第五章5-5物理结构设计
钢结构混泥土课程设计
钢结构混泥土课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解钢结构与混凝土结构结合的原理，掌握其基本设计方法。
2. 学生能够描述钢结构与混凝土结构各自的优势，并说明结合使用的意义。
3. 学生能够列举出至少三种常见的结合方式，并解释它们在建筑中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析并解决实际工程中钢结构混凝土结合的问题。
2. 学生通过课程学习，能够设计出一个简单的钢结构混凝土结合方案，并进行合理性分析。
3. 学生能够运用专业软件或手工绘图方式，准确表达出钢结构混凝土结合的细节设计。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对建筑结构工程的兴趣，增强对工程质量的重视。
2. 学生能够在团队协作中发挥个人优势，培养合作精神和解决问题的能力。
3. 学生能够认识到工程结构设计在环境保护、资源节约等方面的重要性，培养社会责任感。
课程性质：本课程为专业实践课，强调理论联系实际，注重培养学生的动手能力和解决问题的能力。
学生特点：高二年级学生，具备一定的物理和数学基础，对建筑结构有初步了解，对实践活动有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点，采用案例教学、小组合作、实践操作等教学方法，使学生在实践中掌握知识，提升技能，培养正确的情感态度价值观。
通过具体的学习成果分解，为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 钢结构与混凝土结构结合原理- 钢结构与混凝土结构各自特点- 钢结构与混凝土结构结合的优势- 结合原理及力学性能分析2. 常见结合方式及其应用- 钢筋混凝土结构- 钢骨混凝土结构- 钢筋焊钉连接的钢结构3. 钢结构混凝土结合设计方法- 设计规范与标准- 结构计算方法- 连接节点设计4. 实践操作与案例分析- 简单钢结构混凝土结合方案设计- 设计合理性分析- 实际工程案例解析5. 设计软件及应用- 专业设计软件介绍- 软件操作与实际应用- 设计成果表达教学内容安排与进度：第一周：结合原理及力学性能分析第二周：常见结合方式及其应用第三周：设计方法与规范学习第四周：实践操作与案例分析第五周：设计软件及应用教材章节关联：《建筑结构与材料》第四章 钢结构《建筑结构与材料》第五章 混凝土结构《建筑结构设计》第三章 结构设计方法《建筑结构设计案例解析》相关案例教学内容确保科学性和系统性，结合教学大纲，使学生能够逐步掌握钢结构混凝土结合的知识与技能。
常州大学储罐课程设计
常州大学储罐课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握储罐的基础知识，包括储罐的分类、结构、工作原理及应用场景。
2. 学生能够了解储罐相关的安全知识，如防火、防爆、防泄漏等。
3. 学生能够掌握储罐的设计原则和计算方法，并运用到实际案例中。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析和解决储罐在实际工程中的应用问题。
2. 学生能够运用计算软件进行储罐相关参数的计算和优化。
3. 学生能够通过小组合作和讨论，提出创新性的储罐设计方案。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到储罐在我国化工、石油等行业的的重要性，增强专业认同感。
2. 学生能够培养良好的团队合作精神，积极参与小组讨论和实践活动。
3. 学生能够关注储罐行业的最新动态，树立环保、安全意识。
课程性质：本课程为专业选修课，旨在帮助学生掌握储罐相关知识，提高解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的化学、物理基础知识，对储罐有一定的了解，但缺乏系统学习和实践经验。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，采用案例教学、小组讨论、实验操作等多种教学方式，提高学生的综合能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 储罐基础知识：介绍储罐的分类、结构、工作原理及主要性能参数，对应教材第一章。
