第8章 数据库的物理组织

目录

• 1 数据的物理存储

  • 1.1 缓冲区管理

• 2 数据的文件组织

  • 2.1 RDBMS中属性值

  • 4.4 文件组织方式

• 3 散列文件及访问方式

  • 3.1散列的概念

1 数据的物理存储

缓冲区：在系统内存中开辟的一块专用空间，用来缓存经常需要访问的数据

缓冲区划分为多块，块大小与磁盘块大小一致

1.1 缓冲区管理

缓冲区管理器：DBMS对缓冲区管理的模块

标志位：

• 空闲位：表示缓冲块是否空闲

• 脏位：表示缓冲块是否曾被修改，在被替换时需要写入磁盘

• pin值：初值为0，用到时+1，用完后-1

  • 防止替换出正在处理的块

  • 制定常驻内存块

  

缓冲区替换策略

最近最少使用策略LRU(Least Recently Used)

2 数据的文件组织

• 数据以文件形式组织

  • 文件基本组成单位（逻辑）：文件记录

  • 文件基本组成单位（物理）：磁盘块

• 内外存数据交换以磁盘块为单位

2.1 RDBMS中属性值

元组中特定数据类型分别占用不同的存储空间

• 定长记录存储

  • 简单

    

  • 考虑32为处理器便宜安排如下

    

• 变长记录存储

  • 用特殊分隔符将记录隔开

    

  • 在记录首部存储各字段的偏移量

    

• 块格式

  • 不跨块组织方式

    • 如果物理块不足以放一条记录，放弃不用

  • 跨快组织方式

    • 允许一条记录夸在不同物理块

  • 快列方式

    若干块组成一个快列，记录可以跨越块边界，不能跨快列边界

4.4 文件组织方式

从逻辑存储角度考虑，记录构成块；从逻辑存储角度考虑，记录构成文件

• 堆文件：

  • 查找：顺序扫描

  • 插入：从未用空间开始存放

  • 删除：作删除标记

  • 特点：操作简单，查找效率低

  

• 顺序文件

  • 查找：二分查找

  • 插入：一动后续记录

  • 删除：后续记录上移

  • 特点：读取效率高，系统定期重新组织，使物理顺序和查找键一致，以提高查找速度

  • 通常有预留空间，防止整个前移或者后移

  

• 聚集文件

  • 查找：按关键码

  • 插入：按关键码查找并插入

  • 删除：按关键码查找并删除

  • 特点：提高数据访问效率

  

3 散列文件及访问方式

哈希文件HSAH，通过散列函数运算，桶为基本存储单位（一个桶多块或一块）

3.1散列的概念

K是所有搜索键的集合，B是所有桶地址的集合，h是从K到B的函数，把每个查找键值映射到地址集合中的地址

• 好的散列函数

  • 地址分布均匀

  • 函数实现简单

• 静态散列：桶的个数固定

  • 查找：k计算hk，然后在桶内查找

  • 插入：k计算hk，然后吧记录插入桶内空余空间，或开辟新的溢出块

  • 删除：k计算hk，然后直接从桶内将记录删除

• 动态散列：桶的个数不确定当桶溢出时，分裂桶

最后

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