この章では、データベースを設計するための形式とガイドラインを示します。以下の項目が含まれます。

MicroKernel エンジンは、情報をデータ ファイルに保存します。各データ ファイル内には、レコードとインデックスの集合があります。レコードにはデータのバイトが格納されています。そのデータは、社員の名前、ID、住所、電話番号、賃率などを表します。インデックスは、レコードの一部に特定の値を含むレコードをすばやく見つける働きがあります。

MicroKernel エンジンは、レコードを単なるバイトの集合と解釈します。これは、レコード内の情報で論理的に区別される部分、つまり、フィールドを認識しません。MicroKernel エンジンにおいては、ラスト ネーム、ファースト ネーム、社員 ID などはレコード内に存在しません。レコードは単にバイトの集合にすぎません。

MicroKernel エンジンはバイト指向であるため、たとえデータ型を宣言するキーに対してでも、レコード内のデータの変換、型検査または妥当性検査を行いません。データ ファイルとインターフェイスをとるアプリケーションは、そのファイル内のデータの形式と型に関するすべての情報を処理する必要があります。たとえば、アプリケーションは以下の形式に基づいてデータ構造を使用します。

ファイル内では、社員のレコードがバイトの集合として格納されます。以下のダイアグラムは、Cliff Jones のレコードのデータがファイルに格納されるときの状態を示したものです。（このダイアグラムは、文字列の ASCII 値を対応する英字または数字に置き換えています。整数とほかの数値は、正規 16 進表現から変更されていません。）

MicroKernel エンジンがファイル内で認識する情報で区別する唯一の部分はキーです。アプリケーション（またはユーザー）はレコード内のバイトの 1 つまたは複数の集合をキーとして指定できますが、バイトと各キー セグメント内で連続していなければなりません。

MicroKernel エンジンは指定されたキーの値に基づいてレコードをソートし、特定の順序でデータを返すための直接アクセスを行います。MicroKernel エンジンは、指定されたキー値に基づいて特定のレコードも検索できます。前の例では、各レコード内のラスト ネームを含む 25 バイトをファイル内のキーとして指定できます。アプリケーションはラスト ネームのキーで Smith という名前の全社員のリストを取得したり、全社員のリストの取得後にラスト ネームでソートされたそのリストを表示したりすることができます。

キーを使用すると、MicroKernel エンジンは情報にすばやくアクセスできます。MicroKernel エンジンは、データ ファイルで定義されたキーごとにインデックスを作成します。インデックスはデータ ファイル自体の中に格納され、そのファイル内の実際のデータへのポインターの集合が含まれています。キーの値は各ポインターに関連付けられています。

前の例では、ラスト ネーム キーのインデックスがラスト ネーム値をソートし、レコードがデータ ファイル内のどこにあるかを示すポインターを持っています。

通常、アプリケーションが情報にアクセスしたり、情報をソートする場合、MicroKernel エンジンはデータ ファイル内のすべてのデータを検索するわけではありません。その代わり、インデックスを使用して検索を行い、アプリケーションの要求を満たすレコードだけを処理します。

MicroKernel エンジンは、データベース アプリケーションを最適化する際の大きな柔軟性を開発者に与えてくれます。そのような柔軟性を提供するため、MicroKernel エンジンは、MicroKernel エンジンの内部処理の多くを公開しています。MicroKernel エンジンを初めて使用する場合、Create（14）オペレーションは非常に複雑に見えるかも知れませんが、作業の開始にあたってはこのオペレーションのすべての機能を必要とするわけではありません。ここでは、簡単なトランザクション ベースのデータ ファイルの作成を段階的に行うことで、基本的な条件に焦点を当てます。ここでは、必要に応じて簡素化を図るために、C インターフェイスの用語を使用します。

ここでは、社員レコードを格納するデータ ファイルの例を使用します。アプリケーションは、一意の社員 IDまたは社員のラスト ネームを指定して社員情報を取得します。複数の社員が同じラスト ネームを持っている可能性があるので、データベースではラスト ネームの重複値を許します。これらの基準に基づくと、ファイルのデータ レイアウトは以下のようになります。

基本的なデータ レイアウトを設定したので、MicroKernel エンジンの用語と条件の適用を開始できます。この場合、実際にファイルを作成する前にキー構造とファイル構造に関する情報を決定します。これらの詳細情報を事前に処理しておかなければならないのは、Create（14）オペレーションがファイル情報、インデックス情報、キー情報をすべて一度に作成するからです。以降では、これらの詳細情報を処理する際に考慮しなければならない問題について説明します。

