Какая информация хранится в таблице состояния устройств

2. Принципы работы компьютера

В основе работы любого технически сложного устройства, которым является компьютер, лежит некий принцип его организации.
В основе устройства компьютера лежат так называемые принципы Неймана — Лебедева .

Первый принцип — это состав компонентов компьютера.

Любой компьютер должен содержать в себе центральный процессор, внутреннюю (оперативную) память, внешнюю (постоянную) память, устройства ввода, а также устройства вывода.

Рис. \(1\). Компоненты компьютера

На рисунке толстые стрелки обозначают управление процессора, а тонкие — потоки информации.
Согласно этому принципу всеми потоками данных в системе управляет процессор.
Устройства ввода и вывода, как несложно догадаться, предназначены для ввода информации и её вывода, например на экран монитора.
Внутренняя (или оперативная) память нужна для временного хранения информации (начальных (вводных) или промежуточных результатов). Она очищается сразу, как только компьютер выключат.
Внешняя (или постоянная) память нужна для длительного хранения информации.

Второй принцип — это принцип кодирования информации.

Ни для кого уже не секрет, что современные компьютеры хранят всю информацию в виде двоичного кода (последовательности \(0\) и \(1\)).
Это позволяет хранить любые данные — текст, видео, аудио, графику и т. п. — на одном носителе. Их форма представления становится единой. И для компьютера нет никакой разницы, хранит он \(10\) гигабайт текста или видео. Для него это всё — лишь последовательность нулей и единиц.

Третий принцип — принцип однородности памяти.

По аналогии со вторым принципом для компьютера нет никакой разницы в представлении данных и команд. И то и другое — последовательность нулей и единиц. Различия заключаются в том, как используют эту последовательность, хранящуюся в памяти. То есть к одной и той же ячейке памяти с одним и тем же содержимым можно обратиться как к данным или как к команде . Например, если к этой ячейке, а точнее говоря к последовательности в ячейке памяти, мы обращаемся как к числу, то мы должны выделить область знака и область значащих рядов. Если же мы обращаемся к ней как к команде, то должны выделить поле кода операции и поле адресов операндов.
Принцип однородности памяти позволяет одинаково работать с командами как с данными. Это необходимо для трансляции текста написанной программы в машинный код конкретной машины.

Вообще, память компьютера состоит из отдельных битов. Это такие однородные элементы, имеющие два возможных состояния: \(0\) и \(1\). Для записи или чтения рядом расположенные биты объединяются в ячейки. Таким ячейкам памяти назначается свой уникальный адрес. Считывается и записывается информация в такие ячейки в произвольном порядке. Нумерация адресов начинается с \(0\). То есть адрес ячейки памяти — это её последовательный номер. Он присваивается ячейке в момент загрузки компьютера, когда BIOS опрашивает устройства на их наличие в системе.
Это четвёртый принцип — принцип адресности памяти.

Раз уж речь зашла о памяти, необходимо сказать и о её разрядности. Сейчас, как правило, используется \(64\)-разрядная память. То есть одновременно записываться, храниться в памяти и читаться из неё могут до \(8\) байтовых восьмибитных ячеек.
Но для разных поколений компьютеров характерна своя разрядность. По мере появления всё более современных типов данных стало неудобно работать с ячейками памяти, которые должны были изначально содержать в себе максимально длинные числа для увеличения точности вычислений. А символы в количестве \(4\)–\(5\) занимали всю ячейку. Было решено уменьшить размер ячейки так, чтобы один символ занимал только одну ячейку. Появилась байтовая память на основе восьмибитовых ячеек памяти. Адреса ячеек памяти для удобства стали указывать в шестнадцатеричном формате.

Рис. \(2\). Байтовая структура памяти

Принцип иерархической организации памяти

Существуют два взаимно исключающих требования к памяти компьютера. С одной стороны, чем объём памяти больше, тем лучше. С другой — чем она быстрее, тем лучше. Но с ростом объёма памяти поиск нужной информации существенно затрудняется.
Чтобы разрешить это противоречие, в современных компьютерах используются различные типы памяти: RAM, ROM и другие.

Компьютерная Энциклопедия

Вы здесь: Главная USB Применение шины USB Устройства хранения данных

Архитектура ЭВМ

• Базовая организация ЭВМ
• Процессор
• Память. Нижний уровень
• Память. Верхний уровень
• Ввод-вывод
• Кодирование символов

Компоненты ПК

• Устройства вывода информации
• Процессоры
• Системные платы
• BIOS: базовая система ввода-вывода
• Оперативная память
• Накопители на жёстких дисках
• Видеоадаптеры
• Устройства оптического хранения данных
• Аудиоустройства

Интерфейсы

Мини блог

• Операционные системы
• IT
• Сетевые технологии

Самое читаемое

• Арифметико логическое устройство (АЛУ)
• Страничный механизм в процессорах 386+. Механизм трансляции страниц
• Организация разделов на диске
• Диск Picture CD
• White Book/Super Video CD
• Прямой доступ к памяти, эмуляция ISA DMA (PC/PCI, DDMA)
• Карты PCMCIA: интерфейсы PC Card, CardBus
• Таблица дескрипторов прерываний
• Разъемы процессоров
• Интерфейс Slot A

Быстрая доставка документов воронеж курьерская служба доставки city express в воронеже.

Устройства хранения данных

Подробности Родительская категория: USB Категория: Применение шины USB

Задача USB для устройств хранения сводится к передаче устройствам команд, определяющих выполняемую операцию, получению от устройства информации о завершении исполнения команды и, наконец, транспортировке хранимых данных. Спецификация USB для устройств хранения (Mass Storage) определяет несколько подклассов и протоколов. Подкласс определяет содержимое командного блока, протокол — способ транспортировки команд, состояния и данных; подклассы и протоколы независимы (любой формат блока можно доставлять любым транспортом). Специальных классовых дескрипторов у устройств хранения нет, но есть два классовых запроса (см. таблицу).

Таблица. Классовые запросы к устройствам хранения

Протокол Bulk-Only-транспорт (код 50h) применяется в устройствах хранения со скоростями FS и HS, он рекомендован для всех новых разработок. Этот протокол обеспечивает взаимную синхронизацию устройства и хоста, используя никак не синхронизируемые (системой USB) потоки независимых каналов Bulk-IN и Bulk-OUT через пару соответствующих точек. Кроме того, используются два классовых запроса для определения числа доступных логических устройств и сброса интерфейса.

