任务2-5 数据库的物理设计（课件）-《数据库应用技术-SQL Server》同步教学（人民邮电版）

设计数据库 任务2-1 数据库设计概述 目录 Contents 任务2-2 需求分析 任务2-3 概念结构设计 任务2-4 逻辑结构设计 任务2-5 数据库的物理设计 任务2-6 数据库的实施、运行和维护 任务2-7 案例：设计学生信息管理数据库 2 任务2-5 数据库的物理设计 PART 5 （一）关系模式存取方法选择 （二）确定数据库的存储结构 任务 assignments 4 数据库的物理设计 任务2-5 任务1-1 数据处理 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要求的物理结构的过程，称为数据库的物理设计。 物理设计的目的是有效实现逻辑模式，确定采取的存储策略。此阶段是以逻辑设计的结果作为输入，并结合具体DBMS的特点与存储设备特性进行设计，选定数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。 数据库的物理设计 任务2-5 任务1-1 数据处理 数据库的物理设计可分为两步。 （1）确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存储结构和存取方法。 （2）对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率。 如果评价结果满足原设计要求，则可进入物理实施阶段，否则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。 数据库的物理设计 任务2-5 任务1-1 数据处理 （一）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。物理设计的任务之一就是确定选择哪些存取方法，即建立哪些存取路径。存取方法是快速存取数据库中数据的技术。DBMS一般都提供多种存取方法，常用的存取方法有3类：索引方法、聚簇（Cluster）方法和HASH方法。 数据库的物理设计 任务2-5 任务1-1 数据处理 1．索引存取方法的选择 在关系数据库中，索引是一个单独的、物理的数据结构，它是某个表中一列或若干列的集合和相应指向表中物理标识这些值的数据页的逻辑指针清单。索引可以提高数据的访问速度，可以确保数据的唯一性。 所谓索引存取方法，就是根据应用要求确定对关系的哪些属性列建立索引、哪些属性列建立组合索引、哪些索引要设计为唯一索引等。 数据库的物理设计 任务2-5 任务1-1 数据处理 （1）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）。 （2）如果一个属性经常作为最大值或最小值等聚集函数的参数，则考虑在这个属性上建立索引。 （3）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。 关系上定义的索引数并不是越多越好，因为系统为维护索引要付出代价，并且查找索引也要付出代价。例如，若一个关系的更新频率很高，在这个关系上定义的索引就不能太多。因为更新一个关系时，必须对这个关系上有关的索引做相应的修改。 数据库的物理设计 任务2-5 任务1-1 数据处理 2．聚簇存取方法的选择 为了提高某个属性或属性组的查询速度，把这个或这些属性（称为聚簇码）上具有相同值的元组集中存放在连续的物理块称为聚簇。 创建聚簇可以大大提高按聚簇码进行查询的效率。例如，要查询信息系的所有学生，若信息系有500名学生，在极端情况下，这500名学生对应的数据元组分布在500个不同的物理块上，尽管可以按系名建立索引，由索引找到信息系学生的元组标识，但由元组标识去访问数据块就要存取500个物理块，执行500次I/O操作。如果在“系名”这个属性上建立聚簇，则同一系的学生元组将集中存放，这将显著减少访问磁盘的次数。 数据库的物理设计 任务2-5 任务1-1 数据处理 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要求的物理结构的过程，称为数据库的物理设计。 物理设计的目的是有效实现逻辑模式，确定采取的存储策略。此阶段是以逻辑设计的结果作为输入，并结合具体DBMS的特点与存储设备特性进行设计，选定数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。 数据库的物理设计 任务2-5 任务1-1 数据处理 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要求的物理结构的过程，称为数据库的物理设计。 物理设计的目的是有效实现逻辑模式，确定采取的存储策略。此阶段是以逻辑设计的结果作为输入，并结合具体DBMS的特点与存储设备特性进行设计，选定数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。 数据库的物理设计 任务2-5 任务1-1 数据处理 （1）设计聚簇的规则。 ① 凡符合下列条件之一，都可以考虑建