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邏輯存儲和物理存儲

發布時間: 2023-06-02 02:03:04

資料庫存儲結構分為哪兩種其含義是什麼

希望對你有幫助!邏輯結構、物理結構資料庫的存儲結構也就是資料庫存儲數據的方式邏輯存儲結構主要用於描述在oracle內部的組織和管理數據的方式;而物理存儲結構則用於描述在oracle外部,即操作系統中組織和管理數據的方式

② 說明在創建資料庫時如何合理規劃資料庫的物理存儲結構和邏輯存儲結構

Oracle資料庫的邏輯結構和物理結構

Oracle 資料庫的邏輯結構是由一些資料庫對象組成,如資料庫表空間、表、索引、段、視圖、存儲過程、觸發器等。資料庫的邏輯存儲結構(表空間等)決定了資料庫的物理空間是如何被使用的,資料庫對象如表、索引等分布在各個表空間中。

Oracle 資料庫的物理結構從操作系統一級查看,是由一個個的文件組成,從物理上可劃分為:數據文件、日誌文件、控制文件和參數文件。數據文件中存放了所有的數據信息;日誌文件存放資料庫運行期間產生的日誌信息,它被重復覆蓋使用,若不採用歸檔方式的話,已被覆蓋的日誌信息將無法恢復;控制文件記錄了整個資料庫的關鍵結構信息,它若被破壞,整個資料庫將無法工作和恢復;參數文件中設置了很多Oracle 資料庫的配置參數,當資料庫啟動時,會讀取這些信息。

邏輯結構的優化

邏輯結構優化用通俗的話來說就是通過增加、減少或調整邏輯結構來提高應用的效率,下面通過對基本表的設計及索引、聚簇的討論來分析ORACLE邏輯結構的優化。

1、基本表擴展

資料庫性能包括存儲空間需求量的大小和查詢響應時間的長短兩個方面。為了優化資料庫性能,需要對資料庫中的表進行規范化。一般來說,邏輯資料庫設計滿足第三範式的表結構容易維護且基本滿足實際應用的要求。所以,實際應用中一般都按照第三範式的標准進行規范化,從而保證了資料庫的一致性和完整性,設計人員往往會設計過多的表間關聯,以盡可能地降低數據冗餘。但在實際應用中這種做法有時不利於系統運行性能的優化:如過程從多表獲取數據時引發大量的連接操作,在需要部分數據時要掃描整個表等,這都消耗了磁碟的I/O 和CPU 時間。

為解決這一問題,在設計表時應同時考慮對某些表進行反規范化,方法有以下幾種:一是分割表。分割表可分為水平分割表和垂直分割表兩種:水平分割是按照行將一個表分割為多個表,這可以提高每個表的查詢速度,但查詢、更新時要選擇不同的表,統計時要匯總多個表,因此應用程序會更復雜。垂直分割是對於一個列很多的表,若某些列的訪問頻率遠遠高於其它列,就可以將主鍵和這些列作為一個表,將主鍵和其它列作為另外一個表。通過減少列的寬度,增加了每個數據頁的行數,一次I/O就可以掃描更多的行,從而提高了訪問每一個表的速度。但是由於造成了多表連接,所以應該在同時查詢或更新不同分割表中的列的情況比較少的情況下使用。二是保留冗餘列。當兩個或多個表在查詢中經常需要連接時,可以在其中一個表上增加若干冗餘的列,以避免表之間的連接過於頻繁,一般在冗餘列的數據不經常變動的情況下使用。三是增加派生列。派生列是由表中的其它多個列的計算所得,增加派生列可以減少統計運算,在數據匯總時可以大大縮短運算時間。

因此,在資料庫的設計中,數據應當按兩種類別進行組織:頻繁訪問的數據和頻繁修改的數據。對於頻繁訪問但是不頻繁修改的數據,內部設計應當物理不規范化。對於頻繁修改但並不頻繁訪問的數據,內部設計應當物理規范化。有時還需將規范化的表作為邏輯資料庫設計的基礎,然後再根據整個應用系統的需要,物理地非規范化數據。規范與反規范都是建立在實際的操作基礎之上的約束,脫離了實際兩者都沒有意義。只有把兩者合理地結合在一起,才能相互補充,發揮各自的優點。

