数据库寻址

A. 磁盘读写和数据库读写哪个效率更高

假定在程序效率和关键过程相当且不计入缓存等措施的条件下，读写任何类型的数据都没有直接操作文件来的快，不论MSYQL过程如何，最后都要到磁盘上去读这个“文件”（记录存储区等效），所以当然这一切的前提是只读 内容，无关任何排序或查找操作。

动态网站一般都是用数据库来存储信息，如果信息的及时性要求不高 可以加入缓存来减少频繁读写数据库。

两种方式一般都支持，但是绕过操作系统直接操作磁盘的性能较高，而且安全性也较高，数据库系中的磁盘性能一直都是瓶颈，大型数据库一般基于unix
系统，当然win下也有，不常用应为win的不可靠性，unix下，用的是裸设备raw设备，就是没有加工过的设备（unix下的磁盘分区属于特殊设备，
以文件形式统一管理），由dbms直接管理，不通过操作系统，效率很高，可靠性也高，因为磁盘，cache和内存都是自己管理的，大型数据库系统
db2，oracal，informix（不太流行了），mssql算不上大型数据库系统。

1、直接读文件相比数据库查询效率更胜一筹，而且文中还没算上连接和断开的时间。

2、一次读取的内容越大，直接读文件的优势会越明
显（读文件时间都是小幅增长，这跟文件存储的连续性和簇大小等有关系），这个结果恰恰跟书生预料的相反，说明MYSQL对更大文件读取可能又附加了某些操
作（两次时间增长了近30%），如果只是单纯的赋值转换应该是差异偏小才对。

3、写文件和INSERT几乎不用测试就可以推测出，数据库效率只会更差。
4、很小的配置文件如果不需要使用到数据库特性，更加适合放到独立文件里存取，无需单独创建数据表或记录，很大的文件比如图片、音乐等采用文件存储更为方便，只把路径或缩略图等索引信息放到数据库里更合理一些。

5、PHP上如果只是读文件，file_get_contents比fopen、fclose更有效率，不包括判断存在这个函数时间会少3秒左右。
6、fetch_row和fetch_object应该是从fetch_array转换而来的，书生没看过PHP的源码，单从执行上就可以说明fetch_array效率更高，这跟网上的说法似乎相反。

磁盘读写与数据库的关系：

一 磁盘物理结构
(1) 盘片：硬盘的盘体由多个盘片叠在一起构成。

在硬盘出厂时，由硬盘生产商完成了低级格式化(物理格式化)，作用是将空白的盘片(Platter)划分为一个个同圆心、不同半径的磁道
(Track)，还将磁道划分为若干个扇区(Sector)，每个扇区可存储128×2的N次方（N=0.1.2.3）字节信息，默认每个扇区的大小为
512字节。通常使用者无需再进行低级格式化操作。

(2) 磁头：每张盘片的正反两面各有一个磁头。

(3) 主轴：所有磁片都由主轴电机带动旋转。

(4) 控制集成电路板：复杂！上面还有ROM（内有软件系统）、Cache等。

二 磁盘如何完成单次IO操作
(1) 寻道
当控制器对磁盘发出一个IO操作命令的时候，磁盘的驱动臂(Actuator
Arm)带动磁头(Head)离开着陆区(Landing
Zone，位于内圈没有数据的区域)，移动到要操作的初始数据块所在的磁道(Track)的正上方，这个过程被称为寻道(Seeking)，对应消耗的时
间被称为寻道时间(Seek Time)；

(2) 旋转延迟
找到对应磁道还不能马上读取数据，这时候磁头要等到磁盘盘片(Platter)旋转到初始数据块所在的扇区(Sector)落在读写磁头正下方之后才能开始读取数据，在这个等待盘片旋转到可操作扇区的过程中消耗的时间称为旋转延时(Rotational Delay)；

(3) 数据传送
接下来就随着盘片的旋转，磁头不断的读/写相应的数据块，直到完成这次IO所需要操作的全部数据，这个过程称为数据传送(Data Transfer)，对应的时间称为传送时间(Transfer Time)。完成这三个步骤之后单次IO操作也就完成了。

