在存储数据时通常不仅

‘壹’ 硬盘存储数据的形式原理是什么

硬盘的数据结构

1．MBR区

MBR(Main Boot Record 主引导记录区)�位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。不过，在总共512字节的主引导扇区中，MBR只占用了其中的446个字节，另外的64个字节交给了DPT(Disk Partition Table硬盘分区表)(见表)，最后两个字节“55，AA”是分区的结束标志。这个整体构成了硬盘的主引导扇区。(图)

主引导记录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序。其中的硬盘引导程序的主要作用是检查分区表是否正确并且在系统硬件完成自检以后引导具有激活标志的分区上的操作系统，并将控制权交给启动程序。MBR是由分区程序(如Fdisk．exe)所产生的，它不依赖任何操作系统，而且硬盘引导程序也是可以改变的，从而实现多系统共存。

下面，我们以一个实例让大家更直观地来了解主引导记录：

例：80 01 01 00 0B FE BF FC 3F 00 00 00 7E 86 BB 00

在这里我们可以看到，最前面的“80”是一个分区的激活标志，表示系统可引导；“01 01 00”表示分区开始的磁头号为01，开始的扇区号为01，开始的柱面号为00；“0B”表示分区的系统类型是FAT32，其他比较常用的有04(FAT16)、07(NTFS)；“FE BF FC”表示分区结束的磁头号为254，分区结束的扇区号为63、分区结束的柱面号为764；“3F 00 00 00”表示首扇区的相对扇区号为63；“7E 86 BB 00”表示总扇区数为12289622。

2．DBR区

DBR(Dos Boot Record)是操作系统引导记录区的意思。它通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区，它包括一个引导程序和一个被称为BPB(Bios Parameter Block)的本分区参数记录表。引导程序的主要任务是当MBR将系统控制权交给它时，判断本分区跟目录前两个文件是不是操作系统的引导文件(以DOS为例，即是Io．sys和Msdos．sys)。如果确定存在，就把它读入内存，并把控制权 交给该文件。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数，分配单元的大小等重要参数。DBR是由高级格式化程序(即Format．com等程序)所产生的。

3．FAT区

在DBR之后的是我们比较熟悉的FAT(File Allocation Table文件分配表)区。在解释文件分配表的概念之前，我们先来谈谈簇(Cluster)的概念。文件占用磁盘空间时，基本单位不是字节而是簇。一般情况下，软盘每簇是1个扇区，硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关，可能是4、8、16、32、64……

同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链式存储。由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息(即FAT)，操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。

为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号。对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇。这些都是由FAT表来保存的，表中有很多表项，每项记录一个簇的信息。由于FAT对于文件管理的重要性，所以FAT有一个备份，即在原FAT的后面再建一个同样的FAT。初形成的FAT中所有项都标明为“未占用”，但如果磁盘有局部损坏，那么格式化程序会检测出损坏的簇，在相应的项中标为“坏簇”，以后存文件时就不会再使用这个簇了。FAT的项数与硬盘上的总簇数相当，每一项占用的字节数也要与总簇数相适应，因为其中需要存放簇号。FAT的格式有多种，最为常见的是FAT16和FAT32。

4．DIR区

DIR(Directory)是根目录区，紧接着第二FAT表(即备份的FAT表)之后，记录着根目录下每个文件(目录)的起始单元，文件的属性等。定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以知道文件在硬盘中的具体位置和大小了。

5．数据(DATA)区

数据区是真正意义上的数据存储的地方，位于DIR区之后，占据硬盘上的大部分数据空间。

磁盘的文件系统
经常听高手们说到FAT16、FAT32、NTFS等名词，朋友们可能隐约知道这是文件系统的意思。可是，究竟这么多文件系统分别代表什么含义呢？今天，我们就一起来学习学习：

1.什么是文件系统？
所谓文件系统，它是操作系统中借以组织、存储和命名文件的结构。磁盘或分区和它所包括的文件系统的不同是很重要的，大部分应用程序都基于文件系统进行操作，在不同种文件系统上是不能工作的。

2.文件系统大家族
常用的文件系统有很多，MS-DOS和Windows 3.x使用FAT16文件系统，默认情况下Windows 98也使用FAT16，Windows 98和Me可以同时支持FAT16、FAT32两种文件系统，Windows NT则支持FAT16、NTFS两种文件系统，Windows 2000可以支持FAT16、FAT32、NTFS三种文件系统，Linux则可以支持多种文件系统，如FAT16、FAT32、NTFS、Minix、ext、ext2、xiafs、HPFS、VFAT等，不过Linux一般都使用ext2文件系统。下面，笔者就简要介绍这些文件系统的有关情况：

