文档介绍：第5章 数据库的存储结构
2009. 10
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目录 Contents
数据库存储结构
多级存储
物理结构
逻辑结构
关系数据库中表的典型存储机制
索引
散列
簇集
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数据库存储结构
一、多级存储
目前，用内存作为数据库的存储介质是不合适的。
内存的容量尚不够存储全部的数据；
内存一般属易失存储器(Volatile Storage)，不适合用来存储持久数据
内存存储单位数据成本要比外存高得多
因此，主要采用多级存储器。
二级存储：内存－外存
三级存储
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数据库存储结构
三级存储结构
第一级：主存储器 (main memory)
高速缓冲存储器 (cache)
主存储器 (memory)
第二级：磁盘存储器(secondary storage)
也称为：二级存储器 或 次级存储器。
第三级：辅助存储器(tertiary storage)
磁带存储器
自动光盘机
是一种辅助存储设备，也称三级存储器。
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数据库存储结构
存储容量
访问速度
访问
类型
存取
单位
第一级存储器
100MB
~
10GB
10-8秒
~
10-7 秒
随机
字节
第二级存储器
10GB
~
103GB
10毫秒
~
30 毫秒
随机
物理块
第三级存储器
106GB
几秒钟
~
几分钟
顺序
数据块
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数据库存储结构
主存储器
磁盘存储器
辅助存储器
cache
memory
tape
CD
disk
存储容量
小
大
访问速度
快
慢
制造成本
高
低
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数据库存储结构
磁盘的I/O操作：首先根据给出的物理块地址定位，然后读/写指定磁盘块上的数据，其存取时间开销包括：
活动头的移动时间－寻道时间
磁盘片的旋转定位时间－等待时间
读/写数据时间－传输时间
物理块是磁盘与内存进行数据交换的基本单位，因此物理块的大小是设计DBMS的重要参数。
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数据库存储结构
磁盘的存取速度与内存的存取速度不匹配，为了有效地支持数据库的数据读写、提高数据库性能。为此， DBMS必须在内存开辟若干大小等于物理块的缓冲块或缓冲区(Buffers)，并采用数据预取(Prefetching)和延时写(Delayed Writing)技术，减少 I/O操作。
即使外存（通常是硬盘）是非易失存储器，当系统（包括：OS、数据库系统本身、存储介质等）发生故障时，数据库不可避免地会遭受破坏，因此DBMS必须提供数据后备 (Backuping)功能。
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数据库存储结构
二、物理结构
数据库以多个文件(Files)的形式进行组织，并物理地存储于硬盘介质上。存储空间及文件由DBMS的存储管理器进行管理。(OS的存储管理和文件系统可为DBMS提供底层支持)。
通常，一个数据库有三种文件：
数据文件(Data Files)：
用于存储数据库中的数据与元数据，一个数据库对应一个或多个数据文件。
日志文件(Log Files)：
用于保存用户存取数据库的日志记录，一个数据库对应一个或多个日志文件。
控制文件(Control Files)：
用于保存与数据库有关的若干参数(如：数据库名、数据库数据文件和日志文件的名字和位置，数据库的建立日期等)，一个数据库对应一个控制文件。
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数据库存储结构
SGA
DB Buffer Cache
Log Buffer
Control File
Data File
Data File
Data Files
Data File
Log Files
Delayed writing
Prefetching
Log writing
Backuping
外存
内存
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