数据库系统概念 - 存储、文件结构与索引

本节内容

1. 数据库文件存储
2. 文件结构
3. 索引

数据库存储

块（Block）：将每个数据库文件分成定长的（4-8KB）存储单元，称为块。

数据在磁盘和主存之间以块（Block）为单位传输。块是存储分配和数据分配的基本单元。

缓存中的块替换策略：与组成和操作系统不同，数据库常用MRU算法（Most recently used，最近最多使用）。即每次替换都选择最近最常使用的块，将其替换掉（但是正在使用的块不会被替换）。

其他知识参考《组成》有关内容：计算机组成知识点 - 辅助存储器，I/O设备与系统 - 辅助存储器种类与技术指标，磁盘存储器

文件组织

1、定长记录

2、变长记录的基本方法：添加终止记录来标志记录的结束。删除、更新困难。

3、变长记录：分槽页的结构（Slotted Page Method）

文件中记录的组织

1. Heap File 堆文件 Organization （无序）
2. Sequential File 顺序文件 Organization （按照 search key 的值顺序存储）
3. Hashing File 散列文件 Organization （hash函数）
4. 多表聚集文件组织：将经常连接的表（关系、记录）存储在同一个文件中

数据字典

元数据：“关于数据的数据”。数据库系统中维护的关于关系的数据。

数据字典（系统目录）：关于关系的关系模式和其他元数据存储的结构。

数据字典常驻缓存。

索引

• 优点：提高查询速度，减少磁盘I/O。
  提高查询速度的原因：索引中搜索码有序排列；使用了B树。
• 缺点：降低了增删改的速度（因为需要修改索引文件），维护索引需要更高的代价。

索引作用：顺序访问；直接访问；存在性检查。

• 稠密索引：文件中的每个搜索码都有一个索引项。更快，但空间开销大。
• 稀疏索引：只为搜索码的某些值建立索引项。只有当关系按搜索码排列顺序存储时才可用稀疏存索引。占用空间小。