什么是关系数据库存储模式

关系数据库存储模式是以关系模型为基础的数据库存储方式，它通过关系数据库管理系统（RDBMS）进行数据的管理。关系模型是目前商用数据库领域最流行的一种数据模型，其基本思想是用二维表表示实体及其联系。二维表中的每一列对应实体的一个属性，并给出相应的属性值，每一行形成一个有多种属性组成的多元组，或称元组（TUPPLE），与一个特定实体相对应。

采用关系数据库存储方式，其主要特点是：

（1）关系结构灵活，可满足所有用布尔逻辑运算和数学运算规则形成的查询要求。

（2）关系数据还能搜索、组合和比较不同类型的数据，加入和删除数据都很方便。

（3）其缺点是由于许多 *** 作都要求在文件中顺序查找满足条件特定关系的数据，如果数据库较大，这一查找过程要花费很多时间。

在早期的土地信息系统的建设中，一般采用关系型数据库来存储管理属性数据，而空间数据的管理多采用文件的方式来组织管理。主要原因一是因为关系型数据库对地理空间数据的表达能力不足；二是因为地理信息系统软件中一些数据模型和数据文件的结合很紧密。

随着数据库技术的发展和地理信息系统技术的广泛应用，基于关系对象数据库的空间数据管理技术日渐成熟，出现了商用的统一存储空间数据和属性数据的软件系统，如Oracle数据库系统产品Oracle Spatial支持对空间数据的存储与管理，使用Esri的Arc SDE可用关系型数据库（RDBMS）管理空间数据。

HBase与传统关系数据库的区别主要体现在以下几个方面：1数据类型。关系数据库采用关系模型，具有丰富的数据类型和储存方式。HBase则采用了更加简单的数据模型，它把数据储存为未经解释的字符串，用户可以把不同格式的结构化数据和非结构化数据都序列化成字符串保存到HBase中，用户需要自己编写程序把字符串解析成不同的数据类型。 2数据 *** 作。关系数据库中包含了丰富的 *** 作，如插入、删除、更新、查询等，其中会涉及复杂的多表连接，通常是借助多个表之间的主外键关联来实现的。HBase *** 作则不存在复杂的表与表之间的关系，只有简单的插入、查询、删除、清空等，因为HBase在设计上就避免了复杂的表与表之。

列存储不同于传统的关系型数据库，其数据在表中是按行存储的，列方式所带来的重要好处之一就是，由于查询中的选择规则是通过列来定义的，因此整个数据库是自动索引化的。

按列存储每个字段的数据聚集存储，在查询只需要少数几个字段的时候，能大大减少读取的数据量，一个字段的数据聚集存储，那就更容易为这种聚集存储设计更好的压缩/解压算法。

传统的（Oracle）行存储和（Hbase）列存储的区别。

主要体现在以下几个方面：1数据类型。关系数据库采用关系模型，具有丰富的数据类型和储存方式。HBase则采用了更加简单的数据模型，它把数据储存为未经解释的字符串，用户可以把不同格式的结构化数据和非结构化数据都序列化成字符串保存到HBase中，用户需要自己编写程序把字符串解析成不同的数据类型。 2数据 *** 作。关系数据库中包含了丰富的 *** 作，如插入、删除、更新、查询等，其中会涉及复杂的多表连接，通常是借助多个表之间的主外键关联来实现的。HBase *** 作则不存在复杂的表与表之间的关系，只有简单的插入、查询、删除、清空等，因为HBase在设计上就避免了复杂的表与表之间的关系，通常只采用单表的主键查询。

目前是最常用的四类数据库是:

关系型数据库,是按链表或是顺序结果进行存储的

树型数据库,是按树型结构进行存储的

网状数据库,是按图结构进行存储的

对象数据库,是按顺序结构或是链表结构下的块方式进行存储的!每一个对象存储在一个单独的块单元中

目前最常用的是关系型与对象数据库

删除学生表中所有男生信息

查询学生表中所有总分大于85的学生的姓名与总分

Log File物理结构

从 ib_logfile0和 ib_logfile1这两个文件的物理结构可以看出，在Log Header部分还是有些许差异的， ib_logfile0会多一些额外的信息，主要是checkpoint信息。

并且每个Block的单位是512字节，对应到磁盘每个扇区也是512字节，因此redo log写磁盘是原子写，保证能够写成功，而不像index page一样需要double write来保证安全写入。

