В зависимости от типа индекса он хранится вместе с данными или отдельно от данных. В системах без индексов весь поиск данных должен выполняться путем сканирования таблиц. При сканировании таблиц приходится читать все данные и сравнивать их с запрашиваемыми данными. Обычно стараются обойтись без сканирования таблиц – из-за количества операций ввода-вывода, которое для этого требуется: сканирование больших таблиц может занимать длительный период времени и требовать использования большого количества системных ресурсов. Используя индекс, вы можете кардинально снизить количество операций ввода-вывода, ускорив доступ к данным и освободив системные ресурсы для других операций.
Структура индексов ориентирована на быстрый возврат результирующих наборов. SQL Server поддерживает два типа индексов: кластерные и некластерные. Индексы могут быть созданы для одного или нескольких столбцов таблицы или представления. Индексированные таблицы поддерживаются всеми редакциями SQL Server 2000, а индексированные представления — только SQL Server Enterprise Edition и SQL Server Developer Edition. Интенсивность использования системных ресурсов и производительность при поиске данных зависит от свойств индекса. Оптимизатор запросов использует индекс, если это позволяет повысить производительность запроса.
В SQL Server индекс помогает механизму БД найти нужную запись.Индекс БД формируется из значений одного или нескольких столбцов таблицы (которые в этом случае называются ключом индекса) и указателей на соответствующие записи таблицы. При исполнении запроса с ключом индекса оптимизатор запросов использует индекс для поиска записей, соответствующих запросу.
Как уже говорилось выше, существует два типа индексов: кластерные и некластерные. Структура обоих типов - В-дерево. На листовом уровне В-дерева кластерный индекс содержит записи таблицы, а некластерный — указатели на записи. Если на таблице построен кластерный индекс, то некластерный можно использовать при поиске данных как вспомогательный. В большинстве случаев для таблицы сначала следует создавать кластерный индекс, а затем — один или несколько некластерных.
У таблицы или представления должен быть только один кластерный индекс, так как ключ кластерного индекса физически упорядочивает таблицу или представление. Этот тип индексов особенно эффективен при исполнении запросов, поскольку записи (или страницы данных) хранятся на листовом уровне В-дерева. Порядком сортировки и местом хранения кластерный индекс напоминает словарь с его алфавитным порядком сортировки слов и наличием определений после каждого слова.
При создании ограничения primary key в таблице, где еще нет кластерного индекса, SQL Server использует для создания ключа кластерного индекса столбец с первичным ключом таблицы. Если в таблице уже есть кластерный индекс, то для столбца с ограничением primary key создается некластерный индекс. Столбец с первичным ключом полезен для индекса, поскольку в нем содержатся гарантированно уникальные значения. В этом случае размер В-дерева меньше, чем при использовании избыточных значений, и стало быть структуры для поиска работают более эффективно.
Для таблицы или представления можно создать до 250 некластерных индексов или 249 некластерных и 1 кластерный. Прежде чем создавать некластерные индексы для представления, необходимо создать уникальный кластерный индекс. Однако это ограничение не относится к таблицам. Некластерный индекс напоминает предметный указатель книги, где у каждого элемента проставлена соответствующая страница. Базы данных используют некластерный индекс для поиска записей, соответствующих запросу. Если в таблице нет кластерного индекса, таблица является неупорядоченной и называется кучей. Некластерный индекс, созданный для кучи, содержит указатели на записи таблицы. Каждый элемент страницы индекса содержит идентификатор строки {row ID,RID) — указатель на табличную строку в куче, содержащий номер страницы, номер файла и номер ячейки. При наличии кластерного индекса страницы некластерного индекса содержат ключи кластерного индекса, а не R1D. Указатель индекса (как RID, так и ключ индекса) называется закладкой.
Но поскольку индекс создается в отсортированном порядке, любые изменения в данных могут приводить к дополнительной нагрузке на систему. Например, если вставка приводит к созданию новой строки индекса, которую нужно поместить в узел-лист, который уже заполнен до конца, то SQL Server должен создать место для новой строки индекса. Он выполняет эту задачу, перемещая приблизительно половину строк узла-листа на другую страницу. Это перемещение данных называется расщеплением страницы. Расщепление страницы на одном уровне дерева может приводить к каскадным расщеплениям на более высоких уровнях. Расщепления страниц можно избежать путем соответствующей настройки коэффициента заполнения.
