任务四 物理结构设计
知识点
1. 什么是数据库的物理结构设计？
答：数据库的物理结构设计是指对一个给定的逻辑数据模型选取一个最合适应用环境的物理结构（存储结构与存取方法）的过程。物理结构设计依赖于具体的数据库管理系统，设计人员必须充分了解所用DBMS的内部特征，特别是系统所提供的存取方法和存取结构。
2. 数据库物理设计分为哪两个步骤？
答：数据库的物理设计通常分为两步：
- 确定数据库的物理结构：包括为关系模式选择存取方法、设计关系和索引等数据库文件的物理存储结构
- 对物理结构进行评价：评价的重点是时间和空间效率，如果评价结果满足设计要求则进入实施阶段，否则需要修改物理结构
3. 关系数据库物理设计的内容主要包括哪些？
答：关系数据库物理设计的内容主要包括：
- 为关系模式选择存取方法（索引方法、聚簇方法）
- 设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构
4. 什么是存取方法？DBMS一般提供哪些存取方法？
答：存取方法是快速存取数据库中数据的技术。数据库管理系统一般提供两种存取方法：
- 索引方法：通过建立索引提高查询速度
- 聚簇方法：通过将相同值的元组集中存放提高查询速度
5. 什么是索引存取方法？使用时有什么注意事项？
答：索引存取方法是指对关系的哪些属性列建立索引、哪些属性列建立组合索引、哪些索引要设计唯一索引。
注意事项：
- 关系上定义的索引数不要过多，因为系统为维护索引和查找索引都要付出代价
- 更新频率很高的表不适合建立索引，因为每一次更新操作都要对索引进行相应的修改，增加了维护成本
6. 什么是聚簇存取方法？什么是聚簇码？
答：聚簇存取方法是指为了提高某个属性（或属性组）的查询速度，把在这个或这些属性上具有相同值的元组集中存放在连续的物理块中，该属性（或属性组）称为聚簇码。
聚簇功能可以大大提高按聚簇码进行查询的效率，不仅适用于单个关系，也适用于经常进行连接操作的多个关系，即把多个连接关系的元组按连接属性值聚集存放。
7. 确定数据库存储结构需要综合考虑哪些因素？
答：确定数据库物理结构主要指确定数据的存放位置和存储结构，包括确定关系、索引、聚簇、日志、备份等的存储安排和存储结构，确定系统配置等。需要综合考虑三方面的因素：
- 存取时间：查询和更新的响应速度
- 存储空间利用率：数据占用的磁盘空间
- 维护代价：系统维护和管理的成本
这三个方面常常是相互矛盾的，需要进行权衡，选择一个折中方案。
8. 如何确定数据的存放位置？
答：为了提高系统性能，数据应根据应用情况将易变部分与稳定部分、经常存取部分和存取频率较低部分分开存放。例如：
- 经常存取的数据放在高速存储设备上
- 存取频率较低的数据放在低速存储设备上
- 易变数据与稳定数据分开存储
- 日志文件与数据文件分开存储
9. 如何确定系统配置？
答：关系数据库管理系统产品一般都提供了一些系统配置变量和存储分配参数，供设计人员和数据库管理员对数据库进行物理优化。例如：同时使用数据库的用户数、同时打开的数据库对象数、内存分配参数、缓冲区长度和个数、时间片大小等。设计人员可以根据应用环境适当调整这些参数。
10. 如何评价物理结构？
答：物理结构设计过程中需要综合衡量时间效率、空间效率、维护代价和各种用户要求，在众多的设计方案中进行仔细评价，从而选出一个较好的方案。评价的重点是时间和空间效率，如果评价结果满足设计要求则进入数据库实施阶段，否则需要修改物理结构设计。