键映射到散列表中的索引类型。
它具有常数时间的查询和插入操作,但不支持范围查询和排序。
索引一般采用B+树等树结构的数据结构,具有快速查找和排序的优势。
B+树的叶子节点存储实际的数据记录,而非叶子节点只存储记录的指针或物理地址。
这样可以减少磁盘I/O 的数量,提高索引的性能。
索引的维护是一种动态操作,包括索引的创建,更新和删除。
当数据变化时,需要对索引进行相应的调整,以保持索引的正确性和高效性。
3. 索引的优化为了提高索引的性能和效率,需要对索引进行优化。
可以通过使用覆盖索引减少需要的I/O次数,对于经常扫描的数据可以使用位图索引等。
五、索引的注意事项1. 索引过多会影响性能索引过多会影响写入性能,并且增加了索引维护的成本。
2. 索引的最佳实践在设计索引时,应根据数据的访问模式和查询需求调整索引的属性和数量。
对于经常使用的查询,可以采用复合索引等技术提高查询效率。
在使用索引时,应选择适当的索引类型和数据结构。
哈希索引适用于等值查询,而B+树索引适用于范围查询和排序。
总结:索引是一种重要的数据结构,可以加速数据的查询和搜索。
数据库原理及应用.索引
一、创建索引CREATE INDEX 语句用于在表中创建索引。
CREATE [ UNIQUE ] INDEX index ON tablename (field [ASC|DESC][, field [ASC|DESC], ...]) [WITH { PRIMARY | DISALLOW NULL | IGNORE NULL }]索引分为聚簇索引和非聚簇索引。
1.聚簇索引聚簇索引也叫簇类索引, 是一种对磁盘上实际数据重新组织以按指定的一个 或多个列的值排序。
由于聚簇索引的索引页面指针指向数据页面,所以使用聚簇 索引查找数据几乎总是比使用非聚簇索引快。
每张表只能建一个聚簇索引,并且 建聚簇索引需要至少相当该表 120%的附加空间,以存放该表的副本和索引中间 页。
聚簇索引确定表中数据的物理顺序。
聚簇索引类似于电话簿,后者按姓氏排 列数据。
由于聚集索引规定数据在表中的物理存储顺序,因此一个表只能包含一 个聚集索引。
但该索引可以包含多个列(组合索引),就像电话簿按姓氏和名字 进行组织一样。
汉语字典也是聚簇索引的典型应用,在汉语字典里,索引项是字 母+声调,字典正文也是按照先字母再声调的顺序排列。
聚簇索引对于那些经常要搜索范围值的列特别有效。
使用聚簇索引找到包含 第一个值的行后,便可以确保包含后续索引值的行在物理相邻。
例如,如果应用 程序执行的一个查询经常检索某一日期范围内的记录, 则使用聚集索引可以迅速 找到包含开始日期的行,然后检索表中所有相邻的行,直到到达结束日期。
这样 有助于提高此类查询的性能。
同样,如果对从表中检索的数据进行排序时经常要 用到某一列,则可以将该表在该列上聚簇(物理排序),避免每次查询该列时都 进行排序,从而节省成本。
建立聚簇索引的思想1、大多数表都应该有聚簇索引或使用分区来降低对表尾页的竞争,在一个高事 务的环境中,对最后一页的封锁严重影响系统的吞吐量。
2、在聚簇索引下,数据在物理上按顺序排在数据页上,重复值也排在一起,因 而在那些包含范围检查(between、<、<=、>、>=)或使用 group by 或 orderby 的查询时,一旦找到具有范围中第一个键值的行,具有后续索引值的行保证物理上毗连在 一起而不必进一步搜索,避免了大范围扫描,可以大大提高查询速度。
复习思考题-数据库原理与应用(章节)答案
第一章1.1 数据库系统概述1.数据库系统的基本特征是(D)A 数据的统一控制B、数据共享性和统一控制C、数据共享性、数据独立性D、数据共享性、数据独立性、统一控制2.数据库系统中,负责物理结构与逻辑结构的定义和修改的人员是( A )。
A.数据库管理员B.专业用户C.应用程序员D.最终用户3.数据库管理系统提供的DDL语言的功能是( B )。
A.实现对数据库的检索、插入、修改和删除B.描述数据库对象的结构,为用户建立数据库对象提供手段C.用于数据的安全性控制、完整性控制、并发控制和通信控制D.提供数据初始装入、数据转储、数据库恢复、数据库重新组织等手段4.在DBS中,DBMS和OS之间的关系是( B)A. 相互调用B. DBMS调用OSC. OS调用DBMSD. 并发运行5.下列四项中,不属于数据库特点的是( C )。
