2017年計(jì)算機(jī)四級考試數(shù)據(jù)庫復(fù)習(xí)筆記：數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)

2017年計(jì)算機(jī)四級考試數(shù)據(jù)庫復(fù)習(xí)筆記：數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)6.6數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)6.6.1設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容1、數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在具體的硬件環(huán)境、OS、DBMS約束下，根據(jù)數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)結(jié)果，設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)。目標(biāo)是存儲空間占用少、訪問效率高和維護(hù)代價(jià)低;2、一旦選定了硬件平臺、OS和DBMS，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲和存取方式等可用的物理模式也就隨之確定了;3、數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)主要包括以下步驟：(1)數(shù)據(jù)庫邏輯模式調(diào)整：將數(shù)據(jù)庫邏輯模式及其視圖轉(zhuǎn)換為DBMS支持的基本表和視圖，并利用DBMS提供的完整性機(jī)制設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)規(guī)則;(2)文件組織與存取設(shè)計(jì)：配置基本表的文件組織形式，據(jù)實(shí)際情況為基本表設(shè)計(jì)合適的存取方法和路徑;(3)數(shù)據(jù)分布設(shè)計(jì)：(4)安全模式設(shè)計(jì)：(5)確定系統(tǒng)配置：(6)物理模式評估：6.6.2數(shù)據(jù)庫邏輯模式調(diào)整1、物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)首先需要根據(jù)數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)信息，設(shè)計(jì)目標(biāo)DBMS平臺支持的基本表的模式信息，這些模式信息代表了所要開發(fā)的具體目標(biāo)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，這個(gè)過程稱為數(shù)據(jù)庫邏輯模式調(diào)整，主要包括如下設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)數(shù)據(jù)庫基本表和視采用目標(biāo)DBMS所支持的建表方法，設(shè)計(jì)基本表及其面向模型的完整性約束;(2)設(shè)計(jì)基本表業(yè)務(wù)規(guī)則;6.6.3DB文件組織與存取設(shè)計(jì)1、分析事務(wù)的數(shù)據(jù)訪問特性(1)使用事務(wù)-基本表交叉引用矩陣，分析系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)庫事務(wù)對各個(gè)基本表的訪問情況，確定事務(wù)訪問了哪些基本表，對這些基本表執(zhí)行了何種操作，并進(jìn)一步分析各操作涉及到的基本表屬性;(2)估計(jì)各事務(wù)的執(zhí)行頻率;(3)對每張基本表，匯總所有作用于該表上的各事務(wù)的操作頻率信息;2、了解并選擇數(shù)據(jù)庫文件結(jié)構(gòu)(1)如果數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)基本表中的數(shù)據(jù)量很少，并且操作非常頻繁，該基本表可采用堆文件組織方式;(2)順序文件支持基于查找碼的順序訪問，也支持快速二分查找;(3)如果用戶查詢是基于散列域值的等值匹配，特別是如果訪問順序是隨機(jī)的，散列文件比較合適。但散列文件組織不適合以下情況：(A)基于散列值域的非精確查詢;(B)基于非散列域進(jìn)行查詢時(shí);(4)B-樹和B+樹文件是實(shí)際數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中使用非常廣泛的索引文件結(jié)構(gòu)，適合于定義在大數(shù)據(jù)量基本表上、基于查找碼的等值查詢等;(5)如果某此重要而頻繁的用戶查詢經(jīng)常需要進(jìn)行多表連接操作，可考慮將這些基本表組織為聚集文件;3、設(shè)計(jì)存取路徑：(1)為數(shù)據(jù)庫文件設(shè)計(jì)合理的物理存儲位置;(2)為基本表設(shè)計(jì)索引機(jī)制：索引可以提高文件存取速度，改善訪問性能，但索引由DBMS管理，它的建立、維護(hù)需要一定的系統(tǒng)開銷，數(shù)據(jù)的操作會引起索引的重新調(diào)整，還占用一定的存儲空間，可根據(jù)如下原則決定是否為一個(gè)基本表建立索引：(A)對于經(jīng)常需要查詢、連接、統(tǒng)計(jì)操作，且數(shù)據(jù)量大的基本表可考慮建立索引，而對于經(jīng)常執(zhí)行插入、刪除、更新操作或小數(shù)據(jù)量的基本表應(yīng)盡量不建立索引;(B)一個(gè)基本表上除了可以建立一個(gè)聚集索引外，還可以建立多個(gè)非聚集索引，但索引越多，對表內(nèi)數(shù)據(jù)更新所需的開銷越大，對于一個(gè)更新頻繁的表應(yīng)少建或不建索引;(C)索引可以由用戶根據(jù)需要隨時(shí)創(chuàng)建或刪除，以提高數(shù)據(jù)查詢性能;6.6.4數(shù)據(jù)分布設(shè)計(jì)1、不同類型數(shù)據(jù)的物理分布(1)各種數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的作用不同，使用的頻率也不一樣，應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用情況放在合適的物理介質(zhì)上;(2)使用頻率低但數(shù)據(jù)量大的，可以放在磁帶中，而使用頻繁，要求響應(yīng)時(shí)間短的，必須放在支持直接存取的磁盤存儲介質(zhì)上;2、應(yīng)用數(shù)據(jù)的劃分和分布(1)根據(jù)數(shù)據(jù)的使用特征劃分：可將基本表劃分為頻繁使用分區(qū)和非頻繁使用分區(qū)，分別存放在不同的磁盤上，對前者可考慮建立B+樹等多層索引，而后者不建立或只建立單層索引;(2)根據(jù)時(shí)間、地點(diǎn)劃分;(3)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)劃分：3、派生屬性數(shù)據(jù)分布(1)派生屬性指該屬性的取值可根據(jù)表中其他屬性的取值惟一確定;(2)對帶有派生屬性的基本表可采用兩種實(shí)現(xiàn)方式：(A)將派生屬性作為基本表內(nèi)單獨(dú)一列，稱為派生列;(B)派生屬性不出現(xiàn)在基本表中;4、關(guān)系模式的去規(guī)范化(1)在數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段，可以對考慮數(shù)據(jù)庫中某些3NF、BCNF模式是否可以降低其規(guī)范化程度，以提高查詢效率，這稱為關(guān)系模式的去規(guī)范化處理，但不滿足3NF的關(guān)系模式又可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫訪問異常，因此，設(shè)計(jì)基本表時(shí)，需在規(guī)范化和查詢效率間權(quán)衡;6.6.5安全模式設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)(1)是指為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器合法用戶分配用戶名和口令，使其能夠正常登錄服務(wù)器訪問所需的數(shù)據(jù)，還可采用基于CA認(rèn)證的系統(tǒng)安全控制機(jī)制;1、數(shù)據(jù)安全設(shè)計(jì)(1)是指通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)視圖機(jī)制和授權(quán)機(jī)制為用戶對數(shù)據(jù)庫對象訪問的權(quán)限;(2)引用數(shù)據(jù)視圖機(jī)制，只給用戶需求的那部分?jǐn)?shù)據(jù)訪問權(quán)限，防止由合法用戶造成信息泄密，另外數(shù)據(jù)視圖還可以防止基本表發(fā)生改變時(shí)，影響用戶的訪問;(3)權(quán)限是允許用戶對一給定的數(shù)據(jù)庫對象可執(zhí)行的操作;(4)數(shù)據(jù)庫安全設(shè)計(jì)需要根據(jù)用戶需求，采用授權(quán)機(jī)制，為用戶分配合法訪問的權(quán)限;6.6.6確定系統(tǒng)配置1、要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行情況配置系