简述数据库设计中物理设计阶段的主要内容有哪些

1、需求分析：了解用户的数据需求、处理需求、安全性及完整性要求；

2、概念设计：通过数据抽象，设计系统概念模型，一般为E-R模型；

3、逻辑结构设计：设计系统的模式和外模式，对于关系模型主要是基本表和视图；

4、物理结构设计：设计数据的存储结构和存取方法，如索引的设计；

5、系统实施：组织数据入库、编制应用程序、试运行；

6、运行维护：系统投入运行，长期的维护工作。

数据库的三级模式结构包括：外模式、概念模式、内模式。

用户级对应外模式，概念级对应概念模式，物理级对应内模式，使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。所谓视图，就是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法，是数据库在用户“眼中"的反映，很显然，不同层次（级别）用户所“看到”的数据库是不相同的。

扩展资料：

从数据库管理库管理系统的角度看，数据库系统体系结构一般采用三级模式结构。实际上，数据库的产品很多，它们支持不同的数据模式，使用不同的数据库语言，建立在不同的 *** 作系统上。数据的存储结构也各不相同，但体系结构基本上都具有相同的特征，采用“三级模式和两级映像”。

数据库系统采用三级模式结构，这是数据库管理系统内部的系统结构。数据库系统设计员可在视图层、逻辑层和物理层对数据抽象，通过外模式、概念模式和内模式来描述不同层次上的数据特性。