2. 储罐设计原则：讲解储罐设计的基本原则、相关标准和规范，对应教材第二章。
3. 储罐计算方法：阐述储罐壁厚、容量、载荷等计算方法，对应教材第三章。
4. 储罐安全知识：分析储罐的安全隐患、防护措施及应急预案，对应教材第四章。
5. 储罐应用案例：分析典型储罐工程案例，让学生了解储罐在实际工程中的应用，对应教材第五章。
6. 储罐设计实践：组织学生进行储罐设计实践，培养解决实际问题的能力。
教学大纲安排如下：1. 第1-2周：储罐基础知识学习。
2. 第3-4周：储罐设计原则学习。
结构试验第五章工程结构静载试验
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5.3 加载与量测方案的设计
2.正式加载
(2)满载时间
对需要进行变形和裂缝宽度试验的结构，在标准短期荷载作用下的持续时间， 对钢结构和钢筋混凝土结构不应少于30min；木结构不应少于30min的 2倍；拱或砌体为30min的6倍；对预应力混凝土构件，满载30min后加 至开裂，开裂荷载下再持续30min。
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5.3 加载与量测方案的设计
3.卸载 凡间断性加载试验，或仅作刚度、抗裂和裂缝宽度检验的结构域构件，以及
测定参与变形的试验及预载之后，均须卸载，让结构、构件有恢复弹性 变形的时间。 卸载一般可按加载级距，也可放大1倍或分2次卸完。
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5.3 加载与量测方案的设计
（1）单向应力测量： 梁的纯弯曲区域（1-1截面）内，梁截面上仅有正应力，在该处截面上可
仅布置单向应变测点。 钢筋混凝土梁受拉区开裂后，该截面混凝土部分退出工作，布置在混凝土
受拉区的仪表就丧失了其测量作用。因此常常在受拉去钢筋上也布置 测点以便测量钢筋应变。
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5.4 常见结构构件静载试验
4. 裂缝测量 在裂缝行程过程中，仪器读数可能变小，甚至会出现负值。如图，使原来
光环曲线产生突然转折的现象。如果发现上述情况，即可判断试件已 开裂。 （由荷载-应变曲线观察混凝土开裂，为什么）
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5.3 加载与量测方案的设计
2.正式加载
(1)荷载分级
直角坐标机器人结构设计
直角坐标机器人结构设计摘要随着现代工业的不断发展，不但使传统工业的生产发生了根本性的变化，而且也对人类社会的生产产生了重大的影响。
机器人作为现代工业生产的一种工具，不仅大大的提高了生产力，而且把人从各种生产环境中解放出来。
目前，许多国家的工业机器人技术得到很好的发展，我国也在进行深入的研究和开发。
本文主要是设计一个搬运工件的直角坐标机器人，它可以应用在自动化生产线上与人工相比具有速度快、定位精度准确的特点，具有很强的实用性能。
作为直角坐标机器人结构设计，本文用了第二、三、四章详细阐述了设计过程，第五章简要介绍了机器人的控制部分，第六对机器人进行了效果分析，并总结了直角坐标机器人的特点。
设计不拘泥于常规，使产品具有更广阔的发展空间，必将成为机器人的发展趋势。
Cartesian Robot DesignAbstractWith the continuous development of modern industry,not only the production of traditional industries has undergone a fundamental change, but also the production of human society has had a major impact. Robot as a tool of modern industrial production, not only greatly increase the productivity and the