همایش پایگاه داده (شاخص‌گذاری اطلاعات)

همایش پایگاه داده (شاخص‌گذاری اطلاعات)

توجه: این همایش ویژه آزمون کارشناسی ارشد دولتی 1401 برگزار شده است.

توجه: یک پایگاه داده عملیاتی با جداول بدون شاخص، تنها زمانی که تعداد کمی رکورد در جداول وجود داشته باشد، سرعت قابل قبولی در اجرای پرس و جوها خواهد داشت، اما با افزایش تدریجی رکوردها، عملا با کندی سرعت جستجو و بازیابی اطلاعات مواجه خواهد شد. ممکن است شما هم این مورد را تجربه کرده باشید که در زمان توسعه‌ی یک برنامه کاربردی، کلیه‌ی عملیات جستجو و بازیابی اطلاعات با سرعت خوبی اجرا می‌شود، اما بعد از تحویل به مشتری و گذشت یک مدت زمان، با گله و شکایت کندی سرعت از سوی مشتری مواجه می‌شوید. در انتهای اغلب کتاب‌ها شاخص (Index) وجود دارد، به این معنا که لیست کلمات و اصطلاحات مهم (کلیدها) کتاب به ترتیب حروف الفبا، به همراه شماره صفحاتی که آن کلمات استفاده شده (آدرس رکوردها)، آورده می‌شود. مهمترین کاربرد شاخص، افزایش سرعت جستجو و بازیابی اطلاعات است. به نحوی که در صورت عدم وجود فهرست مطالب در یک کتاب، می‌بایست تک تک صفحات کتاب را جهت یافتن مطلب مورد نظر، برگ می‌زدیم. پس شاخص‌ها بر مبنای کلیدهای جستجو و آدرس رکوردها ساخته می‌شوند. شاخص باعث بالا رفتن سرعت دستیابی به اطلاعات می‌گردد. تکنیک شاخص‌بندی یا شاخص‌گذاری (Indexing) در اکثر نرم‌افزارهای امروزی استفاده می‌شود. شاخص‌ها برای بهبود فرآیند جستجو و بازیابی اطلاعات در جداول ایجاد می‌شوند. به عبارت دیگر شاخص‌ها به فرآیند جستجو و بازیابی اطلاعات، سرعت می‌بخشند. شاخص‌ها باعث می‌شوند موتور جستجوی پایگاه داده کل یک جدول را برای پیداکردن رکورد یا رکوردهای مورد نظر به طور کامل نگردد. اساسا شاخص‌ها بر روی ستون‌هایی باید تنظیم شود که بیشتر مورد جستجو قرار می‌گیرند.

توجه: دو هدف اصلی سیستم ذخیره و بازیابی اطلاعات در پایگاه داده‌ها، اول سرعت عملیات در ذخیره و بازیابی اطلاعات و دوم صرفه‌جویی در مصرف حافظه است. برای مثال کاهش افزونگی محتوایی (طبیعی) توسط نرمال‌سازی جداول منجر به کاهش میزان حافظه مصرفی می‌شود. عمل واکشی تک تک رکوردها وقت‌گیر است، برای رفع این عیب، شاخص یا Index ابداع شد. برای اینکه جستجو و بازیابی داده‌ها با سرعت و کارایی بیشتر صورت گیرد، از شاخص استفاده می‌شود. شاخص ساختمان داده‌ای است که سیستم مدیریت پایگاه داده‌ها به کمک آن رکوردهای مورد نظر را در یک فایل با سرعت بسیار زیاد پیدا می‌کند و به این ترتیب سرعت پاسخ به پرس و جوها افزایش می‌یابد. هر ساختار شاخص، حاوی رکوردهایی است که در هر رکورد یک مقدار کلیدی (کلید جستجو) و یک اشاره‌گر شامل آدرس فیزیکی رکوردهای جدول پایه در آن نگهداری می‌شود.

توجه: اغلب سیستم‌های مدیریت پایگاه داده‌ها، از ساختار درخت برای ایجاد شاخص‌ها استفاده می‌کنند. عمق درخت، بیشترین تعداد سطوح از ریشه به برگ است. عمق ممکن است در مسیرهای مختلف از ریشه تا برگ متفاوت باشد. و همچنین عمق ممکن است در مسیرهای مختلف از ریشه تا برگ یکسان باشد، که در این شرایط با درخت متوازن و مواجه هستیم. هرچه درجه‌ی گره‌های درخت بیشتر شود، درخت پهن‌تر و کم‌عمق‌تری ایجاد می‌شود. از آنجاییکه زمان دسترسی در یک درخت، بیشتر وابسته به عمق درخت است تا پهنای آن، پس ساخت درخت پهن و کم‌عمق در ایجاد شاخص باعث افزایش سرعت جستجو می‌شود، ساختارهای  درخت‌هایی با عمق کم و پهنای زیاد هستند. ساختار برای پاسخ به
Range Query و Equality Query مناسب است. بنابراین اعمال سیاست شاخص‌گذاری توسط ساختار باعث می‌شود Range Query‌ها و Equality Query‌های مرتبط با ستون
مورد نظر، با سرعت بیشتری انجام ‌شود.

توجه: یک شاخص روی مقادیر یک یا چند ستون از جدول تعریف می‌شود. و به ستون‌هایی که شاخص روی آنها تعریف می‌شود، کلید جستجو (Search Key) گفته می‌شود. در واقع در شاخص به جای نگهداری کلیه اطلاعات یک جدول، فقط مقادیر کلید جستجو نگهداری می‌شود.

توجه: اغلب شاخص روی کلید اصلی تعریف می‌شود، که در این حالت کلید جستجو همان کلید اصلی خواهد بود. اما هیچ الزامی برای این امر وجود ندارد و می‌توان با تعریف شاخص روی هر یک از ستون‌ها آنرا به عنوان کلید جستجو در نظر گرفت. بنابراین امکان تعریف بیش از یک شاخص روی یک جدول وجود دارد.

عنوان همایش: پایگاه داده (شاخص‌گذاری اطلاعات)

سخنران: استاد ارسطو خلیلی‌فر

برگزار کننده: موسسه بابان

زمان همایش: 4 ساعت

تاریخ همایش: چهارشنبه 31 اردیبهشت 1402