总之，数据按外模式的描述提供给用户；按内模式的描述存储在磁盘上；而概念模式提供了连接这两级模式的相对稳定的中间层，并使得两级中任意一级的改变都不受另一级的牵制。

参考资料来源：百度百科-数据库三级模式

数据库系统的基本概念 数据：实际上就是描述事物的符号记录。 数据的特点：有一定的结构，有型与值之分，如整型、实型、 字符型等。而数据的值给出了符合定型的值，如整型值15。 数据库：是数据的集合， 具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内， 是多种应用数据的集成，并可被各个应用程序共享。 数据库存放数据是按数据所提供的数据模式存放的， 具有集成与共享的特点。 数据库管理系统：一种系统软件，负责数据库中的数据组织、 数据 *** 纵、数据维护、控制及保护和数据服务等，是数据库的核心。 数据库管理系统功能： （1）数据模式定义：即为数据库构建其数据框架； （2）数据存取的物理构建： 为数据模式的物理存取与构建提供有效的存取方法与手段； （3）数据 *** 纵：为用户使用数据库的数据提供方便，如查询、 插入、修改、删除等以及简单的算术运算及统计； （4）数据的完整性、安生性定义与检查； （5）数据库的并发控制与故障恢复； （6）数据的服务：如拷贝、转存、重组、性能监测、分析等。 为完成以上六个功能，数据库管理系统提供以下的数据语言： （1）数据定义语言：负责数据的模式定义与数据的物理存取构建； （2）数据 *** 纵语言：负责数据的 *** 纵，如查询与增、删、改等； （3）数据控制语言：负责数据完整性、 安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等。 数据语言按其使用方式具有两种结构形式：交互式命令( 又称自含型或自主型语言)宿主型语言（ 一般可嵌入某些宿主语言中）。 数据库管理员：对数据库进行规划、设计、维护、 监视等的专业管理人员。 数据库系统：由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、 数据库管理员（人员）、硬件平台（硬件）、软件平台（软件） 五个部分构成的运行实体。 数据库应用系统：由数据库系统、应用软件及应用界面三者组成。 文件系统阶段：提供了简单的数据共享与数据管理能力， 但是它无法提供完整的、统一的、管理和数据共享的能力。 层次数据库与网状数据库系统阶段 ：为统一与共享数据提供了有力支撑。 关系数据库系统阶段 数据库系统的基本特点：数据的集成性 、数据的高共享性与低冗余性 、数据独立性（物理独立性与逻辑独立性）、数据统一管理与控制。 数据库系统的三级模式： （1）概念模式：数据库系统中全局数据逻辑结构的描述， 全体用户公共数据视图； （2）外模式：也称子模式与用户模式。是用户的数据视图， 也就是用户所见到的数据模式； （3）内模式：又称物理模式， 它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。 数据库系统的两级映射： （1）概念模式到内模式的映射； （2）外模式到概念模式的映射。 42 数据模型 数据模型的概念：是数据特征的抽象， 从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件， 为数据库系统的信息表与 *** 作提供一个抽象的框架。 描述了数据结构、数据 *** 作及数据约束。 E-R模型的基本概念 （1）实体：现实世界中的事物； （2）属性：事物的特性； （3）联系：现实世界中事物间的关系。实体集的关系有一对一、 一对多、多对多的联系。 E-R模型三个基本概念之间的联接关系： 实体是概念世界中的基本单位，属性有属性域， 每个实体可取属性域内的值。一个实体的所有属性值叫元组。 E-R模型的图示法：（1）实体集表示法； （2）属性表法； （3）联系表示法。 层次模型的基本结构是树形结构，具有以下特点： （1）每棵树有且仅有一个无双亲结点，称为根； （2）树中除根外所有结点有且仅有一个双亲。 从图论上看，网状模型是一个不加任何条件限制的无向图。 关系模型采用二维表来表示，简称表，由表框架及表的元组组成。 一个二维表就是一个关系。 在二维表中凡能唯一标识元组的最小属性称为键或码。 从所有侯选健中选取一个作为用户使用的键称主键。 表A中的某属性是某表B的键，则称该属性集为A的外键或外码。 关系中的数据约束： （1）实体完整性约束：约束关系的主键中属性值不能为空值； （2）参照完全性约束：是关系之间的基本约束； （3）用户定义的完整性约束： 它反映了具体应用中数据的语义要求。 43关系代数 关系数据库系统的特点之一是它建立在数据理论的基础之上， 有很多数据理论可以表示关系模型的数据 *** 作， 其中最为著名的是关系代数与关系演算。 关系模型的基本运算： （1）插入 （2）删除 (3)修改 （4）查询（包括投影、选择、笛卡尔积运算） 44 数据库设计与管理 数据库设计是数据应用的核心。 数据库设计的两种方法： （1）面向数据：以信息需求为主，兼顾处理需求； （2）面向过程：以处理需求为主，兼顾信息需求。 数据库的生命周期：需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、 物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶段、进一步修改阶段。 需求分析常用结构析方法和面向对象的方法。结构化分析（ 简称SA）方法用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。 用数据流图表达数据和处理过程的关系。对数据库设计来讲， 数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果。 数据字典是各类数据描述的集合，包括5个部分：数据项、 数据结构、数据流（可以是数据项，也可以是数据结构）、 数据存储、处理过程。 数据库概念设计的目的是分析数据内在语义关系。设计的方法有两种 （1）集中式模式设计法（适用于小型或并不复杂的单位或部门）； （2）视图集成设计法。 设计方法：E-R模型与视图集成。 视图设计一般有三种设计次序：自顶向下、由底向上、由内向外。 视图集成的几种冲突：命名冲突、概念冲突、域冲突、约束冲突。 关系视图设计：关系视图的设计又称外模式设计。 关系视图的主要作用： （1）提供数据逻辑独立性； （2）能适应用户对数据的不同需求； （3）有一定数据保密功能。 数据库的物理设计主要目标是对数据内部物理结构作调整并选择合理 的存取路径，以提高数据库访问速度有效利用存储空间。 一般RDBMS中留给用户参与物理设计的内容大致有索引设计、 集成簇设计和分区设计。 数据库管理的内容： （1）数据库的建立； （2）数据库的调整； （3）数据库的重组； （4）数据库安全性与完整性控制； （5）数据库的故障恢复； （6）数据库监控。

