數(shù)據(jù)庫原理與應用(1)-在線瀏覽
2025-07-12 03:08本頁面
【正文】 一般來說 ， 記錄的長度小于塊大小 ， 因此在一個塊中可以存放多條記錄 ， 每個塊中可以存放多條記錄 ， 其中 f稱為該數(shù)據(jù)文件的 塊因子 。 空閑空間頭結(jié)構(gòu)記錄 1記錄 2記錄 3使用中的項未使用的項項數(shù)組數(shù)據(jù)庫原理與應用 數(shù)據(jù)文件的重整 ? 在 DBMS運行過程中 ， 每刪除一條記錄 ， 就在數(shù)據(jù)文件中產(chǎn)生一塊小的空閑空間 ， 這些小的空閑空間難以被有效利用 ， 隨著 DBMS的不斷運行 ， 就會使數(shù)據(jù)文件中產(chǎn)生越來越多的 “ 碎片 ” ， 從而導致 DBMS性能的降低 。 但文件范圍的重整會導致記錄在文件范圍內(nèi)移動 ， 使得整個數(shù)據(jù)文件在重整過程中無法使用 ，也必然會影響到建立在該數(shù)據(jù)文件上的索引結(jié)構(gòu) ? 更為常用的重整方法是 塊內(nèi)重整 ， 塊內(nèi)重整按序處理數(shù)據(jù)文件中的每個塊 ， 將該塊內(nèi)的記錄集中存儲到塊尾 數(shù)據(jù)庫原理與應用 超長記錄和記錄的跨塊存儲 ? 為了利用空間 ， 可以考慮允許記錄跨塊存儲 ， 即當塊中存不下一條完整的記錄時 ， 可以把記錄的前一部分存在該塊中 ， 而把余下的部分存在后續(xù)的塊中 ? 除了為了防止空間浪費而進行跨塊存儲外 ， 當記錄的長度超過塊的大小時 ， 也必須進行跨塊存儲 記錄 1 記錄 2記錄 3塊 i塊 i + 1記錄 1 記錄 2記錄 3 余下部分 記錄 4記錄 3記錄 4記錄 5塊 i塊 i + 1記錄不跨塊存儲數(shù)據(jù)庫原理與應用 文件組織方式 ? 堆文件 ：記錄間沒有次序關(guān)系 ， 新加入的記錄可以存儲在文件中任何有空間的地方 。 ? 哈希文件 ：對記錄的某些字段進行哈希運算 ， 運算的結(jié)果決定記錄存儲在文件中的哪一塊 。 這樣平均插入一條記錄就要移動文件中一半的記錄 。 為提高數(shù)據(jù)庫的性能 ， 大型數(shù)據(jù)庫中通常采用更復雜的文件組織方式 ， 允許多個表中的相關(guān)記錄存儲在一個數(shù)據(jù)文件中 ， 這種文件組織方式就稱為 聚集文件 ? 但采用聚集文件也會使某些查詢的執(zhí)行效率降低 ， 因此 ， 是否采用聚集文件及如何進行聚集應該由在數(shù)據(jù)庫運行過程中各類查詢的頻率決定 數(shù)據(jù)庫原理與應用 索引 ? 從理論上來說 ， 只要記錄被正確地存儲于數(shù)據(jù)文件中 ， DBMS就可以正常工作 ， 但實際上 ， 單純依賴數(shù)據(jù)文件處理查詢有時候效率是非常低的 ? DBMS中索引的工作方式與書后面關(guān)鍵詞索引的工作方式是相似的 ? DBMS索引中與關(guān)鍵詞相對應的概念稱為 索引鍵 (或索引字段 )， 由一個或多個字段組成 ， DBMS可以借助于索引找到包含指定鍵值的記錄的位置 ? B+樹索引和哈希索引 數(shù)據(jù)庫原理與應用 B+樹的結(jié)構(gòu) ? B+樹屬于多級多叉平衡樹 ， 從根到每個葉節(jié)點的路徑長度相等 ? B+樹中每個節(jié)點大小相同 ， 且擁有相似的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ? 對于 n階的 B+樹 ， 每個 B+樹節(jié)點最多可以包含 n1個排列有序的索引鍵值和 n個指針 。 指針編號為 P1, P2, …, Pn， 一個指針 、 索引鍵值對 Pi, Ki又稱為一個 入口項 P 1 K 1 P 2 . . . K n 1P n 1 P n數(shù)據(jù)庫原理與應用 B+樹的結(jié)構(gòu)（續(xù)） ? B+樹節(jié)點的大小與緩沖塊大小相同 ， 因此 ， 具有不同索引鍵的 B+樹的階數(shù)是不同的 ， 可由以下公式計算得到 ?階數(shù) = (緩沖塊大小 + 索引鍵大小 ) / (索引鍵大小 + 指針大小 ) ? 在 B+樹中存在兩種節(jié)點： 葉節(jié)點 和 非葉節(jié)點 ， 不同類型的節(jié)點具有不同的性質(zhì) 數(shù)據(jù)庫原理與應用 葉節(jié)點 ? 對于 i = 1, 2, …, n1， 指針 Pi指向包含鍵值 Ki的記錄的位置。 如是索引鍵不是主鍵 ， 則可能有多條記錄具有相同的索引鍵值 ， 指針 Pi指向的是一個包含所有具有索引鍵值 Ki記錄位置的指針桶 。 葉節(jié)點構(gòu)成B+樹中所有鍵值的一個劃分 ? ?2/)1( ?n數(shù)據(jù)庫原理與應用 非葉節(jié)點 ? 所有的指針指向它的子節(jié)點 。 ? 設(shè)一個非葉節(jié)點中包含 m個指針 (此時 m稱為該節(jié)點的扇出度 )， 則對于 i = 2, 3, …, m1， 指針 Pi指向的子樹中所有索引鍵值都大于或等于 Ki1且小于Ki， 指針 Pm指向的子樹中所有索引鍵值都大于或等于 Km1， 指針 P1指向的子樹中所有索引鍵值都小于 K1 ? ?2/n數(shù)據(jù)庫原理與應用 一個 3階的 B+樹 100 5 10 20 60指向數(shù)據(jù)的指針指向節(jié)點的指針20數(shù)據(jù)庫原理與應用 B+樹檢索 ? 檢索過程從 B+樹的根節(jié)點開始 ， 系統(tǒng)首先找出根節(jié)點中比 V大的最小索引鍵值 ， 設(shè)為 Ki， 然后系統(tǒng)下溯到指針 Pi指向的子節(jié)點 ， 若 V比根節(jié)點中所有索引鍵都大 ， 則下溯到 Pm指向的子節(jié)點 。 數(shù)據(jù)庫原理與應用 B+樹檢索的效率 ? B+樹的每次檢索操作訪問的節(jié)點構(gòu)成了從根節(jié)點到某個葉節(jié)點的路徑 ， 由于 B+樹是平衡樹 ，因此每次檢索操作訪問的節(jié)點數(shù)相同 ， 都為 B+樹的樹高 ? 設(shè) B+樹中的索引鍵值為 K， 則 B+樹的高不會超過 。 設(shè) n為 100， 則在 B+樹中擁有100萬個索引鍵值時 ， 進行一次 B+樹檢索操作只需訪問 4個節(jié)點
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