数据库设计自学.ppt
数据库系统概论An Introduction to Database System第七章 数据库设计,第七章 数据库设计,7.1 数据库设计概述7.2 需求分析7.3 概念结构设计7.4 逻辑结构设计7.5 数据库的物理设计7.6 设计实例,7.5 数据库的物理设计,什么是数据库的物理设计数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构，它依赖于给定的计算机系统。为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，就是数据库的物理设计。,7.5 数据库的物理设计,数据库物理设计的步骤确定数据库的物理结构的对物理结构进行评价，评价重点是时间和空间效率如果评价结果满足原设计要求则可进入到物理实施阶段，否则，就需要重新设计或修改物理结构，有时甚至要返回逻辑设计阶段修改数据模型。,逻辑模型,7.5 数据库的物理设计,7.5.1 数据库的物理设计的内容和方法7.5.2 关系模式存取方法选择7.5.3 确定数据库的存储结构7.5.4 评价物理结构,7.5 数据库的物理设计,7.5.1 数据库的物理设计的内容和方法7.5.2 关系模式存取方法选择7.5.3 确定数据库的存储结构7.5.4 评价物理结构,7.5.1 数据库的物理设计的内容和方法,设计物理数据库结构的准备工作 1.充分了解应用环境，详细分析要运行的事务，以获得选择物理数据库设计所需参数 2.充分了解所用RDBMS的内部特征，特别是系统提供的存取方法和存储结构,数据库的物理设计的内容和方法（续）,选择物理数据库设计所需参数 数据库查询事务 查询的关系 查询条件所涉及的属性 连接条件所涉及的属性 查询的投影属性,数据库的物理设计的内容和方法（续）,选择物理数据库设计所需参数(续)数据更新事务 被更新的关系 每个关系上的更新操作条件所涉及的属性 修改操作要改变的属性值 每个事务在各关系上运行的频率和性能要求,数据库的物理设计的内容和方法（续）,关系数据库物理设计的内容1.为关系模式选择存取方法(建立存取路径)2.设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构,7.5 数据库的物理设计,7.5.1 数据库的物理设计的内容和方法7.5.2 关系模式存取方法选择7.5.3 确定数据库的存储结构7.5.4 评价物理结构,7.5.2 关系模式存取方法选择,数据库系统是多用户共享的系统，对同一个关系要建立多条存取路径才能满足多用户的多种应用要求。物理设计的第一个任务就是要确定选择哪些存取方法，即建立哪些存取路径。,关系模式存取方法选择（续）,DBMS常用存取方法索引方法，目前主要是B+树索引方法聚簇（Cluster）方法HASH方法,索引存取方法的选择,选择索引存取方法的主要内容根据应用要求确定 对哪些属性列建立索引 对哪些属性列建立组合索引 对哪些索引要设计为唯一索引,索引存取方法的选择（续）,选择索引存取方法的一般规则如果一个(或一组)属性经常在查询条件中出现，则考虑在这个(或这组)属性上建立索引(或组合索引)如果一个属性经常作为最大值和最小值等聚集函数的参数，则考虑在这个属性上建立索引如果一个(或一组)属性经常在连接操作的连接条件中出现，则考虑在这个(或这组)属性上建立索引,索引存取方法的选择（续）,关系上定义的索引数过多会带来较多的额外开销 维护索引的开销 查找索引的开销,建立聚簇索引（复习）,聚簇索引建立聚簇索引后，基表中数据也需要按指定的聚簇属性值的升序或降序存放。也即聚簇索引的索引项顺序与表中元组的物理顺序一致。例：CREATE CLUSTER INDEX Stusname ON Student(Sname)；在Student表的Sname（姓名）列上建立一个聚簇索引，而且Student表中的记录将按照Sname值的升序存放,建立聚簇索引（复习）,在一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引聚簇索引的用途：对于某些类型的查询，可以提高查询效率聚簇索引的适用范围 很少对基表进行增删操作 很少对其中的变长列进行修改操作,7.5 数据库的物理设计,7.5.1 数据库的物理设计的内容和方法7.5.2 关系模式存取方法选择7.5.3 确定数据库的存储结构7.5.4 评价物理结构,7.5.3 确定数据库的存储结构,确定数据的存放位置(存储结构)关系 索引 日志 备份确定系统配置,1.确定数据的存放位置,影响数据存放位置和存储结构的因素硬件环境应用需求存取时间存储空间利用率维护代价 这三个方面常常是相互矛盾的 例：消除一切冗余数据虽能够节约存储空间和减少维护代价，但往往会导致检索代价的增加 必须进行权衡，选择一个折中方案。,确定数据的存放位置（续）,基本原则根据应用情况将易变部分与稳定部分存取频率较高部分与存取频率较低部分 分开存放，以提高系统性能,确定数据的存放位置（续）,例：数据库数据备份、日志文件备份等由于只在故障恢复时才使用，而且数据量很大，可以考虑存放在磁带上。如果计算机有多个磁盘，可以考虑将表和索引分别放在不同的磁盘上，在查询时，由于两个磁盘驱动器分别在工作，因而可以保证物理读写速度比较快。,确定数据的存放位置（续）,例（续）：可以将比较大的表分别放在两个磁盘上，以加快存取速度，这在多用户环境下特别有效。可以将日志文件与数据库对象（表、索引等）放在不同的磁盘以改进系统的性能。,2.确定系统配置,DBMS产品一般都提供了一些存储分配参数 同时使用数据库的用户数 同时打开的数据库对象数 使用的缓冲区长度、个数 时间片大小 数据库的大小 装填因子 锁的数目 等等,确定系统配置（续）,系统都为这些变量赋予了合理的缺省值。但是这些值不一定适合每一种应用环境，在进行物理设计时，需要根据应用环境确定这些参数值，以使系统性能最优。在物理设计时对系统配置变量的调整只是初步的，在系统运行时还要根据系统实际运行情况做进一步的调整，以期切实改进系统性能。,7.5 数据库的物理设计,7.5.1 数据库的物理设计的内容和方法7.5.2 关系模式存取方法选择7.5.3 确定数据库的存储结构7.5.4 评价物理结构,7.5.4 评价物理结构,评价内容对数据库物理设计过程中产生的多种方案进行细致的评价，从中选择一个较优的方案作为数据库的物理结构,
