论文在SQLServer中估算非聚集索引的大小，该文是索引毕业论文题目范文和SQLServer和聚集索引和估算有关硕士毕业论文范文.
摘 要：SQL Server是占有市场份额较大的一个关系数据库管理系统.本文讨论在数据库设计阶段的一项优化技术,估算非聚集索引的大小.索引的设计将最终决定数据库运行的性能.除去必要的聚集索引,非聚集索引也是数据库设计中的重要环节.
关键词：SQL Server；数据库大小；非聚集索引；估算非聚集索引大小
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）16-0268-03
SQL Server作为微软的数据库管理系统主要解决了中小企业数据管理需求.在设计应用软件的数据库部分时,我们经常遇到一个问题,那就是：数据库的初始大小定义多少更合理呢？这就是估算数据库大小的问题.数据库的大小由数据库中所有表的大小决定,即数据库的大小是全部数据表之和.估算数据表占用存储空间的大小时,有如下两种情况：（1 ）没有设计主键的表我们称之为堆；（2）设计了主键（唯一聚集索引）的表.在这两种表中我们都可以为经常查询的字段或字段组合创建索引,这种索引属于非聚集索引（可以唯一也可以不唯一）.
在SQL Server中一个表有且仅有一个唯一聚集索引就是主键,但是可以有多个非聚集索引,针对应用程序中经常查询需要用到的字段或字段组合我们可以为其设计非聚集索引.本文以student表为例,为经常需要查询的字段“姓名”建立非唯一非聚集索引,并通过3个步骤对该非聚集索引的大小进行估算.首先说明SQL Server中对索引的存储.当我们为表创建了一个非聚集索引时,数据库管理系统将建立起一颗B-树用来存储该索引.在B-树中有两类节点：（1 ）非叶级节点；（2 ）叶级节点.非叶级节点保存了键值之间的排列关系,而叶级节点用来存储指针（该指针指向记录的实际存储位置）.所以两类节点的估算方法不同.我们先用T-SQL语句声明student表的表结构并为“姓名”字段设计非聚集索引.
CREATE TABLE student
（Stu_number CHAR（6）CONSTRAINT PK_number_STUDENT PRIMARY KEY NOT NULL,
Name VARCHAR（20）NOT NULL,--非聚集索引的索引关键字（索引键）,只有一个字段
Specialty CHAR（20）NOT NULL,
Gender BIT NOT NULL CONSTRAINT DFT_ Gender_STUDENT DEFAULT 1,--注释：1男,0女
Birthday ALLDATETIME NOT NULL,
Total_credits TINYINT NULL
） --创建student表
GO
CREATE INDEX IND_name_STUDENT ON student（Name） --为“姓名”字段创建非聚集索引,索引的名字为IND_NAME_STUDENT,考虑到现实中的重名的情况,该索引不唯一.
下面我们就通过3个步骤来计算student表的IND_name_STUDENT索引所占用的存储空间.
一、计算用于存储非聚集索引的非叶级节点的空间
1.预估表中的行数：Num_Rows 等于1,000,000,因该表定义了聚集索引（主键）,当行数超过10,000,000时,存储聚集索引的B树深度会增加,使得存储空间与记录行之间不再是线性渐变关系,因此我们将表中的行数设定在1,000,000.此问题可参看《RelationalDatabase Architecture Refine Based on the Storage SpaceEstimate》.
2. 指定索引键中固定长度和可变长度列的数量,并计算存储所需的空间：索引键列可以包括固定长度和可变长度列.要估计内部级别索引行的大小,需计算每组列在索引行中所占据的空间.列的大小取决于该列的数据类型和长度.
Num_Key_Cols 等于总键列数（固定长度和可变长度）等于1column
Fixed_Key_Size 等于所有固定长度键列的总字节大小等于0 byte
Num_Variable_Key_Cols 等于 可变长度键列的数量等于1column
Max_Var_Key_Size 等于所有可变长度键列的最大字节大小等于20byte
3.如果索引不是唯一的,对数据行定位符的计算方法如下：如果非聚集索引不是唯一的,数据行定位符将与非聚集索引键组合使用,以便为每一行生成唯一的键值.
