資料庫的存取方式

1. redis資料庫如何存取

簡而言之，是一種強大的key-value資料庫，之所以強大有兩點：響應速度快(所以數據內存存儲，只在必要時寫入磁碟)，特性豐富(支持多種數據類型，以及各類型上的復雜操作)。

事實上，Redis的一個重要特性就是它並非通常意義上的資料庫，雖然稱之為資料庫是因為它可以為你存儲和維護數據，但它並不像關系資料庫那樣提供任何的SQL方言。不過不用擔心，Redis並不是吞噬數據的黑洞，它只是不支持SQL及相關功能，但卻提供了穩健的協議用於與之交互。

在Redis中，沒有數據表的概念，也無須關心select、join、view等操作或功能，同時也不提供類似於int或varchar的數據欄位。你面對的將是相對原始的數據集合及數據類型。

探索之二：Available datatypes

下面我們深入看下這個奇怪的資料庫是如何工作的。如上所見，Redis是基於key-value範式存儲數據，所以先來重點看下"key"的概念。

key本質上就是簡單的字元串，諸如"username"、"password"等。在定義key時，除了不能使用空格，你可以隨意的使用普通的字元、數字等，像".",":","_"等在定義key時都能正常使用，所以像"user_name", "user:123:age", "user:123:username"都是不錯的key的定義方式。

不像RDBMS中的欄位名稱，這里的key是Redis中的重要組成部分，所以我們必須在處理key時多加小心。在下面的講述中，Redis並沒有table的概念，所以像"SELECT username from users WHERE user_id=123;"這種簡單任務都只能換種方式實現，為了達到這種目的，在Redis上，一種方式是通過key "user:123:username"來獲取結果value。如你所見，key的定義中攜帶了神秘信息(像user ids)。在Redis中，key的重要性可見一斑。(其他key-value資料庫中key的地位也是如此。)

2. 數據存儲形式有哪幾種

【塊存儲】

典型設備：磁碟陣列，硬碟

塊存儲主要是將裸磁碟空間整個映射給主機使用的，就是說例如磁碟陣列裡面有5塊硬碟（為方便說明，假設每個硬碟1G），然後可以通過劃邏輯盤、做Raid、或者LVM（邏輯卷）等種種方式邏輯劃分出N個邏輯的硬碟。（假設劃分完的邏輯盤也是5個，每個也是1G，但是這5個1G的邏輯盤已經於原來的5個物理硬碟意義完全不同了。例如第一個邏輯硬碟A裡面，可能第一個200M是來自物理硬碟1，第二個200M是來自物理硬碟2，所以邏輯硬碟A是由多個物理硬碟邏輯虛構出來的硬碟。）

接著塊存儲會採用映射的方式將這幾個邏輯盤映射給主機，主機上面的操作系統會識別到有5塊硬碟，但是操作系統是區分不出到底是邏輯還是物理的，它一概就認為只是5塊裸的物理硬碟而已，跟直接拿一塊物理硬碟掛載到操作系統沒有區別的，至少操作系統感知上沒有區別。

此種方式下，操作系統還需要對掛載的裸硬碟進行分區、格式化後，才能使用，與平常主機內置硬碟的方式完全無異。

優點：

1、 這種方式的好處當然是因為通過了Raid與LVM等手段，對數據提供了保護。

2、 另外也可以將多塊廉價的硬碟組合起來，成為一個大容量的邏輯盤對外提供服務，提高了容量。

3、 寫入數據的時候，由於是多塊磁碟組合出來的邏輯盤，所以幾塊磁碟可以並行寫入的，提升了讀寫效率。

4、 很多時候塊存儲採用SAN架構組網，傳輸速率以及封裝協議的原因，使得傳輸速度與讀寫速率得到提升。

缺點：

1、採用SAN架構組網時，需要額外為主機購買光纖通道卡，還要買光纖交換機，造價成本高。

2、主機之間的數據無法共享，在伺服器不做集群的情況下，塊存儲裸盤映射給主機，再格式化使用後，對於主機來說相當於本地盤，那麼主機A的本地盤根本不能給主機B去使用，無法共享數據。

