第6章 数据库存储结构.pptx

数据库存储结构是数据库管理系统中至关重要的一环，它涉及到数据如何在计算机硬件中高效地存储和检索。本章主要探讨了数据库存储设备、文件组织、文件结构以及索引技术。 我们关注的是数据库存储设备。计算机存储系统通常分为两层：主存（内存）和辅存（外存）。主存，即高速缓冲存储器（Cache）和主存储器（Main Memory），具有较高的访问速度，但容量较小且易失性。Cache用于临时存放CPU频繁访问的数据，以减少访问主存的次数，提高效率。主存则存储运行中的程序和数据，但在断电后数据会丢失。辅存主要包括磁盘存储器、磁带、光存储器和快擦写存储器（Flash Memory）。磁盘是最常用的外部存储设备，具有大容量、可直接存取的特点，如硬磁盘，其存储容量由盘面、磁道、盘块数量决定。磁盘的性能指标包括容量、存取时间和数据传输速度。内外存之间的数据交换依赖于I/O操作，而数据块的组织方式有不跨块和跨块两种。 文件组织是数据库在外部存储上的物理体现。文件由记录组成，常见的文件组织方式有定长记录和变长记录。定长记录意味着所有记录占用相同的字节数，便于处理，但可能导致空间浪费，尤其是在记录长度差异较大的情况下。例如，一个学生信息文件，每条记录包含姓名、学号和分数，如果所有记录长度相同，删除某些记录后可能会留下未使用的空间。 文件结构是文件在磁盘上的布局，它影响着数据的访问效率。例如，在删除记录后，文件结构可能需要调整以避免空间碎片。同时，为了提高访问速度，有时会采用数据冗余阵列（RAID）技术，通过数据重复存储或并行处理来提升数据传输速度和系统可靠性。 索引技术是数据库中加速查询的关键。通过创建索引，可以快速定位到所需数据，而不必遍历整个文件。索引可以是B树、哈希表等形式，它们提供了一种高效查找和排序的机制，尤其在大数据量的环境下显得尤为重要。 总结来说，本章深入介绍了数据库存储的层次结构、各种存储设备的特性和使用场景，以及文件组织和索引技术对数据库性能的影响。理解这些知识对于设计高效、可靠的数据库系统至关重要。