По запросу Get_Max_LUN устройство возвращает байт с максимальным возможным номером логического устройства (LUN, нумерация с нуля). В запросе в поле wIndex указывается номер интерфейса, wLength = 1.

По запросу Bulk-Only_Mass_Storage_Reset выполняется сброс интерфейса, указанного в поле wIndex: точки Bulk-IN и Bulk-OUT разблокируются, переключатель (Toggle Bit) устанавливается в положение DATA0, интерфейс переводится в состояние ожидания команды, все предыдущие запросы сбрасываются.

• хост посылает командный блок CBW (Command Block Wrapper) «в обертке» — пакет фиксированной длины (31 байт), включающий:

1. 4-байтную сигнатуру (dCBWSignature = 43425355h);
2. 4-байтный тег (dCBWTag), который служит для пометки и идентификации ответного блока состояния;
3. 4-байтное поле длины передаваемых данных (dCBWDataTransferLength);
4. байт флагов (bmCBWFlags), в котором используется лишь бит 7, указывающий направление передачи данных остальные биты — нули;
5. байт с 4-битным номером логического устройства, к которому обращается данный командный блок (bCBWLUN в битах [3:0], остальные биты — нули);
6. байт длины командного блока (bCBWCBLength в битах [4:0], допустимо 1–16,
7. собственно командный блок (CBWCB) длиной от 1 до 16 байт и заполнитель, доводящий длину этого поля до 16 байт;

• устройство подтверждает успех приема ACK’ом, анализирует пакет и, если «обертка» корректна и командный блок действителен, выполняет прием или передачу заказанного блока данных. Обмен данными инициирует хост в соответствии с посланной командой (данные могут и не предполагаться, тогда указывается их нулевая длина);
• на каждый командный блок (после успешного исполнения или отвергая его) устройство отвечает блоком состояния CSW в аналогичной «обертке» — 13-байтным пакетом, содержащим:

1. 4-байтную сигнатуру (dCSWSignature = 53425355h);
2. 4-байтный тег (dCSWTag), привязывающий этот ответ к конкретному командному блоку;
3. 4-байтное поле (dCSWDataResidue), в котором указывается разность между заказанным (и переданным) количеством данных и количеством, реально отработанным устройством;
4. байт состояния (bCSWStatus) выполнения команды: 00 — успешно, 01 — отказ (failed), 02 — фазовая ошибка (нарушение последовательности команд и данных).

Если устройство получает недопустимый командный пакет, оно его отвергает соответствующим CSW (с байтом состояния 01). На каждый выпущенный командный пакет хост должен получить ответ — состояние с тем же тегом (теги назначает хост, устройство ими только метит ответ). Фазовая ошибка (нарушение этой последовательности) отрабатывается с помощью классового запроса «сброс интерфейса», передаваемого через EP0, — интерфейс переходит в исходное состояние (готов принять командный блок). Этим же сбросом устраняется возможная блокировка конечных точек.

Протокол Control-Bulk-Interrupt (CBI, коды 00 и 01) предназначен только для FSустройств, для новых разработок он не рекомендуется, на HS его применение не допускается. Для доставки команд служит классовый запрос ADSC (Access_Device_Specific_Command), передаваемый через точку EP0 (Основной канал сообщений). Для доставки данных используются точки Bulk-IN и Bulk-OUT. Через эти же точки (включая и EP0) передается и информация о состоянии завершения команды; в протоколе с кодом 00 для передачи состояний выделяется дополнительная точка Interrupt-IN с длиной пакета 2 байта.

Командный блок передается в фазе данных транзакции управления, реализующей запрос ADSC. В запросе в поле wIndex указывается номер интерфейса, wLength — длина командного блока. Положительное подтверждение (ACK) на стадии состояния означает, что команда успешно принята (этот ответ может быть задержан на неопределенное время посылкой NACK’ов).

Состояние выполнения команды может передаваться несколькими способами:

• по прерыванию: когда у устройства есть что сообщит о состоянии выполнения команды, оно в транзакции с точкой Interrupt-IN возвращает два байта, трактовка которых зависит от подкласса устройства;
• по основному каналу сообщений — устройство в фазе завершения может ответить пакетом STALL, что будет означать отвергнутую команду. Уточнить состояние можно, послав соответствующую команду, предполагающую получение состояния в фазе данных через точку Bulk-IN;
• по каналу передачи данных: обнаружив ошибку в процессе выполнения команды, устройство на очередную транзакцию Bulk-IN/OUT ответит пакетом STALL. Уточнить состояние можно будет, послав следующий командный блок (предварительно разблокировав точки запросом Clear_EP_Halt).

Данные передаются пакетами через точки Bulk-IN и Bulk-OUT, укороченный пакет служит признаком конца блока данных. Хост и устройство отслеживают соответствие объема передаваемых данных запрошенному в команде. В случае обнаружения несоответствия устройство может сигнализировать об этом передачей состояния через точку Interrupt-IN или через ответ STALL в транзакциях передачи данных.

Сброс устройства можно выполнить, послав в запросе ADSC специальный командный блок с содержимым 1D, 04, FF, FF, FF. По этой команде устройство предпримет попытку безопасного прекращения текущей операции, очистит все буферы и очереди. После этого хост должен выполнить запросы Clear_EP_Halt, чтобы разблокировать точки и привести в исходное состояние переключатели Toggle Bit. Сброс через порт USB (по запросу к хабу) во время исполнения команды чреват потерей данных.

Прерывания (точка Interrupt-IN) используются только для протокола 00. На каждый посланный ADSC хост ждет прерывание; если устройство ответит на ADSC условием STALL, то для этой команды прерывание уже не ожидается. Если у устройства есть непереданный запрос прерывания, а хост посылает уже следующий ADSC, то прежний запрос прерывания устройство аннулирует.

Виды информации и её свойства

‘Информация (informatio — осведомление, разъяснение, изложение) — в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. В настоящее время не существует единого определения термина информация. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. Информация — совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, а так же устных данных, сохранённых и распространённых во времени и пространстве.