まず、キーの特別な機能を決定します。以下の表に示すように、MicroKernel エンジンにはさまざまなキー属性があり、必要に応じ割り当てることができます。

定義するキーごとに、これらのキー属性を指定します。各キーは独自のキー仕様を持ちます。キーに複数のセグメントがある場合は、セグメントごとに仕様を提供する必要があります。これらの属性のいくつかは、同じキー内の異なるセグメントに対して異なる値を持つことができます。前の例で、キーはラスト ネームおよび社員 ID です。どちらのキーも拡張型を使用します。つまり、ラスト ネームは文字列、社員 ID は整数です。両方とも変更可能ですが、ラスト ネームだけは重複可能です。また、ラスト ネームは大文字と小文字を区別します。

キーに割り当てるデータ型に関して、MicroKernel エンジンは、入力レコードがそのキーに対し定義されたデータ型に従っているかどうかを確認しません。たとえば、ファイルで TIMESTAMP キーを定義したとします。そこに文字列を格納したり、または日付キーを定義し 2 月 30 日の値を格納したりすることができます。お使いのMicroKernel エンジン アプリケーションは問題なく機能しますが、同じデータにアクセスしようとする ODBC アプリケーションではうまくいかない可能性があります。それは、バイト 形式が異なり、タイムスタンプ値を生成するためのアルゴリズムが異なるためです。データ型の説明については、『SQL Engine Reference』を参照してください。

次に、ファイルの特別な機能を決定します。

以下の表に示すように、MicroKernel エンジンではさまざまな種類のファイル属性が指定できます。

データ ファイルの例でこれらのファイル属性を使用していないのは、レコードが小さなサイズの固定長レコードであるからです。

ファイル属性の定義については、ファイル タイプを参照してください。Create オペレーションにおけるファイル属性の詳細については、『Btrieve API Guide』を参照してください。

Create オペレーションを使用する場合は、ファイルとキーの仕様情報をデータ バッファーに渡します。以下の構造体では、社員データ ファイルの例を使用します。

PSQL 9.5 以上では、Create オペレーションを使用してページ レベルの圧縮を用いたデータ ファイルを作成することができます。古いバージョンのデータ ファイルの場合は、論理ページを物理ページに割り当て、この割り当てをページ アロケーション テーブル（PAT）に格納します。物理ページのサイズは論理ページのサイズと同一です。

ファイルが圧縮されると、各論理ページが 1 つ以上の物理ページ単位に圧縮され、そのサイズは 1 論理ページよりも小さくなります。物理ページのサイズは、「物理ページ サイズ」属性（表 15 を参照）で指定されます。

ページ圧縮ファイル フラグ（表 6 を参照）は物理ページ サイズのキー仕様と組み合わせて使用され、ページ レベルの圧縮を適用したデータ ファイルを新規作成するよう MicroKernel へ通知します。論理ページ サイズと物理ページ サイズは次のように検証されます。

物理ページ サイズに指定された値は、論理ページ サイズに指定された値よりも大きくすることはできません。物理ページ サイズに指定された値の方が大きい場合、MicroKernel は論理ページ サイズと同じになるようその値を切り捨てます。論理ページ サイズは物理ページ サイズの倍数になっていなければなりません。倍数でない場合、その論理ページ サイズの値は物理ページ サイズの値のちょうど倍数になるよう切り捨てられます。このような操作の結果として、論理ページ サイズと物理ページ サイズの値が同じになった場合、ページ レベルの圧縮はこのファイルに適用されません。

Create オペレーション（14）では、以下の値が必要です。

C における API 呼び出しは次のようになります。

あらかじめキーが定義されているファイルを作成すると、挿入、更新、または削除のたびにインデックスにデータが設定されます。これは、ほとんどのデータベース ファイルに必要です。しかし、読み取る前にデータが完全に取り込まれる類のデータベース ファイルがあります。これらには、テンポラリ ソート ファイルや、製品の一部として提供されるデータ実装済みのファイルが挙げられます。

このようなファイルの場合、レコードが書き込まれた後に Create Index（31）でキーを作成する方が処理が速くなる可能性があります。レコードの挿入をより速く実行できるように、インデックスを定義せずにファイルを作成する必要があります。その後、Create Index オペレーションによって、より効率的な方法でキーをソートし、インデックスを作成します。

このように作成されたインデックスは効率も良く、高速なアクセスができます。インデックス ページはキー順に読み込まれるので、Create Index（31）の実行時、MicroKernel エンジンは各ページの終わりに空き領域を残す必要がありません。各ページは、100% 近くまでレコードが書き込まれます。それに対して、Insert（2）または Update（3）オペレーションでインデックス ページにレコードを書き込む場合、インデックス ページは半分に分割され、レコードの半分は新しいページにコピーされます。このプロセスにより、平均的なインデックス ページは約 50～65% まで満たされます。インデックス バランスを使用すると、65 ～ 75% まで満たされる場合があります。

