数据库内核从入门到精通 —— 数据库存储引擎

存储器的层次

Q:存储器的分层结构是什么样的?

A:寄存器 -> 缓存(cache) -> 内存(主存储器) -> 磁盘,如下图的金字塔结构。

这些存储器从上往下的特点如下:

  • 存储容量由小到大
  • 速度由快到慢
  • 花费由高到低。

磁盘

Q:磁盘有哪些特征?

A: 磁盘由盘面、磁道、扇区组成,对数据的访问需要先寻道,然后再定位到特定扇区,最后再读取数据。

磁盘容量 = 盘面数量 * 磁道数量 * 扇区数量 * 扇区大小

Q:磁盘中读写的最小单位是什么?多少字节?

A:扇区是最小的可以从磁盘进行读写的数据单元,扇区大小通常为512字节;主存和磁盘之间通常使用块进行数据传输,一个块的大小通常为4k-16k。

磁盘快速访问

Q:数据读取时间由 寻道时间 + 旋转延迟(定位扇区)+ 传输时间组成,如何针对这三部分时间进行优化磁盘访问时间?

A:磁盘上的数据传输时间通常无法改变,磁盘上不支持地址随机访问,所以要加快磁盘上的数据读取,思考方向为减少寻道时间、旋转延迟,例如尽可能进行连续磁盘读写,减少寻道时间、扇区定位时间。

Q:都有哪些手段加速访问?

A:

  • 数据预取 + 数据缓存,利用主存的能力

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