3、不利於不同操作系統主機間的數據共享：另外一個原因是因為操作系統使用不同的文件系統，格式化完之後，不同文件系統間的數據是共享不了的。例如一台裝了WIN7/XP，文件系統是FAT32/NTFS，而Linux是EXT4，EXT4是無法識別NTFS的文件系統的。就像一隻NTFS格式的U盤，插進Linux的筆記本，根本無法識別出來。所以不利於文件共享。

【文件存儲】

典型設備：FTP、NFS伺服器

為了克服上述文件無法共享的問題，所以有了文件存儲。

文件存儲也有軟硬一體化的設備，但是其實普通拿一台伺服器/筆記本，只要裝上合適的操作系統與軟體，就可以架設FTP與NFS服務了，架上該類服務之後的伺服器，就是文件存儲的一種了。

主機A可以直接對文件存儲進行文件的上傳下載，與塊存儲不同，主機A是不需要再對文件存儲進行格式化的，因為文件管理功能已經由文件存儲自己搞定了。

優點：

1、造價交低：隨便一台機器就可以了，另外普通乙太網就可以，根本不需要專用的SAN網路，所以造價低。

2、方便文件共享：例如主機A（WIN7，NTFS文件系統），主機B（Linux，EXT4文件系統），想互拷一部電影，本來不行。加了個主機C（NFS伺服器），然後可以先A拷到C，再C拷到B就OK了。（例子比較膚淺，請見諒……）

缺點：

讀寫速率低，傳輸速率慢：乙太網，上傳下載速度較慢，另外所有讀寫都要1台伺服器裡面的硬碟來承擔，相比起磁碟陣列動不動就幾十上百塊硬碟同時讀寫，速率慢了許多。

【對象存儲】

典型設備：內置大容量硬碟的分布式伺服器

對象存儲最常用的方案，就是多台伺服器內置大容量硬碟，再裝上對象存儲軟體，然後再額外搞幾台服務作為管理節點，安裝上對象存儲管理軟體。管理節點可以管理其他伺服器對外提供讀寫訪問功能。

之所以出現了對象存儲這種東西，是為了克服塊存儲與文件存儲各自的缺點，發揚它倆各自的優點。簡單來說塊存儲讀寫快，不利於共享，文件存儲讀寫慢，利於共享。能否弄一個讀寫快，利 於共享的出來呢。於是就有了對象存儲。

首先，一個文件包含了了屬性（術語叫metadata，元數據，例如該文件的大小、修改時間、存儲路徑等）以及內容（以下簡稱數據）。

以往像FAT32這種文件系統，是直接將一份文件的數據與metadata一起存儲的，存儲過程先將文件按照文件系統的最小塊大小來打散（如4M的文件，假設文件系統要求一個塊4K，那麼就將文件打散成為1000個小塊），再寫進硬碟裡面，過程中沒有區分數據/metadata的。而每個塊最後會告知你下一個要讀取的塊的地址，然後一直這樣順序地按圖索驥，最後完成整份文件的所有塊的讀取。

這種情況下讀寫速率很慢，因為就算你有100個機械手臂在讀寫，但是由於你只有讀取到第一個塊，才能知道下一個塊在哪裡，其實相當於只能有1個機械手臂在實際工作。

而對象存儲則將元數據獨立了出來，控制節點叫元數據伺服器（伺服器+對象存儲管理軟體），裡面主要負責存儲對象的屬性（主要是對象的數據被打散存放到了那幾台分布式伺服器中的信息），而其他負責存儲數據的分布式伺服器叫做OSD，主要負責存儲文件的數據部分。當用戶訪問對象，會先訪問元數據伺服器，元數據伺服器只負責反饋對象存儲在哪些OSD，假設反饋文件A存儲在B、C、D三台OSD，那麼用戶就會再次直接訪問3台OSD伺服器去讀取數據。

這時候由於是3台OSD同時對外傳輸數據，所以傳輸的速度就加快了。當OSD伺服器數量越多，這種讀寫速度的提升就越大，通過此種方式，實現了讀寫快的目的。

另一方面，對象存儲軟體是有專門的文件系統的，所以OSD對外又相當於文件伺服器，那麼就不存在文件共享方面的困難了，也解決了文件共享方面的問題。

所以對象存儲的出現，很好地結合了塊存儲與文件存儲的優點。

最後為什麼對象存儲兼具塊存儲與文件存儲的好處，還要使用塊存儲或文件存儲呢？

1、有一類應用是需要存儲直接裸盤映射的，例如資料庫。因為資料庫需要存儲裸盤映射給自己後，再根據自己的資料庫文件系統來對裸盤進行格式化的，所以是不能夠採用其他已經被格式化為某種文件系統的存儲的。此類應用更適合使用塊存儲。