‘Информация (informatio — осведомление, разъяснение, изложение) — в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. В настоящее время не существует единого определения термина информация. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. Информация — совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, а так же устных сохранённых и распространённых во времени и пространстве.

Понятие информации, классификация и свойства править

В литературе можно найти достаточно много определений термина «информация», отражающих различные подходы к толкованию этого понятия. В «Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ Об информации, технологиях и о защите информации» (http://www.rg.ru/2006/07/29/informacia-dok.html) дается следующее определение этого термина: «информация — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления». Толковый словарь русского языка Ожегова приводит 2 определения слова «информация»:

1. Сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством.
2. Сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-нибудь. (Научно-техническая и газетная информации, средства массовой информации — печать, радио, телевидение, кино).

Информация и ее свойства являются объектом исследования целого ряда научных дисциплин, таких как теория информации (математическая теория систем передачи информации), кибернетика (наука о связи и управлении в машинах и животных, а также в обществе и человеческих существах), семиотика (наука о знаках и знаковых системах), теория массовой коммуникации (исследование средств массовой информации и их влияния на общество), информатика (изучение процессов сбора, преобразования, хранения, защиты, поиска и передачи всех видов информации и средств их автоматизированной обработки), информодинамика (наука об открытых информационных системах), информациология (наука о получении, сохранении и передаче информации для различных множеств объектов) и т. д.

В информатике наиболее часто используется следующее определение этого термина:

Информация — осознанные сведения об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования.

Сведения — это знания, выраженные в сигналах, сообщениях, известиях, уведомлениях и т. д. Каждого человека в мире окружает море информации различных видов. Несмотря на то, что единого строгого определения информации не существует, имеется возможность описать этот термин через характерные свойства: дуализм(двойственность), достоверность, полнота, адекватность, доступность и актуальность.

Информация содержится везде. Дерево содержит собственную генетическую информацию, и только благодаря этой информации от семечки берёзы вырастает только берёза. Для деревьев источником информации является воздух, именно по состоянию воздуха дерево может определить время распускания почек. Перелётные птицы знают свой маршрут перелёта, и каждая стая идёт только своим заданным в генах маршрутом.

Стремление зафиксировать, сохранить надолго свое восприятие информации было всегда свойственно человеку. Мозг человека хранит множество информации и использует для хранения её свои способы, основа которых — двоичный код, как и у компьютеров. Человек всегда стремился иметь возможность поделиться своей информацией с другими людьми и найти надёжные средства для её передачи и долговременного хранения. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и её передачи на огромные расстояния.

Основные виды информации по её форме представления, способам её кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это:

• графическая или изобразительная — первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира;
• звуковая (акустическая) — мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретением звукозаписывающих устройств в 1877 г. (см., например, историю звукозаписи на сайте — http://radiomuseum.ur.ru/index9.html); её разновидностью является музыкальная информация — для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение её аналогично графической информации;
• текстовая — способ кодирования речи человека специальными символами — буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;
• числовая — количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для её отображения используется метод кодирования специальными символами — цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;
• видеоинформация — способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.

Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения — это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами, вкусами и др.

Для передачи информации на большие расстояния первоначально использовались кодированные световые сигналы, с изобретением электричества — передача закодированного определенным образом сигнала по проводам, позднее — с использованием радиоволн.

Создателем общей теории информации и основоположником цифровой связи считается Клод Шеннон (Claude Shannon). Всемирную известность ему принес фундаментальный труд 1948 года — «Математическая теория связи» (A Mathematical Theory of Communication), в котором впервые обосновывается возможность применения двоичного кода для передачи информации.

С появлением компьютеров (или, как их вначале называли в нашей стране, ЭВМ — электронные вычислительные машины) вначале появилось средство для обработки числовой информации. Однако в дальнейшем, особенно после широкого распространения персональных компьютеров (ПК), компьютеры стали использоваться для хранения, обработки, передачи и поиска текстовой, числовой, изобразительной, звуковой и видеоинформации. С момента появления первых персональных компьютеров — ПК (80-е годы 20 века) — до 80 % их рабочего времени посвящено работе с текстовой информацией.

Хранение информации при использовании компьютеров осуществляется на магнитных дисках или лентах, на лазерных дисках (CD и DVD), специальных устройствах энергонезависимой памяти (флэш-память и пр.). Эти методы постоянно совершенствуются, изобретаются и носители информации. Обработку информации (воспроизведение, преобразование, передача, запись на внешние носители) выполняет процессор компьютера. С помощью компьютера возможно создание и хранение новой информации любых видов, для чего служат специальные программы, используемые на компьютерах, и устройства ввода информации.

Особым видом информации в настоящее время можно считать информацию, представленную в глобальной сети Интернет. Здесь используются особые приемы хранения, обработки, поиска и передачи распределенной информации больших объемов и особые способы работы с различными видами информации. Постоянно совершенствуется программное обеспечение, обеспечивающее коллективную работу с информацией всех видов.

Свойства информации править

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общие качественные свойства: достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и пр.

1. Объективность информации. Информация в любом своём проявлении объективна, она отображает объективную действительность. Например фраза «На улице тёплая погода» означает, что человек её произнесший считает погоду на улице тёплой, т.е. информацией в данном случае будет являться то, что определённый человек произнёс фразу следующего содержания.
2. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:
   • преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства;
   • искажение в результате воздействия помех («испорченный телефон») и недостаточно точных средств ее фиксации.
3. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.
4. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.
5. Актуальность информации — важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна.
6. Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

Самая ценная информация — полезная. При этом следует учитывать, что и недостоверная информация (например, художественная литература), имеет большую значимость для человека. В художественной литературе полезная информация представлена неявным образом. Социальная (общественная) информация обладает еще и дополнительными свойствами:

• имеет семантический (смысловой) характер, то есть понятный, так как именно в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов, процессов и явлений окружающего мира.
• имеет языковую природу (кроме некоторых видов эстетической информации, например изобразительного искусства). Одно и то же содержание может быть выражено на разных естественных (разговорных) языках, записано в виде математических формул и т. д.