Create Index（31）オペレーションのもう 1 つの利点として、作成された新しいインデックス ページはすべてファイルの終わりにまとめて書き込まれます。これは、大きなファイルの場合、読み取り処理間で読み取りヘッドの移動距離が短くなるということです。

この手法では、レコードが数千件しかない小さなファイルの場合、処理速度が上がらない可能性があります。このオペレーションの利点を生かすには、ファイルにさらに大きなインデックス フィールドが必要になります。さらに、すべてのインデックス ページをMicroKernel エンジン キャッシュに収容できる場合、この手法では速度は向上しません。しかし、常にインデックス ページのほんの一部しかキャッシュ内にないのであれば、多くの余分なインデックス ページの書き込みが省かれます。この技術により、多くのレコードを持つファイルの構築に必要となる時間を大幅に短縮することができます。Create Index（31）では、ファイル内のインデックス ページ数が多いほど、一度に 1 レコードずつ挿入する場合よりも高速にインデックスを作成できます。

つまり、PSQL ファイルを最初から読み込む場合、すべてのインデックス ページを保持するためのキャッシュ メモリが不足することを避けることが重要です。その場合は、Create（14）を使用してインデックスを付けずにファイルを作成し、すべてのデータ レコードが挿入されたときに Create Index（31）を使用します。

これらのオペレーションの詳細については、『Btrieve API Guide』を参照してください。

Create オペレーション（14）に論理レコード長を適用する必要があります。論理レコード長は、ファイル内の固定長データのバイト数です。この値を算出するには、各レコードの固定長部分に格納しなければならないデータのバイト数を計算します。

たとえば、以下の表には、どのように社員ファイル例のデータ バイトを合計して論理レコード長を算出するかを示しています。

論理レコード長を計算する際に、可変長データをカウントしないのは、可変長の情報がファイル内の固定長レコードから離れて（可変ページ上に）格納されるからです。

最大論理レコード長は、表 16 に定義されているようにファイル形式によって異なります。

データ ファイル内のすべてのページは同じサイズです。したがって、ファイル内のページのサイズを決定するときは、以下の問題に答える必要があります。

以降では、これらの問題の答えを導き出す方法を説明します。得られた解答で、ファイルに最も合うページ サイズを選択できます。

ファイルの最適なページ サイズを決定する前に、まずファイルの物理レコード長を計算する必要があります。物理レコード長は、論理レコード長とファイルのデータ ページ上にレコードを格納するのに必要なオーバーヘッドとの合計です（ページ サイズの一般的な情報については、ページ サイズを参照してください）。

MicroKernel エンジンは常に、すべてのレコードに最低 2 バイトのオーバーヘッド情報をそのレコードの使用量カウントとして格納しています。また、MicroKernel エンジンは、ファイル内でのレコードとキーの定義方法により、各レコード内に追加バイトを格納します。

次の表は、レコードの圧縮を使用しない場合、ファイルの特性によってレコード オーバーヘッドが何バイト必要になるかを示します。

次の表は、レコードの圧縮を使用する場合、ファイルの特性によってレコード オーバーヘッドが何バイト必要になるかを示します。

次の表は、ページのタイプによってページ オーバーヘッドが何バイト必要になるかを示します。

次の表は、ファイルのレコードおよびキーの定義方法に基づいて、物理レコード長を算出するため、論理レコード長に追加しなければならないオーバーヘッドのバイト数を示しています。レコードのオーバーヘッドの一覧は、表 17 および表 18 にもあります。

物理レコード長を使用して、データ ページに対するファイルの最適ページ サイズを決定できます。

MicroKernel エンジンはデータ レコードの固定長部分をデータ ページに格納しますが、固定長部分をページをまたいで分割することはしません。また、MicroKernel エンジンは各データ ページにオーバーヘッド情報を格納します（表 17 および 18 を参照してください）。ページ サイズを決定するときは、この追加のオーバーヘッドを計算する必要があります。

選択したページ サイズからオーバーヘッド情報のバイト数を差し引いたものが物理レコード長の正確な倍数にならない場合、ファイルには未使用領域が含まれています。次の式を使用して、効率のよいページ サイズを見つけることができます。

ファイルによるディスク領域の使用量を最適化するには、未使用領域を最小にしてレコードをバッファーに格納できるページ サイズを選択します。サポートされるページ サイズはファイル形式により異なります。表 21 を参照してください。内部レコード長（ユーザー データ + レコード オーバーヘッド）が小さく、ページ サイズが大きいと、無駄な領域がかなりの量になる可能性があります。

物理レコード長が 194 バイトの例を考えてみましょう。以下の表に、ページ サイズごとに、ページに格納できるレコード数とページに残る未使用領域のバイト数を示します。

