四、数据库的存储结构
* Q/ R9 E" B& m# h数据库的存储结构不同于一般文件系统的存储结构。数据库数据的特点是各种记录型之间彼此有联系,数据是结构化的。数据的存储结构不仅涉及每种记录型的记录如何存储,而且要使数据的存储反映各种记录型之间的联系。在DB多级模式中引入内模式(存储模式)的主要目的是使模式的数据结构的描述同它的存储表示的描述分开,以致DBA为了协调数据库性能而对数据库数据的存储方法进行修改时,可不必修改模式,以提高数据库的物理独立性。在各个数据库管理系统中,对内模式的定义功能各不相同。在关系数据库管理系统中有些DDL语句可影响数据库的存储结构。在DBMS中各级模式的存储结构是恒定的或唯一的,而数据库内容(或其记录)的存储方式是不唯一的。数据库存储结构设计的好坏直接影响系统的性能。在存储结构中主要是涉及存储记录的设计。存储记录与概念记录之间具有对应关系,如果存储记录与概念记录之间具有一一对应关系,在这种情况下存储记录的设计就比较简单,不需要进一步讨论。概念记录是指在逻辑结构中的记录。但当一个概念记录对应多个不同类型的存储记录时,存在如何设计存储记录的问题。对于这样的概念记录,其存储记录可以有以下几种设计:
* s1 S' A. ]1 c h |( o1.顺序组织
5 _: L y/ m7 f6 h* C" Z8 p将存储记录设计成与概念记录一一对应,按SNO大小(或按记录到来)的顺序将记录组成一个顺序组织的文件。这样组织的优点是结构简单,缺点是会浪费存储空间。" | l4 _" |2 K: e* F& [ r! Y
2.顺序带链的组织
7 O2 ]. P9 m( p& E顺序带链组织允许记录中带有指针(Pointer),这样可以大大节省存储空间。2 O Q+ o" \0 t
3.带次关键字索引的顺序组织/ M/ T7 F- ]" i% k
为了适应对多项内容的检索,可以建立索引文件,上述组织可改为带次关键字索引的顺序组织。
5 O( E2 L p3 o1 T X! n4.多表组织/ `0 X, p) ~. A/ H( x
在次关键字索引中,由于一个次关键字值对应于多个记录值,它们的个数是不固定的,所以对应的指针数目是可变的。这种可变性给管理带来困难,为了解决这个困难,引入了多表组织。多表组织的实现思想比较简单,在索引中多个指针分散存放在每个记录值中,索引项中的指针指向第一个记录,在第一个记录中的指针指向第二个记录等等。
! e9 d& r) i, b: g6 ~$ Z. r5.完全倒排组织在一个记录型中,对主关键字以外的数据项都建立索引,这样的组织称之为完全倒排组织。/ P. [! w' E+ _/ x& L) l
6.Hash定址组织对于每一个存储记录值存放在数据库的什么地方,可通过对该记录的主关键字值的杂凑函数计算得出。这种组织为Hash定址组织。杂凑函数种类很多,如质数除余法、基数转换法、平方取中法、折叠法、位移法及各位数字分析法等等。关键是如何选择一个杂凑函数,尽可能避免发生碰撞。对于不同的主关键字值通过计算而得到同一个地址的映象,称之为碰撞。
+ {" t$ Q, s5 \) a' N7.联系的存储, n; c& j$ B9 b* e: ~2 H6 L* `* N
在关系数据库中,通过外来关键字(Foreign Key)来表示概念记录之间的联系。例如,为了表达学生和学校的联系,可以在学生记录中增加外来关键字“学校号”来表示联系。
0 A& z9 p f+ [8 w( }五、关系数据库! |8 V8 [7 ]9 R/ {) |1 d C \8 X
1.表格
L, T3 A$ I- H3 @" @3 @表格(或简称表)表示了用户的特定类型(Type)的一些实体。表头由一些属性名(Attribute Name)组成,每个属性名对应于一列。在表上属性名必须唯一,不允许重名。表体是由一些行或元组(tuple)、或记录(record)组成。一个元组对应于传统的文件结构中的一个记录,一个记录含有若干个域(field)用以存储属性值(Attribute value)。一个元组对应于一个“用户”实体的出现(occurrence)。表体中每一行和某一列的交叉点(相当于记录中的域)上保存一个属性值。这个属性值叫做这一行(或这个实体出现)的相应属性值。表体中每一列可以保存的值对应于某种属性类型(Type of Attribute),也就是说,这一列的属性值只能取这个属性类型的值。某个属性所能取的所有值的集合叫做这个属性的值域(Domain of Attribute)。类型和值域的对应关系是一对多的。一个类型有一个值域,但一个值域可以作为多个类型,基名称不同,但实质上值域一样。实际上,类型是对值域的命名。能唯一标识一个元组的属性称之为关键属性(Primary Key Attribute)或简称为主关键字(Primary Key)。主关键字有时是由多个属性组成的,此时的主关键字叫做组合关键字(Conˉcatenated primary Key)。有的时候,表中必须由一些组合的主关键字才能唯一地标识一个元组,也就是说,不存在能作关键字的一个属性。这时为了方便,往往引入一个附加的属性并称之为外来关键字(Foreigh Key)来作主关键字。外来关键字为以后检索和查询带来了方便,但也增加了信息冗余。 |