Размер базы (файла).

Объем (размер) базы - это сумма длин всех полей всех записей базы данных.

V = ,

где - длина поля j,

- количество полей типа j в записи i,

m - количество полей в записи,

n - количество записей.

В зависимости от типа структуры данных могут быть различные формулы вычисления объема базы данных или файла.

Обычно, для упрощения расчетов объема базы вычисляют средний размер одной записи и умножают его на количество записей в базе данных.

В проектировании и реализации информационных систем оценка объема базы данных является важнейшим критерием. Оценка имеет два значения - оценка объема базы на основе логической структуры и другая оценка объема базы, который база может занять на магнитном носителе.

При построении логической структуры базы данных вычисляют:

- количество полей в записи и размер записи;

- количество записей в базе;

- число байтов в базе (основной объем базы).

Привязка к физической структуре, т.е. отображение в пространство хранения даёт оценку объёма памяти, которая может значительно отличаться от оценки при логическом проектировании.

Объём физической структуры определяется в единицах пространства хранения данных и зависит от:

- структуры данных, ее физическая реализация;

- методов доступа;

- применяемых технических средств;

- и т.д.

Объем измеряется в байтах, цилиндрах, дорожках и т.п.

Для примера отметим, что при физической реализации базы данных объем, рассчитанный на основе логической структуры, увеличивается, например, из-за:

- наличия служебных полей (ссылки, указатели, коды записей, индексы и др.);

- физических промежутков при размещении информации на носителе;

- других причин.

Пределы увеличения объема базы (реже уменьшения) могут быть различными. Как правило, это в пределах 1-2 раза, в среднем 1,5 раза.

Для примера рассмотрим одну и ту же группу данных, представленную в разных структурах - линейной и иерархической, и имеющих соответственно разные объемные оценки. Пусть это будут поля “Узел” и “Деталь”, которые содержат информацию о некоторых устройствах, т.е. узлах и деталях. В узел может входить несколько деталей. Пусть для некоторого узла У1 имеется 10 деталей Д1-Д10, входящих в узел У1. Подсчитаем объемы данных для этих конкретных значений.

Линейная структура: Иерархическая структура:

У узел	Д деталь
У1	Д1
У1	Д2
У1	Д3
У1	Д4
У1	Д5
У1	Д6
У1	Д7
У1	Д8
У1	Д9
У1	Д10

Длина поля У (узел) = 15,

длина поля Д (деталь) = 20,

длина поля А (адресной ссылки) = 4.

Размер линейной структуры Размер иерархической структуры

равен L=(15+20)*10=350 равен L=(4+20)*10+15+4=259

Обратим внимание на то, что в линейной структуре повторяется (дублируется) несколько раз значения поля “узел”. Это избыточная информация. В принципе, избыточный объем равен 15*9=135 байтам. В иерархической структуре нет дублирования поля “узел”, но вместе с тем платой за это является наличие адресных ссылок.

Итак, одни и те же данные занимают разный объем памяти в линейной и иерархической структуре (350 и 259). Соответственно и объемы баз данных, реализованных разными моделями структуры данных, будут различны.

Развитые СУБД (промышленные) имеют аппарат для оценки объемов информации, моделирования структур баз данных, в т.ч. имитационные и другие. Например, для широко известной СУБД IMS имеется пакет моделирования DBPROTOTYPE. Для создания информационных систем используются автоматизированные технологии проектирования структур данных - системы структурного проектирования CASE (Computer Aided System Engineering).

Активность данных.

Активность данных - это характеристика, определяемая отношением числа обращений к структурному элементу данных к общему числу обращений к информации (базе данных, файлу) в некоторый интервал времени или единицу работы.

Активность поля - это отношение числа обращений к полю в пределах одной записи к числу обращений к полям записи.

где R_j - активность поля j,

k_j - количество обращений к полю j,

k_i - количество обращений к полю i,

1 =< i <= n, n - число полей записи.

Обычно активные поля располагают ближе к началу записи.

Аналогично определяется активность файла (базы):

Активность файла (базы) - это отношение числа обращений к файлу (базе) к числу обращений к совокупности файлов (баз).

Активные файлы располагают на магнитном диске ближе к его центру.

Принцип размещения данных в структуре пространства - активные данные располагают так, чтобы легче и быстрее взять, а неактивные - можно подальше.

Важное значение характеристики активности имеют для систем оперативного доступа к информации, для систем с использованием транзакций. Под транзакцией понимается единица работы в вычислительной системе, включающей в свой состав запрос, обработку данных и ответ на запрос.