表に示すように、ページ サイズ 512 を選択すると 1 ページに 2 つのレコードしか格納できず、ファイル形式によって各ページの 114 ～ 118 バイトが未使用になります。しかし、ページ サイズ 4,096 を選択すると、1 ページあたり 21 個のレコードを格納でき、各ページの 16 バイトだけが未使用になります。同じ 21 レコードでも、ページ サイズ 512 では 2 KB 以上の無駄な領域ができてしまいます。

物理レコード長が非常に小さい場合は、ほとんどのページ サイズで無駄になる領域は非常にわずかです。ただし、v8.x より前のファイルではページごとに最大 256 レコードという制限があります。この場合、物理レコード長が小さいのに大きなページ サイズ（たとえば、4,096 バイト）を選択すると、無駄な領域が大きくなります。例として、表 22 に 8.x より前のファイル バージョンに対して 14 バイトのレコード長を設定した場合の動作を示します。

選択するページ サイズは、8 つのキー値にオーバーヘッドを加えた値を保持できるほどの大きさが必要です。ファイルに対して許容できる最小ページ サイズを見つけるには、表 23 で指定された値を追加します。

表では例として 9.5 ファイル形式を使用します。

計算結果以上の有効なページ サイズを選択します。ここで、選択するページ サイズがファイル作成後に作成されたキーのサイズを収容できるサイズでなければならないことに注意してください。キー セグメントの総数は、最小ページ サイズを指示する場合があります。たとえば、ページ サイズ 512 を使用するファイルには 8 個のキー セグメントしか定義できません。

ページ数を予測できることから、ファイルを格納するのに必要なバイト数を見積もることが可能です。ただし、MicroKernel エンジンは動的にページを操作するため、式を用いる場合、これらの式はファイル サイズを概算するだけであることを考慮してください。

これらの式は、必要な最大記憶域に基づいていますが、一度に 1 つのタスクでしか、ファイルに対してレコードの更新や挿入を行わないことを前提としています。同時並行トランザクション中に、複数のタスクでファイルに対してレコードを更新したり挿入したりする場合には、ファイル サイズが増加します。

またこれらの式は、ファイルからまだレコードが削除されていないことを前提としています。ファイル内のレコードをいくつ削除しても、ファイルのサイズは変わりません。MicroKernel エンジンは、削除されたレコードが占有していたページの割り当てを解除しません。むしろ、MicroKernel エンジンは新しいレコードがファイルに挿入されるたびにそれらのページを再利用し、その後で新しいページを割り当てます。

計算の最終結果に小数値が含まれている場合は、小数値を次に大きい整数に切り上げます。

次の式は、ファイルの格納に必要な最大バイト数を算出するために使用します。［手順 x を参照］は、この式の個々の要素を説明する手順への参照を示します。

ファイル サイズ（バイト単位） =

(ページ サイズ *
   (データ ページ数 ［手順 1 を参照］+
    インデックス ページ数［手順 2 を参照］+
    可変ページ数［手順 3 を参照］+
    その他のページ数［手順 4 を参照］+
    シャドウ プール ページ数［手順 5 を参照］))

ファイル サイズの算出には 2 種類のページ カテゴリを含めることが必要です。標準ページ カテゴリには、データ ファイルが最初に作成されたときのページが含まれます（『Btrieve API Guide』の Create（14）も参照してください）。さらに、式には表 25 で示された特殊（非標準）ページも含める必要があります。特殊ページはファイルのページ サイズの倍数になるとは限りません。

MicroKernel エンジンには、ディスク領域の節約とシステム パフォーマンスの向上を実現するいくつかの機能があります。これらの機能は以下のとおりです。

キーを重複可能と定義すれば、MicroKernel エンジンは複数のレコードにそのキーの同じ値を持たせることができます。それ以外は、各レコードにそのキーの一意の値がなければなりません。セグメント化されたキーの 1 つのセグメントが重複可能であれば、すべてのセグメントが重複可能でなければなりません。

デフォルトでは、MicroKernel エンジンは v7.0 以降のファイルに重複キーをリンク重複キーとして格納します。重複キー値を持つ最初のレコードがファイルに挿入されると、MicroKernel エンジンはインデックス ページにキー値を格納します。MicroKernel エンジンはまた、このキー値で最初のレコードと最後のレコードを識別するために 2 つのポインターを初期化します。さらに、MicroKernel エンジンはレコードの終わりにあるポインターのペアをデータ ページに格納します。これらのポインターは、同じキー値で前のレコードと次のレコードを識別します。ファイルを作成する場合、将来リンク重複キーを作成する際に使用するポインターを予約することができます。

データ ファイルを作成した後に重複キーの追加を予測し、リンク重複方法を使用するためのキーが必要であれば、ファイル内にポインターのための領域をプリアロケートすることができます。

