基于MySQL数据库的物理存储格式的研究与解析汤敏丽
汤敏丽
（凯里学院，贵州 凯里 556011）
摘 要：MySQL 数据库是一个开源的数据库.MySQL 以其小巧灵活著称，其内部代码都是开源的，使用 MySQL 不仅仅 可以节约开发成本，而且还可以从开源的代码中学到很多开发精髓.为了更好的了解 mysql 的物理存储结构，我们直接研究了 MySQL 数据库的内核代码.本文主要是讲解 MySQL 数据库是物理存储格式以及如何进行数据解析.
MyISAM 存储引擎一个表生成了 3 个文件，扩展名分别 是.frm,.myd,.myi.Frm 扩展名结尾的是表定义文件.Myd 扩展 名结尾的是数据文件，myi 扩展名结尾的是索引文件. 下面
我们一一介绍三个文件的文件格式. 3.3.1 FRM 文件格式
在 源 码 中 我 们 能 够 找 到 FRM 创 建 文 件 的 代 码 ， sql/, create_frm()里记录了如何创建一个 FRM 文件 的详细过程.open_table_def 函数是读取 frm 表定义信息的函 数. 其中调用了 open_binary_frm 函数是其主要的实现关键. 该 函 数 在 \sql\ 文 件 里 . 函 数 原 型 如 下 ：static int open_binary_frm (THD *thd, TABLE_SHARE *share, uchar *head,File file) .在 \sql\ 创建 frm 的文件的函数 create_frm.函数原型如下：
第 28 卷 第 7 期（下） 2012 年 7 月
赤 峰 学 院 学 报（ 自 然 科 学 版 ） Journal of Chifeng University（Natural Science Edition）
Vol. 28 No. 7 Jul. 2012
基于 ＭｙＳＱＬ 数据库的物理存储格式的研究与解析
安装 CMake 软件，下载地址是：.然 后 安 装 Bison： 下 载 地 址 是 http://gnuwin32.sourceforge. net/packages/bison.htm.安装完成后，运行 CMake.第一个 edit 里面选择源文件目录，第二个选择要生成的目录. 下面的 “Configur“e 按钮可以选择你要生成的编译环境的版本，我们 选择 VC6 作为我们的开发环境，然后点击“Generate”就开始 生成工程文件.这样就生成了 MySQL.dsw 的工程，我们打开 这个工程，然后搜索读取 frm 文件的主要内容及其其他相关 代码. 3.3 解析物理存储文件
MySQL 数据库是一种关系型数据库管理系统. 它不是 将所有数据存放到一个大仓库内，而是将具有一定意义的 数据相对独立的存放到不同的表中.而表与表之间建立关联 关系.它由于其体积小，速度快，成本低等特点，成为很多中 小型网站的绝佳选择.MySQL 是使用 C/C++ 编写的，并使用 了多种编译器进行测试，保证源代码的可移植性.还可以处 理拥有上千万条记录大型数据库. 2.2 MySQL 的体系结构
关键词：mysql；物理存储格式；解析 中图分类号：ＴＰ３－０５ 文献标识码：A 文章编号：1673- 260X（2012）07- 0028- 03
1 引言 随着计算机开于使用开源软件.基于开源的软件的实现的所有代码全 部对外公开，且所有人员均可对开源软件进行自定义的修 改.这无疑是软件开发界的福音.本文重点研究的 MySQL 数 据库也是开源的数据库软件.同样，它的所有代码也都是开 源的. 2 MySQL 数据库介绍 2.1 概述
存储引擎默认情况下的共享表空间文件，即所有的数据都 放在这个表空间内.本文主要是针对 MyISAM 存储引擎做解 析.MySQL 的体系结构图如图 1 所示. 3 MySQL 数据库物理存储解析步骤 3.1 创建 MySQL 原始文件
安装 MySQL.打开 mysql 后输入密码.执行如下的语句： 创建数据库 maqianli mysql> Create database maqianli; 更改数据库 mysql> Use maqianli; 创建表 mysql> create table mytest (t1 varchar (10), t2 varchar (10), t3 char(10),t4 varchar(10)); 往表中插入数据 mysql> insert into mytest values('a','bb','bb','cc'); mysql> insert into mytest values('d','ee','ee','fff'); 这样我们会发现在 MySQL 的安装路径下 data 目录下 生成了一个 maqianli 的文件夹，mysql 文件夹是系统安装时 默认生成的.在 maqianli 文件夹下有一个 mytest.frm 的文件. 这个文件中记录了 mytest 表结构定义的信息. 和 data 同层 的有个 ibdata1 文件，里面记录了表数据信息.我们生成的文 件默认是 InnoDB 存储引擎生成的，我们可以将其改变为 MyISAM 存储引擎.用如下语句 mysql> alter table mytest engine = myisam ; 我们发现在 MyISAM 存储引擎下，会生成如下三个文 件.Frm 扩展名结尾的是表定义文件.Myd 扩展名结尾的是数 据文件，myi 扩展名结尾的是索引文件.
