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数据库的物理结构设计

当仅访问表中的选定记录时,堆文件不合适。
HASH :(在下面情况下并不适合) 1)当记录是基于 Hash字段值的模式匹配进行检索时。
(例如检索成员号以‘ M2’开始的所有成员) 2)当记录是基于 HASH 字段值的范围进行检索时。 3)当记录是基于一个其他列而不是基于 HSAH 列检索 时。 4)当记录是基于 HSAH 字段的一部分进行检索时。 5)当 HSAH 列被经常更新时。
5 确定系统配置
? DBM产S 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
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。
(1)不同类型数据的物理分布
有基本表、索引、日志、数据库备份数据等,各类 数据在系统中作用不同,使用频率不同,应根据实 际情况放在合适的物理介质上。
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。
应用数据、索引和日志使用频繁,要求响应 时间短,必须放在支持直接存取的磁盘存储 介质上。
将所有事务路径映射到表中;
确定哪些表最常被事务访问;
分析选出的包含了这些表的事务。
? 估计各事务的执行频率,单位时间内事务的执行次 数,分析事务中的每个数据访问操作对各个基表的 相关属性的操作频率。
? 对每张基本表,汇总所有作用于该表的各事务的操 作频率信息,得到:该表是否被频繁访问、该表中 哪些属性列的访问频率较高和作用于这些属性上的 操作类型和查询条件类型。
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。
? 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。
2.6 数据库物理结构设计
?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。
? 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
? 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
(1) 实现目标数据库基本表和视图
遵循目标数据库的语法规则或变通
(2)设计基本表业务规则
利用目标 DBMS 提供的 Check、断言、触发器等完 成完整性约束
2文件组织与存取设计
( 1)分析事务的数据访问特性
?使用事务 /表交叉引用矩阵,分析系统內重要事务对 各基表的访问情况,确定事务访问哪些基本表,对哪 些基本表执行了何种操作,并进一步分析各操作涉及 到的基本属性表。
( 3)派生属性数据分布 将派生属性作为基表中Βιβλιοθήκη 独一列; 派生属性不出现在基表中。
( 4)关系模式的反规范化 模式规范化和查询效率之间的权衡。
4 安全模式设计
(1)系统安全设计
为数据库服务器合法用户分配用户名和口令,使其能 正常登录服务器。
(2)数据安全设计
通过数据库系统视图机制和授权机制为用户分配对数 据库对象访问的权限。
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。
根据事务数据访问特性分析结果,可以对基本表设计成 更为有效的文件组织和索引方式。
( 2)了解并选择数据库文件结构
每种 DBMS 平台都提供一种或若干种数据库文件结 构,设计者应当了解目标 DBMS 提供的各种数据库 物理结构的机制,根据应用系统的特点,为基本表 和数据库选择合适的文件结构。
选择文件组织方式:
( 2)应用数据的划分和分布
根据数据的使用特征划分。
存取频率较高部分与存取频率较低划分。频繁使用分 区中的数据可考虑建立 B+树等多层索引,对非频繁使 用分区中的数据可以不建或只建立单层索引;
可以将大的基本表划分多个分区,每个分区作为一个 数据文件分别存储在不同的磁盘上。
根据时间、地点划分不同分区。
确定每个基本表的有效文件组织方式。(如果 目标 DBMS 允许)
?

?
HASH
?
索引顺序存取方法( ISAM )
?
B+ 树
堆(无序的):(下面情况较适合) 1)当数据批量加载到表时; 2)表只有几页长; 3)每当访问表时都要检索表中的每条记录; 4)当表有其他的访问结构时,例如索引键,则堆存储 可用来保存空间。
其他需考虑的问题: 目标 DBMS 支持的特性、功能和选项; 主机计算机系统的特性和能力; 磁盘存储配置; 数据量。
数据库物理设计步骤: 1. 数据库逻辑模式调整 2. 文件组织与存取设计 3. 数据分布设计 4. 安全模式设计 5. 确定系统配置 6. 物理模式评估
1数据库逻辑模式调整
将与平台无关的描述数据库逻辑结构的关系模式及其 视图转换为所选定的具体 DBMS 平台可支持的基本表和 视图,并利用 DBMS 提供的完整性机制设计定义在基本 表上的面向应用的业务规则。
ISAM (索引顺序存取方法): 支持基于准确键匹配、模式匹配、值的范围和制定的 部分码。
B+ 树: 支持基于准确键匹配、模式匹配、值的范围和指定的 部分键。其索引是动态的,随着表内容的增加而增加。
(3)设计存取路径 ?为数据库文件设计合理的物理存储位置
涉及数据分布 ?为基本表设计索引机制
3 数据分布设计
? 关系数据库物理设计的内容 –为关系模式选择存取方法 ( 建立存取路径 )
–设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构
? 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
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