A.数据共享B.数据完整性C.数据冗余很高D.数据独立性高6.数据库中存储的是( D )。
A.数据B.数据模型C.数据之间的联系D.数据以及数据之间的联系7.数据库中存储的基本对象是__数据以及数据之间的联系___________。
8.数据管理经历了___人工管理、文件系统、数据库系统_三个发展阶段。
9.数据库与文件系统的根本区别是__整体数据结构化________。
10.在文件系统阶段,数据管理的三个主要缺陷是数据冗余高、数据不一致性___和____和数据联系弱_________11.数据库系统提供的数据控制功能主要包括安全性、完整性、并发控制和数据库恢复12.用户与操作系统之间的数据管理软件是___DBMS_________13.数据库系统(DBS)是由硬件、软件(应用系统、开发工具、DBMS、OS)、数据库、数据库用户_四部分组成。
其中最重要的软件是DBMS;最重要的用户是DBA。
14.DBS中负责数据库物理结构与逻辑结构的定义和修改的人员,称为___DBA_____。
15.DBS中使用宿主语言和DML编写应用程序的人员,称为__应用程序员_______。
数据结构--第11章 文件
• 更新某个记录必须对整个文件进行"复制"。
• 每个记录面有一个读/写磁 头,所有读写头安装在一 个活动臂装置上,可以一 起作径向移动。当磁道在 读/写头下通过时,便可以 进行信息的读/写。
• 各记录盘面上直径相同 的磁道组成一个“柱面”
• 一个磁道又可分为若干 弧段,称为“扇面”。 • 磁盘信息存取的单位为 一个扇面的字符组,称 为一个“页块” • 因此需用一个三维地址 来表明磁盘信息:柱面 号、记录面号和页块号。
二、B树的操作
• (1)按关键码进行查找 假设要查找关键码等于 kval 的记录
• 首先将根结点读入内存进行查找,若找到,即找 到了该记录所对应的物理记录位置,算法结束;
• 否则沿着指针所指,读入相应子树根结点继续进 行查找,直至找到关键码等于kval的索引项或者 顺指针找到某个叶子结点
• 前者可由索引项取得主文件中的记录,后者说明 索引文件中不存在关键码等于 kval 的记录。
二、磁盘存储器
• 磁盘是一种直接存取的存 储设备,既能顺序存取, 又能随机存取。目前使用 多为活动头磁盘。
• 由若干盘片组成一个盘片 组,固定在一个主轴上, 随着主轴顺一个方向高速 旋转。
• 除最顶上和最底下的两个 外侧盘面外,其余用于存 储数据的盘面称为“记录 盘面”,简称“记录面” • 记录面上存储数据的同心 圆称为“磁道”。
• 静态索引以ISAM文件为代表,它是一种专为磁 盘存取设计的文件组织方式,由索引区,数据区 和溢出区三部分组成。 • 索引区通常是与硬件层次一致的三级索引:总索 引,柱面索引和磁道索引,溢出区用来存放后插 入的记录。
【精品课件】数据库的基本应用
子句 Select From Where Group By Having Order By
作用 指定要查看的字段 指定要从中检索的表 指定选择的标准 把所选择的记录分组 分组的提取条件 指定查询所得记录的排序方式
1 11.1 数据库概述
❖ 示例1:显示学生的学号,姓名,性别,并且按照性 别排序。 Select 学号,姓名,性别名称 From 学生表,性别表 Where 学生表.性别编号=性别表.性别编号 Order by 性别编号
第 11 章 数据库的基本应用
第 11 章 数据库的基本应用
1 11.1 数据库概述 2 11.2 VisualBasic的数据访问技术 3 11.3通过数据管理器访问数据库 4 11.4 使用DAO访问数据库
第 11 章 数据库的基本应用
5 11.5 使用ADO访问数据库 6 11.6 数据环境设计器 7 11.7 数据报表的制作 8 11.8 综合实例
1
200802100 王五 2
2性别名 性别编号(主键)
男
1
女
2
1 11.1 数据库概述
11.1.2 SQL数据查询
❖ SQL是Structured Query Language(结构化查询
语言)的缩写,是最重要的关系数据库操作语言。
1986年ANSI和ISO颁布了SQL正式标准,确认SQL
为数据库操作的标准语言。SQL语言基本上独立于具
❖ 功能:创建一个新表。 ❖ 示例:Create Table 性别表
