数据库系统实现技术之缓冲区管理报告

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1、StorageandBufferManager（1）实验要求：实现数据存储与缓冲区管理，并模拟LRU页面置换算法，记录I/O次数、命中次数。（2）实验环境：操作系统win7ultimate64bitSP1编译环境：Microsoftvisualstudio2010professional程序语言：C++数据文件存放：E：data-5w-50w-zipf.txt,生成的数据文档data.dbf在E:盘根目录下。（3）实验设计：BCB链表：…………＾next＾next＾nextnnextnextHash链

2、表：Hash链表与LRU链表：（黄色部分为哈希链）pre＾link＾BCBnext＾Next＾prelinkBCBnextnext……prelinkBCBnextnext……LRU链表：……prelinkBCBnext＾nextprelinkBCBnextnextPrelinkBCBnext＾nextprelinkBCBnextnextLRUList指向最新节点（4）结构实现：typedefstructbuffer_LRUNode*buffer_LRUList;structBCB{//BufferCont

3、rolBlocks定义说明BCB();voidBCB_set();intpage_id;//记录相应的页号intframe_id;//记录缓冲区的块号intR_count;//文件被读操作使用计数intW_count;//文件被写操作使用计数intdirty;//文件读写标识符BCB*next;buffer_LRUNode*link;//指向LRU链表的对应位置};structbuffer_LRUNode{buffer_LRUNode();voidLRU_Set();BCB*pBCB;buffer_LRU

4、Node*next;buffer_LRUNode*pre;};（5）算法实现：BCB链表采用链式结构存储，于BMgr初始化，即调用构造函数BMgr（）时分配1024个缓存块，组成BCB缓存链表当有读写访问请求时，首先通过Hash链表检查是否在缓冲区。若不在缓冲区中，则从BCB链表中申请一个BCB块，当缓冲区已满（BCB链表空）则执行LRU换入换出算法，否则直接分配一个BCB块，放入相应的hash链表与LRU链表，保证LRU链表保持旧到新的顺序排放且LRU指针始终指向最新实用结点；若在缓冲区中，则依据当前状

5、态位与操作类型进行相应操作并修改LRU链表，使其保持原有时序关系。当文件需要读入读出磁盘时，I/O次数加1；当与读写文件恰好在缓冲区且满足读写条件时，Hit（命中）次数加1.执行换入换出时，依据dirty位判断是否需要写回磁盘，同时从hash链表与LRU链表中移除相应块并存放在BCB链表中，以供后续使用。（5）执行结果:（6）实验分析：在本程序的读写锁控制中，仅在状态量上进行模拟，并未真正实现并发控制机制其次在程序执行时间记录上，稍微小于实际执行时间（在程序结束时类析构过程未予记录）对同一页数据进行读、写

6、不同操作时，若进行写操作则命中计数，若进行读操作前已经被修改，则命中数不计（读共享，需要先写回磁盘并再次读出）若仅考虑单进程情况，则不必考虑读、写不一致性，所得实验结果如下：