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2015計算機四級考試《資料庫》知識:資料庫的物理結構

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 1 資料庫的物理結構

2015計算機四級考試《資料庫》知識:資料庫的物理結構

1、 資料庫中的應用資料是以檔案形式儲存在外存上的,檔案在邏輯上被組織成記錄的序列,即每個DB檔案可看作是邏輯記錄的集合;

2、 一個檔案在磁碟上佔有一定的物理儲存空間,檔案中的每個邏輯記錄被對映儲存到某個特定的磁碟塊上,一個檔案在物理上可以看作是由存放檔案記錄的一系列磁碟塊組成,稱為物理檔案;

3、 檔案的邏輯記錄與磁碟間的對映關係是由作業系統或DBMS來管理的,當需要對一個檔案的邏輯記錄進行操作時,先要根據這種對映關係找到該邏輯記錄所在的磁碟塊,然後再進行操作。

4、 從資料庫物理結構角度需要解決如下問題:

(1) 檔案的組織;

(2) 檔案的結構;

(3) 檔案的存取;

(4) 索引技術;

6.1.2 檔案組織

1、 資料庫與檔案的對應關係

(1) 在外存中,資料庫以檔案形式組織,檔案由邏輯記錄組成,記錄由多個域組成;

(2) 一個關係資料庫包括一張或多張關係表,關係表與檔案的對應關係有如下方式:

(A) 每張關係表單獨用一個檔案來儲存,由DBMS通過OS的檔案管理功能來管理;

(B) 現代中大型DBMS是由OS直接分配一塊大的磁碟空間,DBMS將該磁碟空間作為資料庫磁碟檔案直接管理,DB的所有關係表都儲存在該檔案中;

(1) 關係表在邏輯上由一系列元組組成,元組由多個屬性組成,每個元組可以用磁碟檔案中的一個邏輯記錄來儲存,記錄包括多個域,對應元組的多個屬性;

2、檔案記錄格式

(1) 資料庫檔案通常採用兩種邏輯記錄格式:定長記錄格式和變長記錄格式;

  2 檔案結構與存取

1 堆檔案

1、 堆檔案也稱無序檔案,記錄隨機在儲存在檔案物理空間是,新插入的記錄儲存在檔案的末尾;

2、 堆檔案常常用作儲存那些將來使用,但目前不清楚如何使用的記錄,為了實現檔案記錄的有效存取,堆檔案經常與附加的存取路徑一起使用;

3、 查詢操行平均需要搜尋(B+1)/2個磁碟塊,效率比較低;

4、 插入操作十分簡單,先讀檔案頭,找到最末磁碟地址,將最末磁碟塊讀入記憶體,將需插入的新記錄寫入磁碟塊的.末端,最後將修改過的磁碟塊寫回磁碟;

5、 刪除比較複雜,可以先找到被刪除記錄所在的磁碟塊,讀入記憶體後在記憶體緩衝區刪除記錄,最後再寫回磁碟;也可以在每個記錄的磁碟空間增加一個刪除標誌位,當需要刪除記錄時,將標示位置1;

2.2 順序檔案

1、 順序檔案按照檔案記錄在查詢碼上的取值的大小順序排列各個記錄;

2、 順序檔案的每個記錄中有一個指標欄位,根據查詢碼大小用指標將各個記錄按序連線起來;

3、 檔案建立時,應儘量使記錄的物理順序與查詢碼的順序一致,以減少訪問磁碟塊的次數;

4、 根據查詢條件對順序檔案進行查詢時,如查詢條件定義在查詢碼上,則使用二分法查詢技術快速找到記錄,如條件不在查詢碼上,則必須從頭到尾依次掃描磁碟塊,與堆檔案一致,所以順序檔案的訪問效率也不高;

5、 順序檔案插入工作包括定位和插入:

(1) 定位:在指標鏈中找到插入的位置,即插入記錄在哪個記錄的前面;

(2) 插入:如有自由空間,則在該位置插入新記錄,如沒有自由空間,則只能插入溢位塊中,重新調整記錄指標鏈關係,保證記錄順序;