－ ２８ －
图 1 MySQL 的体系结构图
图 2 MyISAM 存储引擎生成的文件
3.2 下载 MySQL 源码并进行配置 3.2.1 下 载 MySQL 源 码 . 下 载 地 址 是 ：http://www.mysql.
com/downloads/mysql/ 文件名是 mysql- 5.5.12.tar.gz. 3.2.2 生成工程文件
连接运算
连接运算从两个关系的笛卡儿积中选取属 性 间满足一定条件的元组。
•等值连接和自然连接是连接运算的两种最为
重要也最为常用的类型。
RMS
R.B=S.B
A R.B C S.B D
ai
bi
4
bi
3
ai
b2
6
b2
5
a2
b3
8
b3
7
a2
b3
8
b3
6
a2
b4
10
b4
4
2.7.3自然连接
p|自然连接-举例
关系R
ABC
ai
bi
4
ai
b2
6
a2
b3
8
a2
b4 10
求R X S
关系S
BD
bi
3
b2
5
b3
7
b36b44来自RXSABCD
ai
bi
4
3
A R.B C S.B D
ai
bi
4
b2
5
ai
bi
4
b3
7
ai
bi
4
b3
6
ai
b2
6
b3
7
2.7.1 一般连接
自一般连接-要点分析
比较两个关系中的属性 属性间值的比较符合条件的元组
2. 7. 2等值连接
Pl等值连接-定义
R X S=(tTts | treRAtseS Atr[A]=ts[B]}
A=B
Database System
数据库系统概论
Introduction to Database Systems
基于语义网的本体整合技术研究
实现智能网络发展的目 标． 在此模式支持下 ， 人类语
言能够得 到快速 处理 ， 从 而实 现人 类 与计 算 机之 间
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ９— ０ ７
汤 敏 丽
（ 凯 里 学 院教 务 处 ， 贵州 凯里 ５ ５ ６ ０ １ １ ）
摘
要： 当前 网络环 境暴 露 出诸 多 问题 ， 如 网络 智 能化程 度低 、 网络 信 息资 源使 用效 率低 ， 从 而难
以 满足 用户对 查询 信 息的最 佳 需求． 为解 决这 些 问题 ， 从 领 域本 体 设 计 着 手 ， 对 基 于语 义 网对 本
对 某些 概念 进行 形式 化 处理 ， 能够 实现 个体 与 团体 之 间的转化 ， 但 需 要 通 过 ４层 含 义 来 实 现 ． 本 体 能
够利 用概 念模 型进 行抽 象词 汇 的构建 ， 这 能够 发挥 它 的共享 功 能 ， 但 本 体 只 是 客 观展 现 问题 的实 质 ，
作者简介 ： 汤敏丽（ １ ９ ８ ２ 一 ）， 女， 贵州凯里 人， 凯里学 院教务处讲师 ， 研究方 向： 数据库 、 网络
体整 合技 术进 行深入 研 究 ， 进 而为本体 整合 技 术 的发 展提 供相 关理 论依 据 ．
关键 词 ： 语 义 网； 本 体 整合技 术 ； 本体 整合 设计 ； 本 体映射 技 术 论 文编码 ： Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３— ９ ３ ２ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ．
数据库物理设计与逻辑设计的对比研究
数据库物理设计与逻辑设计的对比研究在计算机领域，数据库是组织和存储数据的重要工具。
