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解析數(shù)據(jù)庫索引基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)庫索引有哪些作用

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概述人類存儲信息的發(fā)展歷程大致經(jīng)歷如下：
由于是個人憑著自己理解總結(jié)的，因此可能不一定精確，但是毋庸置疑的是，在當(dāng)代，各大公司機構(gòu)部門的數(shù)據(jù)都是維護在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的。數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)發(fā)展的最新產(chǎn)物，必然是具有許多優(yōu)點的，其中一個很大的優(yōu)點就是存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)訪問速度非?？?。數(shù)據(jù)庫訪問速度快的一個很重要的原因就在于索引index的作用。也就是這篇文章的主要想介紹的內(nèi)容，為什么索引可以讓數(shù)據(jù)庫查詢變快？
計算機存儲原理在理解索引這個概念之前，我們需要先了解一下計算機存儲方面的基本知識。
我們知道數(shù)據(jù)持久化之后存在了數(shù)據(jù)庫里,那么我現(xiàn)在的問題是數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)存在了哪里？答案顯然是存在了計算機的存儲設(shè)備上。就個人電腦而言，數(shù)據(jù)被存在了我們的電腦存儲設(shè)備上。
計算機的存儲設(shè)備有很多種，其中速度越快的越貴，因此容量也往往越小例如我們的RAM隨機存儲器，也就是大家平時說的內(nèi)存條，速度慢的就相對便宜例如我們的硬盤。而我們的數(shù)據(jù)往往都是被存在最慢的存儲設(shè)備硬盤上的，因為存在當(dāng)中的數(shù)據(jù)在斷電之后依然存在。
計算機的存儲介質(zhì)有多種，例如硬盤，例如高速緩存，不同的存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)讀取速度是不一樣的。例如，像RAM這樣的易失性存儲設(shè)備的讀寫操作就非常快，訪問其中的數(shù)據(jù)幾乎沒有延遲性。由于這個原因，計算機操作系統(tǒng)的設(shè)計是這樣的：數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會直接從硬盤等機械設(shè)備中取出，而是首先從硬盤轉(zhuǎn)移到更快的存儲設(shè)備，例如RAM ，從RAM當(dāng)中應(yīng)用程序直接按需獲取數(shù)據(jù) 。
計算機內(nèi)部的機械硬盤是下面這樣的：
在一個典型的硬盤驅(qū)動器中可以有很多個盤片， “盤片”在外觀上非常類似于一個光盤（但具有很高的存儲容量）。盤片又被磁道分條，同時一個盤片又可以分為扇區(qū) 。
要獲取數(shù)據(jù) ， “盤片”需要由主軸進行旋轉(zhuǎn) 。大多數(shù)硬盤供應(yīng)商都提到了主軸旋轉(zhuǎn)的速度，例如， 7200轉(zhuǎn)/分和15000轉(zhuǎn)/分。磁盤中的數(shù)據(jù)總是以扇區(qū)的固定大小倍數(shù)表示。因此，如果要從硬盤訪問數(shù)據(jù) ，需要執(zhí)行以下步驟，這也是性能開銷的主要來源。
確定數(shù)據(jù)所在的正確磁道，并將磁頭移動到該磁道。即通常說的尋道。讓“主軸”旋轉(zhuǎn)盤片，使正確的扇區(qū)位于“磁盤頭”下方。從扇區(qū)開始到扇區(qū)結(jié)束獲取整個數(shù)據(jù) 。如果數(shù)據(jù)恰好分布在連續(xù)扇區(qū)上，那么它將提高獲取數(shù)據(jù)的性能。因為主軸和磁頭本身不需要移動/旋轉(zhuǎn) ，也就沒有太多開銷，但是大多數(shù)時候這種開銷是存在的。
由于存在這種開銷，我們不能直接從硬盤獲取數(shù)據(jù) 。RAM的存儲器高性能的背后的主要原因是它沒有像硬盤那樣的機械運動部件。但是盡管RAM的性能很高，但它當(dāng)中的數(shù)據(jù)卻不會用作永久存儲，斷電之后就會消失，重新啟動之后就什么都沒有了，這是我們需要硬盤來進行持久化的原因所在。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)毫無疑問就是存放在硬盤當(dāng)中的，因此訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不可避免地會經(jīng)歷磁盤操作的開銷。

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