(1)FAT16
FAT的全称是“File Allocation Table(文件分配表系统)”，最早于1982年开始应用于MS-DOS中。FAT文件系统主要的优点就是它可以允许多种操作系统访问，如MS-DOS、Windows 3.x、Windows 9x、Windows NT和OS/2等。这一文件系统在使用时遵循8.3命名规则(即文件名最多为8个字符，扩展名为3个字符)。

(2)VFAT
VFAT是“扩展文件分配表系统”的意思，主要应用于在Windows 95中。它对FAT16文件系统进行扩展，并提供支持长文件名，文件名可长达255个字符，VFAT仍保留有扩展名，而且支持文件日期和时间属性，为每个文件保留了文件创建日期/时间、文件最近被修改的日期/时间和文件最近被打开的日期/时间这三个日期/时间。

(3)FAT32
FAT32主要应用于Windows 98系统，它可以增强磁盘性能并增加可用磁盘空间。因为与FAT16相比，它的一个簇的大小要比FAT16小很多，所以可以节省磁盘空间。而且它支持2G以上的分区大小。朋友们从附表中可以看出FAT16与FAT32的一不同。

(4)HPFS
高性能文件系统。OS/2的高性能文件系统(HPFS)主要克服了FAT文件系统不适合于高档操作系统这一缺点，HPFS支持长文件名，比FAT文件系统有更强的纠错能力。Windows NT也支持HPFS，使得从OS/2到Windows NT的过渡更为容易。HPFS和NTFS有包括长文件名在内的许多相同特性，但使用可靠性较差。

(5)NTFS
NTFS是专用于Windows NT/2000操作系统的高级文件系统，它支持文件系统故障恢复，尤其是大存储媒体、长文件名。NTFS的主要弱点是它只能被Windows NT/2000所识别，虽然它可以读取FAT文件系统和HPFS文件系统的文件，但其文件却不能被FAT文件系统和HPFS文件系统所存取，因此兼容性方面比较成问题。

ext2
这是Linux中使用最多的一种文件系统，因为它是专门为Linux设计，拥有最快的速度和最小的CPU占用率。ext2既可以用于标准的块设备(如硬盘)，也被应用在软盘等移动存储设备上。现在已经有新一代的Linux文件系统如SGI公司的XFS、ReiserFS、ext3文件系统等出现。

小结：虽然上面笔者介绍了6种文件系统，但占统治地位的却是FAT16/32、NTFS等少数几种，使用最多的当然就是FAT32啦。只要在“我的电脑”中右击某个驱动器的属性，就可以在“常规”选项中(图)看到所使用的文件系统。

明明白白识别硬盘编号
目前，电子市场上硬盘品牌最让大家熟悉的无非是IBM、昆腾(Quantum)、希捷(Seagate),迈拓(Maxtor)等“老字号”。而这些硬盘型号的编号则各不相同，令人眼花缭乱。其实，这些编号均有一定的规律，表示一些特定?的含义。一般来说，我们可以从其编号来了解硬盘的性能指标，包括接口?类型、转速、容量等。作为DIY朋友来说，只有自己真正掌握正确识别硬盘编号，在选购硬盘时，就方便得多(以致不被“黑”)，至少不会被卖的人说啥是啥。以下举例说明，供朋友们参考。

一、IBM
IBM是硬盘业的巨头，其产品几乎涵盖了所有硬盘领域。而且IBM还是去年硬盘容量、价格战的始作蛹者。我们今天能够用得上经济上既便宜，而且容量又大的硬盘可都得感谢IBM。
IBM的每一个产品又分为多个系列，它的命名方式为：产品名＋系列代号＋接口类型＋盘片尺寸＋转速＋容量。以Deskstar 22GXP的13.5GB硬盘为例，该硬盘的型号为：DJNA－371350，字母D代表Deskstar产品，JN代表Deskstar25GP与22GP系列，A代表ATA接口，3代表3寸盘片，7是7200转产品，最后四位数字为硬盘容量13.5GB。IBM系列代号(IDE)含义如下：
TT=Deskstar 16GP或14GXP JN=Deskstar 25GP或22GXP RV=Ultrastar 18LZX或36ZX
接口类型含义如下：A＝ATA
S与U＝Ultra SCSI、Ultra SCSI Wide、Ultra SCSI SCA、增强型SCSI、
增强扩展型SCSI（SCA）
C＝Serial Storage Architecture连续存储体系SCSI L＝光纤通道SCSI