为了有效地管理和操作数据，数据库设计起着至关重要的作用。
数据库设计包括物理设计和逻辑设计两个方面，它们各自关注不同的层面和目标。
本文将对数据库物理设计和逻辑设计进行对比研究，以帮助读者更好地理解这两个概念之间的区别和相互关系。
逻辑设计是数据库设计的第一步，它关注的是数据模型和数据结构的设计。
逻辑设计的目的是构建一个与实际业务需求相吻合的逻辑模型。
在逻辑设计过程中，数据库设计人员通过分析和理解业务流程、需求和数据关系，创建出一个逻辑模型，通常使用E-R（实体-关系）模型来进行表示。
E-R模型用于描述实体、属性以及实体之间的关系。
通过逻辑设计，我们能够更好地理解实体之间的关联关系、属性之间的依赖关系以及业务流程。
数据库物理设计是逻辑设计的下一个阶段，它关注的是如何将逻辑模型转换为实际的数据库结构。
物理设计的目的是提高数据库的性能、存储效率、可靠性和可用性。
在物理设计过程中，数据库设计人员需要考虑数据库管理系统（DBMS）的要求和限制，选择适当的数据类型、索引和分区策略。
物理设计还包括存储和访问路径的选择，以及数据完整性和安全性的规划。
逻辑设计和物理设计之间有着密切的联系和相互影响。
逻辑设计的结果作为物理设计的输入，物理设计要求逻辑设计是准确和完整的。
逻辑设计的错误或不完善会导致物理设计的问题。
例如，如果逻辑模型中的实体之间的关联关系不准确或缺失，那么物理设计中创建的索引和分区策略可能无法正常工作，导致查询性能下降。
从功能上来看，逻辑设计关注的是数据库的逻辑结构，即实体、属性和关系。
逻辑设计旨在捕捉和表达现实世界中的事物及其关系。
物理设计关注的是如何在计算机存储中表示和组织数据。
物理设计需要关注计算机硬件和数据库管理系统的特性和限制，选择合适的数据类型和存储结构。
从层次结构上来看，逻辑设计位于更高的逻辑层次，其结果对应于概念模型或ER模型。
数据库的物理结构设计
数据库的物理结构设计数据库的物理结构设计，这个听起来好像有点高深，但其实说白了就是怎么把数据整理得更好、更快，让我们的系统运转得更流畅。
想象一下，你家的书架，书都乱七八糟地摆着，每次找书都得翻个底朝天，真是让人抓狂。
可要是你把书分门别类地放好，不光找书快了，还能保持书架的整洁。
数据库也是这么个理儿。
咱们得把那些数据合理地放在一起，这样用的时候才能快，存的时候也不费劲。
得聊聊数据库的存储介质。
你想啊，就像你的冰箱，放了好多好吃的，冰箱的大小和制冷能力就决定了你能存多少东西。
数据库也是一样，咱们可以选择不同的存储介质，有硬盘、有固态硬盘（SSD），各有千秋。
硬盘容量大，但读写速度慢；SSD速度飞快，但价格也不便宜。
这个时候，得根据需求来选择，像家里吃瓜的频率，如果你是个吃货，那肯定得投资个好冰箱，不然冰箱装不下，吃东西就成了问题。
数据库的设计也是如此，得根据数据的量和访问频率来做选择，才不会让后期的使用成了鸡飞蛋打。
再来说说索引，这可是数据库设计中的“秘密武器”。
试想一下，翻书的时候，有没有觉得每次找内容都像是在找针掉进大海。
可是如果有了目录，那简直是事半功倍。
索引就是这样的存在，能让你在浩如烟海的数据中，迅速定位到你要的那一部分。
就像在热闹的市场里，看到一张巨大的广告牌，立马知道去哪个摊位找好吃的。
不过啊，索引虽然好，但也不是越多越好，放得多了，就像家里堆满了东西，反而找起来更麻烦。
所以，咱得好好考虑，哪些数据是最常用的，哪些索引才是值得放的。
不得不提的是数据的分区和分片。
这就像你家里存放食物，冻肉、蔬菜、水果分开放，省得混在一起，找的时候麻烦。