(性别名Integer not null primary key, 性别编号 char(10) ) (2)Alter Table 语句 ❖ 格式:Alter Table <表名> (Add <列名> 类型, 或者 drop column <列名>) ❖ 功能:修改表结构。 ❖ 示例:Alter Table 性别表 add 说明 char(15)
数据库索引详解
数据库索引详解什么是索引索引是对数据库中⼀列或者多列的值进⾏排序的⼀中结构,使⽤索引可以快速访问数据库中表的特定信息。
索引的⼀个主要的⽬的就是加快检索表中数据,亦即能协助信息搜索者尽快的找到符合限制条件的记录的辅助数据结构。
简单来说索引就是数据库的⽬录。
索引有什么作⽤索引的最⼤作⽤就是加快数据库的查询速度。
索引为什么会加快查询速度数据库在执⾏⼀条SQL语句的时候,默认的⽅式是根据搜索条件进⾏全表扫描,遇到匹配条件的就加⼊搜索结果集合。
但若是遇到⼤数据量的查询时,直接全表匹配的⽅式太慢了,这时候就需要⽤到索引。
我们对某⼀字段增加索引,查询的时候就会先去索引列表中⼀次定位到特定值得⾏数,⼤⼤减少遍历匹配的⾏数,所以可以明显的增加查询的速度。
索引的种类主键索引:数据记录⾥⾯不能有null,数据内容不能重复,在⼀张表⾥⾯不能有多个主键索引。
普通索引:使⽤字段关键字建⽴的索引,主要是提⾼查询速度。
唯⼀索引:字段数据是唯⼀的,数据内容⾥⾯能否为null,在⼀张表⾥⾯,是可以添加多个唯⼀索引。
全⽂索引:在早起版本中只有myisam引擎⽀持全⽂索引,在innodb5.6后也⽀持全⽂索引,在MySQL中全⽂索引不⽀持中⽂。
我们⼀般使⽤sphinx集合coreseek来实现中⽂的全⽂索引。
索引的创建(索引的例⼦)执⾏Create Table语句时可以创建索引,也可以单独⽤Create index或者 Alter Table来为表增加索引。
1. ALTER TABLEALTER TABLE⽤来创建普通索引、unique索引或者primary key索引。
ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name(column_list)ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE(column_list)ALTER TABLE table_name ADD PRIMARY KEY(column_list)table_name:是要增加索引的表名。
数据库基本原理-索引
• 使用唯一性高的字段创建索引,切不可在性别这 样的低唯一性的字段上创建索引; • 在SQL语句中,尽量不要在Where条件中使用函 数、运算符或表达式计算,会造成索引无法正常 使用; • 应尽量避免在 where 子句中对字段进行 null 值判 断,否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫 描; • 应尽量避免在 where 子句中使用!=或<>操作符, 否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描;
2017/7/8 11
2017/7/8
12
• 在数据页上,数据行紧接着页头(标头) 按顺序放置;页头包含标识值,如页码或 对象数据的对象ID;数据行持有实际的数 据;最后,页的末尾是行偏移表,对于页 中的每一行,每个行偏移表都包含一个条 目,每个条目记录对应行的第一个字节与 页头的距离,行偏移表中的条目的顺序与 页中行的顺序相反。
2017/7/8
30
• 因此聚集索引的的重要性不言而喻,一般 来说,大多会对主键建立聚集索引,大多 数普通情况这么做也可以。但实际应用应 该遵从一个原则就是“频繁使用的、排序 的字段上创建聚集索引”
2017/7/8
31
非聚集索引
• 除了聚集索引以外的其他索引,都称之为 非聚集索引,非聚集索引一般都是为了优 化特定的查询效率而创建的。非聚集索引 也是B树(B+树和B-树)的结构,与非聚集 索引的存储结构唯一不一样的,就是非聚 集索引中不存储真正的数据行,因为在聚 集索引中已经存放了所有数据,非聚集索 引只包含一个指向数据行的指针即可。
2017/7/8
6
区和页
• 如图2所示,文件是由区组成的,而区由八 个物理上连续的页组成,由于区的大小为 64K,所以每当增加一个区文件就增加64K.
