2017年計算機二級數據庫操作知識點

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數據庫是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫,它是計算機軟件的組成部分。下面是小編收集的關於計算機二級數據庫操作知識點,希望大家認真閱讀!

2017年計算機二級數據庫操作知識點

一、數據以文本形式保存

第一步,就是將所要保存的數據,寫入文本文件。這個文本文件就是你的數據庫。

爲了方便讀取,數據必須分成記錄,每一條記錄的長度規定爲等長。比如,假定每條記錄的長度是800字節,那麼第5條記錄的開始位置就在3200字節。

大多數時候,我們不知道某一條記錄在第幾個位置,只知道主鍵(primary key)的值。這時爲了讀取數據,可以一條條比對記錄。但是這樣做效率太低,實際應用中,數據庫往往採用B樹(B-tree)格式儲存數據。

二、什麼是B樹?

要理解B樹,必須從二叉查找樹(Binary search tree)講起。

二叉查找樹是一種查找效率非常高的數據結構,它有三個特點。

(1)每個節點最多隻有兩個子樹。

(2)左子樹都爲小於父節點的值,右子樹都爲大於父節點的值。

(3)在n個節點中找到目標值,一般只需要log(n)次比較。

二叉查找樹的結構不適合數據庫,因爲它的查找效率與層數相關。越處在下層的數據,就需要越多次比較。極端情況下,n個數據需要n次比較才能找到目標值。對於數據庫來說,每進入一層,就要從硬盤讀取一次數據,這非常致命,因爲硬盤的讀取時間遠遠大於數據處理時間,數據庫讀取硬盤的次數越少越好。

B樹是對二叉查找樹的改進。它的設計思想是,將相關數據儘量集中在一起,以便一次讀取多個數據,減少硬盤操作次數。

B樹的特點也有三個。

(1)一個節點可以容納多個值。比如上圖中,最多的一個節點容納了4個值。

(2)除非數據已經填滿,否則不會增加新的層。也就是說,B樹追求”層”越少越好。

(3)子節點中的值,與父節點中的值,有嚴格的大小對應關係。一般來說,如果父節點有a個值,那麼就有a+1個子節點。比如上圖中,父節點有兩個值(7和16),就對應三個子節點,第一個子節點都是小於7的值,最後一個子節點都是大於16的值,中間的`子節點就是7和16之間的值。

這種數據結構,非常有利於減少讀取硬盤的次數。假定一個節點可以容納100個值,那麼3層的B樹可以容納100萬個數據,如果換成二叉查找樹,則需要20層!假定操作系統一次讀取一個節點,並且根節點保留在內存中,那麼B樹在100萬個數據中查找目標值,只需要讀取兩次硬盤。

三、索引

數據庫以B樹格式儲存,只解決了按照”主鍵”查找數據的問題。如果想查找其他字段,就需要建立索引(index)。

所謂索引,就是以某個字段爲關鍵字的B樹文件。假定有一張”僱員表”,包含了員工號(主鍵)和姓名兩個字段。可以對姓名建立索引文件,該文件以B樹格式對姓名進行儲存,每個姓名後面是其在數據庫中的位置(即第幾條記錄)。查找姓名的時候,先從索引中找到對應第幾條記錄,然後再從表格中讀取。

這種索引查找方法,叫做“索引順序存取方法”(Indexed Sequential Access Method),縮寫爲ISAM。它已經有多種實現(比如C-ISAM庫和D-ISAM庫),只要使用這些代碼庫,就能自己寫一個最簡單的數據庫。

四、高級功能

部署了最基本的數據存取(包括索引)以後,還可以實現一些高級功能。

(1)SQL語言是數據庫通用操作語言,所以需要一個SQL解析器,將SQL命令解析爲對應的ISAM操作。

(2)數據庫連接(join)是指數據庫的兩張表通過”外鍵”,建立連接關係。你需要對這種操作進行優化。

(3)數據庫事務(transaction)是指批量進行一系列數據庫操作,只要有一步不成功,整個操作都不成功。所以需要有一個”操作日誌”,以便失敗時對操作進行回滾。

(4)備份機制:保存數據庫的副本。

(5)遠程操作:使得用戶可以在不同的機器上,通過TCP/IP協議操作數據庫。