production environment from a variety of liberation. Currently, many countries have very good industrial robot technology development, China is also in-depth research and development. Porters of this paper is to design a piece of the Cartesian coordinate robot, which can be used in automated production lines and artificial compared to fast, accurate positioning accuracy characteristics,with strong practical performance.As the design of the right-angle coordinate robot,the text uses the second the third and the forth chapters to say the process of the design.The five chapter briefly describes some of the robot's control. The sixth chapters carried out effectiveness analysis and summarizes the characteristics of a Cartesian coordinate robot.The design makes the products have much more development,which must be the current of robot's development.Key words: Straight line Cartesian coordinate Structure目录摘要 (I)ABSTRACT (II)一绪论 01.1直角坐标机器人概念 01.2直角坐标机器人的应用及分类 (2)1.3当前机器人技术的发展 (2)1.3.1机器人发展的概况 (2)1.3.2直角坐标机器人的发展情况 (5)1.4设计基本步骤 (5)1.5本文研究的主要内容 (6)二直角坐标机器人的工作原理 (7)2.1实现三个自由度运动的基本原理 (7)2.2末端执行器抓取工件的基本原理 (7)2.2.1概述 (7)2.2.2手指式手部的工作原理 (8)三直角坐标机器人结构设计 (10)3.1直角坐标机器人外形方案的确定 (10)3.2直角坐标机器人传动及驱动方式的选择 (10)3.2.1直角坐标机器人传动方式的选择 (10)3.2.2直角坐标机器人驱动方式的选择 (11)3.3直角坐标机器人外形尺寸的确定 (11)3.4传动部件、驱动部件类型及主要参数的选择 (12)3.4.1传动部件参数的选择 (12)3.4.2驱动部件的选择 (19)3.5其它辅助部件的设计 (22)3.5.1直线导轨的选择 (22)3.5.2滚动轴承的选择 (23)3.5.3机器人拖链的选择 (24)3.5.4其它部件的设计 (24)3.6机械手结构设计 (24)3.6.1机械手的结构特点 (24)3.6.2机械手的手部尺寸及抓取范围 (25)3.6.3机械手传动装置的设计 (25)3.6.4机械手驱动装置的选择 (27)3.6.5机械手其它部件的选择 (27)四机器人的校核及结构的可靠性分析 (28)4.1轴承的校核 (28)4.2各主要功能部件的可靠性分析 (28)4.3各自由度间连接件的可靠性分析 (29)4.4轴的校核计算 (30)五机器人的控制 (32)5.1步进电机的概况 (32)5.2步进电机的工作原理 (32)5.3步进电机的控制 (33)六直角坐标机器人的效果分析及技术评价 (34)6.1直角坐标机器人的效果分析 (34)6.1.1直角坐标机器人与人工操作的比较 (34)6.1.2采用机器人工作带来的问题 (34)6.2直角坐标机器人结构的技术评价 (34)6.2.1整体结构技术评价 (34)6.2.2零件的技术分析 (35)参考文献 (37)一绪论1.1直角坐标机器人概念直角坐标机器人概念：工业应用中，能够实现自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系、多用途的操作机。