2、索引和聚簇

創建索引是提高檢索效率最有效的方法之一,索引把表中的邏輯值映射到安全的RowID,能快速定位數據的物理地址,可以大大加快資料庫的查詢速度,一個建有合理索引的資料庫應用系統可能比一個沒有建立索引的資料庫應用系統效率高幾十倍,但並不是索引越多越好,在那些經常需要修改的數據列上建立索引,將導致索引B*樹的不斷重組,造成系統性能的下降和存儲空間的浪費。對於一個大型表建立的索引,有時並不能改善數據查詢速度,反而會影響整個資料庫的性能。這主要是和SGA的數據管理方式有關,Oracle在進行數據塊高速緩存管理時,索引數據比普通數據具有更高的駐留許可權,在進行空間競爭時,Oracle會先移出普通數據,對建有索引的大型表進行數據查詢時,索引數據可能會用完所有的數據塊緩存空間,Oracle不得不頻繁地進行磁碟讀寫來獲取數據,所以,在對一個大型表進行分區之後,可以根據相應的分區建立分區索引。

Oracle提供了另一種方法來提高查詢速度,就是聚簇(Cluster)。所謂聚簇,簡單地說就是把幾個表放在一起,按一定公共屬性混合存放。聚簇根據共同碼值將多個表的數據存儲在同一個Oracle塊中,這時檢索一組Oracle塊就同時得到兩個表的數據,這樣就可以減少需要存儲的Oracle塊,從而提高應用程序的性能。

對於邏輯結構的優化,還應將表數據和索引數據分開表空間存儲,分別使用獨立的表空間。因為如果將表數據和索引數據放在一起,表數據的I/O操作和索引的I/O操作將產生影響系統性能的I/O競爭,降低系統的響應效率。將表數據和索引數據存放在不同的表空間中,並在物理層面將這兩個表空間的數據文件放在不同的物理磁碟上,就可以避免這種競爭了。

物理結構的優化

資料庫的數據最終是存儲在物理磁碟上的,對數據進行訪問就是對這些物理磁碟進行讀寫,因此對於這些物理存儲的優化是系統優化的一個重要部分。對於物理存儲結構優化,主要是合理地分配邏輯結構的物理存儲地址,這樣雖不能減少對物理存儲的讀寫次數,但卻可以使這些讀寫盡量並行,減少磁碟讀寫競爭,從而提高效率,也可以通過對物理存儲進行精密的計算減少不必要的物理存儲結構擴充,從而提高系統利用率。

1、磁碟讀寫並行優化

對於資料庫的物理讀寫,Oracle系統本身會進行盡可能的並行優化,例如在一個最簡單的表檢索操作中,如果表結構和檢索域上的索引不在一個物理結構上,那麼在檢索的過程中,對索引的檢索和對表的檢索就是並行進行的。

2、操作並行優化

操作並行的優化是基於操作語句的統計結果,首先是統計各個表的訪問頻率,表之間的連接頻率,根據這些數據按如下原則分配表空間和物理磁碟,減少系統進程和用戶進程的磁碟I/O競爭;把需要連接的表格在表空間/物理磁碟上分開;把高頻訪問的表格在表空間/物理磁碟上分開;把經常需要進行檢索的表格的表結構和索引在表空間/物理磁碟上分開。

3、減少存儲結構擴展

如果應用系統的資料庫比較脆弱,並在不斷地增長或縮小,這樣的系統在非動態變化周期內效率合理,但是當在動態變化周期內的時候,性能卻很差,這是由於Oracle的動態擴展造成的。在動態擴張的過程中,Oracle必須根據存儲的要求,在創建行、行變化獲取預設值時,擴展和分配新的存儲空間,而且表格的擴展往往並不是事情的終結,還可能導致數據文件、表空間的增長,這些擴展會導致在線系統反應緩慢。對於這樣的系統,最好的辦法就是在建立的時候預先分配足夠的大小和合適的增長幅度。在一個對象建立的時候要根據應用充分地計算他們的大小,然後再根據這些數據來定義對象Initial、Next和Minextents的值,使資料庫在物理存儲上和動態增長次數上達到一個比較好的平衡點,使這些對象既不經常發生增長,也不過多地佔用資料庫。

