SQL Server 数据组织与存储结构探究

"SQL SERVER数据组织的研究" SQL Server数据库的组织结构是基于文件的，其中主数据文件（MDF）存储数据、索引和分配页，而日志文件（LDF）则负责事务日志。次要数据文件（NDF）是可选的，用于额外的数据存储。数据库中的这些文件信息存储在系统表`sysfiles`中。本文重点探讨主数据文件的数据组织。 在SQL Server 2000/2005中，数据存储的基本单位是8 KB的页。数据库中的表和索引的存储空间是以扩展盘区（Extents）的形式分配的，每个扩展盘区包含8个连续的逻辑页。扩展盘区有两种类型：单一对象拥有的统一扩展盘区和最多8个对象共享的混合扩展盘区。对于小表或索引，SQL Server会从混合扩展盘区分配页，当其增长到8页后，后续分配将转向统一扩展盘区。 数据库的索引结构基于B树，可以创建两种类型的索引：聚集索引（Clustered Index）和非聚集索引（Nonclustered Index）。聚集索引决定了数据在磁盘上的物理顺序，而非聚集索引则包含指向数据行的指针。通过`CREATEINDEX`命令可以创建这两种索引。主键（PRIMARY KEY）和唯一性约束（UNIQUE）也会自动创建索引，主键创建聚集索引，而唯一性约束默认创建非聚集索引，除非明确指定创建聚集索引。没有聚集索引的表被称为堆集（Heap）。 在数据访问优化方面，SQL Server使用全局分配映射页（GAM）和局部分配映射页（SGAM）来跟踪扩展盘区的分配状态，以及混合和统一扩展盘区的可用性。此外，还有页分配位图（PFS）页，用于记录页面的状态，如空闲、已分配或已损坏。 查询性能可以通过合理设计索引来显著提高。聚集索引可以加速按索引顺序的数据访问，而非聚集索引则允许快速定位特定记录，即使数据不按照索引顺序存储。通过`DBCC PAGE`命令，可以查看数据和索引页的详细内容，这对于理解和优化数据库性能非常有用。 SQL Server的数据组织涉及到文件系统、页管理、扩展盘区分配和索引结构等多个层面，理解这些概念对于数据库管理员和开发人员来说至关重要，有助于优化查询性能和维护数据库的高效运行。