分区可以让数据库把数据分成不同的部分，每个部分可以独立管理，既方便又高效。
分片的概念也类似，就是把数据切分开，放到不同的地方，这样即使某一部分出了问题，其他部分也能继续运转，不至于全军覆没。
想想如果你下雨天出门，结果手机没电了，没法叫车，那可是要哭晕在厕所的。
数据库物理存储格式-概述说明以及解释
数据库物理存储格式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述数据库物理存储格式是指数据库在磁盘上的实际存储方式和结构。
在数据库管理系统中，物理存储格式是为了有效地组织和管理数据而设计的。
它直接影响着数据库的性能、可扩展性和数据的访问速度。
数据库物理存储格式一般包括以下几个方面：1. 存储结构：数据库物理存储格式使用一种特定的数据结构来组织和存储数据。
常见的存储结构包括表空间、页、块等，它们按照一定规则组织数据，以提高数据的访问效率和存储空间的利用率。
2. 存储方式：数据库物理存储格式可以采用不同的存储方式来存储数据。
常见的存储方式有堆文件、索引文件、分区存储等。
不同的存储方式适用于不同的数据操作场景，可以提高查询效率、降低存储成本等。
3. 数据布局：数据库物理存储格式还涉及到数据在磁盘上的分布方式。
合理的数据布局可以减少数据的碎片化，提高数据的访问效率。
常见的数据布局包括顺序存储、散列存储、索引存储等。
4. 存储策略：数据库物理存储格式也包括一些存储策略的选择。
比如，可以选择不同的压缩算法来减少数据占用的存储空间；可以选择不同的缓存机制来提高数据的访问速度等。
总而言之，数据库物理存储格式是数据库管理系统在磁盘上实际存储数据的一种组织方式，它直接关系到数据库的性能和可用性。
在设计和选择数据库物理存储格式时，需要综合考虑数据访问模式、硬件环境、查询性能等多个因素，以便为用户提供高效、可靠的数据服务。
文章结构部分主要描述了整篇文章的组织结构和各个部分的内容概述。
本文的结构如下：1. 引言1.1 概述引导读者了解数据库物理存储格式的重要性及其在数据库系统中的作用。
介绍了物理存储格式对于数据的组织和存储效率的影响。
1.2 文章结构本部分将详细阐述本篇长文的组织结构，帮助读者理解全文的脉络和各个章节的内容。
1.3 目的阐明本文旨在提供关于数据库物理存储格式的全面介绍，为读者提供基本概念和知识，帮助读者理解数据库的底层存储结构和优化技术。
数据库的概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计
数据库的概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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数据库设计物理设计
数据库设计物理设计（原创实用版）目录1.物理设计的概念和目的2.物理设计的主要步骤3.物理设计的关键技术4.物理设计的实际应用案例5.物理设计的发展趋势和未来展望正文数据库设计物理设计是指在逻辑设计的基础上，通过对数据存储结构、存储方式、存取路径、存储空间分配等方面的具体设计，使数据库能够在物理设备上实现高效、安全、可靠的存储和访问。
物理设计的目的是为了提高数据库的性能，包括查询速度、数据存储效率和系统可扩展性。
物理设计的主要步骤包括：数据存储选择、存储结构设计、存取路径设计、存储空间分配和物理优化。
数据存储选择需要根据数据的性质和访问模式，选择合适的存储设备和介质。
