数据库原理第五章PPT格式课件下载.ppt

1、活动头磁盘的存取时间由三部分组成：寻道寻道时间时间、等待时间以及传输时间。、等待时间以及传输时间。n磁盘上的数据划分为大小相等的物理块。磁磁盘上的数据划分为大小相等的物理块。磁盘与内存间的数据交换以物理块为单位。盘与内存间的数据交换以物理块为单位。以物理块为交换单位的优点：1）.1）.1）.1）.减少减少减少减少I/OI/OI/OI/O的次数的次数的次数的次数，从而减少寻道和等待的时间。，从而减少寻道和等待的时间。2）.2）.2）.2）.减少间隙的数目减少间隙的数目减少间隙的数目减少间隙的数目，提高磁盘空间利用率。，提高磁盘空间利用率。物理快的大小由物理快的大小由物理快的大小由物理快的大小由O

2、SOSOSOS决定。决定。n一般，在磁盘和内存之间设立缓冲区以解决一般，在磁盘和内存之间设立缓冲区以解决二者的速度不匹配问题。二者的速度不匹配问题。由于有多个缓冲块可供申请使用，磁盘的读写由于有多个缓冲块可供申请使用，磁盘的读写操作和读写数据的处理可以重叠进行。操作和读写数据的处理可以重叠进行。读出：i块块缓冲块缓冲块A处理：处理：处理处理A中中i块块i+1块块缓冲块缓冲块B i+2块块缓冲块缓冲块A处理处理B中中i+1块块qq OS OS OS OS与与与与DBMSDBMSDBMSDBMS都有各自的缓冲区。都有各自的缓冲区。qq 不少不少不少不少DBMSDBMSDBMSDBMS采用采用采用采

3、用延迟写延迟写延迟写延迟写与与与与提前读提前读提前读提前读技术，减少技术，减少技术，减少技术，减少I/OI/OI/OI/O，改善性能。改善性能。5.2 5.2 记录的存储结构记录的存储结构n记录是目前商用数据库的基本数据单元，有定记录是目前商用数据库的基本数据单元，有定长和变长之分。长和变长之分。n记录的存储结构记录的存储结构1.1.1.1.定位法定位法定位法定位法每个字段按其最大可能长度分配定长的每个字段按其最大可能长度分配定长的每个字段按其最大可能长度分配定长的每个字段按其最大可能长度分配定长的 位置位置位置位置LIbbbMINGbbbMALEbb1967512182.2.2.2.相对法相

4、对法相对法相对法每个字段没有固定的长度，而是用特每个字段没有固定的长度，而是用特每个字段没有固定的长度，而是用特每个字段没有固定的长度，而是用特 殊的字符分隔开殊的字符分隔开殊的字符分隔开殊的字符分隔开LI?MING?MALE?1967#问题：问题：字段中也需要用到这些分隔符时，如何进行字段中也需要用到这些分隔符时，如何进行表示？表示？3.3.3.3.计数法计数法计数法计数法每个字段的开始加上表示该字段长度每个字段的开始加上表示该字段长度每个字段的开始加上表示该字段长度每个字段的开始加上表示该字段长度 的字段的字段的字段的字段02LI04MING04MALE041967问题：计数法对问题：计数

5、法对字段的实际长度字段的实际长度有什么要求？有什么要求？5.2.2 记录在物理块上的分配记录在物理块上的分配n n磁盘上，记录必须分配到物理块中。磁盘上，记录必须分配到物理块中。记录跨快存储（记录跨快存储（记录跨快存储（记录跨快存储（spannedspanned）记录不垮块存储（记录不垮块存储（记录不垮块存储（记录不垮块存储（unspannedunspanned）设为物理块的有效空间大小，为固定长记设为物理块的有效空间大小，为固定长记录的大小，若录的大小，若，则每个物理块可容纳的记录，则每个物理块可容纳的记录数为：数为：p=B/Rp称为块因子（称为块因子（Blocking Factor）。）。

6、记录一般不会刚好填满物理块，会留下不用的零头记录一般不会刚好填满物理块，会留下不用的零头空间：空间：BpRR 为了利用这部分空间，可以利用记录的跨块存储组为了利用这部分空间，可以利用记录的跨块存储组织织（spanned organization）。记录记录1记录记录2 2记录记录3 3记录记录4 4n n定长记录（跨块）定长记录（跨块）定长记录（跨块）定长记录（跨块）记录记录1记录记录2 2记录记录3 3记录记录4 4块块i记录记录4（剩余部剩余部分分）记录记录5 5记录记录6 6记录记录7 7块块i i+1n n变长记录（跨块）变长记录（跨块）变长记录（跨块）变长记录（跨块）记录记录1记录记

