Фізична організація баз даних: склад та структура, фізичне збереження даних у базі даних, багаторівнева організація пам’яті, кешування.

Фізична організація даних відповідає за їх зберігання, управління, форми представлення і структури даних.

Фізичне проектування являє собою процес визначення характеристик сховища даних і доступу до них в БД. Властивості сховища даних залежать від пристроїв зберігання, засобів доступу до даних, що підтримуються системою і від СУБД. На етапі фізичного проектування визначається місцезнаходження даних на пристроях зберігання, загальна продуктивність системи.

Ф.О. складається з 3 складових: організація інформаційних масивів;організація пошукових структур (індексів);огранізація обміну інформації в системі.

БД на рівні ОС розглядається як набір файлів.Кожен файл має структуру. Крім опису файла створюється системний каталог, в якому зберігається інфо. про таблицю, обмеження в таблиці та ін.

Програма користувача звертається до БД за допомогою диспетчера файлів та диспетчера дисків.

Процес пошуку і представлення даних користувачу виконується в декілька етапі:

Рис. Організація доступу до даних

Диспетчер файлів-розглядає БД як набір сторінок фіксованого розміру з унікальним ідентифікатором.

Диспетчер дисків-визначає фізичне місцезнаходження сторінки.

Для організації зберігання даних застосовується технологія кластерізації - фізично близьке розташування записів у просторі пам'яті середовища зберігання БД.

Організація інформаційних масивів.

1. послідовна (записи послідовно)

запи с

2.організація у вигляді двосполученого списку

Є показник на попередній та наступний запис.

3.організація у вигляді зв»язаних блокыв записів

 

Читання і запис інф. Виконується блоками, вони мають фіксовану довжину,блоки ще наз. сторінками. Для кожного файлу даних зберігається мета-інформ.,де єдані про структуру файла. На рівні бд існує словник даних в якому збер.інф про всі атрибути,тиблиці та їх обмеження.

Організація інформац масивів: послідовна, у вигляді двосполученого списку, у вигляді зв’язаних блоків записів. Читання і запис інф на вінчестер викон саме блоками (сторінками). Блоки мають фіксовану довжину. Вилучення інф розрізн фізичне і логічне. Фізичне – інф фізично вилучається з вінчестера; логічне – інф на вінчестері, але до неї не можна отримати доступ.. Для кожного файла даних зберіг мета-інф-я, де є дані про стр-ру файла. На рівні БД існує словник даних, в якому зберіг інф-я про всі таблиці, атрибути та їх обмеження.

Пам'ять сторінок - організація простору зовнішньої або віртуальної пам'яті в БД, яка передбачає поділ простору пам'яті на сторінки фіксованого розміру. Для розміщення сторінок, що викликаються, в оперативній пам'яті використовуються спеціальні області - буфери. Оновлений в буферах зміст сторінок повертається у зовнішню пам'ять. Розмір сторінок, кількість буферів, алгоритми вибору буферів для розміщення сторінок суттєво впливають на ефективність роботи системи.

Компоненти системи БД, які призначені для зберігання даних, мають різну ємність і різну швидкість доступу до даних. Організація ієрархії пам'яті комп'ютера має наступний вигляд:

Кеш-пам»ять-це швидка буферна пам»ять не великого обсягу, яка зберігає останні дані, до яких виконувався доступ. Для роботи з даними в БД застосовується віртуальна пам»ять, яка моделюється за допомогою апарату і програмних засобів. Диск поділяється на логічні одиниці - блоки. Дані між оперативною пам»ятю і дисковою передаються блоками. Ці блоки на рівні операційної системи наз. сторінками. Архітектура пам»яті визначається наступними чинниками: яким чином дані переміщуються зодного рівня на інший; кешування- тимчасовим зберіганням копій даних на певному рівні.

Керовані дані дозволяють: прискорити процес обробки інформації; мінімізувати число блокувань на сервері БД.