bài giảng chương v cấu trúc lưu trữ và phương pháp truy xuất

Nội dung Giới thiệu  Đĩa magnetic disk  Mẫu tin record  Sắp xếp các mẫu tin vào block  Tổ chức mẫu tin trên tập tin 2... Mẫu tin có chiều dài cố định tt Record header  Lược đồ của

Chương V Cấu trúc lưu trữ

và phương pháp truy xuất

1

Nội dung

 Giới thiệu

 Đĩa (magnetic disk)

 Mẫu tin (record)

 Sắp xếp các mẫu tin vào block

 Tổ chức mẫu tin trên tập tin

2

Đĩa (Disk)

4

Quản lý đĩa

6

 Một mặt đĩa chia thành nhiều track, 1 track chia thành nhiều

block(page) 1 cluster = n block.

 Dùng đĩa từ (magnetic disk) để lưu CSDL vì:

 Khối lương lưu trữ lớn.

 Lưu một cách bền bỉ, lâu dài, phục vị truy cập và xử lý lặp lại.

 Block cũng là đơn vị để lưu trữ và chuyển dữ liệu.

Lưu tập tin trên đĩa

7

Mục đích

8

Mẩu tin

9

Tập tin

10

Tập tin (tt)

11

Tập tin (tt)

12

Lưu mẩu tin vào block

13

Tổ chức file block trên đĩa

14

Thao tác trên file

15

Mẫu tin có chiều dài cố định

 Xét 1 tập tin gồm các mẫu tin account

 Giả sử

 1 char : 1 byte

 Real : 8 bytes

 1 mẫu tin account : 40 bytes

 40 bytes đầu tiên là mẫu tin thứ 1

 40 bytes tiếp theo là mẫu tin thứ 2…

type deposit = record

Mẫu tin có chiều dài cố định (tt)

 Record header

 Lược đồ của mẫu tin

 Chiều dài của mẫu tin

 Thời gian sau cùng cập nhật mẫu tin

 Không nhất thiết để các thông tin này ở record header

 Block header

 Con trỏ nối các block có liên quan với nhau

 Thông tin về mối quan hệ giữa các mẫu tin trong block

 Block ID

 Thời gian sau cùng truy xuất block

17

Mẫu tin có chiều dài cố định (tt)

Hill

350 Mianus

0 1 10 11 32 33 40 41

18

Mẫu tin có chiều dài cố định (tt)

 Hủy mẫu tin

Đánh dấu xóa vào bit thông tin

Đưa mẫu tin bị đánh dấu xóa vào free list

800 A-111 Redwood

19

Mẫu tin có chiều dài cố định (tt)

 Thêm một mẫu tin

 Hoặc thêm vào những mẫu tin bị đánh dấu xóa hoặc thêm vào cuối tập tin

 Cập nhật lại free list

Mẫu tin có chiều dài động

-A-218 700

21

Mẫu tin có chiều dài động (tt)

A-215 700 Downtown A-101 500 Redwood

A-222 700

-A-201 900

Brighton

-A-217 750 A-110 600

A-218 700

-22

Mẫu tin có chiều dài động (tt)

A-201 900 A-218 700

Brighton A-217 750

Mianus A-215 700

-Downtown A-101 500 Redwood

A-222 700 -

-A-110 600

23

Mẫu tin có chiều dài động (tt)

A-102 400 A-305

Round Hill

350 Mianus A-215 700 Downtow

n

A-101 500 Redwood A-222 700

Mẫu tin có chiều dài động (tt)

 Fixed-Length Representation

 Pointer

 Các mẫu tin có chiều dài động móc xích với nhau thông qua danh sách các mẫu tin có chiều dài cố định

 Có 2 loại blocks trong tập tin

o Anchor block – Chứa mẫu tin

đầu tiên của mảng

A-201 900 A-110 600 A-218 700

Anchor block

Overflow block

25

Tổ chức mẫu tin trên tập tin

 Cho 1 tập các mẫu tin

Tổ chức các mẫu tin trên tập tin như thế nào?

Tuần tự (Sequential)

 Các mẫu tin được tổ chức lưu trữ tuần tự theo 1 thứ tự nào

đó, thông thường theo trường khóa tìm kiếm (search-key)

 Khóa tìm kiếm không nhất thiết là khóa chính hay siêu khóa

 Mỗi mẫu tin có 1 con trỏ trỏ

đến mẫu tin khác theo thứ tự

khóa tìm kiếm

27

block thì thêm vào

 Ngược lại sẽ thêm vào vùng

overflow block

 Cập nhật lại con trỏ theo đúng thứ

tự của khóa tìm kiếm

28

 Xét 2 quan hệ depositor và customer

 Thực hiện câu truy vấn

 Nếu các bộ của quan hệ depositor và customer nằm gần nhau trong tập tin thì câu truy vấn sẽ được thực hiện 1 cách hiệu

Chỉ mục (Indexing)

 Chỉ mục được dùng để truy xuất dữ liệu nhanh hơn

 Một tập tin dữ liệu sẽ có 1 hoặc nhiều tập tin chỉ mục kèm theo

32

Chỉ mục (tt)

 Nếu 1 tập tin chứa các mẫu tin đã được sắp thứ tự

 Chỉ mục sơ cấp (Primary index)

 Là chỉ mục có khóa tìm kiếm định nghĩa ra thứ tự sắp xếp các mẫu tin của tập tin gốc

 Còn được gọi là clustering index

Chỉ mục (tt)

 Chỉ mục dày (Dense index)

 Tập tin gốc có bao nhiêu mẫu tin thì tập tin chỉ mục có bấy nhiêu

34

Chỉ mục (tt)

 Chỉ mục thưa (Sparse index)

 Tập tin chỉ mục chỉ lưu lại 1 số khóa của tập tin gốc

 Để xác định vị trí của 1 khóa k

 Tìm trong tập tin chỉ mục khóa lớn nhất nhưng vẫn bé hơn k

 Tìm trong tập tin gốc bắt đầu từ địa chỉ vừa xác định trong tập tin chỉ mục

35

Băm (hashing)

 Chia các mẫu tin trong tập tin thành từng

vùng (bucket) tùy theo giá trị khóa của mẫu tin

 Mẫu tin thuộc về vùng nào tùy thuộc vào hàm băm được áp dụng trên mẫu tin đó

 Sử dụng hàm băm để xác định vị trí của mẫu tin

 Các mẫu tin có khóa khác nhau có thể được băm vào cùng 1 vùng, vì vậy cần phải tìm

tuần tự trên vùng để định vị mẫu tin

36

38

Băm (tt)

 Các vùng có thể xãy ra hiện tượng tràn khi

 Không đủ kích thước

 Phân phối mẫu tin vào các vùng không cân xứng

 Có nhiều mẫu tin trùng giá trị khóa

 Hàm băm cho ra kết quả băm không tốt

Cây cân bằng (B-Tree)

 B-Tree là 1 cây có gốc thỏa điều kiện

 Tất cả các đường đi từ nút gốc đến đến nút là đều bằng nhau

 Ngoại trừ nút gốc, mỗi nút có từ n/2 đến n cây con

Cây cân bằng (tt)

41