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范式的数据库具体解释

设计范式(范式,数据库设计范式,数据库的设计范式)是符合某一种级别的关系模式的集合。构造数据库必须遵循一定的规则。在关系数据库中,这样的规则就是范式。关系数据库中的关系必须满足一定的要求,即满足不同的范式。眼下关系数据库有六种范式:第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、第四范式(4NF)、第五范式(5NF)和第六范式(6NF)。满足最低要求的范式是第一范式(1NF)。在第一范式的基础上进一步满足很多其它要求的称为第二范式(2NF),其余范式以次类推。一般说来。数据库仅仅需满足第三范式(3NF)即可了。以下我们举例介绍第一范式(1NF)、第二范式(2NF)和第三范式(3NF)。 在创建一个数据库的过程中,范化是将其转化为一些表的过程,这样的方法能够使从数据库得到的结果更加明白。这样可能使数据库产生反复数据,从而导致创建多余的表。范化是在识别数据库中的数据元素、关系,以及定义所需的表和各表中的项目这些初始工作之后的一个细化的过程。 以下是范化的一个样例 Customer Item purchased Purchase price Thomas Shirt 40 Maria Tennis shoes 35 Evelyn Shirt 40 Pajaro Trousers 25 假设上面这个表用于保存物品的价格,而你想要删除当中的一个顾客,这时你就必须同一时候删除一个价格。范化就是要解决问题,你能够将这个表化为两个表。一个用于存储每一个顾客和他所买物品的信息,还有一个用于存储每件产品和其价格的信息,这样对当中一个表做加入或删除操作就不会影响还有一个表。

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翻译:The Log-Structured Merge-Tree (LSM-Tree)

高性能事务系统应用程序通常在提供活动跟踪的历史记录表;同时,事务系统生成$日志记录,用于系统恢复。这两种生成的信息都可以受益于有效的索引。众所周知的设置中的一个例子是TPC-a基准应用程序,该应用程序经过修改以支持对特定账户的账户活动历史记录的有效查询。这需要在快速增长的历史记录表上按帐户id进行索引。不幸的是,基于磁盘的标准索引结构(如B树)将有效地使事务的输入/输出成本翻倍,以实时维护此类索引,从而使系统总成本增加50%。显然,需要一种以低成本维护实时索引的方法。日志结构合并树(LSM树)是一种基于磁盘的数据结构,旨在为长时间内经历高记录插入(和删除)率的文件提供低成本索引。LSM树使用一种延迟和批量索引更改的算法,以一种类似于合并排序的有效方式将基于内存的组件的更改级联到一个或多个磁盘组件。在此过程中,所有索引值都可以通过内存组件或其中一个磁盘组件连续进行检索(除了非常短的锁定期)。与传统访问方法(如B-树)相比,该算法大大减少了磁盘臂的移动,并将在使用传统访问方法进行插入的磁盘臂成本超过存储介质成本的领域提高成本性能。LSM树方法还推广到插入和删除以外的操作。然而,在某些情况下,需要立即响应的索引查找将失去输入/输出效率,因此LSM树在索引插入比检索条目的查找更常见的应用程序中最有用。例如,这似乎是历史表和日志文件的常见属性。第6节的结论将LSM树访问方法中内存和磁盘组件的混合使用与混合方法在内存中缓冲磁盘页面的常见优势进行了比较。

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POLARDB IMCI 白皮书 云原生HTAP 数据库系统 一 数据压缩和打包处理与数据更新

当部分package达到最大容量后,它会被转换为big package并压缩到磁盘上以减少空间消耗。压缩过程采用写时复制模式以避免访问冲突。也就是说,生成一个新package来保存压缩数据,而不对部分package进行任何更改。PolarDB-IMCI在压缩后更新元数据,将部分打包替换为新的package(即以原子方式更新指向新打包的指针),对于不同的数据类型,列索引采用不同的压缩算法。数值列采用参考帧、delta编码和位压缩的组合,而字符串列使用字典压缩。此外,由于打包是不可变的,当活动事务大于所有VID时,即没有活动事务引用插入VID映射时,该打包的插入VID映射是无用的。在这种情况下,PolarDB-IMCI会删除行组中的插入VID映射以减少内存占用。

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