Подсистема хранения данных

Эта статья находится в разработке!

Структура

Типы памяти

Тип	Характеристика	Величина
Оперативная память	Объём	16 - 256 ГБ
	Цена	~5 $/ГБ
	Быстродействие	~10+ ГБ/с
	Время доступа	1-10 μ/с
SSD	Объём	0.5 - 8 ТБ
	Цена	~0.1 $/ГБ
	Быстродействие	0.500-6 ГБ/с
	Время доступа	0.1-0.2 мс
Жёсткие диски	Объём	4 - 12 ТБ
	Цена	~0.03 $/ГБ
	Быстродействие	10-200 МБ/с
	Время доступа	5-100 мс

СУБД могут хранить данные в оперативной памяти, на SSD, на жёстком диске.

Многие СУБД для хранения данных всё ещё оптимизируют под особенности жёсткие дисков.

Особенности жёстких дисков

• Большое время поиска
• Скорость чтения
  • Последовательный доступ – средняя
  • Случайный доступ – низкая
• Сократить число обращений
  • Сделать их последовательными

Страницы памяти

• Память разбита на равные страницы
  • Прямое отображение в память
  • Загрузка и выгрузка всей страницы
  • Для IA32 и AMD64 обычно 4КБ, 2МБ или 4МБ
• Обработка быстрее чем чтение
• Последовательности страниц
  • Данные одного типа
  • Частые переходы к следующей/предыдущей странице
  • Желательно хранить последовательно

Доступ к данным

Модули системы хранения

• Диспетчер диска
  • Каталог страниц
  • Оптимизация последовательностей страниц
• Диспетчер страниц
  • Доступ к страницам
  • Распределение памяти
  • Выгрузка данных
• Диспетчер записей
  • Доступ к записям

Организация данных

• Файл – одна или несколько таблиц
• Таблица – несколько страниц
• Страница – несколько записей
• Какие проблемы?
  • Записи длиннее страницы

Список страниц

Список страниц

• Диспетчер диска – последовательности
• Диспетчер памяти – предвыборка

Идентификатор записи

• Id записи (RID)
  • Id страницы
  • Id записи на странице
• Используется во многих местах
  • Не должен меняться

Записи на странице

Страницы переполнения

Сжатие данных

• Данные на страницах можно сжимать
  • Больше вычислений
  • Меньше ввода-вывода
  • Часто – быстрее
• Использование структуры данных
  • Сжатие по полям
  • Инкрементальное сжатие
  • Префиксное сжатие

Литература

• Дейт К. Введение в системы баз данных (Приложение Г)
• Кнут Д. Искусство программирования. Том 3. Сортировка и поиск
• Silberschatz A., Korth H. F., Sudarshan S. Database System Concepts