Criação do Indice B-tree (ou ISAM) Carregamento em Massa (Bulk Loading)

1. Criação do Indice B-tree (ou ISAM)Carregamento em Massa (Bulk Loading) AULA 14 – Parte II Profa. Sandra de Amo GBC053 – BCC

2. Construção de uma B-Tree – Bulk Loading Ordena-se as entradas do índice pela chave de busca Aloca-se uma página vazia para a raiz Insere nesta página um ponteiro para a primeira página do arquivo contendo as entradas.

3. Exemplo Ordem da b-tree = 1 3* 4* 6* 9* 10* 11* 12* 13* 20* 22* 23* 31* 35* 36* 38* 41* 44* Páginas restantes a alocar

4. Exemplo 6* 10* Ordem da b-tree = 1 3* 4* 6* 9* 10* 11* 12* 13* 20* 22* 23* 31* 35* 36* 38* 41* 44* Páginas restantes a alocar

5. Exemplo Precisa dividir 6* 10* 12* 20* 3* 4* 6* 9* 10* 11* 12* 13* 20* 22* 23* 31* 35* 36* 38* 41* 44*

6. Exemplo 6* 10* 12* 20* 3* 4* 6* 9* 10* 11* 12* 13* 20* 22* 23* 31* 35* 36* 38* 41* 44* Páginas restantes a alocar

7. Exemplo 10* Precisa dividir 6* 12* 20* 23* 35* 3* 4* 6* 9* 10* 11* 12* 13* 20* 22* 31* 35* 36* 38* 41* 44* 23*

8. Exemplo 10* 20* 6* 12* 23* 35* 3* 4* 6* 9* 10* 11* 12* 13* 20* 22* 31* 35* 36* 38* 41* 44* 23* Páginas restantes a alocar

9. Exemplo 10* 20* Precisa dividir 35* 6* 12* 23* 38* 44* 3* 4* 6* 9* 10* 11* 12* 13* 20* 22* 31* 35* 36* 38* 41* 44* 23*

10. Exemplo Precisa dividir 10* 20* 35* 6* 12* 23* 38* 44* 3* 4* 6* 9* 10* 11* 12* 13* 20* 22* 31* 35* 36* 38* 41* 44* 23*

11. Exemplo 20* 10* 35* 6* 12* 23* 38* 44* 3* 4* 6* 9* 10* 11* 12* 13* 20* 22* 31* 35* 36* 38* 41* 44* 23*

12. Método – Carregamento em Massa Dados de entrada: Relação R(A1,...,An) Chave = Ai1,...,Aik • Ordena-se a relação R pelos atributos da chave • Constrói-se o arquivo de índice I com registros (chave,rid) • Executa rotina Constroi_BTree(I,d,k,x), que retorna uma estrutura de BTree Bde ordem d, contendo nas folhas o arquivo de índice I, e o número N de níveis da BTree B construída. (O número N é importante para construir depois a rotina de busca na b-tree B) Dados de saída: N = número de níveis da Btree B = <B0, B1,..., Bn-1> , onde cada Bi = sequência de páginas do nível i da Btree

13. Método – Carregamento em Massa Observações: • No carregamento em massa, a b-tree B retornada pela rotina Constroi_BTree(I,d,k,x), respeita as restrições de ocupação máxima e mínima excetonos últimos nós de cada nível. A ocupação de tais nós pode ser qualquer número de registros entre 1 e 2d. • Quando a b-tree começar a ser utilizada e sofrer modificações (inserções e deleções), ela tenderá a ter seus nós extremos (em cada nível) respeitando as condições de ocupação mínima e máxima.

14. Os parâmetros de Constroi_BTree • I = arquivo de indice ordenado • d = ocupação mínima (ordem da b-tree) • 0 ≤ k ≤ d = o quanto a mais queremos de ocupação inicial nas folhas (as folhas serão construídas com ocupação = d + k), exceto pela última folha, que terá ocupação entre 1 e 2d. • 0 ≤ x ≤ d - 1 = o quanto a mais queremos de ocupação inicial nos nós intermediários (os nós serão construídos com ocupação = d + x), exceto nos últimos nós de cada nível que terão ocupação entre 1 e 2d

15. Exemplo: Entrada: Arquivo de indice de 9 páginas com 4 registros em cada uma. d = 2, k = 0, x = 1 Saída: (3, <B0,B1,B2>) B0 = 18 páginas (folhas em amarelo) contendo 2 (= d + k) registros em cada uma B1 = Nível 1 da Btree = 5 páginas (azuis) de 3 (= d + x) registros cada (exceto a última) B2 = Nível 2 da Btree (raiz) = 1 página com 4 registros

16. Exemplo: Entrada: Arquivo de indice de 9 páginas com 4 registros em cada uma. d = 2, k = 0, x = 1 Saída: (3, <B0,B1,B2>) B0 = 18 páginas (folhas em amarelo) contendo 2 (= d + k) registros em cada uma B1 = Nível 1 da Btree = 5 páginas (azuis) de 3 (= d + x) registros cada (exceto a última) B2 = Nível 2 da Btree (raiz) = 1 página com 4 registros

17. Método Controi_Btree • Reestrutura(I,d,k): transforma arquivo I em um arquivo cujas páginas (P1, P2, ..., Pm) têm no máximo d+k registros. A ordem dos registros é a mesma do arquivo I original. • M = número de páginas do arquivo de índice reestruturado • Ult_Nivel := 0 • Para i = 2, ..., M • C = primeiro registro de Pi • Insere(C,1,x,d,Pi-1,Pi) • Retorna (Ult_Nivel, Btree) Atenção:Ult_Nível = número de níveis da Btree retornada (variável global)

18. Insere(Chave,Nivel,d,x,PgE,PgD) Insere(C,N,d,x,PgE,PgD) Input: C = chave, N = nivel da inserção, d = ocupação mínima, x = qte a mais, PgE = página do nivel N-1 (abaixo de N), à esquerda de C, PgD = página do nível N-1(abaixo de N), à direita de C. • Verifica se existe algum nó no nível N • Se não existir: • constrói primeiro nó No_1 no nível N • Incrementa Ult_Nivel • Insere ponteiro Pt1 em No_1 apontando para PgE • Insere C em No_1 após Pt1 • Insere ponteiro Pt2 em No_1 após C apontando para PgD • Se existir: • No_Final = último nó do nível N • y = ocupação de No_Final • Se y ≤ d + x • Insere C na última posição de No_Final • Insere ponteiro Pt à direita de C apontando para PgD

19. Cont. 4.Se y = d + x + 1 • Pt = último ponteiro de No_Final • Ult_chave = última chave de No_Final • Cria novo nó No_New à direita de No_Final no nível N • Remove Pt de No_Final e insere em No_New • Remove chave Ult_chave de No_Final • Insere C em No_New logo após Pt • Insere ponteiro Pt_New em No_New logo após C, apontando para PgD • Insere(Ult_chave, N+1,x,d,No_Final, No_New)

20. Exemplo: Entrada: Arquivo de indice de 9 páginas com 4 registros em cada uma. d = 2, k = 0, x = 1 Saída: (3, <B0,B1,B2>) B0 = 18 páginas (folhas em amarelo) contendo 2 (= d + k) registros em cada uma B1 = Nível 1 da Btree = 5 páginas (azuis) de 3 (= d + x) registros cada (exceto a última) B2 = Nível 2 da Btree (raiz) = 1 página com 4 registros