看官网文档，如下图描述还是比较清晰的：

基本概念

1、数据库（Database）

数据库是存储在一起的相关数据的集合，这些数据可以被访问，管理以及更新。

数据库用于管理各类数据对象，与其他数据库隔离。创建数据对象时可以指定对应的表空间，如果不指定相应的表空间，相关的对象会默认保存在PG_DEFAULT空间中。数据库管理的对象可分布在多个表空间上。

2、数据块（Block）

数据块是数据库管理的基本单位，默认大小为8KB。

3、行（ROW）

一行（元组，或记录）是一组相关的数据，例如一条用户订阅的数据。

4、列（Cloumn）

每一列被当作是一个字段。每个字段中的值代表一种类型的数据。例如，一个表可能有3个字段：姓名、城市和国家。这个表就会有3列，一列代表姓名，一列代表城市，一列代表国家。表中的每一行包含3个字段的内容，姓名字段包含姓名，城市字段包含城市，国家字段包含国家。

5、表（Table）

表是由行与列组合成的，是数据库中用来存储数据的对象，是整个数据库系统的基础。

每张表只能属于一个数据库，也只能对应到一个表空间。每张表对应的数据文件必须在同一个表空间中。

6、数据文件（Datafile Segment）

通常每张表只对应一个数据文件。如果某张表的数据大于1GB，则会分为多个数据文件存储。

7、表空间（Tablespace）

在openGauss中，表空间是一个目录，在物理数据和逻辑数据间提供了抽象的一层，为所有的数据库对象分配存储空间，里面存储的是它所包含的数据库的各种物理文件。由于表空间是一个目录，仅是起到了物理隔离的作用，其管理功能依赖于文件系统。

表空间可以存在多个，创建好之后，创建数据库对象时可以指定该对象所属的表空间。

8、模式（schema）

数据库对象集，包括逻辑结构，例如表、视图、序、存储过程、同义名、索引及数据库链接。

9、事务（Transaction）

数据库管理系统执行过程中的一个逻辑单位，由一个有限的数据库 *** 作序列构成。在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，一组SQL语句或整个程序。

同时，事务也是恢复和并发控制的基本单位，必须具备ACID特性，即：

原子性（Atomicity）：一个事务是一个不可分割的工作单位，事务中包括的 *** 作要么都做，要么都不做。

一致性（Consistency）：事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。一致性与原子性是密切相关的。

隔离性（Isolation）：一个事务的执行不能被其他事务干扰。即一个事务内部的 *** 作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

持久性（Durability）：持久性也称永久性（Permanence），指一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他 *** 作或故障不应该对其有任何影响。

①概念模型，也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。

②逻辑模型和物理模型。

企业或事业单位的人事部门常常要把本单位职工的基本情况(职工号、姓名、年龄、性别、籍贯、工资、简历等)存放在表中，这张表就可以看成是一个数据库。有了这个"数据仓库"我们就可以根据需要随时查询某职工的基本情况，也可以查询工资在某个范围内的职工人数等等。这些工作如果都能在计算机上自动进行，那我们的人事管理就可以达到极高的水平。此外，在财务管理、仓库管理、生产管理中也需要建立众多的这种"数据库"，使其可以利用计算机实现财务、仓库、生产的自动化管理。

数据库是一个单位或是一个应用领域的通用数据处理系统，它存储的是属于企业和事业部门、团体和个人的有关数据的集合。数据库中的数据是从全局观点出发建立的，按一定的数据模型进行组织、描述和存储。其结构基于数据间的自然联系，从而可提供一切必要的存取路径，且数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化特征。

数据库中的数据是为众多用户所共享其信息而建立的，已经摆脱了具体程序的限制和制约。不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据；多个用户可以同时共享数据库中的数据资源，即不同的用户可以同时存取数据库中的同一个数据。数据共享性不仅满足了各用户对信息内容的要求，同时也满足了各用户之间信息通信的要求。

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