数据库原理与应用(清华大学版)课后答案第11章 索引
索 引 11.1 练习题11及参考答案1.什么是索引?索引分为哪两种?各有什么特点?答:索引是为了加速对表中数据行的检索而创建的一种分散的存储结构。
根据索引的顺序与数据表的物理顺序是否相同,可以把索引分成两种类型:∙ 聚簇索引:数据表的物理顺序和索引表的顺序相同,它根据表中的一列或多列值的组合排列记录。
∙ 非聚簇索引:数据表的物理顺序和索引表的顺序不相同,索引表仅仅包含指向数据表的指针,这些指针本身是有序的,用于在表中快速定位数据。
2.创建索引有什么优、缺点?答:创建索引的优点如下:(1)加速数据检索。
(2)加快表与表之间的联接。
(3)在使用ORDER BY 和GROUP BY 等子句进行数据检索的时候,可以减少分组和排序的时间。
(4)有利于SQL Server 对查询进行优化。
(5)强制实施行的惟一性。
创建索引的缺点如下:(1)创建索引要花费时间和占用存储空间。
(2)建立索引加快了数据检索速度,却减慢了数据修改速度。
3.哪些列上适合创建索引?哪些列上不适合创建索引?答:一般来说,以下的列适合创建索引:(1)主键:通常检索、存取表是通过主键来进行的,因此,应该考虑在主键上建立索引。
(2)连接中频繁使用的列:用于连接的列若按顺序存放,则系统可以很快地执行连接。
如外键,除用于实现参照完整性外,还经常用于进行表的连接。
(3)在某一范围内频繁搜索的列和按排序顺序频繁检索的列。
以下的列不适合创建索引:第 章11(1)很少或从来不在查询中引用的列,因为系统很少或从来不根据这个列的值去查找数据行。
(2)只有两个或很少几个值的列(如性别,只有两个值“男”或“女”),以这样的列创建索引并不能得到建立索引的好处。
(3)以bit、text、image数据类型定义的列。
(4)数据行数很少的小表一般也没有必要创建索引。
4.创建索引时须考虑哪些事项?答:使用CREA TE INDEX语句创建索引。
默认情况下,如果未指定聚集选项,将创建非聚集索引。
数据库索引的应用
数据库索引的应用数据库索引是关系型数据库中的重要组成部分。
它是一种提高数据库查询效率的手段,通过对一定范围内的数据进行特定规则的分类和排序,提高查询的速度。
本文将从数据库索引的基本原理和应用场景出发,探讨数据库索引的优缺点及其对查询效率的影响,并将结合实例进行阐述,以期让读者更好地理解和应用数据库索引。
一、数据库索引的基本原理索引是数据库中一个提高数据查询性能的重要数据结构,是一种特殊的数据结构,其本质上是一张表,其中每一行都包含了索引列的值和对应的数据行指针,使用户可以更快地获取数据。
索引的建立是在关系数据库表的字段上,建立一个符合B树数据结构的数据结构,目的是以提高检索的效率。
关系型数据库中,B树数据结构是最常用的数据结构之一,因为它能够有效地支持插入、删除、查找等各种操作。
在实际应用中,建立索引可以增加数据库查询速度,特别是体量较大的数据库,索引可有效减少查询时比对记录的数量,提高查询速度。
数据库索引有多种类型,如B+树、哈希表、全文索引等,其中B+树最为常见。
B+树索引以表格的形式存储,其中存储了表的主键以及对应的数据位置,这样用户在查询数据记录时,只需要定位到主键即可快速查找到目标数据记录。
二、数据库索引的应用场景不同场景下,数据库的查询需求也会有所不同。
索引的应用场景主要在以下几个方面:1.数据量较大的数据库当数据库中的数据量较大时,查询效率会变得比较低。
建立索引可以减少遍历整个数据库的操作,大大提高查询速度。
特别是在需要频繁进行增删改查操作时,建立索引可以减少数据的扫描量,从而大大提高操作效率。
2.数据量较少但需要频繁查询的数据库如果数据量较少而且需要频繁查询,那么建立索引可以加快查询速度,节省时间和资源。
特别是对于某些需要高效响应请求的应用场景(如电商网站的商品搜索,社交网络的数据检索等),索引的优化效果尤为明显。
