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逻辑存储和物理存储

发布时间: 2023-06-02 02:03:04

数据库存储结构分为哪两种其含义是什么

希望对你有帮助!逻辑结构、物理结构数据库的存储结构也就是数据库存储数据的方式逻辑存储结构主要用于描述在oracle内部的组织和管理数据的方式;而物理存储结构则用于描述在oracle外部,即操作系统中组织和管理数据的方式

② 说明在创建数据库时如何合理规划数据库的物理存储结构和逻辑存储结构

Oracle数据库的逻辑结构和物理结构

Oracle 数据库的逻辑结构是由一些数据库对象组成,如数据库表空间、表、索引、段、视图、存储过程、触发器等。数据库的逻辑存储结构(表空间等)决定了数据库的物理空间是如何被使用的,数据库对象如表、索引等分布在各个表空间中。

Oracle 数据库的物理结构从操作系统一级查看,是由一个个的文件组成,从物理上可划分为:数据文件、日志文件、控制文件和参数文件。数据文件中存放了所有的数据信息;日志文件存放数据库运行期间产生的日志信息,它被重复覆盖使用,若不采用归档方式的话,已被覆盖的日志信息将无法恢复;控制文件记录了整个数据库的关键结构信息,它若被破坏,整个数据库将无法工作和恢复;参数文件中设置了很多Oracle 数据库的配置参数,当数据库启动时,会读取这些信息。

逻辑结构的优化

逻辑结构优化用通俗的话来说就是通过增加、减少或调整逻辑结构来提高应用的效率,下面通过对基本表的设计及索引、聚簇的讨论来分析ORACLE逻辑结构的优化。

1、基本表扩展

数据库性能包括存储空间需求量的大小和查询响应时间的长短两个方面。为了优化数据库性能,需要对数据库中的表进行规范化。一般来说,逻辑数据库设计满足第三范式的表结构容易维护且基本满足实际应用的要求。所以,实际应用中一般都按照第三范式的标准进行规范化,从而保证了数据库的一致性和完整性,设计人员往往会设计过多的表间关联,以尽可能地降低数据冗余。但在实际应用中这种做法有时不利于系统运行性能的优化:如过程从多表获取数据时引发大量的连接操作,在需要部分数据时要扫描整个表等,这都消耗了磁盘的I/O 和CPU 时间。

为解决这一问题,在设计表时应同时考虑对某些表进行反规范化,方法有以下几种:一是分割表。分割表可分为水平分割表和垂直分割表两种:水平分割是按照行将一个表分割为多个表,这可以提高每个表的查询速度,但查询、更新时要选择不同的表,统计时要汇总多个表,因此应用程序会更复杂。垂直分割是对于一个列很多的表,若某些列的访问频率远远高于其它列,就可以将主键和这些列作为一个表,将主键和其它列作为另外一个表。通过减少列的宽度,增加了每个数据页的行数,一次I/O就可以扫描更多的行,从而提高了访问每一个表的速度。但是由于造成了多表连接,所以应该在同时查询或更新不同分割表中的列的情况比较少的情况下使用。二是保留冗余列。当两个或多个表在查询中经常需要连接时,可以在其中一个表上增加若干冗余的列,以避免表之间的连接过于频繁,一般在冗余列的数据不经常变动的情况下使用。三是增加派生列。派生列是由表中的其它多个列的计算所得,增加派生列可以减少统计运算,在数据汇总时可以大大缩短运算时间。

因此,在数据库的设计中,数据应当按两种类别进行组织:频繁访问的数据和频繁修改的数据。对于频繁访问但是不频繁修改的数据,内部设计应当物理不规范化。对于频繁修改但并不频繁访问的数据,内部设计应当物理规范化。有时还需将规范化的表作为逻辑数据库设计的基础,然后再根据整个应用系统的需要,物理地非规范化数据。规范与反规范都是建立在实际的操作基础之上的约束,脱离了实际两者都没有意义。只有把两者合理地结合在一起,才能相互补充,发挥各自的优点。