③ 請問計算機上的物理存儲結構和邏輯存儲結構分別是什麼

物理存儲結構:按地址存儲。比如房間號1,2,3,4,有4個人也是1,2,3,4號,然後這4個人按號碼順序進去,1進1,2進2,3進3,4進4,房間號是按順序。
邏輯存儲結構:按邏輯順序存儲。比如房間號1,2,3,4,有4個人也是1,2,3,4號,但這4個人不按號碼順序進去,1進2,2進4,3進1,4進3,不一定按順序,在找人的時候按人的順序找,在2房找1,4放找2,。。。能把人按順序找到就行,不管他在哪個房間。
主要是有沒有按地址存儲數據

④ 邏輯存儲和物理存儲有什麼關系

邏輯地址即是思維性的表示,由於8086的寄存器最大為16位,因此地址在寄存器中按16位大小存放,由段地址和偏移地址聯合表示的地址類型叫邏輯地址,例如2000H:1000H,這里的2000H表示段的起始地址,即段地址,而1000H則表示偏移地址,表示邏輯地址時總是書寫成段地址:偏移地址。物理地址即是真實存在的唯一地址,是指的內存中各個單元的單元號,由8086有20條地址線,因此可定址2的20次方,按2進制位表示規則,即有20位,這個就是物理地址。物理地址因為超過了寄存器大小(16位)因此無法直接存放,需要合成,公式為物理地址=段地址×10H+偏移地址,公式中的數據可從邏輯地址獲得。邏輯地址是16位的,因此范圍是2的16次方,即64K。物理地址是20位的,因此范圍是2的20次方,即1M。

⑤ 51單片機的存儲器從物理上和邏輯上是如何分類的

物理上分為四個存儲空間:片內數據存儲器、片外數據存儲器,片內程序存儲器、片外程序存儲器。
邏輯分三個存儲空間:片內數據存儲器、片外數據存儲器,片內外統一的64KB程序存儲器。

⑥ 什麼是邏輯地址空間物理存儲空間

邏輯地址(Logical Address) 是指由程序產生的與段相關的偏移地址部分。例如,你在進行C語言指針編程中,可以讀取指針變數本身值(&操作),實際上這個值就是邏輯地址,它是相對於你當前進程數據段的地址,不和絕對物理地址相干。只有在Intel實模式下,邏輯地址才和物理地址相等(因為實模式沒有分段或分頁機制,Cpu不進行自動地址轉換);邏輯也就是在Intel 保護模式下程序執行代碼段限長內的偏移地址(假定代碼段、數據段如果完全一樣)。應用程序員僅需與邏輯地址打交道,而分段和分頁機制對您來說是完全透明的,僅由系統編程人員涉及。應用程序員雖然自己可以直接操作內存,那也只能在操作系統給你分配的內存段操作。線性地址(Linear Address) 是邏輯地址到物理地址變換之間的中間層。程序代碼會產生邏輯地址,或者說是段中的偏移地址,加上相應段的基地址就生成了一個線性地址。如果啟用了分頁機制,那麼線性地址可以再經變換以產生一個物理地址。若沒有啟用分頁機制,那麼線性地址直接就是物理地址。Intel 80386的線性地址空間容量為4G(2的32次方即32根地址匯流排定址)。物理地址(Physical Address) 是指出現在CPU外部地址匯流排上的定址物理內存的地址信號,是地址變換的最終結果地址。如果啟用了分頁機制,那麼線性地址會使用頁目錄和頁表中的項變換成物理地址。如果沒有啟用分頁機制,那麼線性地址就直接成為物理地址了。虛擬內存(Virtual Memory) 是指計算機呈現出要比實際擁有的內存大得多的內存量。因此它允許程序員編制並運行比實際系統擁有的內存大得多的程序。這使得許多大型項目也能夠在具有有限內存資源的系統上實現。一個很恰當的比喻是:你不需要很長的軌道就可以讓一列火車從上海開到北京。你只需要足夠長的鐵軌(比如說3公里)就可以完成這個任務。採取的方法是把後面的鐵軌立刻鋪到火車的前面,只要你的操作足夠快並能滿足要求,列車就能象在一條完整的軌道上運行。這也就是虛擬內存管理需要完成的任務。在Linux 0.11內核中,給每個程序(進程)都劃分了總容量為64MB的虛擬內存空間。因此程序的邏輯地址范圍是0x0000000到0x4000000。有時我們也把邏輯地址稱為虛擬地址。因為與虛擬內存空間的概念類似,邏輯地址也是與實際物理內存容量無關的。 邏輯地址與物理地址的「差距」是0xC0000000,是由於虛擬地址->線性地址->物理地址映射正好差這個值。這個值是由操作系統指定的。

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