结构力学笔记
第一章绪论1、不论设计任何结构都要经过正确的计算，才能达到安全、经济和合乎使用要求的目的。
2、活动铰支座、铰支座、固定支座和定向支座3、杆件结构的结点，通长可分为铰结点、刚结点、组合结点三种。
4、铰结点上的铰结端可以自由相对转动，因此，受荷载作用时：铰结点上个杆间夹角可以改变，与受荷前的夹角不同；各杆的铰结端不产生弯矩。
铰结点：被连接的杆件在连接处不能相对移动，但可以相对转动，可以传递力，但不能传递力矩。
木屋架的结点比较接近与铰结点。
5、刚结点上各杆的刚结端不能相对转动，即认为刚结点是一个刚体，各杆均刚结与此刚体上，因此，受荷后：刚结点上各杆间的夹角不变，各杆的刚结端旋转同一个角度；各杆的刚结端一般产生弯矩。
刚结点：被链接的杆件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动，既可以传递力也可以传递力矩。
现浇混凝土结点通常属于这类情形。
6、若在同一个结点上，某些杆间相互刚结，而另一些杆间相互铰结，则称为组合结点或半铰结点。
7、铰结点上的铰称为完全铰或全铰。
组合结点上的铰则称为非完全铰或半铰。
8、实际结构情况复杂，往往不能考虑所有因素去做严格计算，而需去掉次要因素，以简化图式来代替，这种用以计算的简化图式，叫做结构的计算简图或计算模型。
9、确定计算简图的原则是：保证设计上需要的足够精度；使计算尽可能简单。
10、常见杆件结构类型梁（多跨静定梁、连续梁）、拱、桁架、钢架第二章平面体系的几何组成分析1、在不考虑材料应变的条件下，几何形状和位置都不能改变的体系称为几何不变体系。
在原来位置上可以运动，而发生微量位移后不能继续运动的体系，叫做瞬变体系。
可以发生非微量位移的体系称为常变体系。
常变体系和瞬变体系统称为可变体系，均不能作为建筑结构，只有几何不变体系才能用作建筑结构。
由于瞬变体系能产生很大的内力，所以不能用作建筑结构。
2、自由度：是体系运动时可以独立改变的几何参数的数目。
即确定体系位置所需的独立坐标的数目。
3、点的自由度：在平面内点的自由度等于2.4、刚片：几何不变的平面物体叫刚片。
混凝土结构设计规范GB50010-2019主要修订内容介绍
（GB50010-2019)
主要修订内容介绍
广东工业大学建设学院 结构研究所 叶伟年
目 录
结束
前言 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十三章 第十四章
概论 术语与符号 基本设计规定 混凝土结构的材料 结构分析 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 受压构件承载力计算 受拉构件承载力计算 受扭构件承载力计算
新规范删除了旧规范中的弯曲抗压强度fcm，改用轴心抗压强度fc 乘以反映高强混凝土特性的降低系数α 1来表示，理由如下： 1)与国际接轨； 2)协调正截面承载力的计算； 3)简化计算；
新规范调整了轴心抗压强度标准值、轴心抗拉强度标准值与立方 体抗压强度标准值之间的关系式；
为提高安全度，混凝土材料分项系数由1.35提高为1.40； 弹性模量、剪变模量、泊松比、线膨胀系数以及疲劳强度修正系 数等与旧规范一致，仅补充了C65-C80高强混凝土相应的参数。
在设计计算方面提高了预应力的张拉控制应力、改进了 预应力损失的计算、考虑了超静定后张法预应力构件由 于约束变形产生的次内力影响、规定了高效预应力混凝 土构件的端部构造措施、改进了正截面、斜截面、受压 构件和其他一些承载力的设计方法；
在构造方面增加了保护层厚度的要求、重新规定了受力 钢筋的锚固和连接要求、提高了钢筋的最小配筋率、加 大了钢筋的延伸长度，增加了裂缝控制条款，完善了框 架节点和深受弯构件的设计方法；
标准组合即旧规范中的短期效应组合，准永久组合即旧规范中 的长期效应组合；
受弯构件的最大挠度计算应按荷载效应的标准组合并考虑荷载 长期作用影响，与旧规范相同；
设计概论【精选文档】
第一章设计涵义1、广义的设计是一种人类对秩序和规律的渴望和冲动。