2、對象存儲的成本比起普通的文件存儲還是較高，需要購買專門的對象存儲軟體以及大容量硬碟。如果對數據量要求不是海量，只是為了做文件共享的時候，直接用文件存儲的形式好了，性價比高。

3. 數據在計算機的存儲方式有哪幾種資料庫的主要功能是什麼有哪些主要的資料庫管理系統

數據在計算機中的存儲方式

數據有數值型和非數值型兩類，這些數據在計算機中都必須以二進制形式表示。一串二進制數既可表示數量值，也可表示一個字元、漢字或其他。一串二進制數代表的數據不同，含義也不同。這些數據在計算機的存儲設備中是如何進行組織存儲的？

數據單位

· 位（bit）

位(bit)，音譯為「比特」，是計算機存儲設備的最小單位，由數字0或1組成。

· 位元組（Byte）

位元組(Byte)，簡寫為「B」，音譯為「拜特」，簡寫為「B」。8個二進制位編為一組稱為一個位元組，即：1B = 8bit。位元組是計算機處理數據的基本單位，即以位元組為單位解釋信息。通常，一個ASCII碼佔1個位元組；一個漢字國標碼佔2個位元組；整數佔2個位元組；實數，即帶有小數點的數，用4個位元組組成浮點形式等。

· 字（word）

計算機一次存取、處理和傳輸的數據長度稱為字，即：一組二進制數碼作為一個整體來參加運算或處理的單位。一個字通常由一個或多個位元組構成，用來存放一條指令或一個數據。

· 字長

一個字中所包含的二進制數的位數稱為字長。不同的計算機，字長是不同的，常用的字長有8位、16位、32位和64位等，也就是經常說的8位機、16位機、32位機或64位機。例如，一台計算機如果用8個二進制位表示一個字，就說該機是八位機，或者說它的字長是8位的；又如，一個字由兩個位元組組成，即16個二進制位，則字長為16位。字長是衡量計算機性能的一個重要標志。字長越長，一次處理的數字位數越大，速度也就越快。

存儲設備

用來存儲信息的設備稱為計算機的存儲設備，如內存、硬碟、軟盤及光碟等。不論是哪一種設備，存儲設備的最小單位是「位」，存儲信息的單位是位元組，也就是說按位元組組織存放數據。

· 存儲單元

表示一個數據的總長度稱為計算機的存儲單元。在計算機中，當一個數據作為一個整體存入或取出時，這個數據存放在一個或幾個位元組中組成一個存儲單元。存儲單元的特點是，只有往存儲單元送新數據時，該存儲單元的內容用新值代替舊值，否則永遠保持原有數據。

· 存儲容量

某個存儲設備所能容納的二進制信息量的總和稱為存儲設備的存儲容量。存儲容量用位元組數來表示，如：4MB、2GB等，其關系為：1KB = 1024 B、1MB = 1024 KB、1GB = 1024 MB。1千位元組相當於210 Byte，即1024 Byte， 記為1KB；1兆位元組相當於220 Byte，即1024 KB，記為1MB；而1吉位元組相當於230 Byte ，即1024 MB，記為1GB。

內存容量是指為計算機系統所配置的主存(RAM)總位元組數，度量單位是「KB」「MB」，如32MB、64MB、128MB等。外存多以硬碟、軟盤和光碟為主，每個設備所能容納的信息量的總位元組數稱為外存容量，度量單位是「MB」「GB」，如800MB、6.5GB。

目前，高檔微型計算機的內存容量已從幾MB發展到幾百MB，外存容量已從幾百MB發展到幾GB～幾十GB。

編址與地址

· 編 址

對計算機存儲單元編號的過程稱為「編址」，是以位元組為單位進行的。

· 地 址

存儲單元的編號稱為地址。

注意：地址號與存儲單元是一一對應的，CPU通過單元地址訪問存儲單元中的信息，地址所對應的存儲單元中的信息是CPU操作的對象，即數據或指令本身。地址也是用二進制編碼表示，為便於識別通常採用16進制。

