第二讲 数据组织存储和索引.pdf

第二部分：数据存贮及索引技术 一、存储介质及访问策略 二 、数据文件的组织 三 、索引结构 教材第2-3章的内容 一：存储介质及访问策略 1 存储器层次 三级存储器 备份归档 二级存储器（磁盘） 存储 速度 主存储器 计算 高速缓冲存储器 DBMS主要与磁盘进行交互。所以我们主要讨论磁盘的 存储及访问策略。一般讲，DBMS 自己管理的磁盘块。 2 磁盘的存储特性 与磁盘相关的参数: * 磁盘的容量：片数，磁道数，扇区数 实际应用中，使用逻辑单元磁盘块 一个磁盘块包含一个或几个扇区 3 磁盘的访问特性 磁盘的访问过程以及速度 访问过程： 定位：将磁头移到目标块所在的柱面 旋转：磁盘旋转，将第一个扇区移至磁头下面 读或写数据 访问速度：存取时间（延迟），指从发出数据请求到 内容出现在主存中。 A.处理器与控制器处理请求所花的时间 B.寻道时间：将磁头定位到合适的柱面所花的时间， 一般用平均寻道时间. C.旋转时间：磁头转到组成块的第一个扇区所需时间 D.数据传输时间：在块内读或写数据所需时间。 存取时间=寻道时间+旋转时间+数据传输时间 注：这个时间与磁盘的物理特性密切相关，不同类型 的磁盘，时间不同。 4 磁盘存取优化策略 ①按柱面组织数据 将所需要的数据存储在同一个磁道或同一个柱面上。 ②使用磁盘臂调度算法—电梯算法 处理大量块请求的非常有效的算法 ③使用多磁盘—并行处理方法 将数据分配到多个磁盘上 ④磁盘镜像技术 通过选择寻道时间最短的磁盘来提高读速度。 ⑤预取与大规模缓冲技术 通过预测将所需数据块先装入缓存，从而减少等待 时间。或者使用较好的缓冲策略尽量减少磁盘的访问 次数等。 5 数据存储稳定的策略—RAID技术 用N个磁盘代替一个磁盘进行数据存储，提高数据可靠性的一 类磁盘组织方法。 RAID1：一些做数据盘,一些做冗余盘。 Disk1 并行写入 1 3 5 … 并 2 4 6 … Disk2 行 Disk3 读 1 3 5 … 并行写入 出 Disk4 2 4 6 … （1）写入操作并行化，并有冗余。 （2）没有错误校验。 （3）适用大记录和需要大量I/O操作的应用。 RAID2：内存风格的纠错码，按字节纠错 Disk1 1a 2a 3a … 读跨越 一次写 Disk2 所有数 1b 2b 3b … 横跨所