补充：广义的设计，是蕴含宇宙万物之中的一种追求平衡与有序的力量，是人类试图统一和支配一切冲动和需要而设计,即design一词，有其语源学上的历史含义。
2、现代设计的一般涵义:指的是一种计划、设想、规划、问题解决的方法，通过视觉的方式传达出来的活动过程。
3、现代设计的核心内容:①计划，构思的形成；②视觉的传达方式，即把计划、构想、设想、解决问题的方法，通过视觉的方式传达出来的活动过程;③计划通过传达之后的具体应用。
补充：现代设计的计划、构思受到市场营销，一般的心理学和消费心理、人机工程学、技术美学、现代科学技术等因素影响和制约而形成的；传达这种计划和构思的方式,可以从简单的、传统的手工绘图（预想图）、模型到复杂的电脑设计预想虚拟呈现，因具体的设计要求而不同；而设计应用，与具体涉及所涉及的生产方式的技术条件和应用的现代社会密切相关。
4、现代设计的基本形态:现代环境设计（包括城市规划设计、建筑设计、室内设计和环境设计）、现代产品设计(工业设计)、视觉传达设计（包括广告设计、包装设计、书籍装帧设计，以及企业形象及标志设计）、染织服装设计（包括时装设计与成衣设计、染织品设计等)、非物质设计（包括各类数字多媒体设计等)。
第二章设计元素1、动线:空间的组织把空间的连续性排列和时间的先后顺序有机地统一起来，形成一个空间动态的主线。
2、主轴线：按照一定意义进行主题空间的排布，并寻求相同或相似的媒介形态来限定，形成整体造型主导整个空间形态，并形成的造型路线成为主轴线。
3、序列:为了展现空间的总体势或者突出空间的主题而创造的空间先后次序组合关系。
4、线条在设计中的作用：①线传达情绪和感觉;②定义形状。
5、三维立体空间的类型：方体空间；锥型空间；柱形空间；球形空间;三角形空间;环形、弧形或螺旋形空间6、二维平面幻想空间的营造方法：①重叠②大小③垂直定位④透视⑤错视空间7、线条的类型和特性：从性质上，线条可以分为实际、隐藏和精神的线。
第五章林分结构的设计
第五章林分结构的设计本章着重说明有关人工林结构的设计问题，在主要造林树种确定以后，人工林结构主要决定于密度、配置、组成等因素。
林木群体结构――指林木群体的各组成成分的空间和时间分布格式。
下面逐项介绍林分结构设计的主要项目：林分密度、种植点配置、树种组成第一节林分密度一、概念和意义林分密度――指单位面积林地上的林木的数量。
林分密度是所能控制的主要因子，也是形成一定林分水平结构的数量基础，对林产品的质量、数量和林分的稳定性都有深刻的影响，探索合理密度是森林培育研究及生产的中心课题之一。
由于密度在森林一生中不断变化，就冠以不同名称来称之。
将森林起源时形成的密度称之“初始密度”，它是森林生长发育各个时期的密度变化的基础，而将其它时期的密度称为“经营密度”。
人工林的初始密度称为造林密度――是指单位面积造林地上栽植株数或（穴）数。
如：杉100~300株/亩；油茶3~5粒/穴；油桐2~3粒/穴，70~80穴/亩。
二、造林密度的作用规律造林密度以及由它发展成的后期林分密度在人工林整个成林成材过程中起着巨大的作用，了解和掌握这些作用规律，将有助于确定合理的造林密度。
密度对林木的作用，从幼林接近郁闭时开始出现，一直延续到成熟收获期，尤以在干材林阶段及中龄阶段最为突出。
（根据密度作用规律，说明密度与树冠、胸径、树高的关系，并说明其原因）1. 密度与树冠的关系随密度增加，树冠减小，密度与树冠呈反比。
说明密度大小明显影响树冠的发育即冠幅CW、冠长、树冠表面积或体积。
原因：随着密度增加，林分郁闭提前，树冠之间的矛盾就来得早，相互之间抑制也早，因此，冠幅就越小。
2. 密度与直径生长的关系密度对直径生长具有明显的限制作用，即密度越大，直径生长越小，密度与直径呈反比关系。
密度倒数式：D－1＝A＋BN（密度效应曲线）原因：随着密度增加，树冠减小，叶面积指数减小，制造的光合产物减少。
对一个树种来说，一定的胸径与一定的密度相对应，而与年龄和立地无关。
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5.5
5.5.1
5.5.2 5.5.3 5.5.4
数据库的物理设计
数据库物理设计的内容和方法
关系模式存取方法选择 确定数据库的存储结构 评价物理结构
5.5.4
评价内容
评价物理结构
对数据库物理设计过程中产生的多种方案进行细致的