我们依次从上到下来看每个Block的结构

Log File Header Block

Log Goup ID，可能会配置多个redo组，每个组对应一个id，当前都是0，占用4字节

Start LSN，这个redo log文件开始日志的lsn，占用8字节

Log File Number，总是为0，占用4字节

Created By，备份程序所占用的字节数，占用32字节

另外在ib_logfile0中会有两个checkpoint block，分别是 LOG_CHECKPOINT_1/ LOG_CHECKPOINT_2，两个记录InnoDB Checkpoint信息的字段，分别从文件头的第二个和第四个block开始记录，并且只在每组log的第一个文件中存在，组内其他文件虽然没有checkpoint相关信息，但是也会预留相应的空间出来。这里为什么有两个checkpoint的呢？原因是设计为交替写入，避免因为介质失败而导致无法找到可用的checkpoint的情况。

Log blocks

log block结构分为日志头段、日志记录、日志尾部

Block Header，占用12字节

Data部分

Block tailer，占用4字节

Block Header

这个部分是每个Block的头部，主要记录的块的信息

Block Number，表示这是第几个block，占用4字节，是通过LSN计算得来的，占用4字节

Block data len，表示该block中有多少字节已经被使用了，占用2字节

First Rec offet，表示该block中作为第一个新的mtr开始的偏移量，占用2字节

Checkpoint number，表示该log block最后被写入时的检查点的值，占用4字节

SQLSERVER数据库中数据存储：

一：存储文件类型

SQLSERVER有两种数据存储文件，分别是数据文件和日志文件。

其中：数据文件是以8K(＝8192Byte)的页面(Page)作为存储单元的。

而日志文件是以日志记录作为存储单元。本文只讨论数据文件的存储方式，不涉及到日志文件存储方式。

数据文件以页面做为存储单元存储数据，要理解数据文件的存储方式，必须了解SQLSERVER中定义的页面类型种类。

二：页面类型

SQLSERVER中页面类型有8种,具体每种类型的详细说明，见下图：

用户的数据一般存放在数据页面中,由上图可以看出,数据页包含数据行中除 text、ntext 和 image 数据外的所有数据，text、ntext 和 image 数据存储在单独的页中。那么在一个数据页面中,数据是如何存放,SQLSERVER又是根据什么来定位页面与页面上的数据呢。要回答这个问题,有必要先了解数据页面的具体结构。

三：数据页面结构

在数据页上，数据行紧接着页首按顺序放置。在页尾有一个行偏移表。在行偏移表中，页上的每一行都有一个条目，每个条目记录那一行的第一个字节与页首的距离。行偏移表中的条目序列与页中行的序列相反。数据页面结构如下图所示，下面将详细解释

其中：数据页面页首：96个字节，保存着页面的系统信息，如页的类型、页的可用空间量、拥有页的对象的对象 ID 以及该页面所属于哪个物理文件。

　数据区：对应于上图中所有数据行的总区域，存放真正的数据，是以Slot为单位。一个Slot就是对应于一条数据记录行，从0开始编号,以16进制反序保存,Slot0,　Slot1。

　 行偏移数组：用于记录该数据页面中每个Slot在数据页面所处的相对位置，便于定位和检索每个Slot在数据页面中的位置，数组中每个记录占两个字节。

四：存储分配单位：盘区(扩展 Extend)

虽然SQLSERVER中数据文件存储单位是页面(Page),但实际SQLSERVE并不是为页面为单位给数据分配空间，SQLSERVER默认的存储分配单位是盘区。这样做的主要原因是为了提高性能。为了避免频繁的读写IO，在表或其它对象分配存储空间，不是直接分配一个8K的页面，而是以一个盘区(Extend)为存储分配单位，一个盘区为8个页面(=8＊8K＝64K)。

但是这样做虽然减少了频繁的IO读写，提高的数据库性能，但却导致出一个新问题，那就是在存储那些只有少量数据，不足8K的对象，如果也是分配给一个盘区，就会存在存储空间上的浪费，降低了空间分配效率。

为解决上述问题，SQLSERVER提供了一种解决方案，定义了两种盘区类型,统一盘区和混合盘区。

其中:统一盘区只能存放同一个对象，该对象拥有这个盘区的所有页面

　混合盘区：由多个对象共同拥有该盘区。

在实际为对象分配存储盘区时，为了提高空间利用率，默认的情况下，如果一个对象一开始大小小于8个页面，就尽量放在混合盘区中，如果该对象大小增加到8个页面后，SQLSERVER会为这个对象重新分配一个统一盘区。

为了能够通过上述策略来实现为对象分配存储盘区，SQLSERVER提供了GAM/SGAM机制来管理和维护数据文件的盘区信息。

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