Ограничение - свойство, назначаемое столбцу таблицы, которое позволяет предотвратить занесение недопустимых данных в столбец. Например, ограничения UNIQUE или PRIMARY_KEY предотвращают занесение значений, дублируюших существующие.Ограничения позволяют определять, каким образом SQL Server автоматически обеспечивает целостность данных. Ограничения определяют правила, проверяющие допустимые значения столбцов, и представляют собой стандартные механизмы обеспечения целостности. Ограничения предпочтительнее триггеров, правил или умолчаний.
Ограничения позволяют определять способы, посредством которых SQL Server 2000 будет автоматически обеспечивать целостность базы данных. Ограничения определяют правила, имеющие отношение к допустимым значениям полей, и являются стандартным механизмом, обеспечивающим целостность. Предпочтительней применять ограничения, чем триггеры, правила или умолчания. Оптимизатор запросов также использует определения ограничений, чтобы создавать высокопроизводительные планы исполнения запросов.
Ограничения возможны как для столбцов, так и для таблиц:
• ограничение для столбца задается как масть определения столбца и применяется только к этому столбцу;
• ограничение для таблицы объявляется независимо от определения столбцов и применяется к нескольким столбцам таблицы.
Ограничения для таблиц следует использовать в тех случаях, когда ограничение действует для нескольких столбцов. Например, если первичный ключ таблицы состоит из двух и более столбцов, следует использовать ограничение для таблицы, в которое входят все столбцы первичного ключа.
4.1.4 Значения по умолчанию
Все поля записи должны быть заполнены (даже с использованием пустых значений). Иногда требуется загрузить в таблицу строку, но значение какого-либо поля не известно (или не существует). Если поле допускает пустые значения, можно загрузить строку с пустым значением. Поскольку поля, допускающие пустые значения, нежелательны, лучше определить для поля значение по умолчанию (определить ограничение DEFAULT). Например, в качестве значения по умолчанию, которое используется, если значение не указано, для числовых полей обычно задают ноль, а для символьных — «N/A».
При загрузке в таблицу строки с неизвестным значением поля, для которого определено значение по умолчанию, вы неявно даете SQL Server указание загрузить в это поле значение по умолчанию.
Если поле не допускает пустых значений и для него не определено значение по умолчанию, необходимо явно задать его значения. В противном случае SQL Server вернет ошибку с сообщением, что это поле не допускает пустых значений.
Есть два способа определения значения по умолчанию:
• определить его во время создания самой таблицы (как часть определения таблицы);
• добавить это определение к существующей таблице (у любого столбца таблицы оно может быть только одно).
При модификации определения значения по умолчанию с помощью Transact-SQL необходимо сначала удалить существующее определение DEFAULT а затем создать новое определение «с нуля».
Невозможно создать определения DEFAULT в следующих столбцах:
• с типом данных timestamp;
• со свойствами IDENTITY или ROWGUIDCOL;
• с существующим определением или объектом по умолчанию.
Значение по умолчанию должно быть совместимо с типом данных столбца, к которому относится определение DEFAULT. Например, необходимо, чтобы значением по умолчанию для столбца с типом данных int было целое число, а не символьная строка, Когда определение DEFAULT применяется к существующему столбцу, SQL Server применяет (по умолчанию) новое определение только к новым строкам, добавленным к таблице. Существующие данные, вставленные во время действия старого определения значения по умолчанию, не затрагиваются. Однако при добавлении к существующей таблице нового столбца можно указать SQL Server вставить в существующие строки таблицы не пустые значения, а значения по умолчанию (заданные определением умолчания для этого столбца).
В нашей работе значения по умолчания не были созданы вследствие отсутствия необходимости в них.
4.2 Описание объектов базы данных
4.2.1 Представления
Представление функционирует как фильтр для таблиц, лежащих в его основе. Как правило, представления используются для конкретизации, упрощения и настройки вида базы данных для пользователя. Также они выполняют функции механизма безопасности: вы можете открыть пользователю доступ к данным через представление, запретив ему работать напрямую с таблицами базы данных, лежащими в основе представления, Кроме того, представления можно использовать для повышения производительности и секционирования данных.