根据磁盘单次IO操作的过程，可以发现：
单次IO时间 = 寻道时间 + 旋转延迟 + 传送时间

进而推算IOPS(IO per second)的公式为：
IOPS = 1000ms/单次IO时间

三 磁盘IOPS计算
不同磁盘，它的寻道时间，旋转延迟，数据传送所需的时间各是多少？

1. 寻道时间
考虑到被读写的数据可能在磁盘的任意一个磁道，既有可能在磁盘的最内圈（寻道时间最短），也可能在磁盘的最外圈（寻道时间最长），所以在计算中我们只考虑平均寻道时间。

在购买磁盘时，该参数都有标明，目前的SATA/SAS磁盘，按转速不同，寻道时间不同，不过通常都在10ms以下：

3. 传送时间2. 旋转延时

和寻道一样，当磁头定位到磁道之后有可能正好在要读写扇区之上，这时候是不需要额外的延时就可以立刻读写到数据，但是最坏的情况确实要磁盘旋转整整
一圈之后磁头才能读取到数据，所以这里也考虑的是平均旋转延时，对于15000rpm的磁盘就是(60s/15000)*(1/2) = 2ms。

(1) 磁盘传输速率
磁盘传输速率分两种：内部传输速率(Internal Transfer Rate)，外部传输速率(External Transfer Rate)。

内部传输速率(Internal Transfer Rate)，是指磁头与硬盘缓存之间的数据传输速率，简单的说就是硬盘磁头将数据从盘片上读取出来，然后存储在缓存内的速度。

理想的内部传输速率不存在寻道，旋转延时，就一直在同一个磁道上读数据并传到缓存，显然这是不可能的，因为单个磁道的存储空间是有限的；

实际的内部传输速率包含了寻道和旋转延时，目前家用磁盘，稳定的内部传输速率一般在30MB/s到45MB/s之间(服务器磁盘，应该会更高)。

外部传输速率(External Transfer Rate)，是指硬盘缓存和系统总线之间的数据传输速率，也就是计算机通过硬盘接口从缓存中将数据读出交给相应的硬盘控制器的速率。

硬盘厂商在硬盘参数中，通常也会给出一个最大传输速率，比如现在SATA3.0的6Gbit/s，换算一下就是6*1024/8，768MB/s，通常指的是硬盘接口对外的最大传输速率，当然实际使用中是达不到这个值的。

这里计算IOPS，保守选择实际内部传输速率，以40M/s为例。

(2) 单次IO操作的大小
有了传送速率，还要知道单次IO操作的大小(IO Chunk Size)，才可以算出单次IO的传送时间。那么磁盘单次IO的大小是多少？答案是：不确定。

操作系统为了提高 IO的性能而引入了文件系统缓存(File System Cache)，系统会根据请求数据的情况将多个来自IO的请求先放在缓存里面，然后再一次性的提交给磁盘，也就是说对于数据库发出的多个8K数据块的读操作有可能放在一个磁盘读IO里就处理了。

还有，有些存储系统也是提供了缓存（Cache），接收到操作系统的IO请求之后也是会将多个操作系统的 IO请求合并成一个来处理。

不管是操作系统层面的缓存还是磁盘控制器层面的缓存，目的都只有一个，提高数据读写的效率。因此每次单独的IO操作大小都是不一样的，它主要取决于系统对于数据读写效率的判断。这里以SQL Server数据库的数据页大小为例：8K。

(3) 传送时间
传送时间 = IO Chunk Size/Internal Transfer Rate = 8k/40M/s = 0.2ms

可以发现：
(3.1) 如果IO Chunk Size大的话，传送时间会变大，从而导致IOPS变小；
(3.2) 机械磁盘的主要读写成本，都花在了寻址时间上，即：寻道时间 + 旋转延迟，也就是磁盘臂的摆动，和磁盘的旋转延迟。
(3.3) 如果粗略的计算IOPS，可以忽略传送时间，1000ms/(寻道时间 + 旋转延迟)即可。

