计算机四级数据库复习笔记(二).doc

第六章 存储技术与数据库物理设计 6.1 文件组织 6.1.1 数据库的物理结构 1、 数据库中的应用数据是以文件形式存储在外存上的，文件在逻辑上被组织成记录的序列，即每个DB文件可看作是逻辑记录的集合; 2、 一个文件在磁盘上占有一定的物理存储空间，文件中的每个逻辑记录被映射存储到某个特定的磁盘块上，一个文件在物理上可以看作是由存放文件记录的一系列磁盘块组成，称为物理文件; 3、 文件的逻辑记录与磁盘间的映射关系是由操作系统或DBMS来管理的，当需要对一个文件的逻辑记录进行操作时，先要根据这种映射关系找到该逻辑记录所在的磁盘块，然后再进行操作。 4、 从数据库物理结构角度需要解决如下问题： (1) 文件的组织; (2) 文件的结构; (3) 文件的存取; (4) 索引技术; 6.1.2 文件组织 1、 数据库与文件的对应关系 (1) 在外存中，数据库以文件形式组织，文件由逻辑记录组成，记录由多个域组成; (2) 一个关系数据库包括一张或多张关系表，关系表与文件的对应关系有如下方式： (A) 每张关系表单独用一个文件来存储，由DBMS通过OS的文件管理功能来管理; (B) 现代中大型DBMS是由OS直接分配一块大的磁盘空间，DBMS将该磁盘空间作为数据库磁盘文件直接管理，DB的所有关系表都存储在该文件中; (1) 关系表在逻辑上由一系列元组组成，元组由多个属性组成，每个元组可以用磁盘文件中的一个逻辑记录来存储，记录包括多个域，对应元组的多个属性; 2、文件记录格式： (1) 数据库文件通常采用两种逻辑记录格式：定长记录格式和变长记录格式; 6.2 文件结构与存取 6.2.1 堆文件 1、 堆文件也称无序文件，记录随机在存储在文件物理空间是，新插入的记录存储在文件的末尾; 2、 堆文件常常用作存储那些将来使用，但目前不清楚如何使用的记录，为了实现文件记录的有效存取，堆文件经常与附加的存取路径一起使用; 3、 查找操行平均需要有哪些信誉好的足球投注网站(B+1)/2个磁盘块，效率比较低; 4、 插入操作十分简单，先读文件头，找到最末磁盘地址，将最末磁盘块读入内存，将需插入的新记录写入磁盘块的末端，最后将修改过的磁盘块写回磁盘; 5、 删除比较复杂，可以先找到被删除记录所在的磁盘块，读入内存后在内存缓冲区删除记录，最后再写回磁盘;也可以在每个记录的磁盘空间增加一个删除标志位，当需要删除记录时，将标示位置1; 6.2.2 顺序文件 1、 顺序文件按照文件记录在查询码上的取值的大小顺序排列各个记录; 2、 顺序文件的每个记录中有一个指针字段，根据查询码大小用指针将各个记录按序连接起来; 3、 文件建立时，应尽量使记录的物理顺序与查找码的顺序一致，以减少访问磁盘块的次数; 4、 根据查询条件对顺序文件进行查询时，如查询条件定义在查找码上，则使用二分法查找技术快速找到记录，如条件不在查找码上，则必须从头到尾依次扫描磁盘块，与堆文件一致，所以顺序文件的访问效率也不高; 5、 顺序文件插入工作包括定位和插入： (1) 定位：在指针链中找到插入的位置，即插入记录在哪个记录的前面; (2) 插入：如有自由空间，则在该位置插入新记录，如没有自由空间，则只能插入溢出块中，重新调整记录指针链关系，保证记录顺序; 6.2.3 聚集文件 1、 聚集文件是一种具有多种记录类型文件，存储了来自多个关系表的数据，每个关系表对应文件中的一种记录类型; 2、 当数据库中数据量效大时，对数据库查询需要多次访问磁盘文件，严重影响性能指标，为了降低多表操作时的磁盘访问次数，提高多表查询速度，可采用聚集文件; 3、 聚集文件将不同关系表中有关联关系的记录存储在同一磁盘块内，从而减少多表查询时磁盘块的访问次数，提高处理速度; 6.2.4 索引文件 是一种利用索引技术技术快速文件访问的文件组织和存取方法; 6.2.5 散列文件 是一种利用散列函数支持快速文件访问的文件组织和存取方法。 6.3 索引技术 6.3.1 基本概念 1、 索引技术：是一种快速文件访问技术，它将一个文件的每个记录在某个或某些域(属性)上的取值与该记录的物理地址直接联系起来，提供了一种根据记录域的取值快速访问文件记录的机制;它的关键是建立取值域到记录的物理地址刘的映射关系，这种映射关系叫索引; 2、 索引技术分类： (1) 有序索引技术：利用索引文件实现记录域(查找码)取值到记录物理地址间的映射关系，索引文件由索引记录组成，每个记录中记载一个索引项，索引项记录了某个特定的查找码值和具有该值的数据文件记录的物理地址; (2) 散列技术：利用一个散列函数实现记录域取值到记录物理地址间的直接映射关系; (3) 有序索引：有序索引作为基于索引文件的索引技术，需要考虑两个问题：(1)如何组织索引文件中的索引记录;(2)如何从索引文件出发，访