3.需要对数据库进行排序或分组的场景/涉及联合查询当需要在数据库中进行排序、分组或联合查询时,可以事先建立索引以提高查询效率。
索引基本概念作用
索引基本概念作用索引是指将数据按照一定的规则进行分类、整理和排序,以便于快速检索和访问的数据结构。
它是数据库中非常重要的组成部分,具有高效的查询性能和节约存储空间的作用。
索引的设计和使用能够提升数据库的查询性能,降低系统的负载,提高应用程序的响应速度。
索引的基本概念包括索引的种类、索引的数据结构和索引的原理。
索引的种类包括主键索引、唯一索引、聚集索引、非聚集索引等。
- 主键索引(Primary Key Index)是指对关系数据库中表的主键列(Primary Key)建立的索引,主键索引可以保持表中数据的唯一性,保证每条记录都有唯一的标识,且不能为 NULL。
- 唯一索引(Unique Index)是指对表中的一些列或多个列建立的索引,唯一索引可以保证索引列中的数据没有重复值,但可以为 NULL。
- 聚集索引(Clustered Index)是指按照索引列的顺序来存储表中的数据,聚集索引决定了表中数据的物理顺序,每张表只能有一个聚集索引。
- 非聚集索引(Non-clustered Index)是指数据行的物理顺序与索引列的顺序不一样,非聚集索引中存储了指向数据行的指针。
索引的数据结构包括B树索引、哈希索引和全文索引等。
- B树索引(B-tree Index)是一种多叉树结构,非叶子结点存储索引列的值和指向子结点的指针,叶子结点存储索引列的值和指向对应数据行的指针,B树索引适用于范围查询和顺序访问。
- 哈希索引(Hash Index)是根据索引列的值经过哈希函数计算得到一个位置,将索引列的值和对应数据行的指针存储在该位置上,哈希索引适用于等值查询。
- 全文索引(Full-text Index)是一种对文本进行索引的特殊索引,通过分词和倒排索引等技术实现对文本内容的快速。
索引的原理是通过将索引列的值按照规定的数据结构进行排序和存储,根据查询条件通过索引列的值快速定位到对应的数据行,达到快速查询的目的。
最新《数据库原理与应用》09.索引的创建和使用
按索引字段值重新排列. 二.创建聚集索引的注意事项: 1.每个表只能有一个聚集索引 2.因为聚集索引改变了表中行的物理顺序,所以在 创建任何非聚集索引之前要首先创建聚集索引. 3.在聚集索引的创建过程中,SQL SERVER会临时使 用当前数据库的磁盘空间(大约为原表的1.2倍),所 以要保证有足够的空间创建聚集索引.
删除索引
关于删除索引的注意事项: 1.执行 DROP INDEX 语句后,SQL Server 收回被索引占
用的磁盘空间. 2.不能用 DROP INDEX 语句删除 PRIMARY KEY 约束 或 UNIQUE 约束创建的索引。必须先删除约束,使索引 自动删除. 3.删除表的时候,表上的所有索引亦同时被删除 4.删除聚集索引的时候,所有表上的非聚集索引都会自动 被重建. 5.DROP INDEX 语句不能在系统表上使用
如何获取某表现有索引的信息
1、在企业管理器中直接查看 2、 EXEC sp_helpindex 表名
该系统存储过程返回指定表的所有索引信息 3、EXEC sp_help 表名 该系统存储过程返回指定表的所有相关信息
索引优化向导
一.概念:
索引优化向导是SQL SERVER 提供的创建索引的工具,它 使用查询优化器分析工作负荷中的查询任务,向有大量工作负 荷的数据库推荐最佳的索引混合方式,以加快数据库的查询速 度,优化整个查询语句的性能.
创建索引
二.用企业管理器创建索引
填充因子大小的设置原则: 1.对于那些频繁进行大量数据插入或删除的 表,填充因子可大约设为10. 2.对数据不更改、只读的表,填充因子可以设 到95以上.