4. IOPS计算示例
以15000rpm为例：

(1) 单次IO时间
单次IO时间 = 寻道时间 + 旋转延迟 + 传送时间 = 3ms + 2ms + 0.2 ms = 5.2 ms

(2) IOPS
IOPS = 1000ms/单次IO时间 = 1000ms/5.2ms = 192 (次)
这里计算的是单块磁盘的随机访问IOPS。

考虑一种极端的情况，如果磁盘全部为顺序访问，那么就可以忽略：寻道时间 + 旋转延迟 的时长，IOPS的计算公式就变为：IOPS = 1000ms/传送时间
IOPS = 1000ms/传送时间= 1000ms/0.2ms = 5000 (次)

显然这种极端的情况太过理想，毕竟每个磁道的空间是有限的，寻道时间 + 旋转延迟 时长确实可以减少，不过是无法完全避免的。

四 数据库中的磁盘读写
1. 随机访问和连续访问
(1) 随机访问(Random Access)
指的是本次IO所给出的扇区地址和上次IO给出扇区地址相差比较大，这样的话磁头在两次IO操作之间需要作比较大的移动动作才能重新开始读/写数据。

(2) 连续访问(Sequential Access)
相反的，如果当次IO给出的扇区地址与上次IO结束的扇区地址一致或者是接近的话，那磁头就能很快的开始这次IO操作，这样的多个IO操作称为连续访问。

(3) 以SQL Server数据库为例
数据文件，SQL Server统一区上的对象，是以extent(8*8k)为单位进行空间分配的，数据存放是很随机的，哪个数据页有空间，就写在哪里，除非通过文件组给每个表预分配足够大的、单独使用的文件，否则不能保证数据的连续性，通常为随机访问。
另外哪怕聚集索引表，也只是逻辑上的连续，并不是物理上。

日志文件，由于有VLF的存在，日志的读写理论上为连续访问，但如果日志文件设置为自动增长，且增量不大，VLF就会很多很小，那么就也并不是严格的连续访问了。

2. 顺序IO和并发IO
(1) 顺序IO模式(Queue Mode)
磁盘控制器可能会一次对磁盘组发出一连串的IO命令，如果磁盘组一次只能执行一个IO命令，称为顺序IO；

(2) 并发IO模式(Burst Mode)
当磁盘组能同时执行多个IO命令时，称为并发IO。并发IO只能发生在由多个磁盘组成的磁盘组上，单块磁盘只能一次处理一个IO命令。

(3) 以SQL Server数据库为例
有的时候，尽管磁盘的IOPS(Disk Transfers/sec)还没有太大，但是发现数据库出现IO等待，为什么？通常是因为有了磁盘请求队列，有过多的IO请求堆积。

磁盘的请求队列和繁忙程度，通过以下性能计数器查看：
LogicalDisk/Avg.Disk Queue Length
LogicalDisk/Current Disk Queue Length
LogicalDisk/%Disk Time

这种情况下，可以做的是：
(1) 简化业务逻辑，减少IO请求数；
(2) 同一个实例下，多个数据库迁移的不同实例下；
(3) 同一个数据库的日志，数据文件分离到不同的存储单元；
(4) 借助HA策略，做读写操作的分离。

3. IOPS和吞吐量(throughput)
(1) IOPS
IOPS即每秒进行读写（I/O）操作的次数。在计算传送时间时，有提到，如果IO Chunk Size大的话，那么IOPS会变小，假设以100M为单位读写数据，那么IOPS就会很小。

(2) 吞吐量(throughput)
吞吐量指每秒可以读写的字节数。同样假设以100M为单位读写数据，尽管IOPS很小，但是每秒读写了N*100M的数据，吞吐量并不小。

(3) 以SQL Server数据库为例
对于OLTP的系统，经常读写小块数据，多为随机访问，用IOPS来衡量读写性能；
对于数据仓库，日志文件，经常读写大块数据，多为顺序访问，用吞吐量来衡量读写性能。