リンク重複キーを作成するための領域がない場合、つまり、重複ポインターがない場合、MicroKernel エンジンは繰り返し重複キーを作成します。MicroKernel エンジンは、データ ページ上とインデックス ページ上に繰り返し重複キーのすべてのキー値を格納します。つまり、キーの値はデータ ページ上のレコード内に存在し、インデックス ページ上のキー エントリで反復されます。

Create（14）オペレーションまたは Create Index（31）オペレーションのキーの仕様ブロックにキー フラグのビット 7（0x80）を設定することによって、キーを繰り返し重複キーとして定義できます。6.10 より前には、キーを繰り返し重複キーと定義できず、キー フラグのビット 7 はユーザーが定義できませんでした。6.0 以降では、リンク重複キーを作成するための領域がない場合、したがって、MicroKernel エンジンが繰り返し重複キーとしてキーを作成しなければならない場合、Stat オペレーション（15）がビット 7 を設定します。

5.x 形式を使用するファイルは、5.x では補足キー属性と呼ばれているこの同じキー フラグを使用して、キーが 5.x Create Supplemental Index オペレーション（31）で作成されたことを示します。

各方法にはパフォーマンスの利点があります。

リンク重複キーと繰り返し重複キーの間には、パフォーマンスのトレードオフがあります。一般に、キーの平均重複数が 2 つ以上であれば、リンク重複キーがディスク上で占有する領域は少なくなり、また、インデックス ページが少ないために一般には検索が高速になります。ただし、重複キーを持つレコードがほとんどファイルに格納されておらず、キー長が非常に短い場合は、その逆になります。それは、リンク重複ツリー内のエントリがポインターに 8 バイトを必要するのに対して、繰り返し重複キー エントリは 4 バイトを必要とするからです。

重複を持つキーがわずかしかない場合は、繰り返し重複キーを使用して各データ レコードに 8 バイトを追加保存するのが有利です。キー重複の平均数が 2 未満である場合は、いずれを選択してもパフォーマンス上の利点はそれほどありません。

いくつかの並行トランザクションが同時に同じファイル上でアクティブになると予想する場合、繰り返し重複キーの方が、これらのトランザクションが同じページにアクセスしない確率は高くなります。並行トランザクションでの書き込みに関連するすべてのページには、それらのページに対する暗黙ロックがあります。ある並行トランザクションで変更を行うためにページが必要であり、そのページが別の並行トランザクションに関与している場合、MicroKernel エンジンは別のトランザクションが終了するまで待ちます。このような暗黙の待ち時間が頻繁に発生する場合、アプリケーションのパフォーマンスは低下します。

いずれのキー格納方法も、年代順をトラッキングするための簡便法としては推奨しません。リンク重複キーの場合、MicroKernel エンジンはキーを作成した後に挿入されるレコードの年代順を維持しますが、キーのインデックスを作成し直した場合、年代順は失われます。繰り返し重複キーについては、キーを作成してから新しいレコードを挿入するまでの間にレコードの削除がなかった場合のみ、MicroKernel エンジンはレコードの年代順を維持します。年代順をトラッキングするには、キー上で AUTOINCREMENT データ型を使用します。

プリアロケーションは、MicroKernel エンジンがディスク領域を必要とするときに、その領域が利用可能であることを保証します。MicroKernel エンジンでは、データ ファイルを作成するときにファイルに最大 65,535 ページをプリアロケートできます。表 26 は、65,535 全ページ分のディスク領域を割り当てるものと仮定して、MicroKernel エンジンが各ページ サイズのファイルに対して割り当てる最大バイト数を示したものです。

指定したページ数をプリアロケートするだけの十分な領域がディスクにない場合、MicroKernel エンジンはステータス コード 18（ディスクがいっぱい）を返し、ファイルを作成しません。

データ ファイルがディスク上の連続する領域を占有する場合、ファイル操作を高速化することができます。速度の向上は、非常に大きなファイルで最も顕著です。ファイルに連続するディスク領域をプリアロケートする場合、ファイルを作成するためのデバイスには必要なバイト数の連続する使用可能空き領域が必要です。MicroKernel エンジンは、ディスク上の領域が連続であるかどうかにかかわらず、指定するページ数をプリアロケートします。

ファイルに必要なデータ ページ数とインデックス ページ数を決定するには、この章の前半で説明した式を使用します。この部分の計算から出た剰余を次に大きい整数に切上げます。

ファイルのページをプリアロケートすると、そのファイルは実際にディスクのその領域を占有します。ほかのデータ ファイルは、そのファイルを削除または交換するまで、プリアロケートされたディスク領域を使用できません。

レコードを挿入すると、MicroKernel エンジンはデータとインデックスのプリアロケートされた領域を使用します。ファイルにプリアロケートされたすべての領域が使用されている場合、MicroKernel エンジンは新しいレコードが挿入されるたびにファイルを拡張します。