С течением времени количество информации растет, информация накапливается, происходит ее систематизация, оценка и обобщение. Это свойство назвали ростом и кумулированием информации. (Кумуляция — от лат. cumulatio — увеличение, скопление). Старение информации заключается в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию не само время, а появление новой информации, которая уточняет, дополняет или отвергает полностью или частично более раннюю. Научно-техническая информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) — медленнее.

Логичность, компактность, удобная форма представления облегчает понимание и усвоение информации.

Устройство хранения данных в MS SQL Server

База данных SQL Server — это коллекция объектов, позволяющая хранить данные и управлять ими. В теории каждый экземпляр SQL Server поддерживает до 32 767 баз данных, но обычно на нем развернуто не больше десятка баз. Очевидно, что количество баз данных, которые SQL Server может обрабатывать зависит от нагрузки и оборудования. В этой статье мы обсудим внутреннюю структуру баз данных и то, как SQL Server хранит данные.

Файлы и файловые группы базы данных

Каждая база данных состоит из одного или нескольких файлов журнала транзакций и одного или нескольких файлов данных. В журнале транзакций хранятся сведения о транзакциях базы данных и обо всех изменениях данных, которые выполняют сеансы. Каждый раз, когда данные меняются, SQL Server сохраняет информацию об операции в журнал транзакций, чтобы отменить (откатить) или повторить (воспроизвести) эти действия. Эта информацию позволит SQL Server привести базу данных в согласованное состояние, в случае непредвиденного сбоя или аварии. У каждой базы данных есть один основной файл данных, который по умолчанию имеет расширение .mdf. Кроме того, каждая база данных может также иметь дополнительные файлы базы данных. Эти файлы, по умолчанию имеют расширение .ndf. Все файлы базы данных объединяются в файловые группы. Файловая группа — это логическая единица, которая упрощает администрирование базы данных. Она позволяет логически отделить объекты базы данных от физических файлов. При создании объектов базы данных (например, таблицы) указывается, в какую файловую группу они должны быть помещены, не беспокоясь о структуре самих файлов данных. В листинге 1 показан сценарий, который создает базу данных с именем OrderEntryDb . Эта база данных состоит из трех файловых групп. Основная файловая группа содержит один файл данных, хранящийся на диске M. Вторая файловая группа (Entities), имеющая один файл данных, хранится на диске N. Последняя файловая группа (Orders), состоит из двух файлов данных, размещенных на дисках O и P, а на диске L хранится файл журнала транзакций. Листинг 1. Создание базы данных

create database [OrderEntryDb] on primary (name = N'OrderEntryDb', filename = N'm:\OEDb.mdf'), filegroup [Entities] (name = N'OrderEntry_Entities_F1', filename = N'n:\OEEntities_F1.ndf'), filegroup [Orders] (name = N'OrderEntry_Orders_F1', filename = N'o:\OEOrders_F1.ndf'), (name = N'OrderEntry_Orders_F2', filename = N'p:\OEOrders_F2.ndf') log on (name = N'OrderEntryDb_log', filename = N'l:\OrderEntryDb_log.ldf')

На рис.1 изображена физическая структура базы и файлы данных (пять дисков с четырьмя файлами данных и одним файлом журнала транзакций). Прямоугольниками из пунктирных линий изображены файловые группы.
Рисунок 1. Физическая структура базы данных и файлов Возможность поместить несколько файлов в файловую группу позволяет распределить нагрузку между различными дисками, что может улучшить производительность системы ввода-вывода. Однако при этом следует учитывать, что база данных станет полностью или частично недоступной в случае сбоя одного из дисков. С другой стороны, производительность журнала транзакций не зависит от количества файлов. SQL Server последовательно работает с журналами транзакций, и только один файл журнала будет доступен в любой момент времени. Создадим несколько таблиц (листинг 2). Таблицы Customers и Articles создаются в файловой группе Entities. Таблица Orders находится в файловой группе Orders. Листинг 2. Создание таблиц

create table dbo.Customers ( /* Table Columns */ ) on [Entities]; create table dbo.Articles ( /* Table Columns */ ) on [Entities]; create table dbo.Orders ( /* Table Columns */ ) on [Orders];