問題2
它所提供的功能有以下幾項：
（1）數據定義功能。DBMS提供相應數據語言來定義（DDL）資料庫結構，它們是刻畫資料庫框架，並被保存在數據字典中。
（2）數據存取功能。DBMS提供數據操縱語言（DML），實現對資料庫數據的基本存取操作：檢索，插入，修改和刪除。
（3）資料庫運行管理功能。DBMS提供數據控制功能，即是數據的安全性、完整性和並發控制等對資料庫運行進行有效地控制和管理，以確保數據正確有效。
（4）資料庫的建立和維護功能。包括資料庫初始數據的裝入，資料庫的轉儲、恢復、重組織，系統性能監視、分析等功能。
（5）資料庫的傳輸。DBMS提供處理數據的傳輸，實現用戶程序與DBMS之間的通信，通常與操作系統協調完成。

問題3
著名資料庫管理系統
MS SQL SYBASE DB2 ORACLE MySQL ACCESS VF 常見的資料庫管理系統 目前有許多資料庫產品，如Oracle、Sybase、Informix、Microsoft SQL Server、Microsoft Access、Visual FoxPro等產品各以自己特有的功能，在資料庫市場上佔有一席之地。下面簡要介紹幾種常用的資料庫管理系統。

資料庫管理系統（DBMS）的主要功能
DBMS的主要目標是使數據作為一種可管理的資源來處理，其主要功能如下： 1.數據定義：DBMS提供數據定義語言，供用戶定義資料庫的三級模式結構、兩級映像以及完整性約束和保密限制等約束。 2.數據操作：DBMS提供數據操作語言，供用戶實現對數據的操作。 3.資料庫的運行管理：資料庫的運行管理功能是DBMS的運行控制、管理功能，包括多用戶環境下的並發控制、安全性檢查和存取限制控制、完整性檢查和執行、運行日誌的組織管理、事務的管理和自動恢復，即保證事務的原子性。這些功能保證了資料庫系統的正常運行。 4.數據組織、存儲與管理：DBMS要分類組織、存儲和管理各種數據，包括數據字典、用戶數據、存取路徑等，需確定以何種文件結構和存取方式在存儲級上組織這些數據，如何實現數據之間的聯系。數據組織和存儲的基本目標是提高存儲空間利用率，選擇合適的存取方法提高存取效率。 5.資料庫的保護：資料庫中的數據是信息社會的戰略資源，隨數據的保護至關重要。DBMS對資料庫的保護通過4個方面來實現：資料庫的恢復、資料庫的並發控制、資料庫的完整性控制、資料庫安全性控制。DBMS的其他保護功能還有系統緩沖區的管理以及數據存儲的某些自適應調節機制等。 6.資料庫的維護：這一部分包括資料庫的數據載入、轉換、轉儲、資料庫的重組合重構以及性能監控等功能，這些功能分別由各個使用程序來完成。 7.通信：DBMS具有與操作系統的聯機處理、分時系統及遠程作業輸入的相關介面，負責處理數據的傳送。對網路環境下的資料庫系統，還應該包括DBMS與網路中其他軟體系統的通信功能以及資料庫之間的互操作功能。

4. 能夠給出資料庫物理存儲結構與物理存取方法的是什麼

存取方法是內模式。

內模式又稱存儲模式，對應於物理級，它是資料庫中全體數據的內部表示或底層描述，是資料庫最低一級的邏輯描述，它描述了數好姿肆據在存儲介質上友轎的存儲方式和物理結構，對應著實際存儲在外存儲介質上的資料庫。

內模式由內模式描述語言來描述、定義所有內部記錄類型、索引和文件的組織方式，以及數據控制方面的細節，它是資料庫的存儲觀。

(4)資料庫的存取方式擴展閱讀

內模式的特點為：

1、一個資料庫只有一個內模式。

2、一個表可能由多個文件組成，如：數據文件、索引文件。

3、它是資料庫管理系統(DBMS)對資料庫中數據進行有效組織和管理的方法。

4、定義了數據的邏輯結構和物理存冊嫌儲之間的對應關系，使全局邏輯數據獨立子物理粉據，保證了數據的物理獨立性。

其目的有：

① 為了減少數據冗餘，實現數據共享;

② 為了提高存取效率，改善性能。