磁盘当前的IOPS，通过以下性能计数器查看：
LogicalDisk/Disk Transfers/sec
LogicalDisk/Disk Reads/sec
LogicalDisk/Disk Writes/sec

磁盘当前的吞吐量，通过以下性能计数器查看：
LogicalDisk/Disk Bytes/sec
LogicalDisk/Disk Read Bytes/sec
LogicalDisk/Disk Write Bytes/sec

B. 怎么找到数据库地址

这是关于SQL Server的回答。虽然目前答主也不清楚如何查看数据库IP地址，但可以用服务器名（实例名）来代替，因为无论是127.0.0.1或localhost或.或实例名（如实例名为PC-20170209MYKU）都可以登录数据库。简单地说，在不知道IP地址的情况下，直接用实例名登录（看最后一张图）

PS:楼上几位回答是关于查看数据库物理文件路径的方法

C. 什么是寻址方式

所谓寻址方式,通常是指某一个CPU指令系统中规定的寻找操作数所在地址的方式,
或者说通过什么的方式找到操作数。
学习寻址方式，是为了找到指令中参与操作的数据，然后根据指令，得出结果。

D. 数据库的ha模式是什么

高可用（HA）性有两种不同的含义，在广义环境中是指整个系统的高可用性，在狭义方面一般指主机、服务的冗余，如主机HA、应用程序的HA等，无论那种情况，高可用性都可以包含如下一些方面：
1、 系统失败或崩溃；
2、 应用层或者中间层错误；
3、网络失败；
4、 介质失败：指一些存放数据的媒体介质故障；
5、 人为错误；
6、 系统的容灾备份；
7、 计划内的维护或者重启。
可见，高可用性不仅包含了系统本身故障、应用层的故障、网络故障、认为操作的错误等，还包含数据的冗余、容灾及计划的维护时间等，也就是说一个真正的高可用环境，不仅能避免系统本身的问题，还应该能防止天灾、人祸，并且有一个可靠的系统升级及计划维护操作。

E. 数据库管理作业，大虾们帮帮忙，紧急！！！

到数据库书上找吧，不要偷懒

F. 为什么要学数据库

说到数据库，如果是计算机专业的同学，他们往往需要学习数据库的原理，也就是其底层逻辑。而其他专业的同学需要学习的一般是对数据库操作层面的技巧和语法。题主就是属于后者。

未来是一个数字化的时代，数据是我们最为宝贵的资源。

以上是马云先生的话，在如今这个时代，数据的意义和重要性不言而喻。

所以，不论是哪个专业出身，未来或多或少都会卷入数据时代的浪潮之中。

• 数据的重要性也就在一定程度上影射了数据库的重要性，因为数据领域的最重要的安全问题、存储问题、关系问题等，很多方面的整合都需要依靠数据库来完成。

举个例子，现在有很多数据分析师，他们每天最基本的工作往往不是分析数据，而是提取数据，如何把数据高效、精准地提取出来并为我所用，这是数据分析的关键所在，这些前提性的工作基本都是依靠数据库来完成。

• 数据已经不是我们传统意义上认为的数字信息了，生活中你说的每一句话、每一个动作、每一个表情都是数据。

未来对数据的定义会不断地革新，生活的方方面面都会被列入数据的行列。从某种意义上来说，数据就是信息，只是数据不能直观地带来价值，而信息可以，但未来，这两者之间的距离会越来越缩小，直至划上等号。

G. 大数据正在如何改变数据库格局

大数据正在如何改变数据库格局

提及“数据库”，大多数人会想到拥有30多年风光历史的RDBMS。然而，这可能很快就会发生改变。

一大批新的竞争者都在争夺这一块重要市场，他们的方法是多种多样的，却都有一个共同点：极其专注于大数据。推动新的数据迭代衍生品大部分都是基于底层大数据的3V特征：数量，速度和种类。本质上来讲，今天的数据比以往任何时候都要传输更快，体积更大， 同时更加多样化。这是一个新的数据世界，换言之，传统的关系数据库管理系统并没有真正为此而设计。“基本上，他们不能扩展到大量，或快速，或不同种类的数据。”一位数据分析、数据科学咨询机构的总裁格雷戈里认为。这就是哈特汉克斯最近发现。截至到2013年左右，营销服务机构使用不同的数据库，包括Microsoft SQL Server和Oracle真正应用集群（RAC）的组合。“我们注意到，数据随着时间的增长，我们的系统不能足够快速的处理信息”一位科技发展公司的负责人肖恩说到。“如果你不断地购买服务器，你只能继续走到这幺远，我们希望确保自己有向外扩展的平台。”最小化中断是一个重要的目标，Iannuzzi说到，因此“我们不能只是切换到Hadoop。”相反，却选择了拼接机器，基本上把完整的SQL数据库放到目前流行的Hadoop大数据平台之上，并允许现有的应用程序能够与它连接，他认为。哈特汉克斯现在是在执行的初期阶段，但它已经看到了好处，Iannuzzi说，包括提高容错性，高可用性，冗余性，稳定性和“性能全面提升”。一种完美风暴推动了新的数据库技术的出现，IDC公司研究副总裁Carl Olofson说到。首先，“我们正在使用的设备与过去对比，处理大数据集更加快速，灵活性更强”Olofson说。在过去，这样的集合“几乎必须放在旋转磁盘上”，而且数据必须以特定的方式来结构化，他解释说。现在有64位寻址，使得能够设置更大的存储空间以及更快的网络，并能够串联多台计算器充当单个大型数据库。“这些东西在不可用之前开辟了可能性”Olofson说。与此同时，工作负载也发生了变化。10年前的网站主要是静态的，例如，今天我们享受到的网络服务环境和互动式购物体验。反过来，需要新的可扩展性，他说。公司正在利用新的方式来使用数据。虽然传统上我们大部分的精力都放在了对事务处理 – 销售总额的记录，比如，数据存储在可以用来分析的地方 – 现在我们做的更多。应用状态管理就是一个例子假设你正在玩一个网络游戏。该技术会记录你与系统的每个会话并连接在一起，以呈现出连续的体验，即使你切换设备或各种移动，不同的服务器都会进行处理，Olofson解释说。数据必须保持连续性，这样企业才可以分析问题，例如“为什么从来没有人穿过水晶厅”。在网络购物方面，为什么对方点击选择颜色后大多数人不会购买某个特殊品牌的鞋子。“以前，我们并没试图解决这些问题，或者我们试图扔进盒子也不太合适”Olofson说。Hadoop是当今新的竞争者中一个重量级的产品。虽然他本身不是一个数据库，它的成长为企业解决大数据扮演关键角色。从本质上讲，Hadoop是一个运行高度并行应用程序的数据中心平台，它有很强的可扩展性。通过允许企业扩展“走出去”的分布方式，而不是通过额外昂贵的服务器“向上”扩展，“它使得我们可以低成本地把一个大的数据集汇总，然后进行分析研究成果”Olofson说。其他新的RDBMS的替代品如NoSQL家族产品，其中包括MongoDB -目前第四大流行数据库管理系统，比照DB引擎和MarkLogic非结构化数据存储服务。“关系型数据库一直是一项伟大的技术持续了30年，但它是建立在不同的时代有不同的技术限制和不同的市场需求，”MarkLogic的执行副总裁乔·产品帕卡说。大数据是不均匀的，他说。许多传统的技术，这仍然是一个基本要求。“想象一下，你的笔记本电脑上唯一的程序是Excel”帕卡说。“设想一下，你要和你的朋友利用网络保持联系 – 或者你正在写一个合约却不适合放进行和列中。”拼接数据集是特别棘手的“关系型，你把所有这些数据集中在一起前，必须先决定如何去组织所有的列，”他补充说。“我们可以采取任何形式或结构，并立即开始使用它。”NoSQL数据库没有使用关系数据模型，并且它们通常不具有SQL接口。尽管许多的NoSQL存储折中支持速度等其他因素，MarkLogic为企业定身量做，提供更为周全的选择。NoSQL储存市场有相当大的增长，据市场研究媒体，不是每个人都认为这是正确的做法-至少，不是在所有情况下。NoSQL系统“解决了许多问题，他们横向扩展架构，但他们却抛出了SQL，”一位CEO-Monte Zweben说。这反过来，又为现有的代码构成问题。Splice Machine是一家基于Hadoop的实时大数据技术公司，支持SQL事务处理，并针对OLAP 和OLAP应用进行实时优化处理。它被称为替代NewSQL的一个例子，另一类预期会在未来几年强劲增长。“我们的理念是保持SQL，但横向扩展架构”Zweben说。“这是新事物，但我们正在努力试图使它让人们不必重写自己的东西。”深度信息科学选择并坚持使用SQL，但需要另一种方法。公司的DeepSQL数据库使用相同的应用程序编程接口（API）和关系模型如MySQL，意味着没有应用变化的需求而使用它。但它以不同的方式处理数据，使用机器学习。DeepSQL可以自动适应使用任何工作负载组合的物理，虚拟或云主机，该公司表示，从而省去了手动优化数据库的需要。该公司的首席战略官Chad Jones表示，在业绩大幅增加的同时，也有能力将“规模化”为上千亿的行。一种来自Algebraix数据完全不同的方式，表示已经开发了数据的第一个真正的数学化基础。而计算器硬件需在数学建模前建成，这不是在软件的情况下，Algebraix首席执行官查尔斯银说。“软件，尤其是数据，从未建立在数学的基础上”他说，“软件在很大程度上是语言学的问题。”经过五年的研发，Algebraix创造了所谓的“数据的代数”集合论，“数据的通用语言”Silver说。“大数据肮脏的小秘密是数据仍然放在不与其他数据小仓融合的地方”Silver解释说。“我们已经证明，它都可以用数学方法来表示所有的集成。”配备一个基础的平台，Algebraix现在为企业提供业务分析作为一种服务。改进的性能，容量和速度都符合预期的承诺。时间会告诉我们哪些新的竞争者取得成功，哪些没有，但在此期间，长期的领导者如Oracle不会完全停滞不前。“软件是一个非常时尚行业”安德鲁·门德尔松，甲骨文执行副总裁数据库服务器技术说。“事情经常去从流行到不受欢迎，回再次到流行。”今天的许多创业公司“带回炒冷饭少许抛光或旋转就可以了”他说。“这是一个新一代孩子走出学校和重塑的东西。”SQL是“唯一的语言，可以让业务分析师提出问题并得到答案，他们没有程序员，”门德尔松说。“大市场将始终是关系型。”至于新的数据类型，关系型数据库产品早在上世纪90年代发展为支持非结构化数据，他说。在2013年，甲骨文的同名数据库版本12C增加了支持JSON（JavaScript对象符号）。与其说需要一个不同类型的数据库，它更是一种商业模式的转变，门德尔松说。“云，若是每个人都去，这将破坏这些小家伙”他说。“大家都在云上了，所以在这里有没有地方来放这些小家伙？“他们会去亚马逊的云与亚马逊竞争？” 他补充说。“这将是困难的。”甲骨文有“最广泛的云服务”门德尔松说。“在现在的位置，我们感觉良好。”Gartner公司的研究主任里克·格林沃尔德，倾向于采取了类似的观点。“对比传统强大的RDBMS，新的替代品并非功能齐全”格林沃尔德说。“一些使用案例可以与新的竞争者来解决，但不是全部，并非一种技术”。展望未来，格林沃尔德预计，传统的RDBMS供货商感到价格压力越来越大，并为他们的产品增加新的功能。“有些人会自由地带来新的竞争者进入管理自己的整个数据生态系统”他说。至于新的产品，有几个会生存下来，他预测“许多人将被收购或资金耗尽”。今天的新技术并不代表传统的RDBMS的结束，“正在迅速发展自己”IDC的Olofson。赞成这种说法，“RDBMS是需要明确定义的数据 – 总是会有这样一个角色。”但也会有一些新的竞争者的角色，他说，特别是物联网技术和新兴技术如非易失性内存芯片模块（NVDIMM）占据上风。

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