Индекс базы данных ИРБИС
Инвертированный файл (также используется название инверсный файл) используется в качестве индекса базы данных ИРБИС.
Пользователи системы ИРБИС для обозначения индекса базы данных используют термин словарь базы данных (см. подраздел Словарь базы данных ИРБИС (инвертированный файл) статьи Базы данных ИРБИС).
Инвертированный файл строится с использованием ТВП для инвертированного файла (см. подраздел Построение инвертированного файла с использованием ТВП для инвертированного файла статьи Таблица выбора полей).
Описание механизма актуализации инвертированного файла в связи с изменением отдельной записи см. в статье Механизм актуализации записи.
Содержание
Структура инвертированного файла
Инвертированный файл состоит из трёх физических файлов, два из которых содержат словарь поисковых терминов в структуре бинарного дерева, а третий содержит список индексных ссылок, соответствующих каждому термину.
В бинарном дереве файл с расширением .n01 содержит узлы дерева и файл с расширением .l01 – листья. Записи с листьями указывают на файл ссылок .ifp.
Об особенностях размещения файлов .n01, .l01 и .ifp см. подраздел Файлы баз данных ИРБИС статьи Файлы ИРБИС.
Взаимосвязи между файлами .n01 и .l01 обеспечиваются ссылками, которые представляют собой относительные адреса соответствующих записей. Относительный адрес это порядковый номер записи в данном файле.
Структура записи одинакова для .n01 и .l01 файлов. Размер (длина) записи зависит от реализации (512, 1024, 2048, 4096). Таким образом, максимальный размер файлов .l01 и .n01 определяется как 2 Гб * размер записи. В данной реализации размер записи 2048.
Адрес корневой записи файла .n01 сохраняется как номер первой записи.
Смещение на запись в файле .ifp сохраняется в файле .l01 и имеет длину 64 байта (в данной реализации используется только младшее слово этого смещения).
Формат файлов .n01 и .l01
Файлы состоят из записей (блоков) постоянной длины. Записи состоят из трех частей: лидера, справочника и ключей переменной длины.
Формат лидера записи:
| Число бит | Параметр | Описание |
|---|---|---|
| 32 | NUMBER | номер записи (начиная с 1; в .n01 файле номер первой записи равен номеру корневой записи дерева) |
| 32 | PREV | номер предыдущей записи (если нет = -1) |
| 32 | NEXT | номер следующей записи (если нет = -1) |
| 16 | TERMS | число ключей в записи |
| 16 | OFFSET_FREE | смещение на свободную позицию в записи (от начала записи) |
Справочник это таблица, определяющая поисковый термин. Каждый ключ переменной длины, который есть в записи, представлен в справочнике одним вхождением следующего формата:
| Число бит | Параметр | Описание |
|---|---|---|
| 16 | LEN | длина ключа |
| 16 | OFFSET_KEY | смещение на ключ (от начала записи) |
| 32 | LOW | В .n01 файле: ссылка на запись файла .n01 (если LOW > 0) или файла .l01 (если LOW < 0), у которых 1-й ключ равен данному.
Положительное значение LOW определяет ветку индекса иерархически более низкого уровня. Самый низкий уровень индекса (LOW < 0) соответствует ссылкам на записи (листья) файла .l01. В .l01 файле: младшее слово 8-байтового смещения на ссылочную запись в .ifp. |
| 32 | HIGH | В .n01 файле: всегда 0.
В .l01 файле: старшее слово 8 байтового смещения на ссылочную запись в .ifp. |
Ключи переменной длины записываются начиная с конца записи, так что порядок входов, соответствующих им, определяется алфавитным порядком ключей. Сами ключи располагаются вплотную друг к другу без разделителей в порядке поступления на запись.
- Длина справочника 12 * TERMS.
- Длина ключей = [Размер записи] – OFSET_FREE.
- Размер свободного места в записи = 16 + 12 * TERMS - [длина ключей].
- Размер записи зависит от реализации и может быть равен в байтах: 512, 1024, 2048, 4096.
Формат файла .ifp
Файл содержит список ссылок для каждого термина словаря.
Список ссылок может быть представлен в 2-х различных форматах. Выбор формата размещения ссылок осуществляется при загрузке словаря из файла .lk1 (этот файл формируется после отбора и сортировки терминов) в зависимости от общего числа ссылок для данного термина. Обыкновенный формат – это заголовок блока и набор упорядоченных ссылок. По превышении определенного числа ссылок (MIN_POSTINGS_IN_BLOCK – в данной реализации 256) формат включает специальный блок и набор блоков обыкновенного формата размер которых определяется по следующей схеме: блоки 4, 8, 16, 32 Кб для общего числа ссылок соответственно 256-32000, 32000-64000, 64000-128000, 128000 и более.
Такая схема оптимизирует работу с диском в процессе инвертирования записи в базах данных, характеризующихся большим количеством ссылок на термин.
Обыкновенный формат записи .ifp
Запись состоит из заголовка и упорядоченного набора ссылок.
Ссылка имеет следующий формат:
| Число бит | Параметр | Описание |
|---|---|---|
| 32 | PMFN | номер записи |
| 32 | PTAG | идентификатор поля, назначенный при отборе терминов в словарь |
| 32 | POCC | номер повторения |
| 32 | PCNT | номер термина в поле |
Заголовок имеет следующий формат:
| Число бит | Параметр | Описание |
|---|---|---|
| 32 | LOW | младшее слово смещения на следующую запись (если нет 0) |
| 32 | HIGH | старшее слово смещения на следующую запись (если нет 0) |
| 32 | TOTP | общее число ссылок для данного термина (только в первой записи); число ссылок в данном блоке (в следующих записях) |
| 32 | SEGP | число ссылок в данном блоке |
| 32 | SEGC | вместимость записи в ссылках |
Признак последнего блока – LOW = HIGH = -1
Специальный формат записи .ifp
В этом случае первой записью является специальный блок, который представляет собой заголовок (обыкновенного формата), в котором смещения имеют специальные значения = -1001, и набор вхождений следующего формата:
| Число бит | Параметр | Описание |
|---|---|---|
| 32 | POSTING | 1-я ссылка из записи обыкновенного формата |
| 32 | LOW | младшее слово смещения на следующую запись (если нет 0) |
| 32 | HIGH | старшее слово смещения на следующую запись (если нет 0) |
Число вхождений кратно 4. Записи, на которые ссылается специальный блок связаны между собой как описано выше. Общее количество ссылок для данного термина сохраняется только в специальном блоке.
Модификация записей файла .ifp
При выполнении актуализации инвертированного файла могут создаваться новые дополнительные записи при добавлении новых ссылок. В этом случае создается новая запись размером, равным общему количеству ссылок, если нет специального блока, и размером, равным количеству ссылок в данной записи, если есть. Новая запись создается таким образом, чтобы не нарушалась возрастающая последовательность следования ссылок. Новая запись связывается с существующими через поле NXT_, ссылки распределяются равномерно между старой и новой записью.
Ссылки
См. также:
- Базы данных ИРБИС
- Таблица выбора полей
- Механизм актуализации записи
- Файлы ИРБИС
- The UNESCO micro CDS/ISIS Software. Приложение 7. Структура инвертированного файла и форматы записей
Источники информации:
