CMU 15-445 数据库课程：面向日志的存储与数据压缩

"CMU 15-445 数据库课程第四课文字版 - 存储2.doc" 在CMU的15-445数据库管理系统课程中，第四课主要探讨了面向日志的存储设计，这是继面向元组的存储方法之后的一个重要主题。这种设计着重于日志记录，而非直接存储元组数据。在这种存储模型中，页内不存储实际的元组，而是存储一系列的日志条目，包括插入、删除和更新元组的语句记录。这种设计的优势在于写入操作非常快速，因为只需要在日志末尾追加，减少了磁盘I/O的负担。 然而，面向日志的存储在读取时面临挑战。为了获取一个元组，需要从日志的末尾开始向前扫描，直到找到相关的日志记录来重构元组。为了解决这个问题，可以创建一个索引来加速查找，但这会增加元数据的存储需求。此外，定期压缩日志记录可以优化存储效率，有两种常见的压缩策略：层级压缩和全体压缩。 层级压缩（Level Compaction）按照级别的层次结构进行，每当第0级的日志文件达到一定数量（如两页），就会进行归并排序并压缩到下一级。这个过程逐级进行，确保数据始终有序。另一方面，全体压缩（Universal Compaction）则不区分级别，仅合并相邻的页文件，简化存储结构。 数据格式（Data Representation）是数据库管理系统中的另一个关键方面。元组作为字节序列存储在页面中，DBMS目录中的表模式信息用于解析元组数据。不同属性的数据类型可能包括整数（具有不同大小）、浮点数、字符串等，每种类型都有其特定的存储和解析方式。 这种面向日志的存储设计和数据表示方法是数据库系统内部运作的重要组成部分，特别是在处理大量数据更新和事务处理时，它能显著提高系统的性能和可恢复性。通过理解这些概念，开发者和数据库管理员能够更好地优化数据库架构，满足高性能和高可用性的需求。