2、索引和聚簇

创建索引是提高检索效率最有效的方法之一,索引把表中的逻辑值映射到安全的RowID,能快速定位数据的物理地址,可以大大加快数据库的查询速度,一个建有合理索引的数据库应用系统可能比一个没有建立索引的数据库应用系统效率高几十倍,但并不是索引越多越好,在那些经常需要修改的数据列上建立索引,将导致索引B*树的不断重组,造成系统性能的下降和存储空间的浪费。对于一个大型表建立的索引,有时并不能改善数据查询速度,反而会影响整个数据库的性能。这主要是和SGA的数据管理方式有关,Oracle在进行数据块高速缓存管理时,索引数据比普通数据具有更高的驻留权限,在进行空间竞争时,Oracle会先移出普通数据,对建有索引的大型表进行数据查询时,索引数据可能会用完所有的数据块缓存空间,Oracle不得不频繁地进行磁盘读写来获取数据,所以,在对一个大型表进行分区之后,可以根据相应的分区建立分区索引。

Oracle提供了另一种方法来提高查询速度,就是聚簇(Cluster)。所谓聚簇,简单地说就是把几个表放在一起,按一定公共属性混合存放。聚簇根据共同码值将多个表的数据存储在同一个Oracle块中,这时检索一组Oracle块就同时得到两个表的数据,这样就可以减少需要存储的Oracle块,从而提高应用程序的性能。

对于逻辑结构的优化,还应将表数据和索引数据分开表空间存储,分别使用独立的表空间。因为如果将表数据和索引数据放在一起,表数据的I/O操作和索引的I/O操作将产生影响系统性能的I/O竞争,降低系统的响应效率。将表数据和索引数据存放在不同的表空间中,并在物理层面将这两个表空间的数据文件放在不同的物理磁盘上,就可以避免这种竞争了。

物理结构的优化

数据库的数据最终是存储在物理磁盘上的,对数据进行访问就是对这些物理磁盘进行读写,因此对于这些物理存储的优化是系统优化的一个重要部分。对于物理存储结构优化,主要是合理地分配逻辑结构的物理存储地址,这样虽不能减少对物理存储的读写次数,但却可以使这些读写尽量并行,减少磁盘读写竞争,从而提高效率,也可以通过对物理存储进行精密的计算减少不必要的物理存储结构扩充,从而提高系统利用率。

1、磁盘读写并行优化

对于数据库的物理读写,Oracle系统本身会进行尽可能的并行优化,例如在一个最简单的表检索操作中,如果表结构和检索域上的索引不在一个物理结构上,那么在检索的过程中,对索引的检索和对表的检索就是并行进行的。

2、操作并行优化

操作并行的优化是基于操作语句的统计结果,首先是统计各个表的访问频率,表之间的连接频率,根据这些数据按如下原则分配表空间和物理磁盘,减少系统进程和用户进程的磁盘I/O竞争;把需要连接的表格在表空间/物理磁盘上分开;把高频访问的表格在表空间/物理磁盘上分开;把经常需要进行检索的表格的表结构和索引在表空间/物理磁盘上分开。

3、减少存储结构扩展

如果应用系统的数据库比较脆弱,并在不断地增长或缩小,这样的系统在非动态变化周期内效率合理,但是当在动态变化周期内的时候,性能却很差,这是由于Oracle的动态扩展造成的。在动态扩张的过程中,Oracle必须根据存储的要求,在创建行、行变化获取缺省值时,扩展和分配新的存储空间,而且表格的扩展往往并不是事情的终结,还可能导致数据文件、表空间的增长,这些扩展会导致在线系统反应缓慢。对于这样的系统,最好的办法就是在建立的时候预先分配足够的大小和合适的增长幅度。在一个对象建立的时候要根据应用充分地计算他们的大小,然后再根据这些数据来定义对象Initial、Next和Minextents的值,使数据库在物理存储上和动态增长次数上达到一个比较好的平衡点,使这些对象既不经常发生增长,也不过多地占用数据库。