На рис.2 показана физическая структура таблиц в базе данных и на дисках
Рисунок 2. Физическая структура таблиц Разделение связи между логическими объектами в файловых группах и физическими файлами базы данных позволяет нам точно настроить структуру файла базы данных, чтобы получить максимальную выгоду от подсистемы хранения, не беспокоясь, что это как-то повредит систему. При создании базы данных или добавлении новых файлов в существующую базу данных можно указать начальные размеры файлов и параметры автоматического роста. Файл для записи SQL Server выбирает пропорционально свободному месту в нем. Совет. Не используйте основную (primary) файловую группу ни для чего, кроме системных объектов. Создание отдельной файловой группы или набора файловых групп для пользовательских объектов упрощает администрирование базы данных и аварийное восстановление, особенно для больших баз данных. Вы можете указать начальные размеры файлов и параметры автоматического увеличения во время создания базы данных или при добавлении новых файлов в уже существующую базу данных. В SQL Server используется алгоритм равномерного заполнения при выборе файла, в который он собирается записать данные. Объем записываемых данных пропорционален свободному пространству, доступному в файле — чем больше свободного места в файле, тем больше операций записи обработается. Совет. Для систем OLTP и файловых групп с часто меняющимися данными лучше создавать несколько файлов данных независимо от основной конфигурации хранилища. Оптимальное количество файлов зависит от рабочей нагрузки и используемого оборудования. Как правило это четыре файла данных, если на сервере имеется до 16 логических процессоров, далее соотношение должно быть 1/8 между файлами и процессорами.
Установите одинаковые параметры начального размера (Initial Size) и размер автоматического увеличения (Autogrowth), при этом автоувеличение укажите в мегабайтах, а не в процентах для всех файлов одной файловой группы. Это поможет алгоритму пропорционального заполнения равномерно распределять операции записи по файлам данных. Установки одинакового начального размера и параметров автоматического увеличения для всех файлов в файловой группе обычно достаточно для эффективной работы алгоритма пропорционального заполнения. Но даже с такими настройками файлы в файловой группе могут расти неравномерно. В SQL Server 2016 добавлено два параметра: AUTOGROW_SINGLE_FILE и AUTOGROW_ALL_FILES. Эти параметры управляют автоматическим ростом размера файлов в файловой группе. По умолчанию устанавливается параметр AUTOGROW_SINGLE_FILE. В этом случае будет увеличиться только один файл. С параметром AUTOGROW_ALL_FILES будут увеличиваться одновременно все файлы файловой группы, когда один из файлов выходит за границы доступного места. В более старших версиях SQL Server такого поведения можно было добиться включив флаг трассировки T1117. Включение этого флага аналогично указанию параметра AUTOGROW_ALL_FILES. При увеличении размера файла SQL Server заполняет выделяемое место нулями. При этом блокируются все сеансы, которые работают с данным файлом. Тоже самое касается и файла журнала транзакций. Файл журнала транзакций всегда заполняется нулями при инициализации и это поведение нельзя изменить. Однако, для файлов данных можно включить мгновенную инициализацию файлов. Это ускорит процесс инициализации при увеличении размера файлов данных и сократит время, необходимое для создания или восстановления базы данных. Примечание. При мгновенной инициализации файлов существует небольшой риск, связанный с безопасностью. Если этот параметр включен, выделенная, но еще не использованная часть файла данных может содержать информацию из ранее удаленных файлов ОС. Администраторы баз данных могут просматривать такие данные. Для включения мгновенной инициализации необходимо для учетной записи, под которой запускается SQL Server, добавить разрешение «Perform Volume Maintenance Task». Это можно сделать в приложении по настройке локальной политики безопасности (secpol.msc) (рис.3).
Рисунок 3. Включение мгновенной инициализации файлов в secpol.msc Совет. SQL Server проверяет, включена ли мгновенная инициализация файлов в момент запуска службы. Вам необходимо перезапустить службу SQL Server после предоставления соответствующего разрешения учетной записи SQL Server. В SQL Server 2016 добавили возможность включения мгновенной инициализации во время установки на этапе настройки сервера:
Рисунок 4. Включение мгновенной инициализации файлов во время установки SQL Server 2016 Чтобы проверить, что мгновенная инициализация включена, можно воспользоваться кодом из листинга 3. Этот код включает два флага трассировки, чтобы вывести в лог ошибок дополнительную информацию, создает базу данных и читает содержимое лога. Листинг 3. Проверка включения мгновенной инициализации файлов

dbcc traceon(3004,3605,-1) go create database Dummy go exec sp_readerrorlog go drop database Dummy go dbcc traceoff(3004,3605,-1) go

Если мгновенная инициализация файлов выключена, то в логах будут события заполнения нулями файлов данных (.mdf) и файла журнала транзакций (.ldf) (рис. 5). Если мгновенная инициализация включена, то будет только событие для файла журнала транзакций.
Рисунок 5. Проверка включения мгновенной инициализации файлов — события журнала ошибок Другим важным параметром базы данных, которое управляющей размером файлов базы данных, является автоматическое сжатие (Auto Shrink). Если этот параметр включен, SQL Server сокращает файлы базы данных каждые 30 минут, уменьшая их размер. Эта операция очень ресурсоемкая и малополезная, т.к. файлы базы данных все изменении данных все равно растут. Кроме того, это сильно увеличивает фрагментацию индексов в базе данных. Автоматическое сжатие всегда должно быть выключено (Microsoft удалит этот параметр в будущих версиях SQL Server).

Страницы и строки

Все пространство в базе данных разделено на логические 8-килобайтные страницы. Все страницы нумеруются последовательно начиная с нуля. Нумерация страниц всегда непрерывная, поэтому когда SQL Server увеличивает файл базы данных, новой странице присваивается номер бОльшей страницы в файле плюс один. Аналогично, когда SQL-сервер сжимает файл, он удаляет из файла страницы с самыми большими номерами.
Рисунок 6. Структура страницы 96-байтовый заголовок страницы содержит различную служебную информацию о странице. Например, объект, к которому принадлежит страница, количество строк и объем свободного места на странице, ссылки на предыдущую и следующую страницы, если страница находится в цепочке страниц индекса, и др. После заголовка располагается область, в которой хранятся непосредственно данные. Затем идет свободное пространство. В самом конце страницы располагается таблица смещений, которая представляет собой блок двухбайтовых записей, указывающих смещение, с которого начинаются соответствующие строки данных на странице. Таблица смещений определяет логический порядок строк данных на странице. Если данные на странице необходимо отсортировать в порядке ключа индекса, то SQL Server физически не сортирует сами строки данных на странице, а заполняет таблицу смещений в соответствии с порядком сортировки индекса. Запись 0 (крайняя справа на рисунке 6) хранит смещение для строки данных с наименьшим значением ключа текущей страницы, запись 1 — второе по величине значения ключа, и т.д. SQL Server предлагает богатый набор системных типов данных, которые можно разделить на две группы: фиксированной длины и переменной длины. Типы данных фиксированной длины, такие как int, datetime, char и другие, всегда занимают один и тот же объем памяти независимо от значения, даже если оно равно NULL. Например, колонка int всегда использует 4 байта, а колонка nchar(10) всегда использует 20 байтов для хранения информации. Типы данных переменной длины, такие как varchar, varbinar и некоторые другие, используют столько места для хранения, сколько требуется для хранения данных, плюс два дополнительных байта. Например, колонка nvarchar(4000) будет использовать только 12 байтов для хранения строки из пяти символов и, в большинстве случаев, два байта для хранения значения NULL. Случай, когда значения переменной длины не используют место для хранения значений NULL, будет рассмотрен позже. Рассмотрим структуру строки данных (рис.7).
Рисунок 7. Структура строки данных Первые два байта строки, называются битами состояния A и битами состояния B. Это битовые карты (bitmap), которые содержат информацию о строке, такую, как тип строки, информацию о том, что строка была логически удалена (скрыта), строка имеет значения NULL, колонки переменной длины и тег контроля версий. Следующие два байта в строке используются для хранения размера данных фиксированной длины. За ними следуют сами данные. После данных фиксированной длины идет битовая карта, содержащая признаки, может ли в колонке храниться значение NULL, которая состоит из двух частей. Первые два байта содержат значение количества колонок в строке. Вторая часть — массив. Этот массив использует один бит для каждого столбца таблицы, независимо от того, можно ли оно принимать значение NULL или нет. Битовая карта всегда присутствует в строках данных в таблицах-кучах и в конечных узлах кластерного индекса, даже если в таблице нет колонок, которые могут принимать значение NULL. Однако битовая карта отсутствует в строках индекса, не являющихся конечными узлами, а также на конечных узлах в строках некластерных индексов, если в индексе нет колонок, которые могут хранить значение NULL. После битовой карты следуют данные переменной длины. Сначала идут два байта со значением числа колонок переменной длины строки, за которыми следует массив смещений этих колонок. SQL Server хранит двухбайтовое значение смещения для каждой колонки переменной длины, даже если значение равно NULL. Далее следуют сами данные. В самом конце строки располагается необязательный 14-байтовый тег контроля версий. Этот тег используется во время операций, требующих контроля версий строк, таких как онлайн перестроение индекса, блокировки при оптимистичных уровнях изоляции, триггеры и некоторые другие. Создадим таблицу, заполним ее некоторыми данными и посмотрим на фактическое содержимое этих строк. Код показан в листинге 4 . Функция «Replicate» десять раз повторяет символ, указанный в качестве первого параметра. Листинг 4. Формат строки данных: создание таблицы

