Baze podataka-Indeksna B stabla, Slajdovi od Informatika

Preuzmite Baze podataka-Indeksna B stabla i više Slajdovi u PDF od Informatika samo na Docsity!

Indeksne datoteke

s B - stablima

B - stablo, formiranje, traženje,

ažuriranje i obrada indeksne

datoteke sa B - stablom

Organizacija datoteka

OD – Datoteke s B-stablima

Sadržaj

• Osnovno B-stablo
• Formiranje datoteke s B-stablom
• Traženje u datoteci s B - stablom
• Obrada datoteke s B-stablom
• Ažuriranje datoteke s B-stablom
• Ocena karakteristika datoteka s B-stablom
• B*-stablo, B

-stablo, B

-stablo

Osnovno B-stablo

• B-stablo
  • čvor = blok zone indeksa
  • čvor sadrži niz elemenata
  • element = propagirana vrednost ključa iz primarne

zone

• svaki čvor sadrži maksimalno 2r elemenata
• svaki čvor, izuzev korena, sadrži minimalno r

elemenata

• koren sadrži minimalno 1 element
• svaki čvor sa m elemenata, koji ne predstavlja list,

poseduje m + 1 direktno podređenih čvorova

Osnovno B-stablo

• Format čvora B-stabla
  • niz elemenata
  • svaki element: trojka ( ke , Ae , Pe ), e  { 1 ,..., m }
    • ke vrednost ključa sloga Si ( i  { 1 , 2 ,..., N })
    • Ae pridruženi podatak
    • Pe pokazivač ka podstablu s većim vrednostima ključa od ke
  • Uslovi stabla traženja
    • ( i  { 1 ,..., m - 1 })( ki < ki+1 )
    • ( k  K ( P 0 ))( k < k 1 )
    • ( i  { 1 ,..., m - 1 })( k  K ( Pi ))( ki < k < ki + 1 )
    • ( k  K ( Pm ))( km < k )

Zaglavlje

bloka (^) P 0

Neiskorišćeni

k^ prostor 1 A 1 P 1 k 2 A 2 P 2 ...^ km Am Pm

Osnovno B-stablo

• Popunjenost B-stabla
  • za isti broj slogova N i rang r , B-stablo može

posedovati različite visine i različite brojeve čvorova

• Ekstremni slučajevi popunjenosti B-stabla
  • poluprazno (polupuno) B-stablo
    • svi čvorovi, osim korena, sadrže po r elemenata
    • koren sadrži samo 1 element
    • stablo ne može biti manje popunjeno od polupraznog
  • kompletno (popunjeno) B - stablo
    • svi čvorovi sadrže po 2r elemenata
    • stablo ne može biti više popunjeno od kompletnog

Osnovno B-stablo

• Broj čvorova i elemenata
  • na različitim nivoima hijerarhije B-stabla ranga r

Nivo Visina

Kompletno B-stablo Poluprazno B-stablo

Broj čvorova

Broj elemenata

Broj čvorova

Broj elemenata

0 1 1 2r 1 1

1 2 ( 2r + 1 )^1 2r ( 2r + 1 )^1 2 2r

2 3 ( 2r + 1 )^2 2r ( 2r + 1 )^2 2 ( r + 1 )^1 2r ( r + 1 )^1

... ... … … … …

i - 1 i ( 2r + 1 ) i-^1 2r ( 2r + 1 ) i-^1 2 ( r + 1 ) i–^2 2r ( r + 1 ) i–^2

... ... … … … …

h - 1 h ( 2r + 1 ) h–^1 2r ( 2r + 1 ) h–^1 2 ( r + 1 ) h–^2 2 r ( r + 1 ) h–^2

Osnovno B-stablo

• Broj čvorova i visina stabla
  • kompletno stablo
    • visina ne može biti manja od hmin
    • ukupan broj čvorova ne može biti manji od Cmin

r

r C

h

kp

 ^2  (^2 ^1 ) ^1

h N rCkp N r

hkp  log 2 r  1 ( N  1 ), hmin  log 2 r  1 ( N  1 )

r

N

C

r

N

C (^) kp min 2

Osnovno B-stablo

• Broj čvorova i visina stabla
  • poluprazno stablo
    • visina ne može biti veća od hmax
    • ukupan broj čvorova ne može biti veći od Cmax



, 1 ( 1 )

1

pp

h

pp N r C r

r C 2 ( 1 ) 1

1   

h  N r

, 1 log 2

1 log 1 1

N

h

N

h (^) pp r max r

r

N

C

r

N

C (^) pp max

Sadržaj

• Osnovno B-stablo
• Formiranje datoteke s B-stablom
• Traženje u datoteci s B - stablom
• Obrada datoteke s B-stablom
• Ažuriranje datoteke s B-stablom
• Ocena karakteristika datoteka s B-stablom
• B*-stablo, B

-stablo, B

-stablo

Formiranje datoteke s B-stablom

• Indeksna metoda pristupa
  • operativni sistem
    • OS mainframe računara poseduju metode pristupa za formiranje, korišćenje i ažuriranje indeksnih datoteka sa B - stablima
  • programski jezici
    • korišćenje specijalizovanih biblioteka za indeksnu metodu pristupa, ili
    • korisnici sami pišu svoje metode
  • SUBP
    • poseduju sopstvene indeksne metode pristupa
    • koriste ih u izgradnji fizičkih struktura baza podataka

Formiranje datoteke s B-stablom

• Formiranje datoteke s B-stablom
  • formiranje primarne zone
    • preuzimanjem postojeće (serijske) datoteke ili
    • sukcesivnim učitavanjem slogova ulazne (serijske) datoteke
  • formiranje zone indeksa
    • upisivanje zaglavlja stabla traženja u zonu indeksa
      • inicijalno, nedefinisane vrednosti pokazivača na koren stabla i krajnji levi čvor stabla
      • inicijalizuje se pokazivač na prvi blok u lancu praznih blokova
    • formiranje lanca praznih blokova (čvorova)
    • sukcesivno čitanje slogova primarne zone i formiranje B- stabla, dinamičkim upisivanjem novih elemenata
    • upisivanje prvog elementa  formiranje korena stabla

Formiranje datoteke s B-stablom

• Upis novog elementa u B-stablo
  • prethodi mu neuspešno traženje elementa (tso)
    • započinje u korenu
    • uvek završava u listu
      • upoređivanjem argumenta traženja s vrednostima ključa u svakom čvoru i
      • praćenjem pokazivača na čvorove na jednom pristupnom putu od korena do lista
  • započinje na mestu zaustavljanja neuspešnog

traženja u listu

• list može biti potpuno ili delimično popunjen

Formiranje datoteke s B-stablom

• Upis novog elementa u B-stablo

P (^0) k 1 A 1 P 1 ...^ kr+1 Ar+1 Pr+1 ...^ k2r A2r P2r k2r+1 A2r+1 P2r+

P (^0) k 1 A 1 P 1 ...^ kr Ar Pr

Pr+1 (^) k r+2 Ar+2 Pr+2 ...^ k2r+1 A2r+1 P2r+

... (^) ... ... ... k r+1 Ar+ ...

Formiranje datoteke s B-stablom

• Primer
  • ulazna serijska datoteka – primarna zona
  • N = 18 slogova
  • rang stabla: r = 2
  • visina stabla: h = 3
  • kapacitet svakog čvora: 2r = 4 elementa