二、MAXTOR(迈拓)
MAXTOR是韩国现代电子美国公司的一个独立子公司，以前该公司的产品也覆盖了IDE与SCSI两个方面，但由于SCSI方面的产品缺乏竟争力而最终放弃了这个高端市场从而主攻IDE硬盘，所以MAXTOR公司应该是如今硬盘厂商中最专一的了。
MAXTOR硬盘编号规则如下：首位＋容量＋接口类型＋磁头数，MAXTOR?从钻石四代开始，其首位数字就为9，一直延续到现在，所以大家如今能在电子市场上见到的MAXTOR硬盘首位基本上都为9。另外比较特殊的是MAXTOR编号中有磁头数这一概念，因为MAXTOR硬盘是大打单碟容量的发起人，所以其硬盘的型号中要将单碟容量从磁头数中体现出来。单碟容量＝2*硬盘总容量/磁头数。
现以金钻三代(DiamondMax Plus6800)10.2GB的硬盘为例说明：该硬盘?型号为91024U3，9是首位，1024是容量，U是接口类型UDMA66，3代表该硬盘有3个磁头，也就是说其中的一个盘片是单面有数据。这个单碟容量就为2*10.2/3=6.8GB。MAXTOR硬盘接口类型字母含义如：
A＝PIO模式 D＝UDMA33模式 U＝UDMA66模式

三、SEAGATE(希捷)
希捷科技公司(Seagate Technology)是世界上最大的磁盘驱动器、磁?盘和读写磁头生产厂家，该公司是一直是IBM、COMPAQ、SONY等业界大户的硬盘供应商。希捷还保持着业界第一款10000转硬盘的记录(積架Cheetah系列SCSI)与最大容量(積架三代73GB)的记录，公司的实力由此可见一斑。但?由于希捷一直是以高端应用为主(例如SCSI硬盘)，而并不是特别重视低端家用产品的开发，从而导致在DIY一族心目中的地位不如昆腾等硬盘供应商?。好在希捷公司及时注意到了这个问题，不久前投入市场的酷鱼(Barracuda)系列就一扫希捷硬盘以往在单碟容量、转速、噪音、非正常外频下工作稳?定性、综合性能上的劣势。
希捷的硬盘系列从低端到高端的产品名称分别为：U4系列、Medalist(金牌)系列、U8系列、Medalist Pro(金牌Pro)系列、Barracuda(酷鱼)系列。其中Medalist Pro与Barracuda系列是7200转的产品，其他的是5400转的产品。硬盘的型号均以ST开头，现以酷鱼10.2GB硬盘为例来说明。该硬盘的型号是：ST310220A，在ST后第一位数字是代表硬盘的尺寸，3就是该硬盘采用3寸盘片，如今其他规格的硬盘已基本上没有了，所以大家能够见到?的绝大多数硬盘该位数字均不3，3后面的1022代表的是该硬盘的格式化容量是10.22GB，最后一位数字0是代表7200转产品。这一点不要混淆与希捷以前的入门级产品Medalist ST38420A混淆。多数希捷的Medalist Pro系列开始，以结尾的产品均代表7200转硬盘，其它数字结尾(包括1、2)代表5400转的产品。位于型号最后的字母是硬盘的接口类型。希捷硬盘的接口类型字母含义如下：
A=ATA UDMA33或UDMA66 IDE接口 AG为笔记本电脑专用的ATA接口硬盘。
W为ULTRA Wide SCSI，
其数据传输率为40MB每秒 N为ULTRA Narrow SCSI，其数据传输率为20MB每秒。
而ST34501W/FC和ST19101N/FC中的FC(Fibre Channel)表示光纤通道，可提供高达每秒100MB的数据传输率，并且支持热插拔。