创建索引
三.利用TRANSACT-SQL语来自创建索引 语法格式: CREATE [UNIQUE] [CLUSTERED|NONCLUSTERED] INDEX INDEX_NAME ON {TABLE|VIEW} (COLUMN NAME [ASC|DESC][……]) [ON FILEGROUPNAME]
《MySQL数据库原理、设计与应用》第11章课后习题答案
第十一章一、填空题1.InnoDB2.前缀索引3.意向锁4.MERGE5.OPTIMIZE TABLE二、判断题1.对2.错3.对4.对5.对三、选择题1. C2. C3. A4. C5. D四、简答题1.请说出MyISAM与InnoDB存储引擎至少5点区别。
答:①InnoDB存储引擎支持外键,而MyISAM存储引擎不支持。
②InnoDB存储引擎支持行级锁和表级锁,而MyISAM存储引擎仅支持表级锁。
③InnoDB存储引擎支持事务,而MyISAM存储引擎不支持。
④InnoDB存储引擎支持多版本并发控制,而MyISAM存储引擎不支持⑤InnoDB存储引擎的数据索引文件都保存一个表空间中(后缀为idb),而MyISAM存储引擎中的数据和索引文件分别存储到后缀为myd和myi的文件中。
⑥InnoDB存储引擎是索引组织表,而MyISAM存储引擎是堆表。
2.请简述profile机制的意义以及使用场景。
答:profile机制可用于分析SQL性能消耗的分布情况,当使用EXPLAIN无法积极查询缓慢的SQL语句时,可以使用profile机制对SQL进行更加细致的分析,获取SQL语句执行的更加详细的时间,找出SQL所花的时间大部分消耗在哪个部分,确认SQL的性能瓶颈,从而指定相关的解决办法。
五、实训题11.为shop. sh_order_goods数据表在order_id和goods_id字段上创建一个唯一性的复合索引。
mysql> ALTER TABLE shop.sh_order_goods-> ADD UNIQUE INDEX order_goods(order_id,goods_id);Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 02.创建一个与shop.sh_user表相同结构的数据表mydb.p_user,使用HASH算法将数据分到5个区中存储。
《数据库原理与应用》复习题及参考答案完整版
《数据库原理与应用》复习题及参考答案完整版第一章:绪论一、选择题:1.在数据管理技术的发展过程中,经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。
在这几个阶段中,数据独立性最高的是 A 阶段。
A.数据库系统 B.文件系统 C.人工管理 D.数据项管理 2.数据库的概念模型独立于A 。
A.具体的机器和DBMS B.E-R图 C.信息世界 D.现实世界 3.数据库的基本特点是 B 。
A.(1)数据可以共享(或数据结构化) (2)数据独立性 (3)数据冗余大,易移植 (4)统一管理和控制 B.(1)数据可以共享(或数据结构化) (2)数据独立性 (3)数据冗余小,易扩充 (4)统一管理和控制 C.(1)数据可以共享(或数据结构化) (2)数据互换性 (3)数据冗余小,易扩充 (4)统一管理和控制D.(1)数据非结构化 (2)数据独立性 (3)数据冗余小,易扩充 (4)统一管理和控制 4.B 是存储在计算机内有结构的数据的集合。
A.数据库系统 B.数据库 C.数据库管理系统 D.数据结构 5.数据库中存储的是 C 。
A.数据 B.数据模型 C.数据以及数据之间的联系 D.信息 6. 数据库中,数据的物理独立性是指 C 。
A.数据库与数据库管理系统的相互独立 B.用户程序与DBMS的相互独立C.用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的 D.应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立7. .数据库的特点之一是数据的共享,严格地讲,这里的数据共享是指 D 。
A.同一个应用中的多个程序共享一个数据集合 B.多个用户、同一种语言共享数据C.多个用户共享一个数据文件 D.多种应用、多种语言、多个用户相互覆盖地使用数据集合 8.数据库系统的核心是 B 。
A.数据库 B.数据库管理系统 C.数据模型 D.软件工具 9. 下述关于数据库系统的正确叙述是 A 。
A.数据库系统减少了数据冗余 B.数据库系统避免了一切冗余 C.数据库系统中数据的一致性是指数据类型一致 D.数据库系统比文件系统能管理更多的数据10. 数将数据库的结构划分成多个层次,是为了提高数据库的逻辑独立性和物理独立性。
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index_option:指定创建索引的选项,其定义为:
{ PAD_INDEX={ ON | OFF } | FILLFACTOR = fillfactor | IGNORE_DUP_KEY = { ON | OFF } | DROP_EXISTING = { ON | OFF } | STATISTICS_NORECOMPUTE ={ ON | OFF } | SORT_IN_TEMPDB { ON | OFF } }
(8)单击“存储”选项卡,如图11.8所示,该选项卡用于 设置索引的文件组和分区属性。其默设的文件组为 “PRIMARY”(主文件组)。这里不做任何修改,保持默设值。
(9)单击“确定”按钮返回到SQL Server管理控制器, 这样就建立了IQ_bh非聚集索引。此时可以在student表的 “索引”项下面看到新增了“IQ_bh(不唯一,非聚集)”项。
【例11.3】 给出为student表的班号和姓名列创建非聚集索 引IDX_bhname,并且强制唯一性的程序。 解:对应的程序如下:
USE school --判断是否存在IDX_tno索引,若存在,则删除之 IF EXISTS(SELECT name FROM sysindexes WHERE name='IDX_bhname') DROP INDEX score.IDX_bhname GO --创建IDX_tno索引 CREATE UNIQUE NONCLUSTERED INDEX IDX_bhname ON student(班号,姓名) GO
(2)展开“数据库”|“school”|“表”|“dbo.student”|“索引” 节点,在其下方列出所有已建的索引,如图11.9所示,其中列 出了PK_student(聚集)、IQ_bh(非聚集)和IDX_bhname (非聚集)三个索引名,前者是在创建student表时指定学号为 主键,由SQL Server自动创建的聚集索引,后两个分别是在例 11.1和例11.4中创建的索引。
11.3.3 使用CREATE TABLE语句创建索引 使用CREATE TABLE(或ALTER TABLE)语句创建表 时,如果指定PRIMARY KEY约束或者UNIQUE约束,则SQL Server自动为这些约束创建索引。 其语法参见第8章,这里不再介绍。
11.4 查看和修改索引属性
在索引创建好后,有时需要查看和修改索引属性,其方 法主要有两种:使用SQL Server控制管理器和T-SQL语句。 1.4.1 使用SQL Server控制管理器查看和修改索引属性 使用SQL Server控制管理器十分容易查看和修改索引属 性 【例11.5】 使用SQL Server管理控制器查看school数据 库中student表上已建立的索引。 解:其操作步骤如下: (1)启动SQL Server管理控制器。在“对象资源管理 器”中展开“LCB-PC”服务器节点。
【例11.2】 给出在school数据库中的teacher表中的编号列 上创建一个非聚集索引的程序。 解:对应的程序如下:
USE school --判断是否存在IDX_tno索引,若存在,则删除之 IF EXISTS(SELECT name FROM sysindexes WHERE name='IDX_tno') DROP INDEX teacher.IDX_tno GO --创建IDX_tno索引 CREATE INDEX IDX_tno ON teacher(编号) GO
11.3 创建索引
在创建索引时,需要指定索引的特征。这些特征如下:
聚集还是非聚集索引。 唯一还是不唯一索引。 单列还是多列索引。 索引中的列顺序为升序还是降序。 覆盖还是非覆盖索引。
11.3.1 使用SQL Server控制管理器创建索引 使用SQL Server控制管理器可以对索引进行全面的管理, 包括创建索引、查看索引、删除索引和重新组织索引等。
说明:当用户创建一个索引被存储到SQL Server 2005 系统中后,每个索引对应sysindexes系统表中一条记录,该 表中name列包含索引的名称。用户可以通过查找该表中的 记录判断某索引是否被创建。
11.3.2 使用CREATE INDEX语句创建索引
可以直接使用CREATE INDEX语句来创建索引,其基本
11.2 索引类型
在SQL Server的数据库中按照存储结构的不同将索引分 为两类,即聚集索引和非聚集索引。 11.2.1 聚集索引 聚集索引对表在物理数据页中的数据按列进行排序, 然后再重新存储到磁盘上,即聚集索引与数据是混为一体 的,它的叶节点中存储的是实际的数据。 也就是说在聚集索引中,数据表中记录的物理顺序与 索引顺序相同,即索引顺序决定了表中记录行的存储顺序, 因为记录行是经过排序的,所以每个表只能有一个聚集索 引。
第11章 索引
11.1 什么是索引
