数据存储与组织管理学习教案

1、会计学1数据存储数据存储(cn ch)与组织管理与组织管理第一页，共40页。物理物理(wl)存储介质存储介质磁盘空间管理磁盘空间管理(gunl)文件的页组织文件的页组织页表示格式页表示格式记录表示格式记录表示格式DB元信息及其组织管理元信息及其组织管理DB缓冲区管理缓冲区管理第1页/共40页第二页，共40页。4.1.1 存储介质的层次(cngc) 4.1.2 磁盘的物理(wl)特性4.1.3 磁盘故障及其处理策略 4.1.4 磁盘块存取的优化第2页/共40页第三页，共40页。第3页/共40页第四页，共40页。硬盘容量硬盘容量 盘面盘面(pn min)数每盘面数每盘面(pn min)磁道数每磁道

2、扇区磁道数每磁道扇区数每扇区字节数数每扇区字节数 第4页/共40页第五页，共40页。第5页/共40页第六页，共40页。第6页/共40页第七页，共40页。第7页/共40页第八页，共40页。通过增加奇偶位数，可降低检不出错误的概率。若用n个位存储校验和,则漏检错误的概率仅为1/2 n 第8页/共40页第九页，共40页。RAID技术磁盘冗余阵列 的磁盘组织技术。Redundant Array of Inexpensive Disks第9页/共40页第十页，共40页。第10页/共40页第十一页，共40页。动解决坏盘检测问题，但也增大了代价。RAID3只使用一个冗余磁盘，即采用最低的安全性开销。RAID

3、2/3写操作都需要一个read-modify-write 的周期过程。第11页/共40页第十二页，共40页。 RAID4磁盘磁盘(c pn)读写过程读写过程读块过程：直接读出相应数据盘中的目标块即可。读块过程：直接读出相应数据盘中的目标块即可。写块过程：除了写目标数据盘外，还要修改冗余盘上对应块写块过程：除了写目标数据盘外，还要修改冗余盘上对应块数据。写单个块需要一个数据。写单个块需要一个read- modify- write 的周的周期过程。期过程。 校验盘对应块新数据校验盘对应块新数据(当前数据盘当前块原数据当前数据盘当前块原数据 XOR 当前数据盘当前块新数当前数据盘当前块新数据据 )

4、XOR 校验盘对应块原校验盘对应块原数据数据第12页/共40页第十三页，共40页。RAID6的故障恢复步骤第13页/共40页第十四页，共40页。第14页/共40页第十五页，共40页。请求服务的时间。请求服务的时间。第15页/共40页第十六页，共40页。第16页/共40页第十七页，共40页。4.2.1 磁盘空间管理器 4.2.2 利用(lyng)OS管理磁盘空间4.2.3 跟踪(gnzng)自由块 第17页/共40页第十八页，共40页。第18页/共40页第十九页，共40页。4.3.1 堆文件(wnjin) 4.3.2 排序(pi x)文件4.3.3 索引文件 u 单个记录文件所包含的记录集，单个

5、记录文件所包含的记录集， 可能存储在若干不同的页上。可能存储在若干不同的页上。u 高层高层DBMS代码一般将代码一般将“页页”视为容视为容纳纳 多个记录的对象，忽略页中具体数据多个记录的对象，忽略页中具体数据 的表示方式或存储细节。的表示方式或存储细节。u 重点讨论文件中有关页的组织方式。重点讨论文件中有关页的组织方式。记录唯一标识符记录唯一标识符rid，可被用来识别记录所属的页及记录在页内的相对位置。，可被用来识别记录所属的页及记录在页内的相对位置。第19页/共40页第二十页，共40页。条件的有关记录rids 第20页/共40页第二十一页，共40页。描多个页第21页/共40页第二十二页，共4

6、0页。第22页/共40页第二十三页，共40页。其它记录n插入时，相应位置即使没有空，也暂时不移动其它记录来腾出位置，而是引入溢出页。n必要时，系统重组文件（安排在相对空闲时间）第23页/共40页第二十四页，共40页。第24页/共40页第二十五页，共40页。4.4.1 定长记录(jl)4.4.2 变长记录(jl)第25页/共40页第二十六页，共40页。第26页/共40页第二十七页，共40页。第27页/共40页第二十八页，共40页。第28页/共40页第二十九页，共40页。4.5.1 定长记录(jl)的字段表示 4.5.2 变长记录(jl)的字段表示4.5.3 跨页记录管理技术 4.5.4 巨型字段

7、/对象管理技术4.5.5 指针记录管理技术指针混写u DB中记录除了存储各字段信息外，中记录除了存储各字段信息外， 通常还有一个记录首部（记录头）。通常还有一个记录首部（记录头）。u记录头中存储记录层次的一般管理记录头中存储记录层次的一般管理 信息，包括记录长度、时间戳和指向信息，包括记录长度、时间戳和指向 记录模式描述的指针等。记录模式描述的指针等。u记录是否变长主要看它是否含变长字段记录是否变长主要看它是否含变长字段。u本节集中讨论记录中字段的表示问题。本节集中讨论记录中字段的表示问题。第29页/共40页第三十页，共40页。第30页/共40页第三十一页，共40页。第31页/共40页第三十二页，共40页。不超过1页，以简化缓冲区和空闲空间的管理。对超过一个页的大对象或长字段，一般采用如下两种管理方法：n用跨页记录(jl)存储技术；n将它们单独存储在一些文件或文件集中。第32页/共40页第三十三页，共40页。n通过DB系统的“逻辑/物理地址映射表”，可将其映射为实际磁盘物理块地址。第33页/共40页第三十四页，共40页。第34页/共40页第三十五页，共40页。第35页/共40页第三十六页，共40页。4.7.1 DB缓冲(hunchng)池与缓冲(hunchng)区管理