20.3. Организация и оптимизация доступа к данным

Вследствие объективно существующей разницы в скорости работы процессоров и оперативной памяти с одной стороны, и устройств внешней памяти с другой, буферизация страниц базы данных в оперативной памяти — единственно реальный способ достижения удовлетворительной эффективности СУБД. Кроме этого используется механизм распределенного хранения информации - расщепления данных между файлами и файловыми группам, физически размещаемыми на разных устройствах или RAID-массивах. Логически такое устройство представляется как единое целое, но на самом деле состоит из нескольких физических дисков. Данные на дисках размещаются блоками одной длины и таким образом, легко могут быть распределены по всем дискам.

Стратегия буферизации, применяемая в операционных средах, не соответствует целям и задачам СУБД, поэтому для оптимизации обработки данных одной из главных задач СУБД является создание эффективной системы управления процессом буферизации.

Память, управляемая СУБД, состоит из нескольких типов буферов:

• буфера страниц данных, с которыми работает СУБД;

• буфера страниц журнала транзакций, которые отражают процесс выполнения транзакции — последовательности операций над БД, переводящей БД из одного непротиворечивого состояния в другое непротиворечивое состояние;

• системные буферы, которые содержат общую информацию о БД, о пользователях, о физической структуре БД, о базе метаданных.

Если бы запись об изменении базы данных реально немедленно записывалась во внешнюю память, это привело бы к существенному замедлению работы системы. Поэтому записи в журнал тоже буферизуются: при нормальной работе очередная страница выталкивается во внешнюю память журнала только при полном наполнении записями.

Но поскольку имеются два вида буферов, содержащих взаимосвязанную информацию — буфер журнала и буфер страниц оперативной памяти, которые могут выталкиваться во внешнюю память, буферы выделяются не для каждого пользовательского процесса, а для всех процессов сервера. Это позволяет увеличить степень параллелизма при исполнении клиентских процессов.

20.4. Физическая структура данных в субд Oracle

Единицами распределения пространства базы данных являются блоки данных, экстенты и сегменты.

При создании объекта, такого как таблица или индекс, создается сегмент этого объекта. Место для сегмента данных распределяется в одном или нескольких файлах данных, составляющих табличное пространство (слайд 15).

Сегмент объекта может размещаться лишь в одном табличном пространстве базы данных. Экстенты одного сегмента распределяются блоками данных, возможно в нескольких файлах табличного пространства: таким образом, объект может "занимать" один или несколько файлов данных. Но при этом, отдельный экстент не может находиться в нескольких файлах (слайд 16).

Общая емкость памяти табличного пространства определяется суммой размеров файлов данных, составляющих это табличное пространство. Суммарная емкость всех табличных пространств базы данных составляет общую емкость базы данных.