chapter13_数据库的存储结构_3_文件的存储结构

  • 磁盘空间以块为单位

  • (1) 文件是相关磁盘块的集合

    (2) 文件块在逻辑上连续,在物理存储上可以连续(顺序存储,类似数组),可以不连续(链接存储,类似链表)

  • 按照文件内记录的组织方式,对文件的分类

    (1) 无序文件

    1° 记录的存储顺序与记录的内容无关,每次都写入到文件的末尾处

    2° 插入:直接插入到末尾处

    3° 查找:从第一条记录开始扫描

    4° 删除:

    定长记录:查找要删除的记录,将文件的最后一条记录移动到被删除位置,更新最后一条记录的位置

    非定长记录:每个记录内部增加一个是否已经被删除过的标志位,要删除时只将标志位置为1,然后定期清理记录

    5° 修改

    定长记录:查找位置,直接修改

    非定长记录:先删除,再插入

    (2) 顺序文件

    排序键:用于排序的属性,一般选取经常需要查找的属性作为排序键

    2° 查找:

    查找排序键:二分查找

    查找非排序键:逐个扫描

    3° 插入

    在块的首部维持一张偏移量表,用于按顺序的保存对应的记录的位置。插入时,记录直接插入到文件末尾,调整偏移量表,使之有序

    4° 删除

    每个记录内部增加一个是否已经被删除过的标志位,要删除时只将标志位置为1,然后定期清理记录

    5° 修改

    对非排序键的修改 + 定长记录 --> 查找位置,直接修改

    其他情况:先删除,后插入

    (3) 散列文件

    1° 插入:根据散列键计算散列桶编号,然后插入到该散列桶对应的磁盘块中。如果磁盘块已满,则申请一个新的磁盘块,形成链表

    2° 查找:

    散列键查找:计算散列桶编号,如果块中有多个记录,则沿着链表顺序查找

    非散列键查找:顺序查找

    3° 删除:先查找,再直接删除

    4° 修改

    非散列键:先查找,再修改

    散列键:先删除,再插入

    存在问题:只适合散列键上的等值比较查找,其他情况和无序文件查找相同

  • 多表聚集文件

    (1) 一般情况下,一个关系对应一个实际文件

    (2) 多表聚集文件;为了加快查找、连接操作,将所有的关系存储在一个大文件中,由DBMS统一管理

    (3) 示例

      不使用聚集
    
      id   name  sex              id  course  score
      001  张三   男              001   数学    80
      002  李四   男              001   英语    85
                                  002   数学    75
                                  002   英语    70
    
      使用聚集
      
      001   张三   男
      001   数学   80
      001   英语   85
      002   李四   男
      002   数学   75
      002   英语   70
    

    假设磁盘块足够大,不使用聚集时至少要2次IO操作;使用聚集时使用1次IO操作

    (4) 如果关系中元组很多,聚集文件的优势将更加明显。当一个磁盘块放不下所有元组时,应尽可能放在相邻的磁盘

    (5) 聚集文件特别加速了连接操作,但是减慢了单表查询。因此应该添加其他结构,例如用指针将所有单表中的记录连接起来

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