API の Stat オペレーション（15）を発行すると、MicroKernel エンジンはファイルの作成時に割り当てたページ数とMicroKernel エンジンが現在使用しているページ数の差を返します。この差が常に、プリアロケーションに指定したページ数より小さくなるのは、たとえレコードを何も挿入していなくても、ファイルの作成時に一定のページ数が使用されるとMicroKernel エンジンが見なすからです。

ファイル ページは一度使用されたら、たとえそのページに格納されているすべてのレコードを削除しても、ページは使用中のままになります。Stat オペレーションが返す未使用ページ数は増えません。レコードを削除すると、MicroKernel エンジンはファイル内の空き領域のリストを保守し、新しいレコードを挿入したときに使用可能な領域を再利用します。

たとえ Stat オペレーションが返す未使用ページ数が 0 であっても、ファイルにはまだ使用可能な空き領域があります。以下のいずれかが真であれば、未使用ページ数が 0 である可能性があります。

空白を切り捨てることにした場合、MicroKernel エンジンはファイルにレコードを書き込むときにレコードの可変長部分の末尾の空白（ASCII のスペース コード 32、つまり 16 進数の 0x20）を格納しません。ブランク トランケーションは、レコードの固定長部分に影響しません。MicroKernel エンジンは、データに埋め込まれている空白を削除しません。

切り捨てられた末尾の空白を含むレコードを読み取ると、MicroKernel エンジンはレコードを元の長さまで拡張します。MicroKernel エンジンがデータ バッファー長パラメーターで返す値には、拡張された空白が含まれています。ブランク トランケーションは、レコードの物理サイズに 2 バイトまたは 4 バイトのオーバーヘッドを追加し、固定長部分と一緒に格納します。ファイルが VAT を使用しない場合は 2、使用する場合は 4 です。

ファイルを作成する場合、MicroKernel エンジンがファイルにデータ レコードを格納するときにデータ レコードを圧縮するかどうかを指定できます。レコード圧縮により、多数の繰り返し文字を含むレコードの格納に必要なスペースを大幅に削減できます。MicroKernel エンジンは、5 つ以上の同じ連続文字を 5 バイトに圧縮します。

以下の環境におけるレコード圧縮の使用方法について考えてみましょう。

圧縮されたファイルに対してレコード I/O を実行する場合、MicroKernel エンジンは圧縮バッファーを利用して、レコードの圧縮および拡張処理用のメモリ ブロックを提供します。レコードの圧縮や拡張を行うのに十分なメモリを確保するため、MicroKernel エンジンは、タスクが圧縮されたファイルに挿入する最長レコードの 2 倍の長さを格納できるだけのバッファー領域を必要とします。この要求は、MicroKernel エンジンがロードされた後にコンピューター内に残っている空きメモリ量に影響を与える可能性があります。たとえば、タスクが書き込むか取得する最長レコードが 64 KB の長さであれば、MicroKernel エンジンはそのレコードの圧縮および拡張に 128 KB のメモリを必要とします。

圧縮されたレコードの最終の長さはそのレコードがファイルに書き込まれるまで決定できないので、MicroKernel エンジンは常に圧縮されたファイルを可変長レコード ファイルとして作成します。データ ページでは、MicroKernel エンジンは重複キー ポインターごとに、ファイルが VAT を使用しない場合は 7 バイト、使用する場合は 11 バイトを追加し、さらに、重複キー ポインターごとに 8  バイトを格納します。MicroKernel エンジンは次に、レコードを可変ページに格納します。レコードの圧縮されたイメージは可変長レコードとして格納されるので、タスクが頻繁な挿入、更新および削除を行う場合は、個々のレコードがいくつかのファイル ページにわたって断片化される場合があります。MicroKernel エンジンは 1 つのレコードを取得するために複数のファイル ページを読み取らなければならない場合があるので、この断片化によってアクセス時間が遅くなるおそれがあります。

レコード圧縮オプションは、各レコードが多数の繰り返し文字を取り込む可能性がある場合に最も有効です。たとえば、レコードにいくつかのフィールドが含まれており、レコードをファイルに挿入するときにそれらのフィールドはすべてタスクによって空白に初期化される可能性があります。圧縮は、これらのフィールドがほかの値を含むフィールドによって分離される場合でなく、レコード内で 1 つにグループ化される場合に有効です。