硬盘及接口标准的发展历史
一、硬盘的历史
说起硬盘的历史，我们不能不首先提到蓝色巨人IBM所发挥的重要作用，正是IBM发明了硬盘，并且为硬盘的发展做出了一系列重大贡献。在发明磁盘系统之前，计算机使用穿孔纸带、磁带等来存储程序与数据，这些存储方式不仅容量低、速度慢，而且有个大缺陷：它们都是顺序存储，为了读取后面的数据，必须从头开始读，无法实现随机存取数据。
在1956年9月，IBM向世界展示了第一台商用硬盘IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），这套系统的总容量只有5MB，却是使用了50个直径为24英寸的磁盘组成的庞然大物。而在1968年IBM公司又首次提出了“温彻斯特”Winchester技术。“温彻斯特”技术的精髓是：“使用密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动，磁头磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触”，这便是现代硬盘的原型。在1973年IBM公司制造出第一台采用“温彻期特”技术制造的硬盘，从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础。1979年，IBM再次发明了薄膜磁头，为进一步减小硬盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。70年代末与80年代初是微型计算机的萌芽时期，包括希捷、昆腾、迈拓在内的许多着名硬盘厂商都诞生于这一段时间。1979年，IBM的两位员工Alan Shugart和Finis Conner决定要开发像5.25英寸软驱那样大小的硬盘驱动器，他们离开IBM后组建了希捷公司，次年，希捷发布了第一款适合于微型计算机使用的硬盘，容量为5MB，体积与软驱相仿。
PC时代之前的硬盘系统都具有体积大、容量小、速度慢和价格昂贵的特点，这是因为当时计算机的应用范围还太小，技术与市场之间是一种相互制约的关系，使得包括存储业在内的整个计算机产业的发展都受到了限制。 80年代末期IBM对硬盘发展的又一项重大贡献，即发明了MR（Magneto Resistive)磁头，这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感，使得盘片的存储密度能够比以往20MB每英寸提高了数十倍。1991年IBM生产的3.5英寸的硬盘使用了MR磁头，使硬盘的容量首次达到了1GB，从此硬盘容量开始进入了GB数量级的时代 。1999年9月7日，迈拓公司(Maxtor)_宣布了首块单碟容量高达10.2GB的ATA硬盘，从而把硬盘的容量引入了一个新里程碑。