create table dbo.DataRows ( ID int not null, Col1 varchar(255) null, Col2 varchar(255) null, Col3 varchar(255) null ); insert into dbo.DataRows(ID, Col1, Col3) values (1,replicate('a',10),replicate('c',10)); insert into dbo.DataRows(ID, Col2) values (2,replicate('b',10)); dbcc ind ( 'SQLServerInternals' /*Database Name*/ ,'dbo.DataRows' /*Table Name*/ ,-1 /*Display information for all pages of all indexes*/ );

Недокументированная, но многим хорошо известная команда DBCC IND возвращает информацию о размещении страниц таблицы. Вывод этой команды показан на рис. 8.
Рисунок 8. Вывод команды DBCC IND Имеются две страницы, относящиеся к нашей таблице. Первая страница с PageType=10, является специальным типом страницы, которая называется картой распределения IAM (Index Allocation Map). Эта страница отслеживает страницы, принадлежащие определенному объекту. Не будем заострять на этом внимание сейчас, т.к. страницы карт распределения будут рассмотрены ниже. Примечание. В SQL Server 2012 есть другая недокументированная функция управления данными (DMF), sys.dm_db_database_page_allocations, которая может использоваться в качестве альтернативы команды DBCC IND. Выходные данные этой функции предоставляют больше информации по сравнению с DBCC IND. Страница с PageType=1 — это страница, содержащая непосредственно данные. Колонки PageFID и PagePID показывают номера файлов и страниц. Можно использовать другую недокументированную команду — DBCC PAGE, для изучения ее содержимого, как показано в листинге 5 . Листинг 5. Формат строки данных: вызов DBCC PAGE

-- Redirecting DBCC PAGE output to console dbcc traceon(3604); dbcc page ( 'SqlServerInternals' /*Database Name*/ ,1 /*File ID*/ ,214643 /*Page ID*/ ,3 /*Output mode: 3 - display page header and row details */ );

В листинге 6 показан результат выполнения команды DBCC PAGE, которая соответствует первой строке данных. SQL Server хранит данные в обратном порядке байтов. Например, двухбайтовое значение 0001 будет сохранено как 0100. Листинг 6. Вывод команды DBCC PAGE для первой строки данных

Slot 0 Offset 0x60 Length 39 Record Type = PRIMARY_RECORD Record Attributes = NULL_BITMAP VARIABLE_COLUMNS Record Size = 39 Memory Dump @0x000000000EABA060 0000000000000000: 30000800 01000000 04000403 001d001d 00270061 0. '.a 0000000000000014: 61616161 61616161 61636363 63636363 636363 aaaaaaaaacccccccccc Slot 0 Column 1 Offset 0x4 Length 4 Length (physical) 4 Slot 0 Column 2 Offset 0x13 Length 10 Length (physical) 10 Col1 = aaaaaaaaaa Slot 0 Column 3 Offset 0x0 Length 0 Length (physical) 0 Col2 = [NULL] Slot 0 Column 4 Offset 0x1d Length 10 Length (physical) 10 Col3 = cccccccccc

Рассмотрим данные строки более детально (рис.9).
Рисунок 9. Первая строка данных Строка начинается с двух байт битовых состояний, за которыми следует двухбайтовое значение 0800. Это значение с обратным порядком байтов 0008, которое является смещением для значения количества колонок в строке. Это смещение указывает SQL Server, где заканчивается часть данных с фиксированной длиной. Следующие четыре байта используются для хранения данных фиксированной длины, которые в нашем случае относятся к колонке «ID». После этого идет двухбайтовое значение, которое показывает, что строка данных имеет четыре столбца, за которыми следует один байт, содержащий битовую карту. Т.к. колонок всего 4, то достаточно всего одного байта для хранения этой информации. Она содержит значение 04, которое является 00000100 в двоичном формате. Это означает, что третий столбец в строке содержит значение NULL. Следующие два байта хранят количество столбцов переменной длины в строке, которое равно 3 (0300 в обратном порядке байтов). За ним следует массив смещений, в котором каждые два байта хранят смещение, где заканчиваются данные столбца с переменной длинной. Как вы можете заметить, даже если колонка Col2 имеет значение NULL, то для нее все равно есть запись в массиве смещений. Далее в конце строки располагаются сами данные колонок переменной длины. Теперь давайте посмотрим на вторую строку данных. Листинг 7 показывает результат выполнения команды DBCC PAGE, а на рис.10 приведены данные строки.
Рисунок 10. Вторая строка данных Листинг 7. Вывод команды DBCC PAGE для второй строки данных

Slot 1 Offset 0x87 Length 27 Record Type = PRIMARY_RECORD Record Attributes = NULL_BITMAP VARIABLE_COLUMNS Record Size = 27 Memory Dump @0x000000000EABA087 0000000000000000: 30000800 02000000 04000a02 0011001b 00626262 0. bbb 0000000000000014: 62626262 626262 bbbbbbb Slot 1 Column 1 Offset 0x4 Length 4 Length (physical) 4 Slot 1 Column 2 Offset 0x0 Length 0 Length (physical) 0 Col1 = [NULL] Slot 1 Column 3 Offset 0x11 Length 10 Length (physical) 10 Col2 = bbbbbbbbbb Slot 1 Column 4 Offset 0x0 Length 0 Length (physical) 0 Col3 = [NULL]