7、录2 2记录记录3 3块块i记录记录3（剩剩余部分余部分）记录记录4 4记录记录5 5块块i i+15.2.3 物理块在磁盘上的分配物理块在磁盘上的分配 早期的早期的早期的早期的DBMSDBMSDBMSDBMS中，通常由操作系统分配数中，通常由操作系统分配数中，通常由操作系统分配数中，通常由操作系统分配数据库所需的物理块，逻辑上相邻的数据可能据库所需的物理块，逻辑上相邻的数据可能据库所需的物理块，逻辑上相邻的数据可能据库所需的物理块，逻辑上相邻的数据可能被分散到磁盘的不同区域。使得访问数据时，被分散到磁盘的不同区域。使得访问数据时，性能下降。性能下降。现代现代现代现代DBMSDBMSDBMSD

8、BMS中，都改由中，都改由中，都改由中，都改由DBMSDBMSDBMSDBMS初始化时向操初始化时向操初始化时向操初始化时向操作系统一次性的申请所需的存储空间。作系统一次性的申请所需的存储空间。1 1、连续分配法（、连续分配法（contiguous allocationcontiguous allocation）2 2 2 2、链接分配法（、链接分配法（、链接分配法（、链接分配法（linked allocationlinked allocationlinked allocationlinked allocation）物理块未必分配在磁盘的连续存储空间上，物理块未必分配在磁盘的连续存储空间上，物

9、理块未必分配在磁盘的连续存储空间上，物理块未必分配在磁盘的连续存储空间上，各物理块用指针链接，各物理块用指针链接，各物理块用指针链接，各物理块用指针链接，有利于文件的扩展，但有利于文件的扩展，但有利于文件的扩展，但有利于文件的扩展，但效率较差。效率较差。将一个文件的块分配在磁盘的连续空间上，将一个文件的块分配在磁盘的连续空间上，块的次序就是其存储的次序，块的次序就是其存储的次序，有利于顺序存取有利于顺序存取多块文件，不利于文件的扩充多块文件，不利于文件的扩充。3 3 3 3、簇集分配法（、簇集分配法（、簇集分配法（、簇集分配法（clustered allocationclustered all

10、ocationclustered allocationclustered allocation）上述两种方法的结合。上述两种方法的结合。4 4 4 4、索引分配法（、索引分配法（、索引分配法（、索引分配法（indexed allocationindexed allocationindexed allocationindexed allocation）每个文件有一个逻辑块号与其物理块地址对每个文件有一个逻辑块号与其物理块地址对照的索引。照的索引。n n数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术1.1.1.1.消零或空格符法（消零或空格符法（消零或空格符法（消零或空格符法（null supp

11、ressionnull suppressionnull suppressionnull suppression）例如，例如，例如，例如，bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb可以用可以用可以用可以用#5#5#5#5表示；表示；000000 000000 000000 000000可以用可以用可以用可以用66表示等。表示等。2.2.2.2.串型代替法（串型代替法（串型代替法（串型代替法（pattern pattern pattern pattern substitutionsubstitutionsubstitutionsubstitution）对反复出现的字符串，可以用一个对反复出现的字符串

12、，可以用一个对反复出现的字符串，可以用一个对反复出现的字符串，可以用一个省略符代替。省略符代替。例如，串型表如右：IBM PC/XT0000#原始数据原始数据IBM PC/XT 00001IBM PC/XT 00002压缩数据压缩数据#1#23.3.3.3.索引法（索引法（索引法（索引法（indexingindexingindexingindexing）串行代替法的变种，对重复出现的串行，串行代替法的变种，对重复出现的串行，串行代替法的变种，对重复出现的串行，串行代替法的变种，对重复出现的串行，单独存储，在用到这些串行的地方，单独存储，在用到这些串行的地方，单独存储，在用到这些串行的地方，单独

13、存储，在用到这些串行的地方，用指针用指针用指针用指针引用引用引用引用它。它。索引法示例：BeijingNanjingShanghaiCITYCITY表表SHOP#CITY0001Nanjing0002Nanjing0003Nanjing0004Shanghai原始数据原始数据0005ShanghaiSHOP#CITY0001000200030004压缩数据压缩数据0005问题：索引法对串型的长度有什么要求？5.3 5.3 文件结构和存取路径文件结构和存取路径5.3.1 5.3.1 5.3.1 5.3.1 访问文件的方式访问文件的方式访问文件的方式访问文件的方式 传统的数据模型都以记录为基础，记录的集合构成传统的数据模型都以记录为基础，记录的集合构成传统的数据模型都以记录为基础，记录的集合构成传统的数据模型都以记录为基础，记录的集合构成文件。文件须按一定的结构组织和存储记录，按一定文件。文件须按一定的结构组织和存储记录，按一定的存取路径访问有关记录。的存取路径访问有关记录。对数据库的操作最终要落实到对文件的操作。文件结构及其所提供的存储路径