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1、关于多媒体文书存储管理的组织模式和存取方法的探究----信息管理论文-->关于多媒体文书存储管理的组织模式和存取方法的探究摘要:多媒体文书对象是一种二进制大对象(BLOB),论文关键词:多媒体非平面文件组织虚拟缓冲智能存储1DocMan存储管理要解决的问题本存储管理模型为正在开发的多媒体办公文秘系统DocMan而设计,与传统系统不同,DocMan的总体设计构想是使非常大文书的制作和修改可以在强有力的存储管理支持下通过操纵多媒体页对象及其区域和基底[1]完成.多媒体页对象具有类型复杂、数据量大和长度不定的特征,是典型的二进制大对象(BLOB),与传统的一维线性存储模型[2
2、]存在巨大的语义间隙(Se-munticGaps).DocMan存储管理必须对设计构想提供底层支撑,解决多媒体页对象在不同层次的高效统一存储管理问题.具体而言,在物理存储方面,必须构建非平面文件模型,解决多媒体页对象不定长问题和高效查询问题,并确保较高的装载因子(LoadFactor).在缓冲管理方面,必须解决二进制大对象与有限内存的矛盾,并确保较高的“内存命中率”,还要考虑命令缓冲问题.2DocMan存储管理方法概述DocMan存储管理子系统利用面向对象(OO)方法的强大建模能力,在物理层设计了由页对象索引级和页对象值级组成的二级非平面物理文件对象,多媒体页对象值以逻
3、辑分页模式存储,以解决其不定长问题.对多媒体页对象的查询通过文书名(DocName)和页号(PageNo)组合而成的对象标识符(OID)进行,系统自动完成对象标识符到页索引结点和页索引结点到页对象值这两级映射.系统实时回收废弃的物理空间并自动适时整理“碎片”,以确保较高的“装载因子”.在缓冲区建立了内外存一体化的值缓冲对象,用外存临时文件提供一个“海量”的虚拟值缓冲空间,以解决二进制大对象与有限内存的矛盾.用先进先出(FIFO)策略管理内外存页对象置换,确保较高的“内存命中率”.系统还建立了删除命令缓冲对象,支持删除恢复功能.3DocMan物理存储管理实现3.1二级非平
4、面物理文件对象界面层一个文书在物理层对应于一个二级非平面物理文件对象(见图1),分为页对象索引级和页对象值级两级来组织.页对象索引级又分为占用页索引空间和废页索引空间.页对象值级包含页对象值空间.占用页索引空间中的结点记录了本文书页对象标识符和页对象值的逻辑分页存储信息.该空间用B树加以组织,目的在于提高索引查询效率.B树结点结构如下:对B树结点的插入,删除和查找操作复杂度均为O(log2(mn)),对B树的存储,加载和释放操作复杂度均为O((mn-1)/(m-1)),其中m为B树的阶,n为结点数目.由此可见,在页数达数万的大型系列丛书的制作中,DocMan存储管理子系
5、统仍可以快速查询任一页的物理存储信息,从而支持按页存取(见图2).占用页索引空间用文件*.inx实现永久性.废页索引空间中的结点记录系统运行过程中废弃的页对象值逻辑页块的存储信息.该空间用单向链表加以组织,结点结构如下:废页索引空间用文件*.fre实现永久性.页对象值空间用逻辑分页模式组织,每个逻辑页长度为1K字节,每个多媒体页对象值存储于oc-cupynum个连续的逻辑页组成的逻辑页块中.该逻辑页块中的头4个字节存储多媒体页对象值的长度.occupynum的值由下式决定:符号[]表示取整函数,该函数的结果总是等于不超过其自变量的最大整数.变量length表示多媒体页对
6、象值的长度.3.2物理存储管理策略系统打开一个文书在底层意味着将该文书对应的占用页索引空间和废页索引空间装入内存,系统通过管理它们来管理页对象值空间.为保证兼容性和可靠性,系统只管理到逻辑分页层,而逻辑页的物理空间管理交给操作系统(OS)完成.物理存储空间分配策略为:首先查询废页索引空间,找到长度最接近待分配页对象值的废逻辑页块加以利用,该废逻辑页块满足分配要求后若有逻辑页块剩余,则剩余逻辑页块作为新的废逻辑页块替代原废逻辑页块在废页索引空间中登记.如果废页索引空间中登记的废逻辑页块长度均小于待分配页对象值的长度,则由系统调用操作系统追加物理空间作为新逻辑页空间.物理存
7、储空间回收策略分为两方面.一方面系统进行实时回收,将运行中释放的逻辑页块在废页索引空间中登记备用.另一方面,系统自动适时整理“碎片”.这是智能存储思想在本系统中的应用.所谓“碎片”是指虽在废页索引空间中加以登记但长期得不到利用的零碎小逻辑页块.何时整理“碎片”是一个关键问题.系统整理过于频繁,总体处理速度将大大降低.系统长期让“碎片”积累则会大大降低“装载因子”,对系统的效率和速度产生极为不利的影响.DocMan存储管理子系统专门设计了“适时整理碎片”模块监控文书存储的“装载因子”,当“装载因子”低于某个下限时才整理“碎片”,在系统总体处