存储结构设计则是根据数据的存储需求和访问模式，设计合适的存储结构，如顺序存储、链式存储、索引存储等。
存取路径设计是为了优化数据的存取路径，提高数据的访问速度，通常采用 B 树、索引等技术。
存储空间分配需要合理分配数据存储空间，以提高存储效率和系统性能。
物理优化则是在物理设计的基础上，通过调整存储结构、存取路径等，进一步提高数据库的性能。
物理设计的关键技术包括：存储管理技术、索引技术、缓存技术、数据压缩技术等。
存储管理技术用于管理数据库的存储空间，包括存储分配、存储回收和存储优化等。
索引技术用于提高数据库的查询速度，包括 B 树、哈希索引、全文索引等。
缓存技术用于提高数据库的访问速度，包括页缓存、行缓存、列缓存等。
数据压缩技术用于减小数据库的存储空间，提高存储效率，包括数据压缩、编码技术等。
物理设计的实际应用案例包括：金融行业的客户数据存储、电商行业的订单数据存储、医疗行业的病历数据存储等。
以金融行业的客户数据存储为例，需要设计合适的存储结构和存取路径，以满足频繁的客户信息查询和修改需求。
同时，还需要采用数据压缩和加密技术，保证数据的安全性和隐私性。
物理设计的发展趋势和未来展望包括：大数据时代的存储挑战、云计算环境下的数据存储需求、人工智能和机器学习对数据库物理设计的影响等。
清华大学数据库access课件 第07章：存储结构和文件结构资料
➢ 未来的RAID？真正的百年存储……
2020/9/20
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§7.3RAID
➢如何提高磁盘的可靠性？
✓ 引入冗余是解决可靠性问题的有效方法：
• 存储一些通常情况下不需要的额外信息，这些信 息可在发生磁盘故障时用于重建丢失的信息。
数据库系统设计与原理
第Ⅱ部分 数据存储 (第７章－第８章)
2020/9/20
1
第7章 存储结构和文件结构
讲课内容：
主要介绍数据库系统的底层存储。包 括存储介质、数据库文件的组织及结 构、文件中记录的组织及结构。
■物理存储介质 ■文件结构
■磁盘
■文件中记录的组织
■RAID
■数据字典的存储
■第三级存储
➢ 随着数据的不断膨胀，数据越来越多，我 们称之为海量信息；
➢ 在当前，我们主要用光盘塔或磁带库来存 储海量信息，并且使它们变成近线(nearline)或在线(on-line)的存储介质。也就 是说，跨过二级存储设备在内存和光盘或 磁带之间直接传输数据。
2020/9/20
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§7.5DBMS的文件管理器
➢ DBMS一般不用OS的文件管理器，而是独立 设计其存储结构，有自己的文件管理器。 这有以下5个方面的原因：
5. 数据的稳定性与动态变化：
•传统的文件一旦建立以后，数据量是比较稳定 的，而且一般只用于只读的应用；
•数据库文件的数据量变化较大，有些文件在数 据模式刚定义时几乎是个空架子，随着应用的 开发，数据也不断地增长：
➢DBMS的物理存储综述
✓ 了解数据库的存储结构就必须搞清楚：
navicat模型类型 物力 逻辑 概念
Navicat模型类型：物理、逻辑、概念1. 物理模型1.1 定义物理模型是数据库设计中的一个重要概念，它描述了数据库在物理存储层面上的结构和组织方式。
物理模型包括数据库中的表、列、索引、关系等元素，以及它们在物理存储设备上的存储方式。
1.2 重要性物理模型对于数据库的性能和可扩展性至关重要。
通过合理的物理模型设计，可以提高数据库的查询效率、降低存储空间的占用、提高系统的响应速度等。