Битовая карта во второй строке имеет значение 00001010, которое показывает, что столбцы Col1 и Col3 равны NULL. Несмотря на то, что таблица имеет три столбца переменной длины, в массиве смещений есть записи только о двух. SQL Server не хранит информацию о последних колонках переменной длины, которые имеют значение NULL. Совет. Можно уменьшить размер строки данных, создав таблицы таким образом, чтобы столбцы переменной длины, в которых обычно хранятся значения null, определялись как последние в инструкции CREATE TABLE. Это единственный случай, когда порядок столбцов в инструкции CREATE TABLE имеет значение. Размер данных фиксированной длины включая внутренние атрибуты должны быть не более 8 060 байт, что соответствует размеру данных, умещаемых на одной странице данных. SQL Server не позволит создать таблицу, если это условие не выполняется. Например, код в листинге 8 выдаст ошибку. Листинг 8. Создание таблицы строки данных с размером, превышающим 8 060 байт

create table dbo.BadTable ( Col1 char(4000), Col2 char(4060) ) Msg 1701, Level 16, State 1, Line 1 Creating or altering table 'BadTable' failed because the minimum row size would be 8,067, including 7 bytes of internal overhead. This exceeds the maximum allowable table row size of 8,060 bytes.

Хранение больших объектов (LOB)

Несмотря на то, что данные фиксированной длины и внутренние атрибуты строки должны помещаться на одной странице, SQL Server может хранить данные переменной длины на разных страницах данных. Существует два различных способа хранения таких данных, в зависимости от типа и длины.

Хранение строк, превышающих размер

SQL Server может хранить данные столбцов переменной длины, не превышающие 8000 байт, на специальных страницах, называемых «страницы данных с переполнением строк» (row-overflow pages). Давайте создадим таблицу и заполним ее данными, как показано в листинге 9. Листинг 9. Данные переполнения строк: Создание таблицы

create table dbo.RowOverflow ( ID int not null, Col1 varchar(8000) null, Col2 varchar(8000) null ); insert into dbo.RowOverflow(ID, Col1, Col2) values (1,replicate('a',8000),replicate('b',8000));

SQL Server создаст таблицу и вставит строку данных без каких-либо ошибок, даже если размер строки данных превышает 8 060 байт. Рассмотрим распределение страниц таблицы с помощью команды DBCC IND. Результаты показаны на рис.11.
Рисунок 11. Данные переполнения строк: результат DBCC IND Теперь можно увидеть два разных набора страниц для IAM и данных. Страница с параметром PageType=3 представляет собой страницу данных, на которой хранятся данные строк, превысивших размер. Давайте посмотрим на страницу 214647, которая хранит данные главной строки. Частичный вывод команды DBCC PAGE для страницы (1: 214647) показан в листинге 10. Листинг 10. Данные переполнения строк: результат команды DBCC PAGE для IN_ROW данных

Slot 0 Offset 0x60 Length 8041 Record Type = PRIMARY_RECORD Record Attributes = NULL_BITMAP VARIABLE_COLUMNS Record Size = 8041 Memory Dump @0x000000000FB7A060 0000000000000000: 30000800 01000000 03000002 00511f69 9f616161 0. Q.i%6;aaa 0000000000000014: 61616161 61616161 61616161 61616161 61616161 aaaaaaaaaaaaaaaaaaaa 0000000000001F40: 61616161 61616161 61616161 61616161 61020000 aaaaaaaaaaaaaaaaa… 0000000000001F54: 00010000 00290000 00401f00 00754603 00010000 . )…@…uF. 0000000000001F68: 00

По результату выполнения команды видно, что SQL Server хранит данные Col1 в строке. Но в колонке Col2, вместо данных указано 24-байтовое значение. Первые 16 байт хранят метаданные хранилища, в котором хранятся данные (вне строки), таких как тип, длина данных и прочие атрибуты. Последний фрагмент из 8 байт — это указатель на строку страницы, которая непосредственно хранит данные, и состоит из файла, страницы и номера записи. На рис.12 показано это подробнее. Не забудьте, что вся информация хранится в обратном порядке байтов.
Рисунок 12. Данные переполнения строк: структура указателя страницы с переполнением строк Номер записи равен 0, номер файла — 1, а номер страницы — шестнадцатеричное значение 0x00034675, или десятичное 214645. Номер страницы соответствует результатам DBCC IND, показанным на рис.10. Частичный вывод команды DBCC PAGE для страницы (1: 214645) показан в листинге 11. Листинг 11. Данные строки с переполнением: результат команды DBCC PAGE для IN_ROW данных

Blob row at: Page (1:214645) Slot 0 Length: 8014 Type: 3 (DATA) Blob Id:2686976 0000000008E0A06E: 62626262 62626262 62626262 62626262 bbbbbbbbbbbbbbbb 0000000008E0A07E: 62626262 62626262 62626262 62626262 bbbbbbbbbbbbbbbb

Данные столбца Col2 хранятся в первой записи страницы.

Хранилище LOB-объектов

Для данных с типом text, ntext или image, SQL Server хранит данные вне строки. Используетя другой вид страниц, называемых LOB-страницами (LOB data pages).

Совет. Вы можете управлять этим поведением с помощью опции таблицы «text in row». Например,

exec sp_table_option dbo.MyTable, 'text in row', 200

заставляет SQL Server хранить LOB-объекты размером менее или равным 200 байтам в строке. Данные LOB, превышающие 200 байт, будут храниться на LOB-страницах.