二、接口标准的发展
（1）IDE和EIDE的由来
最早的IBM PC并不带有硬盘，它的BIOS及DOS 1.0操作系统也不支持任何硬盘，因为系统的内存只有16KB，就连软驱和DOS都是可选件。后来DOS 2引入了子目录系统，并添加了对“大容量”存储设备的支持，于是一些公司开始出售供IBM PC使用的硬盘系统，这些硬盘与一块控制卡、一个独立的电源被一起装在一个外置的盒子里，并通过一条电缆与插在扩展槽中的一块适配器相连，为了使用这样的硬盘，必须从软驱启动，并加载一个专用设备驱动程序。
1983年IBM公司推出了PC/XT，虽然XT仍然使用8088 CPU，但配置却要高得多，加上了一个10MB的内置硬盘，IBM把控制卡的功能集成到一块接口控制卡上，构成了我们常说的硬盘控制器。其接口控制卡上有一块ROM芯片，其中存有硬盘读写程序，直到基于80286处理器的PC/AT的推出，硬盘接口控制程序才被加入到了主板的BIOS中。
PC/XT和PC/AT机器使用的硬盘被称为MFM硬盘或ST－506/412硬盘，MFM（Modified Frequency Molation）是指一种编码方案，而ST－506/412则是希捷开发的一种硬盘接口，ST－506接口不需要任何特殊的电缆及接头，但是它支持的传输速度很低，因此到了1987年左右这种接口就基本上被淘汰了。
迈拓于1983年开发了ESDI（Enhanced Small Drive Interface）接口。这种接口把编解码器放在了硬盘本身之中，它的理论传输速度是ST－506的2～4倍。但由于成本比较高，九十年代后就逐步被淘汰掉了。
IDE（Integrated Drive Electronics）实际上是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，这样减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE接口也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口。
ATA接口最初是在1986年由CDC、康柏和西部数据共同开发的，他们决定使用40芯的电缆，最早的IDE硬盘大小为5英寸，容量为40MB。ATA接口从80年代末期开始逐渐取代了其它老式接口。
80年代末期IBM发明了MR（Magneto Resistive）磁阻磁头，这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感，使得盘片的存储密度能够比以往的20MB/in2提高数十上百倍。1991年，IBM生产的3.5英寸硬盘0663－E12使用了MR磁头，容量首次达到了1GB，从此硬盘容量开始进入了GB数量级，直到今天，大多数硬盘仍然采用MR磁头。
人们在谈论硬盘时经常讲到PIO模式和DMA模式，它们是什么呢？目前硬盘与主机进行数据交换的方式有两种，一种是通过CPU执行I/O端口指令来进行数据的读写；另外，一种是不经过CPU的DMA方式。
PIO模式即Programming Input/Output Model。这种模式使用PC I/O端口指令来传送所有的命令、状态和数据。由于驱动器中有多个缓冲区，对硬盘的读写一般采用I/O串操作指令，这种指令只需一次取指令就可以重复多次地完成I/O操作，因此，达到高的数据传输率是可能的。
DMA即Direct Memory Access。它表示数据不经过CPU，而直接在硬盘和内存之间传送。在多任务操作系统内，如OS/2、Linux、Windows NT等，当磁盘传输数据时，CPU可腾出时间来做其它事情，而在DOS/Windows3.X环境里，CPU不得不等待数据传输完毕，所以在这种情况下，DMA方式的意义并不大。
DMA方式有两种类型：第三方DMA（third－party DMA）和第一方DMA（first－party DMA）(或称总线主控DMA，Busmastering DMA)。第三方DMA通过系统主板上的DMA控制器的仲裁来获得总线和传输数据。而第一方DMA，则完全由接口卡上的逻辑电路来完成，当然这样就增加了总线主控接口的复杂性和成本。现在，所有较新的芯片组均支持总线主控DMA。
（2）SCSI接口
（Small Computer System Interface小型计算机系统接口）是一种与ATA完全不同的接口，它不是专门为硬盘设计的，而是一种总线型的系统接口，每个SCSI总线上可以连接包括SCSI控制卡在内的8个SCSI设备。SCSI的优势在于它支持多种设备，传输速率比ATA接口快得多但价格也很高，独立的总线使得它对CPU的占用率很低。 最早的SCSI是于1979年由美国的Shugart公司（Seagate希捷公司的前身）制订的，90年代初，SCSI发展到了SCSI－2，1995年推出了SCSI－3，其俗称Ultra SCSI， 1997年推出了Ultra 2 SCSI(Fast－40)，其采用了LVD（Low Voltage Differential，低电平微分）传输模式，16位的Ultra2SCSI(LVD)接口的最高传输速率可达80MB/S,允许接口电缆的最长为12米，大大增加了设备的灵活性。1998年，更高数据传输率的Ultra160/m SCSI(Wide下的Fast－80)规格正式公布，其最高数据传输率为160MB/s，昆腾推出的Atlas10K和Atlas四代等产品支持Ultra3 SCSI的Ultra160/m传输模式。
SCSI硬盘具备有非常优秀的传输性能。但由于大多数的主板并不内置SCSI接口，这就使得连接SCSI硬盘必须安装相应的SCSI卡，目前关于SCSI卡有三个正式标准，SCSI－1，SCSI－2和SCSI－3，以及一些中间版本，要使SCSI硬盘获得最佳性能就必须保证SCSI卡与SCSI硬盘版本一致（目前较新生产的SCSI硬盘和SCSI卡都是向前兼容的，不一定必须版本一致）。
（3）IEEE1394：IEEE1394又称为Firewire（火线）或P1394，它是一种高速串行总线，现有的IEEE1394标准支持100Mbps、200Mbps和400Mbps的传输速率，将来会达到800Mbps、1600Mbps、3200Mbps甚至更高，如此高的速率使得它可以作为硬盘、DVD、CD－ROM等大容量存储设备的接口。IEEE1394将来有望取代现有的SCSI总线和IDE接口，但是由于成本较高和技术上还不够成熟等原因，目前仍然只有少量使用IEEE1394接口的产品，硬盘就更少了。

‘贰’ 数据在计算机的存储方式有哪几种数据库的主要功能是什么有哪些主要的数据库管理系统

数据在计算机中的存储方式

数据有数值型和非数值型两类，这些数据在计算机中都必须以二进制形式表示。一串二进制数既可表示数量值，也可表示一个字符、汉字或其他。一串二进制数代表的数据不同，含义也不同。这些数据在计算机的存储设备中是如何进行组织存储的？

数据单位

· 位（bit）

位(bit)，音译为“比特”，是计算机存储设备的最小单位，由数字0或1组成。

· 字节（Byte）

字节(Byte)，简写为“B”，音译为“拜特”，简写为“B”。8个二进制位编为一组称为一个字节，即：1B = 8bit。字节是计算机处理数据的基本单位，即以字节为单位解释信息。通常，一个ASCII码占1个字节；一个汉字国标码占2个字节；整数占2个字节；实数，即带有小数点的数，用4个字节组成浮点形式等。

