cơ sở dữ liệu trungtt

Tổ chức tệp: sắp xếp các bản ghi trên thiết bị nhớ ngoài –  RID (record id): xác định địa chỉ vật lý của các bản ghi –  Chỉ số: cấu trúc dữ liệu xác định sự tương ứng giữa RID của bản ghi và giá trị của trường (khoá) •  Vùng nhớ đệm: trung gian giữa thiết bị nhớ ngoài và bộ nhớ trong Bộ xử lý câu hỏi Bộ quản lý Giao dịch Bộ quản lý lưu trữ Data index Quản lý buffer Quản lý tệp Quản lý giao dịch Bộ quản lý lưu trữ Metadata Data dictionary 3 Lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu quan hệ •  Dữ liệu lớn hơn kích thước bộ nhớ RAM •  Tính lưu trữ lâu dài của dữ liệu – Disk – Memory •  Giá của đơn vị lưu trữ 4 Các thiết bị nhớ ngoài •  Đĩa từ, băng từ, trống từ, ... •  Đĩa từ: được tổ chức thành từng trang –  Chí phí truy nhập đến các trang bất k

Tổ chức dữ liệu vật lý

Trần Việt Trung

trungtv@soict.hust.edu.vn

Bộ môn Hệ thống thông tin, Viện CNTT&TT

Đại học Bách Khoa Hà Nội

1

định sự tương ứng giữa RID

của bản ghi và giá trị của

Quản

lý giao dịch

Bộ quản lý lưu trữ

Metadata &

Data dictionary

3

Lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ

Các thiết bị nhớ ngoài

•   Đĩa từ, băng từ, trống từ,

•   Đĩa từ: được tổ chức thành từng trang

–   Chí phí truy nhập đến các trang bất kỳ là tương

đương

–   Chí phí đọc nhiều trang liền nhau < chí phí đọc các trang đó theo thứ tự bất kỳ

•   Băng từ:

–   chỉ có thể đọc được các trang liền nhau

–   rẻ hơn đĩa từ nhưng chi phí truy nhập thương lớn hơn

•  

5

ổn định (kể cả khi mất điện) vs tạm thời

4KB vs 1Byte

Tổ chức bộ nhớ ngoài

không cần thiết trên thiết bị nhớ ngoài

–   Cấu trúc lưu trữ

–   Các phép toán (thêm, xoá, sửa, tìm kiếm)

7

•  A secondary organization or auxiliary access structure allows efficient access to file

–  

•  Physically order the records of a file on disk

• 

• 

Tổ chức tệp băm ( Hash File )

–   Sử dụng chỉ số để hạn chế số lượng phép truy xuất đĩa bằng các phân nhóm các bản ghi (giả

thiết n nhóm)

–  Mapping giá trị khoá với vị trí của (nhóm) bản ghi

tương ứng

–   Hàm băm (hash function)

13

Ví dụ

Collision resolution

15

Tổ chức tệp chỉ dẫn ( Index File )

•  Tệp chỉ dẫn theo khoá được chọn trong bản ghi

•   Tệp chỉ dẫn bao gồm các cặp (k,d), trong đó k là giá trị của khoá của bản ghi đầu tiên, d là địa chỉ của khối (hay con trỏ khối)

•   Tệp chỉ dẫn được sắp xếp theo giá trị của khoá

Cây cân bằng ( BalanceTree )

các tính chất sau đây:

–   Gốc của cây hoặc là một nút lá hoặc ít nhất có

hai con

–   Mỗi nút (trừ nút gốc và nút lá) có từ [m/2] đến m con

–   Mỗi đường đi từ nút gốc đến bất kỳ nút lá nào

đều có độ dài như nhau

21

Ví dụ

Kết luận

một phần nhỏ các bản ghi trong một tệp dữ liệu hay một vài trường (đặc biệt là các

trường khoá) của các bản ghi dữ liệu

Ø   Xác định các yêu cầu này cho phép thiết kế dữ liệu vật lý hiệu quả thông qua việc sử dụng các tổ chức lưu trữ đặc biệt

để tăng hiệu quả của lưu trữ dữ liệu

Ø   Hiệu quả của các cấu trúc chỉ dẫn khác nhau phụ

25

Các điểm cần lưu ý

B+ Tree Index

With B+ tree, a full index is maintained, allowing the ordering of the

records in the file to be independent of the index This allows multiple B+ tree indices to be kept for the same set of data records

n   the lowest level in the index has one entry for each data record

n   the index is created dynamically as data is added to the file

n   as data is added the index is expanded such that each record requires the

same number of index levels to reach it (thus the tree stays ‘balanced’)

n   the records can be accessed via an index or in insertion order

27

B+ Tree Build Example

90 70

65

55 60 30

70

60 55

29

B+ Tree Build Example Cont…

90 70

65 60

70

60 55

30 55 10

30

Add 10

65 60

60 55

30 55 10

30

Add 69

70 69

90 70

69

Tổ chức tệp đống ( Heap File )

•   Lưu trữ kế tiếp các bản ghi trong các trang

không tuân theo một thứ tự đặc biệt nào

•   Để thực hiện các phép toán, cần:

–   Ghi nhớ số trang trong 1 tệp

–   Ghi nhớ không gian trống trên các trang

–   Ghi nhớ các bản ghi trên các trang

Ø   Có các con trỏ trỏ tới tất cả các trang của tệp và các con trỏ này được lưu trữ ở bộ nhớ trong

31

Cài đặt tệp đống bằng danh sách

Header

Page

Data Page

Data Page

Data Page

Data Page

Data Page

Data Page Pages with

Free Space Full Pages

Sử dụng trang danh bạ

trên trang đó

Data Page 1

Data Page 2

Data Page N

Header Page

DIRECTORY

–   Tại mỗi lần chia hạn chế được ½ số bản ghi cần

–  

–  

• 

•  Refer to how the file records are physically placed on the disk, and how the records can