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知识回顾数据库是大量、持久数据的集合采用多级存储器,用的最多的辅存是磁盘1.高速缓存高速缓a冲存储器是最快最昂贵的存储介质。高速缓冲存储器一般很小,它的使用由操作系统来管理。在数据库系统中,我们将不考虑高速缓冲存储器的存储管理。2.主存主存又称内存或主存储器,用于存放可被处理的数据,它是计算机机器指令执行操作的地方。由于其存储量相对较小、成本高、存储时间短,而且发生电源故障或者系统崩溃时,里面的内容一般会丢失,因此它在数据库中仅作为数据存储的辅助实体,如作为工作区(workarea)(数据加工区)、缓冲区(bufferarea)(磁盘与主存的交换区)等。磁盘磁盘存储器又称二级存储器或次级存储器。由于它存储量大(一般以GB为单位),能长期保存又有一定的存取速度且价格合理,因此早已成为数据库真正存放数据的物理实体。通常整个数据库都存储在磁盘上。为了能够访问到数据,必须将数据从磁盘移到主存储器。完成操作后,被修改的数据必须写回磁盘。磁盘存储器为直接存取存储器,因为在磁盘上可以按任意顺序读取数据(与顺序存取的存储器不同)。在发生电源故障或者系统崩溃时,磁盘存储器不会丢失数据。磁盘存储器由磁盘盘片与磁盘驱动器两部分组成。1.磁盘盘片磁盘盘片是一种扁平的圆盘。它的两个表面都覆盖着磁性物质,信息就记录在表面上。盘片由硬金属或玻璃制成,被磁性物质覆盖(通常是两面)。盘片的表面被逻辑地划分为磁道(track),磁道又被划分为扇区(sector),它又称磁盘块(block),磁盘块是从磁盘读出和写入信息的最小单位。根据磁盘的不同类型,一个扇区的大小可从32~4096字节不等,但通常是512字节。每个磁道有4~32个扇区,每个盘片表面有20~1500个磁道。一个磁盘存储器往往由若干个盘片(6~11片)组成一个盘片组,固定在一个主轴上,以每个盘片磁道为注视点可以构成一个无形的同心圆柱体,从内到外层层相套。每个圆柱体从上到下有若干个磁道围绕其上。2.磁盘驱动器磁盘驱动器由活动臂、读写头等组成。每个盘面有两个臂,分别对应上、下两面,每个臂的尽头是一个读/写头(或称磁头),用它可以读取(或写入)盘片中的数据。一个由n个磁盘片所组成的盘片组对应有2n个活动臂,它们组合在一起构成臂组合件,这种组合件可以自由伸缩活动,它以磁道为单位向前推进或向后退缩,用它可以对磁道定位,由于它是组合方式以全体活动臂为单位作进退,因此它的推进或后退实际上是对圆柱体定位。3.磁盘存储器一个磁盘存储器是由盘片组以及磁盘驱动器组成,其中盘片组以轴为核心作不间断的旋转,速度以60、90、120或150转不等,而活动臂组合件则以圆柱体为单位做前进或后退操作。这样,一个磁盘存储器上的任何一个磁盘块都可由下面三个部分定位。(1)圆柱体号:确定圆柱体(由活动臂移动定位)。(2)读/写头号:确定圆柱体中磁道(由选择组合件中活动臂定位)。(3)磁盘块号:确定磁道中的盘块号(由盘片组旋转定位)。4.磁盘存储器的I/O操作为进行有效管理,系统对磁盘作统一编址,编址按圆柱体号、磁道号及盘块号编码,编码规则如下:(1)圆柱体号:设有n个圆柱体,则编号自柱面的外层至内层,从0~n-1。(2)磁道号:设一个圆柱体有m个磁道,则磁道号统一编码从上到下顺序编号,从0~nm-1个。(3)磁盘块号:设一个磁道有r个盘块,则磁盘块号也是统一编码,从0~nmr-1个。磁盘在投入使用前都要进行格式化,目的是在各盘块的头部加注该块地址,包括该块所在的圆柱体号,读/写头号,盘块号以及某些状态标志。在具体操作时用户给出磁盘地址,此时活动臂组合件作机械运动并定位于指定圆柱体,同时系统选择指定的读/写头以确定磁道,最终读/写头跟踪旋转的磁道,并读出旋转时每磁盘块的地址。当用户给出的地址与磁盘地址一致时则表示地址已找到,此时系统就将该地址中的数据读入内存中的磁盘缓冲区(或从磁盘缓冲区将数据写入指定磁盘地址),这就完成了一次磁盘读/写操作或称I/O操作。活动头磁盘的存取时间由三部分组成:寻道时间、等待时间以及传输时间。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。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。OS与DBMS都有各自的缓冲区。DBMS采用延迟写与提前读技术,减少I/O,改善性能。5.2记录的存储结构2.相对法——每个字段没有固定的长度,而是用特殊的字符分隔开3.计数法——每个字段的开始加上表示该字段长度的字段5.2.2记录在物理块上的分配记录一般不会刚好填满物理块,会留下不用的零头空间:定长记录(跨块)变长记录(跨块)5.2.3物理块在磁盘上的分配1、连续分配法(contiguousallocation)数据压缩技术例如,串型表如右: