數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)

1、Storage and Buffer Manager實驗要求：實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲與緩沖區(qū)管理，并模擬LRU頁面置換算法，記錄I/O 次數(shù)、命中次數(shù)。實驗環(huán)境：Q 操作系統(tǒng) win7 ultimate 64bit SP1Q 編譯環(huán)境：Microsoft visual studio 2010 professionalQ程序語言：C+Q數(shù)據(jù)文件存放：E： data-5w-50w-zipf.txt生成的數(shù)據(jù)文檔 data.dbf在E:盤根目錄下。實驗設(shè)計：BCB鏈表：結(jié)構(gòu)實現(xiàn)：typedef struct buffer_LRUNode *buffer_LRUList;struct BCB/Buffer Co

2、ntrol Blocks 定義說明BCB();void BCB_set();int page_id;記錄相應(yīng)的頁號int frame_id;記錄緩沖區(qū)的塊號int R_count;文件被讀操作使用計數(shù)int W_count; 文件被寫操作使用計數(shù)int dirty; 文件讀寫標(biāo)識符BCB *next;buffer_LRUNode *link; /指向LRU鏈表的對應(yīng)位置 ;struct buffer_LRUNodebuffer_LRUNode();void LRU_Set();BCB *pBCB;buffer_LRUNode *next;buffer_LRUNode *pre;（5）算法實現(xiàn)：

3、QBCB鏈表采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲，于BMgr初始化，即調(diào)用構(gòu)造函 數(shù)BMgr（）時分配1024個緩存塊，組成BCB緩存鏈表Q當(dāng)有讀寫訪問請求時，首先通過Hash鏈表檢查是否在緩沖區(qū)。 若不在緩沖區(qū)中，則從BCB鏈表中申請一個BCB塊，當(dāng)緩沖區(qū)已滿 （BCB鏈表空）則執(zhí)行LRU換入換出算法，否則直接分配一個BCB 塊，放入相應(yīng)的hash鏈表與LRU鏈表，保證LRU鏈表保持舊到新的 順序排放且LRU指針始終指向最新實用結(jié)點；若在緩沖區(qū)中，則依據(jù) 當(dāng)前狀態(tài)位與操作類型進行相應(yīng)操作并修改LRU鏈表，使其保持原有 時序關(guān)系。Q當(dāng)文件需要讀入讀出磁盤時，I/O次數(shù)加1；當(dāng)與讀寫文件恰 好在緩沖區(qū)且滿足讀寫條件

4、時，Hit （命中）次數(shù)加1.Q執(zhí)行換入換出時，依據(jù)dirty位判斷是否需要寫回磁盤，同時 從hash鏈表與LRU鏈表中移除相應(yīng)塊并存放在BCB鏈表中，以供后 續(xù)使用。（5）執(zhí)行結(jié)果：Q C:Wi n d owssystem 3 2cm d. exe任十始一， hour：21 min：28 sec：38|結(jié)束-hour ：21 min ：28 sec ：55:17s :12711825.4236XI/O次婁踣577177束-結(jié)續(xù)經(jīng)繼已鍵理意處任I（6）實驗分析：Q在本程序的讀寫鎖控制中，僅在狀態(tài)量上進行模擬，并未真正 實現(xiàn)并發(fā)控制機制Q其次在程序執(zhí)行時間記錄上，稍微小于實際執(zhí)行 時間（在程序結(jié)束時類析構(gòu)過程未予記錄）。對同一頁數(shù)據(jù)進行讀、 寫不同操作時，若進行寫操作則命中計數(shù)，若進行讀操作前已經(jīng)被修 改，則命中數(shù)不計（讀共享，需要先寫回磁盤并再次讀出）Q若僅考 慮單進程情況，則不必考慮讀、寫不一致性，所得實驗結(jié)果如下：33.913Z 503390H C:Wi n d ows