『壹』 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。
『貳』 什麼叫數據的邏輯結構 什麼叫數據的存儲結構
簡單說,數據的邏輯結構就是數據之間關系,如順序關系,隸屬關系等.存儲結構是指一個數據集合在計算機內存里是怎麼樣存儲的.或者說在內存里怎麼給一群數據分配內存.
『叄』 何謂數據的邏輯結構何謂數據的存儲結構兩者有何聯系
邏輯結構指反映數據元素之間的邏輯關系的數據結構,其中的邏輯關系是指數據元素之間的前後件關系,而與他們在計算機中的存儲位置無關。邏輯結構包括:
1、集合結構:數據結構中的元素之間除了「同屬一個集合」 的相互關系外,別無其他關系。
2、線性結構:數據結構中的元素存在一對一的相互關系。
3、樹形結構:數據結構中的元素存在一對多的相互關系。
4、圖形結構:數據結構中的元素存在多對多的相互關系。
存儲結構指數據元素連同其邏輯關系在存儲器上的存放形式,主要的有四類:順序、鏈接、索引、散列。一種數據結構可表示成一種或多種存儲結構。
兩者的關系在於:邏輯結構用於設計演算法,存儲結構用於演算法編碼實現。具體而言某種存儲結構與某種邏輯結構沒有必然的聯系,演算法的實現效率越高、解決問題越方便。
(3)對象存儲的邏輯結構擴展閱讀
數據結構是指同一數據元素類中各數據元素之間存在的關系。數據結構分別為邏輯結構、存儲結構(物理結構)和數據的運算。
數據的邏輯結構是從具體問題抽象出來的數學模型,是描述數據元素及其關系的數學特性的,有時就把邏輯結構簡稱為數據結構。邏輯結構是在計算機存儲中的映像,形式地定義為(K,R)(或(D,S)),其中,K是數據元素的有限集,R是K上的關系的有限集。
根據數據元素間關系的不同特性,通常有下列四類基本的結構:集合結構、線性結構、樹型結構、圖形結構。
線性結構的特點是數據元素之間是一種線性關系,數據元素「一個接一個的排列」。在一個線性表中數據元素的類型是相同的,或者說線性表是由同一類型的數據元素構成的線性結構。
線性表是最簡單、最基本、也是最常用的一種線性結構。 它有兩種存儲方法:順序存儲和鏈式存儲,它的主要基本操作是插入、刪除和檢索等。
數據結構在計算機中的表示(映像)稱為數據的物理(存儲)結構。它包括數據元素的表示和關系的表示。數據元素之間的關系有兩種不同的表示方法:順序映象和非順序映象,並由此得到兩種不同的存儲結構:順序存儲結構和鏈式存儲結構。
1、順序存儲方法:它是把邏輯上相鄰的結點存儲在物理位置相鄰的存儲單元里,結點間的邏輯關系由存儲單元的鄰接關系來體現,由此得到的存儲表示稱為順序存儲結構。順序存儲結構是一種最基本的存儲表示方法,通常藉助於程序設計語言中的數組來實現。
2、鏈接存儲方法:它不要求邏輯上相鄰的結點在物理位置上亦相鄰,結點間的邏輯關系是由附加的指針欄位表示的。由此得到的存儲表示稱為鏈式存儲結構,鏈式存儲結構通常藉助於程序設計語言中的指針類型來實現
3、索引存儲方法:除建立存儲結點信息外,還建立附加的索引表來標識結點的地址。
4、散列存儲方法:就是根據結點的關鍵字直接計算出該結點的存儲地址。
數據結構中,邏輯上(邏輯結構:數據元素之間的邏輯關系)可以把數據結構分成線性結構和非線性結構。
線性結構的順序存儲結構是一種順序存取的存儲結構,線性表的鏈式存儲結構是一種隨機存取的存儲結構。線性表若採用鏈式存儲表示時所有結點之間的存儲單元地址可連續可不連續。邏輯結構與數據元素本身的形式、內容、相對位置、所含結點個數都無關。
『肆』 在數據結構中,邏輯結構和存儲結構之間的關系
存儲結構是邏輯結構的存儲映像,邏輯結構指的是數據間的關系,它又分為線性結構和非線性結構,這兩者並不沖突。一個指的是數據之間的關系,而另一個指這種關系在計算機中的表現形式。兩者的區別就在於給他們定義的特殊操作,它們都有」出「和」入「兩種操作,一個是「先進先出」,而一個是「後進先出」。
一種邏輯結構在計算機里可以用不同的存儲結構實現。比如邏輯結構中簡單的線性結構,可以用數組(順序存儲)或單向鏈表(鏈接存儲)來實現。邏輯結構:指各數據元素之間的邏輯關系。存儲結構:就是數據的邏輯結構用計算機語言的實現。
(4)對象存儲的邏輯結構擴展閱讀:
1、邏輯結構
是指數據之間的相互關系。通常分為四類結構:
集合:結構中的數據元素除了同屬於一種類型外,別無其它關系。
線性結構:結構中的數據元素之間存在一對一的關系。
樹型結構:結構中的數據元素之間存在一對多的關系。
圖狀結構:結構中的數據元素之間存在多對多的關系。