レコード圧縮を使用するには、圧縮フラグを設定してファイルを作成しておく必要があります。キーオンリー ファイルでは圧縮を行えません。

MicroKernel エンジンでは、インデックス バランスを使用することによってディスクをさらに節約できます。MicroKernel エンジンは、デフォルトではインデックス バランスを使用しないので、現在のインデックス ページがいっぱいになるたびに、MicroKernel エンジンは新しいインデックス ページを作成する必要があります。インデックス バランスが有効であれば、MicroKernel エンジンは現在のインデックス ページがいっぱいになるたびに、新しいインデックス ページを頻繁に作成しないようにすることができます。インデックス バランスを使用すると、MicroKernel エンジンは隣接するインデックス ページで使用可能な領域を探します。これらのページのうちの 1 つに領域がある場合、MicroKernel エンジンはいっぱいのインデックス ページから空き領域を持つページへキーを移動します。

インデックス バランス処理を実行すると、インデックス ページ数が少なくなるだけでなく、より密度の高いインデックスが作成され、ディスクの総利用率も上がり、大半の読み取り操作に対する応答が速くなります。ソート順でファイルにキーを追加する場合、インデックス バランスを使用していると、インデックス ページの利用率が 50% から 100% 近くまで増加します。ランダムにキーを追加する場合、最小のインデックス ページの利用率が 50% から 66% に増加します。

Insert オペレーションと Update オペレーションでは、バランス ロジックはファイル内のより多くのページを調べるようにMicroKernel エンジンに要求し、より多くのディスク I/O を要求する可能性があります。余分なディスク I/O はファイル更新速度を下げます。インデックス バランスの正確な影響は状況によって異なりますが、インデックス バランスを使用した場合、書き込み操作のパフォーマンスは概して約 5～10% 低下します。

MicroKernel エンジンは 2 つのレベル、つまり、エンジン レベルとファイル レベルのインデックス バランスを提供するので、MicroKernel エンジン環境を微調整することができます。セットアップ中にインデックス バランス設定オプションを指定すると、MicroKernel エンジンはすべてのファイルにインデックス バランスを適用します。インデックス バランス設定オプションの指定方法については、『PSQL User's Guide』を参照してください。

特定のファイルだけにインデックス バランスを行うように指定することもできます。そうするには、ファイル作成時にファイル フラグのビット 5（0x20）を設定します。MicroKernel エンジンを起動したときにインデックス バランス設定オプションがオフであれば、MicroKernel エンジンはビット 5 のファイル フラグを設定したファイル上のインデックスだけにインデックス バランスを適用します。

MicroKernel エンジンを起動したときにインデックス バランス設定オプションがオンであった場合、MicroKernel エンジンはすべてのファイルのファイル フラグ内のビット 5 を無視します。この場合、MicroKernel エンジンはすべてのファイルにインデックス バランスを適用します。

ファイルは、インデックス バランスが有効であるかどうかに関係なく互換性があります。また、インデックス バランスが使用されたインデックス ページを含むファイルにアクセスするために、インデックス バランスを指定する必要はありません。MicroKernel エンジンのインデックス バランス オプションをオンにした場合、既存のファイル内のインデックス ページはいっぱいになるまで影響を受けません。MicroKernel エンジンは、このオプションを有効にした結果として既存のファイルに対し再度インデックス バランスを行いません。同様に、インデックス バランス オプションをオフにしても、既存のインデックスは影響を受けません。このオプションのオン、オフにより、MicroKernel エンジンがいっぱいになったインデックス ページを処理する方法が決まります。

可変長部割り当てテーブルを使用すると、MicroKernel エンジンは非常に大きなレコード内に大きなオフセットで存在するデータに対してさらに高速にアクセスでき、データ圧縮を使用するファイル内のレコードを処理するときにMicroKernel エンジンが要求するバッファー サイズが大幅に削減されます。レコードの VAT を使用すると、MicroKernel エンジンはレコードの可変長部分をさらに小さな部分に分割し、次にこれらの部分をいくつもの可変長部に格納します。MicroKernel エンジンは、同量のレコード データを、レコードの可変長部に格納します。ただし、最後の可変長部は異なることがあります。MicroKernel エンジンは、ファイルのページ サイズに 8 をかけて、各可変長部に格納する量を計算します。最後の可変長部には、MicroKernel エンジンがほかの可変長部にデータを分割した後に残るデータが含まれています。

VAT を使用し、4,096 バイトのページ サイズを持つファイルでは、第 1 の可変長部にレコードの可変部分のオフセット 0～32,767 のバイトが格納され、第 2 の可変長部にオフセット 32,768～65,535 が格納され、以降同様に格納されます。MicroKernel エンジンが VAT を使用してレコード内の大きなオフセットまでのシークを加速できるのは、VAT を使用すると、レコードの下位オフセットのバイトを含んでいる可変長部をスキップできるからです。