1.3 应用物理模型的应用包括但不限于以下几个方面： - 数据库设计：在设计数据库时，需要根据实际需求和性能要求，选择合适的物理模型。
- 性能优化：通过调整物理模型，如合理选择索引、分区等方式，可以提高数据库的查询性能。
- 存储管理：物理模型决定了数据在存储设备上的组织方式，可以通过合理的物理模型设计，降低存储空间的占用。
2. 逻辑模型2.1 定义逻辑模型是数据库设计中的一个重要概念，它描述了数据库中数据的逻辑结构和关系。
逻辑模型与物理模型相对应，是对数据的逻辑表示，不依赖于具体的存储设备和实现方式。
2.2 重要性逻辑模型对于数据库的设计和维护具有重要意义。
通过合理的逻辑模型设计，可以提高数据库的可理解性、可维护性和可扩展性。
2.3 应用逻辑模型的应用包括但不限于以下几个方面： - 数据库设计：在设计数据库时，需要根据实际需求和数据之间的关系，选择合适的逻辑模型，如关系模型、层次模型、网状模型等。
- 数据库查询：在进行数据库查询时，可以根据逻辑模型的结构和关系，编写相应的查询语句，实现对数据的检索和操作。
- 数据库维护：逻辑模型可以帮助数据库管理员理解和维护数据库的结构和关系，如添加新表、修改表结构等。
3. 概念模型3.1 定义概念模型是数据库设计中的一个重要概念，它描述了数据库中数据的概念和语义。
概念模型是对现实世界中实体和实体之间关系的抽象和建模，不依赖于具体的存储设备和实现方式。
3.2 重要性概念模型对于数据库设计和需求分析具有重要意义。
数据库物理设计
数据库物理设计在当今数字化的时代，数据库成为了各类信息系统的核心组件。
而数据库物理设计则是构建一个高效、可靠数据库系统的关键环节。
它就像是为数据库打造一个坚实的“身体”，决定了数据库在实际运行中的性能、存储效率和可维护性。
那么，什么是数据库物理设计呢？简单来说，数据库物理设计就是根据数据库的逻辑结构，确定数据库在物理存储设备上的存储结构和存取方法。
这包括选择合适的数据存储结构、确定索引策略、安排数据的存储分布等。
我们先来谈谈数据存储结构的选择。
常见的数据存储结构有顺序存储、链式存储和索引存储等。
顺序存储适合于频繁进行顺序访问的数据，比如一些按照时间顺序产生的数据。
而链式存储则更适合于经常进行插入和删除操作的数据。
索引存储则像是给数据建立了一个“目录”，能够快速定位和访问数据。
索引策略的确定也是物理设计中的重要一环。
索引可以大大提高数据的查询速度，但过多或不当的索引也会带来额外的存储和维护开销。
比如，在经常用于查询、连接和排序的字段上创建索引通常是有益的。
但如果在一个很少使用或者数据量很小的字段上创建索引，可能就不太划算了。
接下来，考虑数据的存储分布。
这包括将数据分布在不同的磁盘、表空间或者分区中。
合理的存储分布可以提高数据的并行访问能力，减少磁盘 I/O 竞争，从而提升数据库的性能。
例如，将访问频率高的数据存储在性能较好的磁盘上，将历史数据或者不常访问的数据存储在相对较慢的存储设备上。
在进行数据库物理设计时，还需要充分考虑数据库的硬件环境。
不同的硬件配置，如磁盘的转速、内存的大小等，都会对数据库的性能产生影响。
如果硬件资源充足，可以采用更复杂但性能更好的设计方案；如果硬件资源有限，就需要在性能和成本之间进行权衡。
另外，数据的备份和恢复策略也是物理设计中不可忽视的一部分。
要制定合理的备份计划，确保在出现故障时能够快速恢复数据，减少数据丢失的风险。
为了让大家更清楚地理解数据库物理设计的重要性，我们来看一个例子。