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數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)工具的發(fā)展經(jīng)歷哪四個(gè)階段( 三 )

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物理設(shè)計(jì)的輸入要素包括：模式和子模式、物理設(shè)計(jì)指南、硬件特性、OS和DBMS的約束、運(yùn)行要求等 。


物理設(shè)計(jì)的輸出信息主要是物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明書 。其內(nèi)容包括物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)記錄格式、存儲(chǔ)記錄位置分配及訪問(wèn)方法等 。


物理設(shè)計(jì)的步驟如下：


(1) 存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)


設(shè)計(jì)綜合分析數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求和應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)存儲(chǔ)記錄格式 。


(2) 存儲(chǔ)空間分配


存儲(chǔ)空間分配有兩個(gè)原則：


①存取頻度高的數(shù)據(jù)盡量安排在快速、隨機(jī)設(shè)備上，存取頻度低的數(shù)據(jù)則安排在速度較慢的設(shè)備上 。


②相互依賴性強(qiáng)的數(shù)據(jù)盡量存儲(chǔ)在同一臺(tái)設(shè)備上，且盡量安排在鄰近的存儲(chǔ)空間上 。


從提高系統(tǒng)性能方面考慮，應(yīng)將設(shè)計(jì)好的存儲(chǔ)記錄作為一個(gè)整體合理地分配物理存儲(chǔ)區(qū)域 。盡可能充分利用物理順序特點(diǎn)，把不同類型的存儲(chǔ)記錄指派到不同的物理群中 。


(3) 訪問(wèn)方法的設(shè)計(jì)


一個(gè)訪問(wèn)方法包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和檢索機(jī)構(gòu)兩部分 。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)限定了訪問(wèn)存儲(chǔ)記錄時(shí)可以使用的訪問(wèn)路徑;檢索機(jī)構(gòu)定義了每個(gè)應(yīng)用實(shí)際使用的訪問(wèn)路徑 。


(4) 物理設(shè)計(jì)的性能評(píng)價(jià)


① 查詢響應(yīng)時(shí)間


從查詢開始到有結(jié)果顯示之間所經(jīng)歷的時(shí)間稱為查詢響應(yīng)時(shí)間 。查詢響應(yīng)時(shí)間可進(jìn)一步細(xì)分為服務(wù)時(shí)間、等待時(shí)間和延遲時(shí)間 。


在物理設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)價(jià) 。性能評(píng)價(jià)包括時(shí)間、空間、效率、開銷等各個(gè)方面 。


⊙ CPU服務(wù)時(shí)間和I/O服務(wù)時(shí)間的長(zhǎng)短取決于應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 。


⊙ CPU隊(duì)列等待時(shí)間和I/O隊(duì)列等待時(shí)間的長(zhǎng)短受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作業(yè)的影響 。


⊙ 設(shè)計(jì)者可以有限度地控制分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的通信延遲時(shí)間 。
② 存儲(chǔ)空間


存儲(chǔ)空間存放程序和數(shù)據(jù) 。程序包括運(yùn)行的應(yīng)用程序、DBMS子程序、OS子程序等 。數(shù)據(jù)包括用戶工作區(qū)、DBMS工作區(qū)、OS工作區(qū)、索引緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等 。


存儲(chǔ)空間分為主存空間和輔存空間 。設(shè)計(jì)者只能有限度地控制主存空間，例如可指定緩沖區(qū)的分配等 。但設(shè)計(jì)者能夠有效地控制輔存空間 。


③ 開銷與效率


設(shè)計(jì)中還要考慮以下各種開銷，開銷增大，系統(tǒng)效率將下降 。


⊙ 事務(wù)開銷指從事務(wù)開始到事務(wù)結(jié)束所耗用的時(shí)間 。更新事務(wù)要修改索引、重寫物理塊、進(jìn)行寫校驗(yàn)等操作，增加了額外的開銷 。更新頻度應(yīng)列為設(shè)計(jì)的考慮因素 。


⊙ 報(bào)告生成開銷指從數(shù)據(jù)輸入到有結(jié)果輸出這段時(shí)間 。報(bào)告生成占用CPU及I/O的服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng) 。設(shè)計(jì)中要進(jìn)行篩選，除去不必要的報(bào)告生成 。


⊙ 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的重組也是一項(xiàng)大的開銷 。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮數(shù)據(jù)量和處理頻度這兩個(gè)因數(shù)，做到避免或盡量減少重組數(shù)據(jù)庫(kù) 。


在物理設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、修改這個(gè)過(guò)程可能要反復(fù)多次，最終得到較為完善的物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明書 。


建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，DBA依據(jù)物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明書，使用DBMS提供的工具可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)配置 。


在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行時(shí)，DBA監(jiān)察數(shù)據(jù)庫(kù)的各項(xiàng)性能，根據(jù)依據(jù)物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明書的準(zhǔn)則，及時(shí)進(jìn)行修正和優(yōu)化操作，保證數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能夠保持高效率地運(yùn)行 。


6.程序編制及調(diào)試


在邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)確定以后，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的編制就可以和物理設(shè)計(jì)并行地展開

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