数据库技术-计算机三级考试（七）

柔情只为你懂 2022-09-07 01:21 179阅读 0赞

**上一篇文章我们在文末介绍了数据库物理设计的索引，本文我们继续介绍数据库的物理设计**

### 索引技术分类 ###

**有序索引**  
索引文件机制，利用索引文件（索引记录组成）实现记录域（查找码，排序域）取值到记录物理地址间的映射关系。  
数据文件（主文件）和索引文件（索引记录或索引项的集合）是有序索引技术中的两个主体，数据文件常采用顺序文件结构。

**散列索引**  
哈希（Hash）索引机制，利用散列函数实现记录域取值到记录物理地址间的直接映射关系。

### 几种主要的有序索引 ###

（1）聚集索引（索引项与数据记录排列顺序一致，索引顺利文件）和非聚集索引。一个数据文件只可建立一个聚集索引，但可建立多个非聚集索引。  
（2）稠密索引（数据文件中每个查找码都对应索引么记录）和稀疏索引（部分查找码的值对应索引记录）。  
（3）主索引（主码属性集上建立的索引）与辅索引（非主属性上建立的索引）。  
（4）唯一索引（索引列不包含重复值）  
（5）单层索引（线性索引，每个索引项顺序排列直接指向数据文件中的数据记录）和多层索引（大数据量文件中的采用多层树型（B,B+树）索引快速定位）。

**数据库物理设计的目标**  
目标是得到存储空间占用少，数据访问效率高和维护代价低的数据库物理模式。数据库底层物理存储与存取，与DBS所依赖的硬件环境、操作系统和DBMS密切相关。目前绝大部分DBS都是关系数据库系统。  
**环节**  
数据库物理设计主要包括**5**个环节。

**（1）数据库逻辑模式描述**  
根据数据库逻辑结构信息设计目标DBMS可支持的关系表（这里称为基本表）的模式信息，这个过程称为数据库逻辑模式描述。  
关系模式及其视图转换成基本表和视图，利用完整性机制（如触发器）设计面向应用的业务规则。  
SQL Server 采用T-SQL语言。  
为基本表选择合适的文件结构（堆文件、顺序文件、聚集文件、索引文件和散列文件）。

**（2）文件组织与存取设计**  
基本原则  
根据应用情况将易变部分与稳定部分、存取频率较高部分与存取频率较低部分分开存放，以提高系统性能。  
分析理解数据库事务访问特性：使用事务-基本表交叉引用矩阵；估计各事务执行频率；汇总每张基本表各事务操作频率信息；根据结果设计文件结构。

**注意：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。**

影响数据文件存储结构的因素  
存取时间  
存储空间利用率  
维护代价  
这三个方面常常是相互矛盾的  
解决办法  
适当冗余  
增加聚簇功能  
必须进行权衡，选择一个折中方案。

**什么是存储路径**

在关系数据库中，选择存取路径主要指确定如何建立索引。  
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。  
**物理设计的第一个任务**就是要确定选择哪些存取方法。

**DBMS常用存取方法**  
索引方法，目前主要是B+树索引方法  
聚簇（Cluster）方法  
HASH方法

**建立索引原则**  
一个（组）属性经常在操作条件中出现。  
一个（组）属性经常在连接操作的连接条件中出现。  
一个（组）属性经常作为聚集函数的参数。

**建立聚集索引原则**  
检索数据时，常以某个（组）属性作为排序、分组条件。  
检索数据时，常以某个（组）属性作为检索限制条件，并返回大量数据。  
表中某个（组）的值重复性较大。

**（3）数据分布设计**  
不同类型数据的物理分布  
将应用数据（基本表）、索引、日志、数据库备份数据等合理安排在不同介质中。

应用数据的划分与分布  
根据数据的使用特征划分（频繁使用分区和非频繁使用分区）  
根据时间、地点划分（时间或地点相同的属于同一分区）  
分布式数据库系统（DDBS）中的数据划分（水平划分或垂直划分）  
派生属性数据分布（增加派生列或不定义派生属性）  
关系模式的去规范化（降低规范化提高查询效率）

**水平划分**  
将基本表划分为多张具有相同属性、结构完全相同的子表，子表包含的元组是基本表中元组的子集。  
例如，**对商品按照商品的生产年份进行划分就属于水平划分**。

**垂直划分**  
将基本表划分为多张子表，每张子表包含的**属性是原基本表的子集**。  
例如，商品表（商品编号、品名、单价、库存量、销售单价、备注）  
可垂直划分为两张子表：  
商品表（商品编号、品名、销售单价）  
商品表（商品编号、单价、库存量、备注）

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**（5）物理模式评估**  
对数据库物理设计结果从存取时间、存储空间、维护代价等方面进行评估，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到物理实施阶段，否则，就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。

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### 每文一语 ###

> 不要把flag立在焦虑的时间上

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