· 字（word）

计算机一次存取、处理和传输的数据长度称为字，即：一组二进制数码作为一个整体来参加运算或处理的单位。一个字通常由一个或多个字节构成，用来存放一条指令或一个数据。

· 字长

一个字中所包含的二进制数的位数称为字长。不同的计算机，字长是不同的，常用的字长有8位、16位、32位和64位等，也就是经常说的8位机、16位机、32位机或64位机。例如，一台计算机如果用8个二进制位表示一个字，就说该机是八位机，或者说它的字长是8位的；又如，一个字由两个字节组成，即16个二进制位，则字长为16位。字长是衡量计算机性能的一个重要标志。字长越长，一次处理的数字位数越大，速度也就越快。

存储设备

用来存储信息的设备称为计算机的存储设备，如内存、硬盘、软盘及光盘等。不论是哪一种设备，存储设备的最小单位是“位”，存储信息的单位是字节，也就是说按字节组织存放数据。

· 存储单元

表示一个数据的总长度称为计算机的存储单元。在计算机中，当一个数据作为一个整体存入或取出时，这个数据存放在一个或几个字节中组成一个存储单元。存储单元的特点是，只有往存储单元送新数据时，该存储单元的内容用新值代替旧值，否则永远保持原有数据。

· 存储容量

某个存储设备所能容纳的二进制信息量的总和称为存储设备的存储容量。存储容量用字节数来表示，如：4MB、2GB等，其关系为：1KB = 1024 B、1MB = 1024 KB、1GB = 1024 MB。1千字节相当于210 Byte，即1024 Byte， 记为1KB；1兆字节相当于220 Byte，即1024 KB，记为1MB；而1吉字节相当于230 Byte ，即1024 MB，记为1GB。

内存容量是指为计算机系统所配置的主存(RAM)总字节数，度量单位是“KB”“MB”，如32MB、64MB、128MB等。外存多以硬盘、软盘和光盘为主，每个设备所能容纳的信息量的总字节数称为外存容量，度量单位是“MB”“GB”，如800MB、6.5GB。

目前，高档微型计算机的内存容量已从几MB发展到几百MB，外存容量已从几百MB发展到几GB～几十GB。

编址与地址

· 编 址

对计算机存储单元编号的过程称为“编址”，是以字节为单位进行的。

· 地 址

存储单元的编号称为地址。

注意：地址号与存储单元是一一对应的，CPU通过单元地址访问存储单元中的信息，地址所对应的存储单元中的信息是CPU操作的对象，即数据或指令本身。地址也是用二进制编码表示，为便于识别通常采用16进制。

问题2
它所提供的功能有以下几项：
（1）数据定义功能。DBMS提供相应数据语言来定义（DDL）数据库结构，它们是刻画数据库框架，并被保存在数据字典中。
（2）数据存取功能。DBMS提供数据操纵语言（DML），实现对数据库数据的基本存取操作：检索，插入，修改和删除。
（3）数据库运行管理功能。DBMS提供数据控制功能，即是数据的安全性、完整性和并发控制等对数据库运行进行有效地控制和管理，以确保数据正确有效。
（4）数据库的建立和维护功能。包括数据库初始数据的装入，数据库的转储、恢复、重组织，系统性能监视、分析等功能。
（5）数据库的传输。DBMS提供处理数据的传输，实现用户程序与DBMS之间的通信，通常与操作系统协调完成。

问题3
着名数据库管理系统
MS SQL SYBASE DB2 ORACLE MySQL ACCESS VF 常见的数据库管理系统 目前有许多数据库产品，如Oracle、Sybase、Informix、Microsoft SQL Server、Microsoft Access、Visual FoxPro等产品各以自己特有的功能，在数据库市场上占有一席之地。下面简要介绍几种常用的数据库管理系统。

数据库管理系统（DBMS）的主要功能
DBMS的主要目标是使数据作为一种可管理的资源来处理，其主要功能如下： 1.数据定义：DBMS提供数据定义语言，供用户定义数据库的三级模式结构、两级映像以及完整性约束和保密限制等约束。 2.数据操作：DBMS提供数据操作语言，供用户实现对数据的操作。 3.数据库的运行管理：数据库的运行管理功能是DBMS的运行控制、管理功能，包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取限制控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复，即保证事务的原子性。这些功能保证了数据库系统的正常运行。 4.数据组织、存储与管理：DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典、用户数据、存取路径等，需确定以何种文件结构和存取方式在存储级上组织这些数据，如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率，选择合适的存取方法提高存取效率。 5.数据库的保护：数据库中的数据是信息社会的战略资源，随数据的保护至关重要。DBMS对数据库的保护通过4个方面来实现：数据库的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库安全性控制。DBMS的其他保护功能还有系统缓冲区的管理以及数据存储的某些自适应调节机制等。 6.数据库的维护：这一部分包括数据库的数据载入、转换、转储、数据库的重组合重构以及性能监控等功能，这些功能分别由各个使用程序来完成。 7.通信：DBMS具有与操作系统的联机处理、分时系统及远程作业输入的相关接口，负责处理数据的传送。对网络环境下的数据库系统，还应该包括DBMS与网络中其他软件系统的通信功能以及数据库之间的互操作功能。