（1）如果非聚集索引在堆上,则数据行定位符是堆RID.其大小是8个字节,公式如下.但在stduent表中由于定义了主键,因此IND_name_STUDENT索引不是定义在堆上,不适用此种情况,只给出公式不做计算.
Num_Key_Cols 等于 Num_Key_Cols + 1
Num_Variable_Key_Cols等于Num_Variable_Key_Cols+1
Max_Var_Key_Size 等于 Max_Var_Key_Size + 8
（2）如果非聚集索引在聚集索引之上,则数据行定位符是聚集键.必须与非聚集索引键结合使用的列是聚集键中的以下列：不在非聚集索引键列集中的列.Student表符合该情况,因此计算如下：
Num_Key_Cols 等于Num_Key_Cols+不在非聚集索引键列集中的聚集键列数（如果聚集索引不唯一,则加1）等于1+1等于2
Fixed_Key_Size 等于Fixed_Key_Size+不在非聚集索引键列集中的固定长度聚集键列的总字节大小等于0+6等于6byte
Num_Variable_Key_Cols等于Num_Variable_Key_Cols+不在非聚集索引键列集中的可变长度聚集键列数（如果聚集索引不唯一,则加1）等于1+0等于1.
Max_Var_Key_Size 等于Max_Var_Key_Size+不在非聚集索引键列集中的可变长度聚集键列的最大字节大小（如果聚集索引不唯一,则加4）等于20+0等于20byte
说明：student表的主键PK_number_STUDENT是唯一聚集索引,它只有固定长度为6byte的1个列,没有可变长度的列,因此：不在非聚集索引键列集中的聚集键列数为1,不在非聚集索引键列集中的固定长度聚集键列的总字节大小为6byte,不在非聚集索引键列集中的可变长度聚集键列数等于0column,不在非聚集索引键列集中的可变长度聚集键列的最大字节大小等于0byte.
4.保留行的一部分（称为“空位图”）,以管理列的为空性.计算大小：如果索引键中有可为空的列（包括步骤一.3中所述的所有必要的聚集键列）,则保留索引行的一部分,以用于空位图.
Index_Null_Bitmap 等于 2 +（（可为空值的键列数+7）/ 8）对表达式取整.如果没有可为空的键列,将Index_Null_Bitmap设置为0.由于IND_name_STUDENT的索引键中没有可以为空的列.所以将Index_Null_Bitmap等于0.
5.计算可变长度数据大小：如果索引键中有可变长度的列（包括所有必要的聚集索引键列）,确定存储索引行中的这些列需使用的空间：Variable_Key_Size 等于2 +（Num_Variable_Key_Cols×2）+ Max_Var_Key_Size此时我们假定页的填满度为100%.如果页的填满度低,可以按照比例调整Max_Var_Key_Size 值,从而对整个表大小得出一个更准确的估计.如果没有可变长度列,将Variable_Key_Size 设置为0.在student表中,Variable_Key_Size 等于2+（1×2）+20等于24byte
6. 计算索引行大小：Index_Row_Size等于Fixed_Key_Size+Variable_Key_Size+Index_Null_Bitmap+1（对应于索引行的行标题开销）+ 6（对应于子页ID指针）等于6+24+0+1+6等于37byte
7.计算每页的索引行数（每页可存储8096字节）：Index_Rows_Per_Page 等于 8096/（Index_Row_Size + 2）由于索引不能跨页断行,因此每页的索引行数向下取整.公式中的数值2是计算行数时引入的行大小余量.Index_Rows_Per_Page 等于 8096 /（37+2）等于207 row
8.计算索引中的级别数（即B-树的深度）：Levels 等于1+logIndex_Rows_Per_Page （Num_Rows/Index_Rows_ Per_Page）等于1+log207（1,000,000/207）等于1.59≈2 height
9. 计算存储索引所需的页数：Num_Index_Pages 等于移Level （Index_Rows_Per_Page）Level–1其中,1<等于Level<等于Levels,本例中Num_Index_Pages等于207（2-1）+207（1-1）等于208page
10. 计算用于存储非聚集索引的非叶级节点的空间大小（ 每页可存储8192 字节）：Index_Space_Used等于8192 ×Num_Index_Pages等于8192 ×208等于1,703,936byte等于1.625MB≈2MB
二、计算用于存储非聚集索引的叶级节点的空间
1. 指定叶级的固定长度列和可变长度列的数量,并计算存储这些列所需的空间：如果非聚集索引的索引键是单一的列,则使用步骤1中的值（以步骤一.3中修改后为准）：
Num_Leaf_Cols 等于 Num_Key_Cols等于2 column
Fixed_Leaf_Size 等于 Fixed_Key_Size等于6 byte
Num_Variable_Leaf_Cols 等于 Num_Vari able_ Key_Cols等于1 column
Max_Var_Leaf_Size 等于 Max_Var_Key_Size等于20 byte
如果非聚集索引的索引键是多个列的组合,并且这些列中既有可变长度列,也有固定长度列,则对步骤1中的值加上适当的值（以步骤一.3中修改后为准）.列的大小取决于数据类型和长度的规定.
