XML(DB2: 双引擎)
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§6.5数据的存储结构
外模式(子模式、用户模式)
• 是数据库用户看到自己的数据视图
模式(逻辑模式)
• 是数据库中全体数据的逻辑结构和特性的描述， 是所有用户的公共数据结构
内模式(物理模式、存储模式)
• 是数据库全体数据的内部表示或者底层描述，用 来定义数据的存储方式和物理结构
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§6.2数据库的物理组织
系统软件
与硬件密切相关：WINDOWS、UNIX、LINUX DBMS的选择与参数调整：缓冲区大小、检 查点的频率
数据库的高层设计
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逻辑设计：模式的规范化与数据划分… 物理设计：存储结构数据库的物理设计
Course_schema=(course_name, course_location, course_capacity) 水平划分
§6.5数据的存储结构
确定数据的存储结构的过程就是一个选择 什么样的DBMS的过程：
网状 层次 关系
• • • • 集中式 分布式 并行的 移动的
一旦DBMS确定之后，数据库 的存储结构就确定了。数据 库设计人员在这方面能做的 事情有限。有些DBMS也提供 了一定的灵活性，如create cluster、create index等
数据库与操作系统文件
数据库系统是文件系统的发展，数据库 实现的基础是操作系统的文件； 对数据库的任何操作最终都要转化为对 操作系统文件的操作。
物理组织的基本问题
如何设计数据库的文件组织 如何设计文件中记录的组织方式
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§6.2数据库的物理组织
举例
在 MS SQL Server 2000 中，一个数据库是由 三个操作系统文件构成的，它们分别是：
• “三分技术，七分管理，十二分基础数据”是 数据库建设的基本规律！
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第 6章
问题一
数据库的物理设计
应用系统的设计与数据库设计之间的 关系是什么？
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第 6章
传统上
数据库的物理设计
数据库设计只是应用系统设计的一部 分，《软件工程》课会讲述； 二者可以同时进行； 二者要相互参照、相互补充。
§6.2数据库的物理组织
物理组织的对象
元数据 数据 统计数据 索引 日志
物理组织的目标
存储效率要高，能节省存储空间； 存取效率要高，速度快、代价小，可节省存 取时间。
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§6.3物理设计的内容
物理设计的内容
确定数据的存储结构，选择DBMS…… 确定数据的物理分布(包括数据划分)； 为数据选择存取路径，即索引的设计； 调整和优化数据库的性能，如调整 DBMS 的某 些选项和参数的设置。
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§6.1数据库设计的六阶段
图示
需求收集和分析 设计概念结构 设计逻辑结构 数据模型优化 设计物理结构 物理实现 试验性运行 使用、维护数据库
评价设计，性能预测
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§6.1数据库设计的六阶段
数据库设计的三个主要阶段
概念设计、逻辑设计、物理设计
数据库的三级模式结构
• 主数据文件：*.MDF • 次数据文件：*.NDF • 日志文件：*.LDF
这些信息存储在sysfiles系统表中。 在 MS SQL Server 2000 中，一个表中的记录 按以下两种方式进行组织：
• 堆(Heap)：无序 • 具有簇集索引的表(B+树文件结构)：有序
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第 6章
数据库的物理设计
什么是数据库设计？
对于一个给定的应用环境，构造最优的数 据库模式，建立数据库及其应用系统，使 之能够有效地存储数据，满足用户的各种 需求(信息要求和处理要求)； 是建立数据库及其应用系统的技术，是信 息系统开发和建设的核心技术； 既是一项涉及多学科的综合性技术，又是 一项庞大的工程项目：
物理设计的特点
不直接面向最终用户； 一般的用户不需要了解物理设计的细节； 物理设计可以不考虑用户理解的方便性。
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§6.4物理设计的目标
主要的设计目标有
一是提高数据库的性能，特别是 满足主要应用的性能要求； 二是有效地利用存储空间。
在这两个目标中，第一个目标更 为重要，因为性能依然是当今数 据库系统的薄弱环节，而存储介 质却越来越便宜。
• 根据课程容量为小于30人、30-80人、80人以 上将相关的表划分成三个子表，以便排课。
垂直划分
• Course_schema=(course_name, course_location) • Course_schema=(course_name, course_capacity)
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§6.5数据的存储结构
数据库文件组织及其结构：
按照数据、索引、日志来组织文件； 在逻辑上数据库文件是页的集合；
记录的组织与结构
文件中记录的组织有多种形式：
• 堆、散列、簇集、顺序、B树类
记录的存储结构：
定长记录 变长记录 混合记录
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§6.1数据库设计的六阶段
数据库设计的六个阶段
需求分析：数据、功能和性能 概念结构设计：E-R模型与E-R图 逻辑结构设计：将E-R图转换成关系表 数据库物理设计：存储结构与存取路径，数 据的划分与分布 数据库的实施：编程、测试和试运行 数据库运行与维护：监控与分析、备份与恢 复、重组织与重构造、安全性控制与完整性 控制等等
发展趋势
数据库设计是核心； 应用系统设计以数据库设计为中心， 围绕着数据库的设计而进行。
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第 6章
问题二
数据库的物理设计
数据库系统(DBS)或者说应用系统的 性能调整可以在几个层次上进行？
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第 6章
硬件
数据库的物理设计
不同的硬件：PC、小型机、大型机、机群 同一硬件：内存、CPU、硬盘大小、阵列