评价，从中选择一个较优的方案作为数据库的物理结
构
评价物理结构(续)
查询的投影属性
数据库的物理设计的内容和方法（续）
选择物理数据库设计所需参数(续)
数据更新事务 被更新的关系 每个关系上的更新操作条件所涉及的属性 修改操作要改变的属性值
每个事务在各关系上运行的频率和性能要求
数据库的物理设计的内容和方法（续）
关系数据库物理设计的内容
为关系模式选择存取方法(建立存取路径) 设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构
关系模式存取方法选择（续）
DBMS常用存取方法
索引方法 目前主要是B+树索引方法 经典存取方法，使用最普遍
聚簇（Cluster）方法
HASH方法
一、索引存取方法的选择
根据应用要求确定
对哪些属性列建立索引 对哪些属性列建立组合索引 对哪些索引要设计为唯一索引
索引存取方法的选择（续）
易变部分与稳定部分分开存放
存取频率较高部分与存取频率较低部分，分开存放
确定数据的存放位置（续）
例： 数据库数据备份、日志文件备份等由于只在故障恢复时才 使用，而且数据量很大，可以考虑存放在磁带上 如果计算机有多个磁盘或磁盘阵列 ，可以考虑将表和索
引分别放在不同的磁盘上，在查询时，由于磁盘驱动器并
5.5
5.5.1
5.5.2 5.5.3 5.5.4
数据库的物理设计
数据库物理设计的内容和方法
关系模式存取方法选择 确定数据库的存储结构 评价物理结构
5.5.3
确定数据库的存储结构
确定数据库物理结构的内容
1. 确定数据的存放位置和存储结构 关系 索引 聚簇
日志
备份 2. 确定系统配置
选择索引存取方法的一般规则
如果一个(或一组)属性经常在查询条件中出现，则考虑在这 个(或这组)属性上建立索引(或组合索引) 如果一个属性经常作为最大值和最小值等聚集函数的参数， 则考虑在这个属性上建立索引 如果一个(或一组)属性经常在连接操作的连接条件中出现， 则考虑在这个(或这组)属性上建立索引
聚簇存取方法的选择（续）
2. 当通过聚簇码进行访问或连接是该关系的主要应用，
与聚簇码无关的其他访问很少或者是次要的时，可以
使用聚簇。
尤其当SQL语句中包含有与聚簇码有关的ORDER BY，
GROUP BY，UNION，DISTINCT等子句或短语时，使
用聚簇特别有利，可以省去对结果集的排序操作
聚簇的适用范围
1. 既适用于单个关系独立聚簇，也适用于多个关系组 合聚簇
例：假设用户经常要按系别查询学生成绩单，这一查询涉 及学生关系和选修关系的连接操作，即需要按学号连接这 两个关系，为提高连接操作的效率，可以把具有相同学号 值的学生元组和选修元组在物理上聚簇在一起。这就相当 于把多个关系按“预连接”的形式存放，从而大大提高连 接操作的效率。
聚簇存取方法的选择（续）
聚簇的局限性
1. 聚簇只能提高某些特定应用的性能 2. 建立与维护聚簇的开销相当大 对已有关系建立聚簇，将导致关系中元组移动其物理存储位置， 并使此关系上原有的索引无效，必须重建
当一个元组的聚簇码改变时，该元组的存储位置也要做相应移
动
聚簇存取方法的选择（续）
设计物理数据库结构的准备工作
对要运行的事务进行详细分析，获得选择物理数据库
设计所需参数
充分了解所用RDBMS的内部特征，特别是系统提供的存
取方法和存储结构
数据库的物理设计的内容和方法（续）
选择物理数据库设计所需参数
数据库查询事务
查询的关系
查询条件所涉及的属性
连接条件所涉及的属性
第七章
5.1 5.2
数据库设计
数据库设计概述 需求分析
5.3
5.4
概念结构设计
逻辑结构设计
5.5
5.6
数据库的物理设计
数据库的实施和维护
5.5
小结
5.5
数据库的物理设计
数据库的物理设计
数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据 库的物理结构，它依赖于选定的数据库管理系统 为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境
2、 评价数据库的物理结构
1) 存储空间 2) 存取时间 3) 维护代价
三、HASH存取方法的选择
选择HASH存取方法的规则 当一个关系满足下列两个条件时，可以选择HASH存取方法 该关系的属性主要出现在等值连接条件中或主要出现在相 等比较选择条件中 该关系的大小可预知，而且不变； 或 该关系的大小动态改变，但所选用的DBMS提供了动态HASH 存取方法