Num_Leaf_Cols 等于 Num_Key_Cols +包含列数
Fixed_Leaf_Size 等于 Fixed_Key_Size +固定长度包含列的总字节大小
Num_Variable_Leaf_Cols 等于 Num_Vari able_ Key_Cols+可变长度包含列数
Max_Var_Leaf_Size 等于 Max_Var_Key_Size + 可变长度包含列的最大字节大小
本示例的IND_name_STUDENT索引键只有一个可变长度VARCHAR（20）的列NAME,因此无需增加数值.
2.数据行定位符的计算：如果非聚集索引不是唯一的,若已在步骤一.3中考虑了数据行定位符的开销且不需要进行其他的修改,则转到下一步.如果非聚集索引是唯一的,则必须在叶级的所有行中说明数据行定位符.
（1）如果非聚集索引在堆上,则数据行定位符是堆RID（大小为8字节）.
Num_Leaf_Cols 等于 Num_Leaf_Cols + 1
Num_Variable_Leaf_Cols 等于 Num_Vari able_Leaf_Cols + 1
Max_Var_Leaf_Size 等于 Max_Var_Leaf_Size + 8
（2）如果非聚集索引在聚集索引之上,则数据行定位符是聚集键.必须与非聚集索引键结合使用的列是聚集键中的以下列：不在非聚集索引键列集中的列.Num_Leaf_Cols 等于 Num_Leaf_Cols +不在非聚集索引键列集中的聚集键列数（如果聚集索引不唯一,则加1）
Fixed_Leaf_Size 等于 Fixed_Leaf_Size + 不在非聚集索引键列集中的固定长度聚集键列数
Num_Variable_Leaf_Cols 等于 Num_Vari able_Leaf_Cols +不在非聚集索引键列集中的可变长度聚集键列数（如果聚集索引不唯一,则加1）
Max_Var_Leaf_Size 等于 Max_Var_Leaf_Size +不在非聚集索引键列集中的可变长度聚集键列的字节大小（如果聚集索引不唯一,则加4）
说明：由于非聚集索引IND_name_STUDENT的键值不是唯一的（考虑现实中重名的情况）,因此跳过二.2步骤,转到二.3步骤.
3. 计算空位图大小：Leaf_Null_Bitmap 等于 2 +（（Num_Leaf_Cols + 7）/ 8）对表达式向下取整,因此Leaf_Null_Bitmap 等于 2+（（2+7）/8）等于3.125≈3
4.计算可变长度数据大小：如果索引键中有可变长度的列（包括步骤二.2 中必要的聚集索引键列）,确定其需要的存储空间：Variable_Leaf_Size 等于 2 +（Num_Variable_Leaf_Cols×2）+ Max_Var_Leaf_Size此时我们假定页的填满度为100%.如果页的填满度低,可以按照比例调整Max_Var_Leaf_Size的值,从而对整个表大小得出一个更准确的估计.如果没有可变长度的列,则将Variable_Leaf_Size 设置为0.本示例中Variable_Leaf_Size 等于 2+（1×2）+20等于24 byte.