アプリケーションでは、ファイルの作成時に VAT を使用するようにするかどうかを指定します。アプリケーションが非常に大きな、物理ページ サイズの 8 倍を越えるレコードに対して Chunk オペレーションを使用し、順次でないランダムな方法でチャンクにアクセスする場合は、VAT によってアプリケーションのパフォーマンスが向上する可能性があります。アプリケーションがレコード全体に対する操作を行う場合は、VAT によってパフォーマンスは向上しません。この場合、MicroKernel エンジンはレコードを順次に読み書きし、MicroKernel エンジンはレコード内のどのバイトもスキップしないからです。

アプリケーションが Chunk オペレーションを使用するがレコードに順次アクセスする場合（たとえば、レコードの最初の 32 KB を読み、次の 32 KB を読み、という具合にレコードの最後まで読む）、VAT はパフォーマンスを向上させません。これは、MicroKernel エンジンがオペレーション間でレコード内の位置を保存することによって Chunk オペレーションが先頭からシークする必要性をなくしているためです。

VAT には別の利点もあります。MicroKernel エンジンが圧縮されたレコードを読み書きする場合、使用するバッファー サイズは、レコードの未圧縮サイズの最大 2 倍必要です。ファイルに VAT がある場合、そのバッファーは 2 つの可変長部と同じ大きさ、つまり、物理ページ サイズの 16 倍あれば済みます。

キーオンリー ファイルでは、レコード全体がキーと共に格納されるため、データ ページは不要です。キーオンリー ファイルは、レコードに単一のキーが含まれており、かつそのキーがレコードの大部分を占有している場合に有効です。キーオンリー ファイルのもう 1 つの一般的な用途は、標準ファイルの外部インデックスとしての使用です。

キーオンリー ファイルには以下の制限が適用されます。

キーオンリー ファイルには、後ろに多数の PAT ページとインデックス ページが付いたファイル コントロール レコード ページしか含まれていません。キーオンリー ファイルに ACS がある場合、ACS ページもある可能性があります。ODBC を使用してファイルに参照整合性制約を定義した場合、ファイルには 1 つまたは複数の可変ページも含まれます。

MicroKernel エンジンには、ファイル セキュリティの設定方法が 3 つあります。

また、MicroKernel エンジンはサーバー プラットフォーム上でネイティブ ファイル レベルのセキュリティが使用可能であればそれをサポートします。

MicroKernel エンジンには、データ セキュリティを向上させる以下の機能があります。

MicroKernel エンジンでは、Set Owner（29）オペレーションを使用してオーナー ネームを割り当てることにより、ファイルに対するアクセスを制限することができます（『Btrieve API Guide』の Set Owner（29）を参照してください）。ファイルにオーナー ネームを割り当てると、MicroKernel エンジンはそのファイルに対するアクセスについてオーナー ネームを要求します。このため、オーナー ネームを指定しないユーザーまたはアプリケーションがファイルの内容に対して無許可でアクセスしたり変更することはできません。

同様に、ファイルに割り当てられているオーナー ネームがわかれば、ファイルからオーナー ネームをクリアできます。

オーナー ネームでは大文字と小文字が区別されます。また、短いものと長いものがあります。短いオーナー ネームは半角 8 文字までの範囲で指定できます。長いオーナー ネームは半角 24 文字までの範囲で指定できます。長いオーナー ネームに関する制限事項については、『Btrieve API Guide』の Set Owner（29）で手順を参照してください。

以下の方法でファイルに対するアクセスを制限できます。

オーナー ネームを割り当てる場合、データベース エンジンがオーナー ネームを暗号化キーとしてディスク ファイル内のデータを暗号化するように要求することもできます。ディスク上のデータを暗号化すると、無許可のユーザーはデバッガーまたはファイル ダンプ ユーティリティを使用してデータを調べることができません。Set Owner オペレーションを使用し、暗号化を指定すると、ただちに暗号化が行われます。ファイル全体が暗号化されるまでは MicroKernel エンジンの制御下にあります。また、ファイル サイズが大きいほど、暗号化処理にかかる時間は長くなります。暗号化にはさらに処理時間が必要なため、データ セキュリティが重要である場合に限りこのオプションを選択する必要があります。

ファイルに割り当てられているオーナー ネームがわかれば、Clear Owner（30）オペレーションを使用してファイルから所有権の制限を削除できます。また、暗号化されたファイルで Clear Owner オペレーションを使用すると、データベース エンジンはそのファイルを復号化します。

ファイルへのアクセスを 1 クライアントに制限するために、MicroKernel エンジンが排他モードでファイルを開くように指定できます。クライアントが排他モードでファイルを開くと、排他モードでファイルを開いたクライアントがそのファイルを閉じるまでほかのクライアントはファイルを開けません。

データベース URI（Uniform Resource Indicator）文字列の詳細については、データベース URI を参照してください。PCC のセキュリティ設定へのアクセス方法は、『PSQL User Guide』を参照してください。