2、存儲結構
是指數據結構在計算機中的表示,又稱為數據的物理結構。通常由四種基本的存儲方法實現:
順序存儲方式。數據元素順序存放,每個存儲結點只含一個元素。存儲位置反映數據元素間的邏輯關系。存儲密度大。但有些操作(如插入、刪除)效率較差。
數據元素間的邏輯關系。這種方式不要求存儲空間連續,便於動態操作(如插入、刪除等),但存儲空間開銷大(用於指針),另外不能折半查找等。
索引存儲方式。除數據元素存儲在一組地址連續的內存空間外,還需建立一個索引表,索引表中索引指示存儲結點的存儲位置(下標)或存儲區間端點(下標)。
散列存儲方式。通過散列函數和解決沖突的方法,將關鍵字散列在連續的有限的地址空間內,並將散列函數的值解釋成關鍵字所在元素的存儲地址。其特點是存取速度快,只能按關鍵字隨機存取,不能順序存取,也不能折半存取。
『伍』 對象存儲系統的對象存儲系統組成
對象(Object)
包含了文件數據以及相關的屬性信息,可以進行自我管理
OSD(Object-based Storage Device)
一個智能設備,是Object的集合
文件系統
文件系統運行在客戶端上,將應用程序的文件系統請求傳輸到MDS和OSD上
元數據伺服器(Metadata Server,MDS)
系統提供元數據、Cache一致性等服務
網路連接
1. 對象(Object)
對象存儲的基本單元。每個Object是數據和數據屬性集的綜合體。數據屬性可以根據應用的需求進行設置,包括數據分布、服務質量等。在傳統的存儲中,塊設備要記錄每個存儲數據塊在設備上的位置。Object維護自己的屬性,從而簡化了存儲系統的管理任務,增加了靈活性。Object的大小可以不同,可以包含整個數據結構,如文件、資料庫表項等。
2、OSD(Object-based Storage Device)
每個OSD都是一個智能設備,具有自己的存儲介質、處理器、內存以及網路系統等,負責管理本地的Object,是對象存儲系統的核心。OSD同塊設備的不同不在於存儲介質,而在於兩者提供的訪問介面。
OSD的主要功能
數據存儲和安全訪問
OSD使用Object對所保存的數據進行管理。它將數據存放到磁碟的磁軌和扇區,將若干磁軌和扇區組合起來構成Object,並且通過此Object向外界提供對數據的訪問。每個Object同傳統的文件相似,使用同文件類似的訪問介面,包括Open、Read、Write等。但是兩者並不相同,每個Object可能包括若干個文件,也可能是某個文件的一部分,且是獨立於操作系統的。除了具體的用戶數據外,OSD還記錄了每個Object的屬性信息,主要是物理視圖信息。將這些信息放到OSD上,大大減輕了元數據伺服器的負擔,增強了整個存儲系統的並行訪問性能和可擴展性。
3、文件系統
文件系統對用戶的文件操作進行解釋,並在元數據伺服器和OSD間通信,完成所請求的操作。
現有的應用對數據的訪問大部分都是通過POSIX文件方式進行的,對象存儲系統提供給用戶的也是標準的POSIX文件訪問介面。
介面具有和通用文件系統相同的訪問方式,同時為了提高性能,也具有對數據的Cache功能和文件的條帶功能。
同時,文件系統必須維護不同客戶端上Cache的一致性,保證文件系統的數據一致
文件系統讀訪問實例:
客戶端應用發出讀請求;
文件系統向元數據伺服器發送請求,獲取要讀取的數據所在的OSD;
然後直接向每個OSD發送數據讀取請求;
OSD得到請求以後,判斷要讀取的Object,並根據此Object要求的認證方式,對客戶端進行認證,如果此客戶端得到授權,則將Object的數據返回給客戶端;
文件系統收到OSD返回的數據以後,讀操作完成。
4.元數據伺服器 (Metadata Server)
為客戶端提供元數據,主要是文件的邏輯視圖,包括文件與目錄的組織關系、每個文件所對應的OSD等。
在傳統的文件系統中,元數據由本機或者文件伺服器負責維護,每次對數據塊的操作都要獲取元數據。
在對象存儲系統中,由於每次操作只有一次對元數據的訪問,具體的數據傳輸都由OSD和客戶端通過直接連接進行,大大減少了元數據的操作,降低了元數據伺服器的負擔,從而為系統的擴展提供了可能性。
特點
客戶端採用Cache來緩存數據
當多個客戶端同時訪問某些數據時,MDS提供分布的鎖機制來確保Cache的一致性。
5. 網路連接
為客戶端提供認證
為了增強系統的安全性,MDS為客戶端提供認證方式。OSD將依據MDS的認證來決定是否為客戶端提供服務。
