Cálculos de Custos I/O-Arquivos Hash Introdução aos Métodos de Acesso RESUMO AULA 7 Profa. Sandra de Amo GBC053 – BCC 2012-2

Lembrando: Páginas do arquivo de índice são agrupadas por buckets Bucket é determinado aplicando-se uma função h ao campo de procura Exemplo: estamos procurando todos os empregados de salário = 5000 Como encontrá-los rapidamente ? Indice organizado por hash no campo Salário Função hash: mod 3 Onde estão os rids dos empregados com salário = 5000 ? 5000 mod 3 = 2 Resposta: bucket 2 Bucket 1 Bucket 2 Bucket 3

Resumo - Hash Scan Sel = Sel <> Insert Delete sel chave Nchave 1.25B (D+RC) H + D + RC 1.25B(D+RC) H+2D+ C Sel + D + RC 1.25BD D 2D Sel+D

Escolha de uma Boa Organização Scan Sel = chave Nchave Sel <> Insert Delete Heap BD 0.5BD 2D 2D+Sel Ord Dlog2B Dlog2B + B/2(D+RC) Dlog2B+ D Hash 1.25BD Sel+D

ISAM - Motivação Quais os empregados com salário > 2000 ? Busca binária no arquivo de índice até encontrar o primeiro salário > 2000 Escaneia o arquivo de índice a partir deste ponto e lê os registros correspondentes. Se o arquivo de índice é muito grande : busca binária pode ser dispendiosa. 5

Idéia Criar um segundo arquivo com um registro para cada página do arquivo de indice original <primeira chave da página, ponteiro da página> Ordenado por chave

Como são os nós internos da estrutura ISAM ? Pi = ponteiros que apontam para um núm. de página no nível imediatamente inferior Ki = valor do atributo chave do índice. Exemplo: se o atributo chave é idade então Ki é um valor de idade. P0 K1 P1 K2 P2 K3 ... Pi Ki+1 Pi+1 ... Km Pm K < Ki+1 K ≥ Ki+1 Valores K da chave nesta página são < Ki+1 Valores K da chave nesta página são ≥ Ki+1

Organização do índice em árvore Páginas auxiliares que permitem chegar rapidamente a uma folha Páginas do arquivo de índice Páginas do Arquivo de Dados

Discussão ISAM é uma estrutura estática Na criação do arquivo Páginas primárias (folhas) são alocadas 20% de cada página é livre para posteriores inserções, tentando “adiar” ao máximo a criação de páginas de overflow Páginas intermediárias são criadas. Manutenção : Páginas de overflow são alocadas à medida que as páginas primárias do índice ficam cheias em decorrência de inserções.

Esquema Geral do Método ISAM Páginas dos arquivos de indices (a partir da 2a camada) Páginas primárias – as entradas do arquivo de índice da primeira camada Páginas de overflow

Busca na estrutura ISAM Exemplo: Busca da chave 27 Em cada nível da estrutura: P0,K1,P1,K2,...,Km,Pm m chaves e m+1 ponteiros Se 27 < K1: transfere a busca para a página apontada por P0 Se 27 ≥ Km: transfere a busca para a página apontada por Pm Caso contrário: varre-se a página para encontrar chaves K1, K2 tais que Ki ≤ 27 < Ki+1 Transfere a busca para a página apontada por Pi

Exemplo: Busca de um registro de dados Busca da chave 27 Raiz 40 51 63 20 33 10* 15* 20* 27* 33* 37* 40* 46* 51* 55* 63* 97*

Inserção de um registro Raiz 40 51 63 20 33 10* 15* 20* 27* 33* 37* 40* 46* 51* 55* 63* 97* 23* 48* 41* Página de Overflow 42*

Deleção de um registro Deleção de 42*, 51*, 97* Procura 51* Raiz Nunca são alteradas !! 40 51 63 20 33 10* 15* 20* 27* 33* 37* 40* 46* 51* 55* 63* 97* 23* 48* 41* Pagina de Overflow 42*

Custo para chegar em uma folha Número de I/O = número de níveis da árvore Capacidade de cada página = F = número de ponteiros saindo de cada página Total de páginas primárias = N Número de níveis = logF N Logo Custo I/O para chegar em uma folha = logF N

Comparação de Custos Custo de uma busca A = a Arquivo de 1 000 000 registros 10 registros por página de dados : total de páginas = 100 000 100 ponteiros em cada página de índice (99 entradas (chave,pt) + ponteiro P0) Arquivo não ordenado por A Scan = 1000 000/10 = 100000 I/0 Arquivo ordenado por A Busca binária = log2 100000 = 17 I/0 Arquivo estruturado usando método ISAM Arquivo de indice usa alternativa 1 (registro do indice = registro de dados) Custo = log100 100000 = entre 2 e 3 I/0, pois 1002 < 100000 < 1003