‘叁’ 数据的存储方法有哪些

什么是分布式存储

分布式存储是一种数据存储技术，它通过网络使用企业中每台机器上的磁盘空间，这些分散的存储资源构成了虚拟存储设备，数据分布存储在企业的各个角落。

分布式存储系统，可在多个独立设备上分发数据。传统的网络存储系统使用集中存储服务器来存储所有数据。存储服务器成为系统性能的瓶颈，也是可靠性和安全性的焦点，无法满足大规模存储应用的需求。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，使用多个存储服务器共享存储负载，利用位置服务器定位存储信息，不仅提高了系统的可靠性，可用性和访问效率，而且易于扩展。

分布式存储的优势

可扩展：分布式存储系统可以扩展到数百甚至数千个这样的集群大小，并且系统的整体性能可以线性增长。

低成本：分布式存储系统的自动容错和自动负载平衡允许在低成本服务器上构建分布式存储系统。此外，线性可扩展性还能够增加和降低服务器的成本，并实现分布式存储系统的自动操作和维护。

高性能：无论是针对单个服务器还是针对分布式存储群集，分布式存储系统都需要高性能。

易用性：分布式存储系统需要提供方便易用的界面。此外，他们还需要拥有完整的监控和操作工具，并且可以轻松地与其他系统集成。

杉岩分布式统一存储USP

利用分布式技术将标准x86服务器的HDD、SSD等存储介质抽象成资源池，对上层应用提供标准的块、文件、对象访问接口，

同时提供清晰直观的统一管理界面，减少部署和运维成本，满足高性能、高可靠、高可扩展性的大规模存储资源池的建设需求。

‘肆’ 数据结构上机题答案

一、选择题 2012年数据结构期末考试题及答案

1．在数据结构中，从逻辑上可以把数据结构分为 C 。

A．动态结构和静态结构 B．紧凑结构和非紧凑结构

C．线性结构和非线性结构 D．内部结构和外部结构

2．数据结构在计算机内存中的表示是指 A 。

A．数据的存储结构 B．数据结构 C．数据的逻辑结构 D．数据元素之间的关系

3．在数据结构中，与所使用的计算机无关的是数据的 A 结构。

A．逻辑 B．存储 C．逻辑和存储 D．物理

4．在存储数据时，通常不仅要存储各数据元素的值，而且还要存储 C 。

A．数据的处理方法 B．数据元素的类型

C．数据元素之间的关系 D．数据的存储方法

5．在决定选取何种存储结构时，一般不考虑 A 。

A．各结点的值如何 B．结点个数的多少

C．对数据有哪些运算 D．所用的编程语言实现这种结构是否方便。

6．以下说法正确的是 D 。

A．数据项是数据的基本单位

B．数据元素是数据的最小单位

C．数据结构是带结构的数据项的集合

D．一些表面上很不相同的数据可以有相同的逻辑结构

7．算法分析的目的是 C ，算法分析的两个主要方面是 A 。

（1）A．找出数据结构的合理性 B．研究算法中的输入和输出的关系

C．分析算法的效率以求改进 C．分析算法的易读性和文档性

（2）A．空间复杂度和时间复杂度 B．正确性和简明性

C．可读性和文档性 D．数据复杂性和程序复杂性

8．下面程序段的时间复杂度是 O（n2） 。

s ＝0；

for（ I ＝0； i＜n； i＋＋）

for（j＝0；j＜n；j＋＋）

s ＋＝B[i][j]；

sum ＝ s ；

9．下面程序段的时间复杂度是 O（n*m） 。

for（ i ＝0； i＜n； i＋＋）

for（j＝0；j＜m；j＋＋）

A[i][j] ＝ 0；

10．下面程序段的时间复杂度是 O（log3n） 。

i ＝ 0；

while（i＜＝n）

i ＝ i * 3；

11．在以下的叙述中，正确的是 B 。

A．线性表的顺序存储结构优于链表存储结构

B．二维数组是其数据元素为线性表的线性表

C．栈的操作方式是先进先出

D．队列的操作方式是先进后出

12．通常要求同一逻辑结构中的所有数据元素具有相同的特性，这意味着 B 。

A．数据元素具有同一特点

B．不仅数据元素所包含的数据项的个数要相同，而且对应的数据项的类型要一致

C．每个数据元素都一样

D．数据元素所包含的数据项的个数要相等。

‘伍’ ．用链表存储数据时，不仅要存储数据元素的( ) ，还要存储元素之间的相互( )

