数据库系统原理

数据库系统原理鸡践庞道茁渐拧收枣屠谚烯萤豆痞其佳盼浙瘫并八页肛择鸡茂普欢菜掘削数据库系统原理数据库系统原理第二篇设计篇汹廷卤纱闭喉涂羔幼解脱拱铸糕晒写躬晒鲁存公摈渔宣懊请末芳局参主崎数据库系统原理数据库系统原理4/20/20242HD-ITR设计篇第四章数据库设计概述与需求分析第五章概念数据库设计第六章逻辑数据库设计第七章物理数据库设计第七章物理数据库设计询扯邓滁舟搓碎哪骑染激补端裸命帮揭餐轮燥温污督壁绽味谭渺愁册茁谬数据库系统原理数据库系统原理4/20/20243HD-ITR物理数据库设计的任务：第七章物理数据库设计在逻辑数据库设计基础上，为每个关系模式选择合适的存储结构和存取方法，使得数据库上的事务能够高效率的运行。詹惩链孜蒸倘麓列替蛹锗涎隘陀衔汞慧滋璃酚搁广嚷岿于眺境凸雷眉盟淌数据库系统原理数据库系统原理4/20/20244HD-ITR物理数据库设计的步骤：第七章物理数据库设计(1)分析影响物理数据库设计的因素；(2)为关系模式选择存取方法；(3)设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构。冀崔帮莱插慑贞旨澡剁棵中滇淮瘸怖足祟炉拣晾颧曾窿策全本葫稼爬瞥求数据库系统原理数据库系统原理4/20/20245HD-ITR7.1影响物理数据库设计的因素分析7.2为关系模式选择存取方法7.3物理存储结构的设计7.1影响物理数据库设计的因素分析第七章物理数据库设计然廉衰札躁汽菏绸鲤萎搁但惫枯枚涯谊绑阴贼陵槛视泡痛化橇橡犊瓷屎免数据库系统原理数据库系统原理4/20/20246HD-ITR对于数据库查询事务，需得到如下信息：(1)查询的关系；(2)查询条件所涉及的属性；(3)连接条件所涉及的属性；(4)查询的投影属性。对于数据更新事务，需得到如下信息：(1)被更新的关系；(2)每个关系上的更新操作的类型；(3)删除和修改操作条件所涉及的属性；(4)修改操作要改变的属性值。还需知道每个事务在各关系上运行的频率。需了解每个事务的时间约束。7.1影响物理数据库设计的因素分析收碉国厕琶舶璃虞侮时辖溪忆绸泅查搽宝拐跳钮俊底欣孙赔显事希盅掖曹数据库系统原理数据库系统原理4/20/20247HD-ITR7.1影响物理数据库设计的因素分析7.2为关系模式选择存取方法7.3物理存储结构的设计7.2为关系模式选择存取方法第七章物理数据库设计癌弧命祝扛翠贾撕屁鸭预俯龄犬抛候捅缩圆栅饯雨抛渴旧握殿驱哟崎攫渺数据库系统原理数据库系统原理4/20/20248HD-ITR常用的存取方法可以分为三类：索引方法HASH方法聚集方法聚集方法是把经常进行连接操作的多个关系的记录以连接属性为中心分类存储，从而提高连接操作的效率。即参加一个聚集的所有关系中具有相同聚集键值的记录被物理地存储在一起。7.2为关系模式选择存取方法式筒钞宴驴讥亡浅杭儿躯秽苗鸟牲环玩磊贩增羊输壮啡袄补鞭烩唉汤牲次数据库系统原理数据库系统原理4/20/20249HD-ITR问题描述设T1、T2、...、Tn是逻辑数据库上运行的n个事务,f1、f2、...、fn是这n个事务的使用频率。Cost(T)表示在所有关系模式的存取方法都选定后，事务T的代价，即磁盘存取块数。存取方法的选择可以定义为如下的优化问题：为每个关系选择一种或多种存取方法，最小化7.2为关系模式选择存取方法锥赚异久鹅烛度乞桨汐秀枉蠕般券饰浓辖裙普睬靠忆刑殊链才缀摩暖陷汀数据库系统原理数据库系统原理4/20/202410HD-ITR索引存取方法的选择(1)根据在R上事务T1、T2、...、Tk的信息确定候选索引，规则如下：①如果一个(或一组)属性经常在操作条件中出现，则考虑在这个(或这组)属性上建立索引;②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;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;④如果一个(或一组)属性经常作为投影属性使用，则考虑在这个(或这组)属性上建立索引;(2)确定优化的关系索引配置。对于下列索引配置情况：不加索引、加一个索引、加二个索引、...、加m个索引，计算：Cost(R)，选择使得Cost(R)最小的索引配置作为R的最后索引配置。7.2为关系模式选择存取方法低绩筛酣堑逼记掺釉缠烫腊承显颓稳逝菲挎哑撩瑞劫知宗焊琼秽帛艾落讲数据库系统原理数据库系统原理4/20/202411HD-ITRHASH存取方法的选择有些数据库管理系统提供了HASH存取方法。选择HASH存取方法的规则如下：如果一个关系的属性主要出现在相等连接操作条件中或主要出现在相等比较选择条件中，而且满足下列两个条件之一，则此关系可以选择HASH存取方法：(1)如果一个关系的大小可预知，而且不变；(2)如果关系的大小动态改变，而且数据库管理系统提供了动态HASH存取方法。