聚簇存取方法的选择（续）
优化聚簇设计
从聚簇中删除经常进行全表扫描的关系；
从聚簇中删除更新操作远多于连接操作的关系；
不同的聚簇中可能包含相同的关系，一个关系可以在某一个聚簇中， 但不能同时加入多个聚簇 –从这多个聚簇方案(包括不建立聚簇)中选择一个较优的，即 在这个聚簇上运行各种事务的总代价最小
关系上定义的索引数过多会带来较多的额外开销
维护索引的开销 查找索引的开销
二、聚簇存取方法的选择
聚簇
为了提高某个属性（或属性组）的查询速度，把这个或这 些属性（称为聚簇码）上具有相同值的元组集中存放在连 续的物理块称为聚簇
聚簇存取方法的选择（续）
聚簇的用途
1. 大大提高按聚簇码进行查询的效率
数据库的物理设计(续)
数据库物理设计
确定数 据库的 物理结 构 评价数据 库的物理 结构
逻辑结 构设计
数据库 实施
逻辑 模型
物理 模型
5.5
5.5.1
5.5.2 5.5.3 5.5.4
数据库的物理设计
数据库物理设计的内容和方法
关系模式存取方法选择 确定数据库的存储结构 评价物理结构
5.5.1
数据库物理设计的内容和方法
评价方法（完全依赖于所选用的DBMS ）
定量估算各种方案
存储空间 存取时间
维护代价
对估算结果进行权衡、比较，选择出一个较优的合理的 物理结构 如果该结构不符合用户需求，则需要修改设计
数据库物理设计小结：
1、确定数据库的物理结构
1) 确定数据的存储结构 • (1) 适当冗余 • (2) 增加聚簇功能 2) 设计数据的存取路径 • (1) 建立索引 3) 确定数据的存放位置 • (1) 分盘存放 4) 确定系统配置 • (1) 参数优化
例：假设学生关系按所在系建有索引，现在要查询信息系
的所有学生名单。
信息系的500名学生分布在500个不同的物理块上时，
至少要执行500次I/O操作
如果将同一系的学生元组集中存放，则每读一个物 理块可得到多个满足查询条件的元组，从而显著地 减少了访问磁盘的次数
聚簇存取方法的选择（续）
2. 节省存储空间 聚簇以后，聚簇码相同的元组集中在一起了， 因而聚簇码值不必在每个元组中重复存储，只要 在一组中存一次就行了
5.5
5.5.1
5.5.2 5.5.3 5.5.4
数据库的物理设计
数据库物理设计的内容和方法
关系模式存取方法选择 确定数据库的存储结构 评价物理结构
5.5.2
关系模式存取方法选择
数据库系统是多用户共享的系统，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 物理设计的任务之一就是要确定选择哪些存取方法，即建 立哪些存取路径
聚簇存取方法的选择（续）
设计候选聚簇 对经常在一起进行连接操作的关系可以建立聚簇 如果一个关系的一组属性经常出现在相等比较条 件中，则该单个关系可建立聚簇
如果一个关系的一个(或一组)属性上的值重复率
很高，则此单个关系可建立聚簇。即对应每个聚 簇码值的平均元组数不太少。太少了，聚簇的效 果不明显
1. 确定数据的存放位置
确定数据存放位置和存储结构的因素
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 例：消除一切冗余数据虽能够节约存储空间和减少 维护代价，但往往会导致检索代价的增加 必须进行权衡，选择一个折中方案
确定数据的存放位置（续）
基本原则
根据应用情况将
的物理结构的过程，就是数据库的物理设计
数据库的物理设计(续)
数据库物理设计的步骤
确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存取方法 和存储结构 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
行工作，可以提高物理I/O读写的效率
确定数据的存放位置（续）
例（续）： 可以将比较大的表分别放在两个磁盘上，以加
快存取速度，这在多用户环境下特别有效
可以将日志文件与数据库对象（表、索引等） 放在不同的磁盘以改进系统的性能
2. 确 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 使用的缓冲区长度、个数 存储分配参数 …….