20.2.1. Страницы размещения (слайд 12)

SQL Server использует три типа страниц размещения: карты распределения экстентов, карты свободного пространства, индексные карты размещения.

20.2.2. Карты распределения экстентов

Карта распределения экстентов состоит из стандартного заголовка и битового массива в 64 000 битов. Каждый бит характеризует один экстент. Поэтому одна страница карты распределения описывает пространство в 64 000 экстентов или 4 Гбайт данных.

При отведении пространства используются два типа карт распределения экстентов:

• глобальная карта распределения (Global allocation map, GAM) хранит информацию об использовании экстентов. Если бит установлен в 0, то экстент занят данными, если в 1 — то экстент свободен;

• вторичная глобальная карта распределения (Secondary global allocation map, SGAM) хранит информацию о типе экстентов. Если бит установлен в 1, то соответствующий экстент смешанный и минимум одна страница в нем свободна, в остальных случаях бит равен 0.

20.2.3. Карты свободного пространства

Карта свободного пространства (Page free space page, PFS) отражает степень заполнения страниц. Каждая PFS-страница хранит информацию о 8000 страницах - по одному байту на страницу. Каждый байт представляет собой битовую карту, которая сообщает о степени занятости страницы и о том, принадлежит ли она объекту.

Карта распределения размещается с первой страницы файла БД. Страницы повторяются через каждые 8000 страниц.

Первая страница PFS после стандартного заголовка страницы содержит заголовок файла (его описание), затем размещается сам блок PFS. Вторая страница — это GAM, третья — SGAM. Карты распределения экстентов повторяются через каждые 512 000 страниц.

20.2.4. Карты размещения

Для организации связи между экстентами и расположенными на них объектами используются индексные карты размещения (Index Allocation Map, IAM). Каждая таблица или индекс имеют одну или более страниц IAM. В каждом файле, в котором размещаются таблица или индекс, существует минимум одна карта размещения для этой таблицы или индекса. Страницы IAM размещаются произвольно внутри файла и отводятся по мере необходимости. IAM объединены друг с другом в цепочку двунаправленными ссылками. Указатель на первую карту размещения содержится в поле FirstlAM системной таблицы Sysindex.

Каждая IAM описывает некоторый диапазон экстентов и представляет собой битовую карту: если бит установлен в 1, то в данном экстенте есть страницы, принадлежащие данному объекту, если в 0 — то нет.

Все страницы размещения не связаны напрямую с некоторым объектом БД, они соответствуют некоторой системной информации, поэтому параметр «идентификатор объекта» для всех этих страниц одинаков и равен 99.

20.2.5. Страницы данных (слайд 13)

Страницы данных используются для хранения собственно данных. Структурно страницу данных можно подразделить на три зоны: заголовок, строки данных и таблицу размещения строк (слоты). Связь между страницами и объектами реализует специальная структура — карты размещения.

Строка данных должна полностью умещаться на странице, поэтому существуют ограничения на длину строки. Размер страницы 8 Кбайт, 96 байт занимает заголовок. Кроме того, в таблице размещения каждому слоту отводится по 4 байта для каждой строки, размещенной на странице.

Строки данных на странице не обязательно хранятся непрерывно. При удалении строки пустое пространство помечается как свободное и потом его может занять новая строка, перемещения строк не происходит. Адрес (смещение) на странице и длина строки фиксируется в слоте (Slot).

Если таблица не имеет кластеризованного индекса, то номер слота является идентификатором строки, пока не будет удалена соответствующая строка. Если же таблица имеет кластеризованный индекс, то слоты располагаются в порядке, задаваемом индексом.

Первые страницы данных таблиц БД расположены не подряд: сразу за первой страницей данных таблицы следует ее индексная карта размещения.

Для более эффективного управления дисковым пространством SQL Server не выделяет создаваемым таблицам сразу целый экстент. Для новой таблицы или индекса, как правило, выделяется место на смешанном экстенте. Когда объем таблицы или индекса увеличивается до восьми страниц, все последующие выделяемые экстенты будут однородными. Соответственно, если на смешанных экстентах места нет, а объем таблицы не достиг еще восьми страниц, то выделяемый новый экстент будет объявлен смешанным. Например, таблица занимает две страницы на смешанном экстенте, и в нее еще добавляется сразу шесть записей, то если свободных страниц на смешанных экстентах нет, будет выделен новый смешанный экстент, и на нем разместятся 6 записей. Потом, если добавляется еще одна запись, будет выделен полный новый однородный экстент, и на нем размещена эта новая запись.