索引用于快速访问数据库表中的特定数据,它是对数 据库表中一个或多个列的值进行排序的结构。 索引提供指针以指向存储在表中指定列的数据值,然 后根据指定的排序次序排列这些指针。 数据库使用索引的方式与使用书的目录很相似:通过 搜索索引找到特定的值,然后跟随指针到达包含该值的行。
语法格式如下:
CREATE [UNIQUE] [CLUSTERED | NONCLUSTERED] INDEX 索
引名称
ON { 表名 | 视图名} ( 列名 [ASC | DESC][,…n]) [WITH index_option [,…n]]
[ON [ filegroup | default ]]
11.4.2 使用T-SQL语句查看和修改索引属性 1. 查看索引信息 为了查看索引信息,可使用存储过程sp_helpindex。其使 用语法如下: EXEC sp_helpindex 对象名 在这里指定“对象名”为需查看其索引的表。
【例11.6】 采用sp_helpindex存储过程查看student表上所 创建的索引。 解:对应的程序如下:
索引具有下述优点: 提高查询速度。 提高连接、ORDER BY和GROUP BY执行的速度。 查询优化器依靠索引起作用。 强制实施行的唯一性。
由于建立索引需要一定的开销,而且当使用INSERT或者 UPDATE对数据进行插入和更新操作时,维护索引也是需要花费 时间和空间的。因此,没有必要对表中所有的列建立索引。下面 的情况则不考虑建立索引: 从来不或者很少在查询中引用的列。 只有两个或者若干个值的列,例如性别(男或女)。 记录数目很少的表。
11.5 删除索引
11.5.1 使用SQL Server控制管理器删除索引 使用SQL Server控制管理器十分容易删除索引 【例11.8】 使用SQL Server管理控制器删除student表上 已建立的IQ_bh索引。 解:其操作步骤如下: (1)启动SQL Server管理控制器。在“对象资源管理器” 中展开“LCB-PC”服务器节点。 (2)展开“数据库”|“school”|“表”|“dbo.student”|“索 引”节点,在其下方列出所有已建的索引,选中IQ_bh索引, 单击鼠标右键,在出现的快捷菜单中选择“删除”命令。 (3)出现“删除对象”对话框,单击“确定”按钮即删 除了IQ_bh索引。
(3)此时,打开“新建查询”对话框,进入“常规”选 项卡,设置如图11.3所示。
(4)设置完成后,单击“添加”按钮开好创建一个新 的索引,出现如图11.4所示的从“dbo.student”中选择列对 话框,从“表列”列表中勾选要建立索引的列,一次可以选 择一列或多列。这里勾选“班号”列,单击“确定”按钮。
如果一个表中没有创建其他的聚集索引,则在表的主键列 上自动创建聚集索引,如下图所示是student表中主键对应的聚 集索引PK_student。
在创建聚集索引之前,应该先了解数据是如何被访问的。 可考虑将聚集索引用于下面几种情况: 包含大量非重复值的列。 使用下列运算符返回一个范围值的查询:BETWEEN、 >、>=、<和<=。 被连续访问的列。 返回大型结果集的查询。 经常被使用连接或GROUP BY子句的查询访问的列。 一般来说,这些是外键列。对ORDER BY或GROUP BY子句中指定的列进行索引,可以使SQL Server不必 对数据进行排序,因为这些行已经排序。这样可以提 高查询性能。 OLTP(联机事务处理)类型的应用程序,这些程序要 求进行非常快速的单行查找(一般通过主键)。应在 主键上创建聚集索引。
【例11.7】 修改例11.4创建的索引IDX_bhname,将 FILLFACTOR为90。 解:对应的程序如下:
USE school
ALTER INDEX IDX_bhname ON student REBUILD WITH (PAD_INDEX=ON, FILLFACTOR = 90) GO
11.5.2 使用T-SQL语言删除索引
删除索引使用DROP INDEX语句,其基本语法格式如下:
DROP INDEX 表名.索引名 【例11.8】 使用DROP INDE序顺序为“升序”,如图11.5所示。单击左上 角的“选项”选项卡。
(6)进入“选项”选项卡,设置结果如图11.6所示。
(7)单击“包含性列”选项卡,如图11.7所示,该选项卡 只对非聚集索引有用。如果在索引键中增加新的列,可单击 “添加”按钮进行操作。这里只对student表的班号列创建非聚 集索引,所以在本选项卡中不做任何操作。
【例11.1】 使用SQL Server管理控制器,在school数据 库中student表的班号列上创建一个升序的非聚集索引IQ_bh。 解:其操作步骤如下: (1)启动SQL Server管理控制器,在“对象资源管理 器”中展开“LCB-PC”服务器节点。
(2)展开“数据库”|“school”|“表”|“dbo.student”|“索 引”节点,单击鼠标右键,在出现的快捷菜单中选择“新建 索引”命令,如图11.2所示。