Логическая структура данных LOB показана на рис.13.
Рисунок 13. LOB-объекты: Логическая структура Как и в случае с переполнением строк, существует указатель на другую часть информации, называемую корневой структурой LOB, которая содержит набор указателей на другие страницы и строки данных. Если объем данных LOB меньше 32 КБ и может поместиться на пяти страницах данных, корневая структура LOB содержит указатели на фактические фрагменты данных LOB. В противном случае дерево LOB начинает включать дополнительные промежуточные уровни указателей, аналогичные B-дереву, используемому в индексах. Давайте создадим таблицу и вставим одну строку данных, как показано в листинге 12. Нам нужно привести первый аргумент функции репликации к varchar(max). В противном случае результат функции репликации был бы ограничен 8000 байтами. Листинг 12. Данные LOB: Создание таблицы

create table dbo.TextData ( ID int not null, Col1 text null ); insert into dbo.TextData(ID, Col1) values (1, replicate(convert(varchar(max),'a'),16000)); 

Распределение страниц для таблицы показано на рисунке 14.
Рисунок 14. LOB-данные: результат вывода DBCC IND Как вы можете видеть, в таблице есть одна страница для данных, хранящихся в строке и три страницы, хранящие LOB-объекты. При размещении LOB-объектов, указатель хранит меньше информации и использует 16 байт, а не 24 байта, как в случае с указателем для строк, превышающих размер. Результат выполнения команды DBCC PAGE для страницы, на которой хранится корневая структура LOB, показан в листинге 1-13. Листинг 13. LOB-объекты: результат вывода команды DBCC PAGE для страниц с корневой структурой LOB

Blob row at: Page (1:3046835) Slot 0 Length: 84 Type: 5 (LARGE_ROOT_YUKON) Blob Id: 131661824 Level: 0 MaxLinks: 5 CurLinks: 2 Child 0 at Page (1:3046834) Slot 0 Size: 8040 Offset: 8040 Child 1 at Page (1:3046832) Slot 0 Size: 7960 Offset: 16000

Как вы можете видеть, есть два указателя на страницы с блоками данных LOB, которые похожи на данные, показанные в листинге 11. Формат, в котором SQL Server хранит данные из столбцов, таких как varchar(max), nvarchar(max) и varbinary(max), зависит от фактического размера данных. SQL Server хранит данные в строке, когда это возможно. Когда размещение в строке невозможно, а размер данных меньше или равен 8000 байтам, они хранятся как страницы данных с переполнением строк. Данные, размер которых превышает 8000 байт, хранятся в виде LOB-объектов. Важно. Типы данных text, ntext и image устарели, и они будут удалены в будущих версиях SQL Server. Вместо этого используйте varchar(max), nvarchar(max) и varbinary(max). Также стоит упомянуть, что SQL Server всегда хранит строки, которые помещаются на одной странице, используя размещение в строке. Если на странице недостаточно свободного места для размещения строки, SQL Server выделяет новую страницу и хранит все данные в ней, а не помещает часть информации на исходной странице, а часть на новой.

SELECT * и операции ввода/вывода

Существует множество причин, по которым выбор всех столбцов из таблицы с помощью оператора SELECT * является плохой идеей. Это увеличивает сетевой трафик за счет передачи данных в столбцах, которые не нужны клиентскому приложению. Это также усложняет оптимизацию производительности запросов и приводит к побочным эффектам при изменении схемы таблицы. Рекомендуется избегать таких конструкций и вместо этого явно указывать список столбцов, необходимых клиентскому приложению. Это особенно важно для строк с переполнением и LOB-объектов, когда одна строка может содержать данные, хранящиеся на нескольких страницах данных. SQL Server должен прочитать все эти страницы, что может значительно снизить производительность запросов. В качестве примера предположим, что у нас есть таблица dbo.Employees, в одном столбце которой хранятся фотографии сотрудников. Листинг 14 создает таблицу и заполняет ее данными. Select * и I/O: Создание таблицы

create table dbo.Employees ( EmployeeId int not null, Name varchar(128) not null, Picture varbinary(max) null ); ;with N1(C) as (select 0 union all select 0) -- 2 rows ,N2(C) as (select 0 from N1 as T1 cross join N1 as T2) -- 4 rows ,N3(C) as (select 0 from N2 as T1 cross join N2 as T2) -- 16 rows ,N4(C) as (select 0 from N3 as T1 cross join N3 as T2) -- 256 rows ,N5(C) as (select 0 from N4 as T1 cross join N2 as T2) -- 1,024 rows ,IDs(ID) as (select row_number() over (order by (select null)) from N5) insert into dbo.Employees(EmployeeId, Name, Picture) select ID, 'Employee ' + convert(varchar(5),ID), convert(varbinary(max),replicate(convert(varchar(max),'a'),120000)) from Ids;

select * from dbo.Employees; select EmployeeId, Name from dbo.Employees;

create table dbo.LargeRows ( ID int not null, Col char(2000) null ); create table dbo.SmallRows ( ID int not null, Col varchar(2000) null ); ;with N1(C) as (select 0 union all select 0) -- 2 rows ,N2(C) as (select 0 from N1 as T1 cross join N1 as T2) -- 4 rows ,N3(C) as (select 0 from N2 as T1 cross join N2 as T2) -- 16 rows ,N4(C) as (select 0 from N3 as T1 cross join N3 as T2) -- 256 rows ,N5(C) as (select 0 from N4 as T1 cross join N4 as T2) – 65,536 rows ,IDs(ID) as (select row_number() over (order by (select null)) from N5) insert into dbo.LargeRows(ID, Col) select ID, 'Placeholder' from Ids; insert into dbo.SmallRows(ID, Col) select ID, 'Placeholder' from dbo.LargeRows; 

select count(*) from dbo.LargeRows; select count(*) from dbo.SmallRows; 

create table dbo.AlterDemo ( ID int not null, Col1 int null, Col2 bigint null, Col3 char(10) null, Col4 tinyint null ); select c.column_id, c.Name, ipc.leaf_offset as [Offset in Row] ,ipc.max_inrow_length as [Max Length], ipc.system_type_id as [Column Type] from sys.system_internals_partition_columns ipc join sys.partitions p on ipc.partition_id = p.partition_id join sys.columns c on c.column_id = ipc.partition_column_id and c.object_id = p.object_id where p.object_id = object_id(N'dbo.AlterDemo') order by c.column_id; 

alter table dbo.AlterDemo drop column Col1; alter table dbo.AlterDemo alter column Col2 tinyint; alter table dbo.AlterDemo alter column Col3 char(1); alter table dbo.AlterDemo alter column Col4 int;