如何设计一个关系型数据库

如何设计一个关系型数据库

文章目录

• 如何设计一个关系型数据库
• • 存储（文件系统）
  • 程序实例
  • • 存储管理
    • 缓存机制
    • SQL解析
    • 日志管理
    • 权限划分
    • 容灾机制
    • 索引管理
    • 锁管理
  • 详细文字
  • • 如何设计一个关系型数据库？
    • • 文件系统
      • 程序系统
      • • 存储管理模块
        • 缓存模块
        • SQL解析模块
        • 日志数据。
        • 权限划分
        • 容灾恢复
        • 【复习重点】索引模块 和 锁管理

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存储（文件系统）

将系统持久化到存储设备当中

程序实例

对存储进行逻辑上的管理

存储管理

• 逻辑关系转换成物理关系

缓存机制

• 优化执行效率

SQL解析

• SQL进行解析

日志管理

• 记录操作

权限划分

• 多用户管理

容灾机制

• 灾难恢复

索引管理

• 优化查询效率

锁管理

• 数据库支持并发操作

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详细文字

如何设计一个关系型数据库？

原文链接：https://blog.csdn.net/lucky_jiexia/article/details/105356483

文件系统

数据库最主要的功能是存储数据，因此有一个存储模块存储数据。存储模块类似OS文件系统，将数据持久化存入磁盘中，如存入机械硬盘、SSD固态硬盘、亦或者是它们的磁盘阵列矩阵中。

程序系统

但是只有存储是不行的，还需要组织并且用到这些数据，因此需要有程序的实例，用逻辑结构来映射出物理结构，并且在程序中提供获取和管理数据的方式，以及提供必要的问题追踪机制。

细分程序模块：

存储管理模块

1）数据逻辑关系转换成物理存储关系的存储管理模块：首先对数据的格式和文件的分隔进行统一的管理，即把物理数据通过逻辑的形式组织表示出来，便涉及到程序的存储管理模块。（优化存储效能：处理数据不在磁盘上做，而是加载到程序空间所在内存里，磁盘IO速率是程序执行速率的主要瓶颈，远差于内存的执行效率。为了执行效率，要尽可能减少IO。就存储管理而言，如果按照逐行查找并返回，频繁的IO会使数据库的执行效率慢。因为一次IO读取单条数据和多条数据没有太大的区别，所以可以一次性的读取多行，以提升IO的效能。行就失去了意义，数据以块和页作为逻辑存储单位，每个块和页中存放多行数据，读取的时候将多个块和页加载进内存中。）

缓存模块

2）优化执行效率的缓存模块：为了更快更好的优化利用内存，可以利用缓存机制，把取出来的数据块放进缓存里，下次需要的时候直接从内存返回，而不用发生IO。一次性加载多个模块或者页，块里包含的数据行有数据可能不是我们本次查询需要的行，但是一旦某行数据被访问了，它周围的数据也极有可能被访问的经验，缓存的非本质数据也能起到优化访问效率的作用，提升访问的性能。管理缓存的方法有LRU等。

SQL解析模块

3）将SQL语句解析的SQL解析模块：提供外部指令操纵数据，即可读的SQL语言，需要SQL解析模块将SQL编译解析，转换成机器可识别的指令。这时为了进一步提升SQL的执行效率，将SQL缓存到缓存里直接解析。缓存不宜过大，且有算法里淘汰机制，淘汰掉之后不常用的

日志数据。

4）记录操作的日志管理模块：SQL操作需要记录下来，方便数据库的主从同步或者灾难恢复，因此需要日志管理对操作进行记录，如binlog的记录方式。

权限划分

5）多用户管理的权限划分模块：还需要提供给用户管理数据的私密空间，即权限划分。通俗将就是老板可以看到员工的数据，员工只能看到自己该看到的数据。权限划分是DBA做的。

容灾恢复

6）灾难恢复模块：除了考虑正常情况，还需考虑异常情况，需要引入异常机制，即容灾机制。当数据库挂了如何恢复，恢复到什么程度。

【复习重点】索引模块 和 锁管理

7）优化数据查询效率的索引模块和使得数据库支持并发操作的锁模块：为了进一步提升查询数据的速度以及让数据库支持并发，需要引入索引和锁模块。