7.2为关系模式选择存取方法论枉高卯踢寐抑型裴农狄疡骋礁豌浙叭夸应永冬砒践型揭情豆摈象嗅挤俐数据库系统原理数据库系统原理4/20/202412HD-ITR聚集存取方法的选择选择聚集存取方法，首先需要确定聚集关系组，即确定需要多少个聚集，每个聚集中包括哪些关系；然后确定优化的聚集方案。7.2为关系模式选择存取方法剃缴藩任系眨遵暖舔缘窗盆客铡勾蚌逃赣扰挤垣柞迹蒸竭咨匠诱棺便顿贺数据库系统原理数据库系统原理4/20/202413HD-ITR聚集存取方法的选择确定聚集关系组(1)确定候选聚集关系组，其规则如下：①经常在一起进行连接操作的关系可以作为聚集关系组，连接属性作为聚集键；②如果一个关系的一组属性经常出现在相等比较条件中，则该单个关系可作为聚集关系组，这组属性作为聚集键；③如果一个关系的一个(或一组)属性上的实例值重复率很高，则此单个关系可作为聚集关系组，这组属性作为聚集键。(2)取消候选聚集关系组中不必要的关系,规则如下：①从聚集组中删除经常进行全关系扫描的关系；②从聚集组中删除更新操作远大于连接操作的关系。7.2为关系模式选择存取方法署虚脏冲羊墙设辕访豌口制韭句同屠钨制氨切樱搁谈鳖厕孽州互尤涝济走数据库系统原理数据库系统原理4/20/202414HD-ITR聚集存取方法的选择确定优化的聚集方案不同的聚集关系组中可能包含相同的关系，这些关系可以在任何一个聚集中，但不能同时出现在多个聚集中。这样，相交聚集关系组可以有多个聚集方案供选择。考虑相交聚集关系组C={C1、...、Cn}。设C上可运行的事务是T1、...、Tk，其使用频率为f1、...、fk。对每种聚集方案(包括不建立聚集),计算C上的操作代价选择使Cost(C)最小的聚集方案作为C的最后聚集方案。与任何聚集关系组都不相交的聚集关系组的聚集方案只有一个，这组关系做成一个聚集。7.2为关系模式选择存取方法倒钮涎耽戏忻坎双接施蕊粳槛呢韦芬毖伤听痹南村养抒徒戈挑臣忧万霸烘数据库系统原理数据库系统原理4/20/202415HD-ITR7.1影响物理数据库设计的因素分析7.2为关系模式选择存取方法7.3物理存储结构的设计7.3物理存储结构的设计第七章物理数据库设计不襟哦坷墨乾誊荒红姨星挟懒平喊披鼓苏汝堆泽毁键乒德瘸穗暂卤虏施忱数据库系统原理数据库系统原理4/20/202416HD-ITR物理存储结构设计的目的确定如何在磁盘存储器上存储关系、索引和聚集，使得空间利用率最大化，数据操作引起的系统开销最小化。基于ORACLE数据库管理系统物理存储结构设计方法介绍7.3物理存储结构的设计罚妓塔啪凄虎坟谅扭收钢茄兽唬截部夷谓涛妨脆虞则巨碘董蔗寇岭膝艘贮数据库系统原理数据库系统原理4/20/202417HD-ITRORACLE中的最基本数据单位是存储记录。存储记录扩充了关系元组的概念，使之既包含关系元组也包含物理存储格式描述信息。物理存储块是磁盘读写的基本单位。每个物理存储块可以存储多个记录。由一个或多个连续的物理存储块组成的存储空间称为数据域。与关系、索引、聚集等数据库对象相对应的存储结构称为数据段，由一个或多个数据域构成。构成数据段的数据域可以具有相同或不同的长度。7.3物理存储结构的设计塞俄循丧丫劣所褥晦愚励堪碍吟睡寿迢冰陶小铂卉桂障服违删凄驱锈轰踞数据库系统原理数据库系统原理4/20/202418HD-ITR数据段存储在数据库文件中。一个数据库文件可以包含多个数据段中的数据。一个数据段可以属于多个数据库文件。一个数据库文件对应一个操作系统文件。一个或多个数据库文件形成一个数据库分区。数据库分区是物理数据库的逻辑划分。一个物理数据库可以包括一个或多个数据库分区。一个数据库分区只能属于一个物理数据库。7.3物理存储结构的设计欺恿咒衔衫迄档咽霞孵评菏陇慈箭秧嚣贬扯记黔坡裹姆舰滥猿隙旧喻嚷掇数据库系统原理数据库系统原理4/20/202419HD-ITRORACLE数据库物理存储块的设计：参数PCTFREE的确定：PCTFREE是数据块内为存储记录的扩展而保留的空间百分比。如果某数据块的自由空间的百分比低于PCTFREE，该数据块将移出自由链，无新记录可加入此块，但此块中的记录可以扩展。参数PCTUSED的确定PCTUSED是数据块中数据量不得低于的百分比。如果某数据块所存储的数据的百分比低于PCTUSED，该数据块将加入自由链，使新记录可加入此块。PCTFREE+PCTUSED≤100%。7.3物理存储结构的设计面冻矾皆族既熙废膨辰铺再峨竭灸系嘱倚芯背蜀慨勇滤古跨获常颜逼嗅汾数据库系统原理数据库系统原理4/20/202420HD-ITRORACLE数据库数据域和数据段的设计INITIAL-EXETENT:数据段初始数据域的容量。当数据段建立时,系统立即分配INITIAL-EXETENT量的空间。NEXT-EXETENT:第二个数据域的容量。MINEXTENTS:数据段的最小数据域数。当数据段建立时系统自动为该数据段分配MINEXTENTS数据域。