用链表存储数据时，不仅要存储数据元素的(数据)
，还要存储元素之间的相互(关系)

‘陆’ 数据结构的存储结构，不仅要存储数据本身，还需要存储（）

你好，答案是“数据元素之间的关系”。
数据元素之间的关系有两种不同的表示方法：顺序映象和非顺序映象，并由此得到两种不同的存储结构：顺序存储结构和链式存储结构。
比如，线性表就是一种顺序存储结构，线性表的元素在物理存储单元上是连续的。而链表就是一种链式存储结构，元素在物理存储单元上是非连续的。数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。比如定义了两个节点p1和p2，p1的指针域指向p2，p1->next=p2。next就是指向下一个节点的指针。表示p1的下一个节点是p2。希望能帮助到你。

‘柒’ 数据结构的存储方式有哪几种

数据结构的存储方式有顺序存储方法、链接存储方法、索引存储方法和散列存储方法这四种。

1、顺序存储方式：顺序存储方式就是在一块连续的存储区域一个接着一个的存放数据，把逻辑上相连的结点存储在物理位置上相邻的存储单元里，结点间的逻辑关系由存储单元的邻接挂安息来体现。顺序存储方式也称为顺序存储结构，一般采用数组或者结构数组来描述。

2、链接存储方法：它比较灵活，其不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上相邻，结点间的逻辑关系由附加的引用字段表示。一个结点的引用字段往往指导下一个结点的存放位置。链接存储方式也称为链接式存储结构，一般在原数据项中增加应用类型来表示结点之间的位置关系。

3、索引存储方法：除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。它细分为两类：稠密索引：每个结点在索引表中都有一个索引项，索引项的地址指示结点所在的的存储位置；稀疏索引：一组结点在索引表中只对应一个索引项，索引项的地址指示一组结点的起始存储位置。

4、散列存储方法：就是根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址。

(7)在存储数据时通常不仅扩展阅读

顺序存储和链接存储的基本原理

在顺序存储中，每个存储空间含有所存元素本身的信息，元素之间的逻辑关系是通过数组下标位置简单计算出来的线性表的顺序存储，若一个元素存储在对应数组中的下标位置为i，则它的前驱元素在对应数组中的下标位置为i-1，它的后继元素在对应数组中的下标位置为i+1。

在链式存储结构中，存储结点不仅含有所存元素本身的信息，还含有元素之间逻辑关系的信息。数据的链式存储结构可用链接表来表示。其中data表示值域，用来存储节点的数值部分。Pl，p2，…，Pill(1n≥1)均为指针域，每个指针域为其对应的后继元素或前驱元素所在结点的存储位置。

在数据的顺序存储中，由于每个元素的存储位置都可以通过简单计算得到，所以访问元素的时间都相同；而在数据的链接存储中，由于每个元素的存储位置保存在它的前驱或后继结点中，所以只有当访问到其前驱结点或后继结点后才能够按指针访问到，访问任一元素的时间与该元素结点在链式存储结构中的位置有关。

‘捌’ 【讨论】数据结构——数据的存储结构

1.“循环队列”与存储结构有关，即是与计算机在内存中实现有关的概念。“队列”本是一个逻辑概念，但“循环队列”特指在内存中依地址顺序存放“数据元素”，当队尾越过规定内存区域的下界时，调整队尾指向内存区域的上界，继续进行入队操作。

2.“链表”无疑与存储结构有关。也就是在体现“数据元素”之间关系时增加一或多个“域”，用于存放相关联的“数据元素的地址”。

3.“哈希表”也与存储结构有关。“哈希表”一般是为了查找某个“数据元素”方便，而将有某种关系的一组“数据元素”集中放置，并为各组数据生成一个连续的“索引”（正如数组下标）。在实现时就用连续的内存地址来体现。

4.“栈”仅是一个逻辑概念，LIFO（后进先出），并不涉及具体的物理实现。即与存储结构无关。