四、數據庫的存儲結構

　　數據庫的存儲結構不同于一般文件系統的存儲結構。數據庫數據的特點是各種記錄型之間彼此有聯系，數據是結構化的。數據的存儲結構不僅涉及每種記錄型的記錄如何存儲，而且要使數據的存儲反映各種記錄型之間的聯系。在DB多級模式中引入內模式(存儲模式)的主要目的是使模式的數據結構的描述同它的存儲表示的描述分開，以致DBA為了協調數據庫性能而對數據庫數據的存儲方法進行修改時，可不必修改模式，以提高數據庫的物理獨立性。在各個數據庫管理系統中，對內模式的定義功能各不相同。在關系數據庫管理系統中有些DDL語句可影響數據庫的存儲結構。在DBMS中各級模式的存儲結構是恒定的或唯一的，而數據庫內容(或其記錄)的存儲方式是不唯一的。數據庫存儲結構設計的好壞直接影響系統的性能。在存儲結構中主要是涉及存儲記錄的設計。存儲記錄與概念記錄之間具有對應關系，如果存儲記錄與概念記錄之間具有一一對應關系，在這種情況下存儲記錄的設計就比較簡單，不需要進一步討論。概念記錄是指在邏輯結構中的記錄。但當一個概念記錄對應多個不同類型的存儲記錄時，存在如何設計存儲記錄的問題。對于這樣的概念記錄，其存儲記錄可以有以下幾種設計:

　　1.順序組織

　　將存儲記錄設計成與概念記錄一一對應，按SNO大小(或按記錄到來)的順序將記錄組成一個順序組織的文件。這樣組織的優點是結構簡單，缺點是會浪費存儲空間。

　　2.順序帶鏈的組織

　　順序帶鏈組織允許記錄中帶有指針(Pointer)，這樣可以大大節省存儲空間。

　　3.帶次關鍵字索引的順序組織

　　為了適應對多項內容的檢索，可以建立索引文件，上述組織可改為帶次關鍵字索引的順序組織。

　　4.多表組織

　　在次關鍵字索引中，由于一個次關鍵字值對應于多個記錄值，它們的個數是不固定的，所以對應的指針數目是可變的。這種可變性給管理帶來困難，為了解決這個困難，引入了多表組織。多表組織的實現思想比較簡單，在索引中多個指針分散存放在每個記錄值中，索引項中的指針指向第一個記錄，在第一個記錄中的指針指向第二個記錄等等。

　　5.完全倒排組織

　　在一個記錄型中，對主關鍵字以外的數據項都建立索引，這樣的組織稱之為完全倒排組織。

　　6.Hash定址組織

　　對于每一個存儲記錄值存放在數據庫的什么地方，可通過對該記錄的主關鍵字值的雜湊函數計算得出。這種組織為Hash定址組織。雜湊函數種類很多，如質數除余法、基數轉換法、平方取中法、折疊法、位移法及各位數字分析法等等。關鍵是如何選擇一個雜湊函數，盡可能避免發生碰撞。對于不同的主關鍵字值通過計算而得到同一個地址的映象，稱之為碰撞。

　　7.聯系的存儲

　　在關系數據庫中，通過外來關鍵字(Foreign Key)來表示概念記錄之間的聯系。例如，為了表達學生和學校的聯系，可以在學生記錄中增加外來關鍵字“學校號”來表示聯系。

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