5. 计算索引行大小：Leaf_Row_Size 等于Fixed_Leaf_Size + Variable_Leaf_Size + Leaf_Null_Bitmap + 1（对应于索引行的行标题开销）+ 6（对应于子页ID指针）等于6+24+3+1等于34 byte
6.计算每页的索引行数（每页可存储8096个字节）：Leaf_Rows_Per_Page 等于 8096 /（Leaf_Row_Size + 2）由于索引不能跨页断行,因此每页的索引行数向下取整.公式中的数值2是计算行数时引入的行大小余量.本示例中Leaf_Rows_Per_Page 等于 8096/（34+2）≈224 row
7. 假定页的填充因子并计算每页保留的空行数：Free_Rows_Per_Page 等于 8096 ×（（100 - Fill_Factor）/100）/（Leaf_Row_Size + 2）注意：填充因子为整数,不是百分比.由于索引不能跨页断行,因此每页的行数向下取整.公式中的数值2是计算行数时引入的行大小余量.本示例中假定Fill_Factor 为60, 因此Free_Rows_Per_Page 等于 8096×（（100-60）/100）/（34 +2）≈89 row.即每页需保留89个空行.
8.计算存储所有行所需的页数：Num_Leaf_Pages 等于Num_Rows /（Leaf_Rows_Per_Page - Free_Rows_Per_Page）结果需向上取整.本示例中Num_Leaf_Pages 等于1,000,000/（224-89）等于7408 page
9.计算叶级节点的空间大小（每页可储存8192字节）：Leaf_Space_Used 等于 8192 ×Num_Leaf_ Pages等于8192×7408≈58MB
三、对从前面两个步骤中得到的值求和
Nonclustered index size（bytes）等于 Leaf_Space_Used+ Index_Space_used等于2+58等于60MB
通过计算可知,对于一个具有1,000,000条记录的student表来说,我们创建一个非聚集索引IND_name_STUDENT（不唯一）时,SQL Server为存储该索引所需要的存储空间大约是60MB.相对于存储表的空间,60MB的空间开销是很小的,但它可以大大提升我们对“姓名”字段的查找速度.因此,为数据表中经常需要查询的字段或字段组合设计好非聚集索引,可以大大提高查询效率.
一个表的空间大小是可估的,（1 ）若表无主键,则表大小等于 堆大小+ 非聚集索引大小；（2）有主键,则表大小等于聚集索引大小+非聚集索引大小.表空间大小可估,数据库的空间大小就可估了.因此给数据库一个合理的初始大小是可行的也是必要的.
参考文献：
[1]岳莉.在SQL Server中估算堆大小[J].教育教学论坛,2013,5(22):146-147.
[2]Liyue.The Key Factors of Mathematical Formula Affectingthe Size of a Clustered Index. Advanced Materials Research Vol.962-965(2014):2877-2880.
汇总:这篇文章为适合SQLServer和聚集索引和估算论文写作的大学硕士及关于索引本科毕业论文，相关索引开题报告范文和学术职称论文参考文献.
参考文献：
1、 基于IPCC方法的福建省农业活动甲烷排放量估算 （福建省农业科学院农业生态研究所农业部福州农业环境科学观测实验站,福州350013）摘要稻田和畜禽养殖是农业领域甲烷的重要排放源,估算省级农业活动甲烷的排放量,并分析其排放特征,对提出符合福建省农业发.
2、 Section在矿山测绘资源储量估算中的应用 摘要矿山测绘不仅可以作为高……院校测绘工程专业矿山测量方向的教材,而且可供矿山测量和工程测量工作者以及采矿企业有关技术人员参考,同时对从事地下工程、隧道工程……领域工作的建设者也具有指导意义 矿产资源.
3、 论小学数学估算教学的意义与建议 蓝朝佳（江西省赣州市于都县银坑中心小学,江西 于都 342300）随着创新教学理念的不断渗透,估算已成为我国小学数学教学的重要内容,同时也是数学新课程标准中9个核心词汇的重要组成部分 因此,在现代化的.
4、 如何走出估算教学的误区 摘要估算,即大致推算 教师们普遍认为估算教学可以大幅提高学生学习积极性,增强学生数感的敏锐性 但不少教师对估算的认识有失偏颇,以至于陷入纯娱乐性的估算游戏而不自醒；热闹有余,而益智不足 教师可从估算教.
5、 数学教学中如何培养学生的估算能力 江苏张家港市鹿苑小学（215600）芮春华摘要估算作为计算教学的重要内容,在人们的日常生活中应用广泛 因此,在数学教学中,教师应注重对学生估算兴趣的激发,使学生形成估算的意识,掌握估算的技巧,为培养学.