網路連接是對象存儲系統的重要組成部分。它將客戶端、MDS和OSD連接起來,構成了一個完整的系統。
『陸』 資料庫系統的邏輯結構由哪些部分組成
資料庫的基本結構
資料庫的基本結構分三個層次,反映了觀察資料庫的三種不同角度。
(1)物理數據層。它是資料庫的最內層,是物理存貯設備上實際存儲的數據的集合。這些數據是原始數據,是用戶加工的對象,由內部模式描述的指令操作處理的位串、字元和字組成。
(2)概念數據層。它是資料庫的中間一層,是資料庫的整體邏輯表示。指出了每個數據的邏輯定義及數據間的邏輯聯系,是存貯記錄的集合。它所涉及的是資料庫所有對象的邏輯關系,而不是它們的物理情況,是資料庫管理員概念下的資料庫。
(3)邏輯數據層。它是用戶所看到和使用的資料庫,表示了一個或一些特定用戶使用的數據集合,即邏輯記錄的集合。
資料庫不同層次之間的聯系是通過映射進行轉換的。資料庫具有以下主要特點:
(1)實現數據共享。數據共享包含所有用戶可同時存取資料庫中的數據,也包括用戶可以用各種方式通過介面使用資料庫,並提供數據共享。
(2)減少數據的冗餘度。同文件系統相比,由於資料庫實現了數據共享,從而避免了用戶各自建立應用文件。減少了大量重復數據,減少了數據冗餘,維護了數據的一致性。
(3)數據的獨立性。數據的獨立性包括資料庫中資料庫的邏輯結構和應用程序相互獨立,也包括數據物理結構的變化不影響數據的邏輯結構。
(4)數據實現集中控制。文件管理方式中,數據處於一種分散的狀態,不同的用戶或同一用戶在不同處理中其文件之間毫無關系。利用資料庫可對數據進行集中控制和管理,並通過數據模型表示各種數據的組織以及數據間的聯系。
(5)數據一致性和可維護性,以確保數據的安全性和可靠性。主要包括:①安全性控制:以防止數據丟失、錯誤更新和越權使用;②完整性控制:保證數據的正確性、有效性和相容性;③並發控制:使在同一時間周期內,允許對數據實現多路存取,又能防止用戶之間的不正常交互作用;④故障的發現和恢復:由資料庫管理系統提供一套方法,可及時發現故障和修復故障,從而防止數據被破壞
『柒』 2. 簡述oracle資料庫的邏輯存儲結構(麻煩知道的告訴下)
Oracle資料庫邏輯存儲結構是Oracle資料庫創建後利用邏輯概念來描述資料庫內部數據的組織和管理形式。包括表空間(tablespace)、段(segment)、區(extent)和塊(block)四種。一個表空間由多個段構成;一個段由多個區構成,一個區由多個塊構成。資料庫是由表空間構成的,數據存儲在表空間中。一個表空間包含一個或多個數據文件,但一個數據文件只能屬於一個表空間。
邏輯存儲結構概念存儲在數據字典中,用戶可通過查詢數據字典獲取邏輯存儲結構信息。
『捌』 對象存儲、塊存儲、文件存儲分別是什麼有什麼區別
你可以把塊理解成整個硬碟,文件理解成硬碟中的文件,對象理解成很多台伺服器中的很多塊硬碟。
『玖』 什麼叫數據的邏輯結構 什麼叫數據的存儲結構
一、數據的邏輯結構。
系統的邏輯結構是從思想的角度上對系統分類,把系統分成若干個邏輯單元,不同邏輯單元分別實現自己的功能。數據的邏輯結構是對數據之間關系的描述,有時就把邏輯結構簡稱為數據結構,數據的邏輯結構分為以下四種:
1、集合結構:集合結構的集合中任何兩個數據元素之間都沒有邏輯關系,組織形式鬆散。
2、線性結構:數據結構中線性結構指的是數據元素之間存在著「一對一」的線性關系的數據結構。
3、樹狀結構:樹狀結構是一個或多個節點的有限集合。
4、網路結構:網路結構是指通信系統的整體設計,它為網路硬體、軟體、協議、存取控制和拓撲提供標准。
二、數據的存儲結構。
數據的存儲結構是指數據的邏輯結構在計算機中的表示。數據的存儲結構分為順序存儲結構和鏈接存儲結構兩種。
1、順序存儲結構:順序存儲方法它是把邏輯上相鄰的結點存儲在物理位置相鄰的存儲單元里,結點間的邏輯關系由存儲單元的鄰接關系來體現,由此得到的存儲表示稱為順序存儲結構。
2、鏈接存儲結構:鏈接存儲方法它不要求邏輯上相鄰的結點在物理位置上亦相鄰,結點間的邏輯關系是由附加的指針欄位表示的。由此得到的存儲表示稱為鏈式存儲結構,鏈式存儲結構通常藉助於程序設計語言中的指針類型來實現。
(9)對象存儲的邏輯結構擴展閱讀:
順序儲存結構的原理
在順序存儲中,每個存儲空間含有所存元素本身的信息,元素之間的邏輯關系是通過數組下標位置簡單計算出來的線性表的順序存儲,若一個元素存儲在對應數組中的下標位置為i,則它的前驅元素在對應數組中的下標位置為i-1,它的後繼元素在對應數組中的下標位置為i+1。