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计算机等级考试四级数据库技术复习笔记:存储技术与数据库物理设计

中华IT学院   【 】  [ 2017年6月19日 ]

  6.5 数据字典

  1、 数据字典(系统目录)中存储了数据库对象的各类描述信息和DBMS所需的控制信息,全称数据库元数据;

  2、 数据库对象的各类描述信息:包括外模式、模式、内模式以及它们之间的映射的描述;

  3、 DBMS所需的控制信息:包括查询优化、安全性检查、用户权限验证等;

  4、 数据字典主要包括:

  (1) 关系模式信息;

  (2) 与视图描述有关的信息;

  (3) 关系的存储结构和存取方法信息;

  (4) 完整性约束信息;

  (5) 安全性有关信息;

  (6) 数据库运行统计信息;

  6.6 数据库物理设计

  6.6.1 设计步骤和内容

  1、 数据库物理结构设计:在具体的硬件环境、OS、DBMS约束下,根据数据库逻辑设计结果,设计合适的数据库物理结构。目标是存储空间占用少、访问效率高和维护代价低;

  2、 一旦选定了硬件平台、OS和DBMS,数据库的数据存储和存取方式等可用的物理模式也就随之确定了;

  3、 数据库物理设计主要包括以下步骤:

  (1) 数据库逻辑模式调整:将数据库逻辑模式及其视图转换为DBMS支持的基本表和视图,并利用DBMS提供的完整性机制设计业务规则;

  (2) 文件组织与存取设计:配置基本表的文件组织形式,据实际情况为基本表设计合适的存取方法和路径;

  (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:

  6.6.2 数据库逻辑模式调整

  1、 物理数据库设计首先需要根据数据库逻辑结构信息,设计目标DBMS平台支持的基本表的模式信息,这些模式信息代表了所要开发的具体目标数据库的结构,这个过程称为数据库逻辑模式调整,主要包括如下设计内容:

  (1) 实现目标数据库基本表和视图:采用目标DBMS所支持的建表方法,设计基本表及其面向模型的完整性约束;

  (2) 设计基本表业务规则;

  6.6.3 DB文件组织与存取设计

  1、分析事务的数据访问特性

  (1) 使用事务-基本表交叉引用矩阵,分析系统内数据库事务对各个基本表的访问情况,确定事务访问了哪些基本表,对这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表属性;

  (2) 估计各事务的执行频率;

  (3) 对每张基本表,汇总所有作用于该表上的各事务的操作频率信息;

  2、 了解并选择数据库文件结构

  (1) 如果数据库中的一个基本表中的数据量很少,并且操作非常频繁,该基本表可采用堆文件组织方式;

  (2) 顺序文件支持基于查找码的顺序访问,也支持快速二分查找;

  (3) 如果用户查询是基于散列域值的等值匹配,特别是如果访问顺序是随机的,散列文件比较合适。但散列文件组织不适合以下情况:

  (A) 基于散列值域的非精确查询;

  (B) 基于非散列域进行查询时;

  (4) B-树和B+树文件是实际数据库系统中使用非常广泛的索引文件结构,适合于定义在大数据量基本表上、基于查找码的等值查询等;

  (5) 如果某此重要而频繁的用户查询经常需要进行多表连接操作,可考虑将这些基本表组织为聚集文件;

  3、 设计存取路径:

  (1) 为数据库文件设计合理的物理存储位置;

  (2) 为基本表设计索引机制:索引可以提高文件存取速度,改善访问性能,但索引由DBMS管理,它的建立、维护需要一定的系统开销,数据的操作会引起索引的重新调整,还占用一定的存储空间,可根据如下原则决定是否为一个基本表建立索引:

  (A) 对于经常需要查询、连接、统计操作,且数据量大的基本表可考虑建立索引,而对于经常执行插入、删除、更新操作或小数据量的基本表应尽量不建立索引;

  (B) 一个基本表上除了可以建立一个聚集索引外,还可以建立多个非聚集索引,但索引越多,对表内数据更新所需的开销越大,对于一个更新频繁的表应少建或不建索引;

  (C) 索引可以由用户根据需要随时创建或删除,以提高数据查询性能;

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