③ 请问计算机上的物理存储结构和逻辑存储结构分别是什么

物理存储结构:按地址存储。比如房间号1,2,3,4,有4个人也是1,2,3,4号,然后这4个人按号码顺序进去,1进1,2进2,3进3,4进4,房间号是按顺序。
逻辑存储结构:按逻辑顺序存储。比如房间号1,2,3,4,有4个人也是1,2,3,4号,但这4个人不按号码顺序进去,1进2,2进4,3进1,4进3,不一定按顺序,在找人的时候按人的顺序找,在2房找1,4放找2,。。。能把人按顺序找到就行,不管他在哪个房间。
主要是有没有按地址存储数据

④ 逻辑存储和物理存储有什么关系

逻辑地址即是思维性的表示,由于8086的寄存器最大为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联合表示的地址类型叫逻辑地址,例如2000H:1000H,这里的2000H表示段的起始地址,即段地址,而1000H则表示偏移地址,表示逻辑地址时总是书写成段地址:偏移地址。物理地址即是真实存在的唯一地址,是指的内存中各个单元的单元号,由8086有20条地址线,因此可寻址2的20次方,按2进制位表示规则,即有20位,这个就是物理地址。物理地址因为超过了寄存器大小(16位)因此无法直接存放,需要合成,公式为物理地址=段地址×10H+偏移地址,公式中的数据可从逻辑地址获得。逻辑地址是16位的,因此范围是2的16次方,即64K。物理地址是20位的,因此范围是2的20次方,即1M。

⑤ 51单片机的存储器从物理上和逻辑上是如何分类的

物理上分为四个存储空间:片内数据存储器、片外数据存储器,片内程序存储器、片外程序存储器。
逻辑分三个存储空间:片内数据存储器、片外数据存储器,片内外统一的64KB程序存储器。

⑥ 什么是逻辑地址空间物理存储空间

逻辑地址(Logical Address) 是指由程序产生的与段相关的偏移地址部分。例如,你在进行C语言指针编程中,可以读取指针变量本身值(&操作),实际上这个值就是逻辑地址,它是相对于你当前进程数据段的地址,不和绝对物理地址相干。只有在Intel实模式下,逻辑地址才和物理地址相等(因为实模式没有分段或分页机制,Cpu不进行自动地址转换);逻辑也就是在Intel 保护模式下程序执行代码段限长内的偏移地址(假定代码段、数据段如果完全一样)。应用程序员仅需与逻辑地址打交道,而分段和分页机制对您来说是完全透明的,仅由系统编程人员涉及。应用程序员虽然自己可以直接操作内存,那也只能在操作系统给你分配的内存段操作。线性地址(Linear Address) 是逻辑地址到物理地址变换之间的中间层。程序代码会产生逻辑地址,或者说是段中的偏移地址,加上相应段的基地址就生成了一个线性地址。如果启用了分页机制,那么线性地址可以再经变换以产生一个物理地址。若没有启用分页机制,那么线性地址直接就是物理地址。Intel 80386的线性地址空间容量为4G(2的32次方即32根地址总线寻址)。物理地址(Physical Address) 是指出现在CPU外部地址总线上的寻址物理内存的地址信号,是地址变换的最终结果地址。如果启用了分页机制,那么线性地址会使用页目录和页表中的项变换成物理地址。如果没有启用分页机制,那么线性地址就直接成为物理地址了。虚拟内存(Virtual Memory) 是指计算机呈现出要比实际拥有的内存大得多的内存量。因此它允许程序员编制并运行比实际系统拥有的内存大得多的程序。这使得许多大型项目也能够在具有有限内存资源的系统上实现。一个很恰当的比喻是:你不需要很长的轨道就可以让一列火车从上海开到北京。你只需要足够长的铁轨(比如说3公里)就可以完成这个任务。采取的方法是把后面的铁轨立刻铺到火车的前面,只要你的操作足够快并能满足要求,列车就能象在一条完整的轨道上运行。这也就是虚拟内存管理需要完成的任务。在Linux 0.11内核中,给每个程序(进程)都划分了总容量为64MB的虚拟内存空间。因此程序的逻辑地址范围是0x0000000到0x4000000。有时我们也把逻辑地址称为虚拟地址。因为与虚拟内存空间的概念类似,逻辑地址也是与实际物理内存容量无关的。 逻辑地址与物理地址的“差距”是0xC0000000,是由于虚拟地址->线性地址->物理地址映射正好差这个值。这个值是由操作系统指定的。

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