《物理数据库设计(2007)》是Sam S. Lightstone、Toby J. Teorey和Tom Nadeau三位专家合著的重要著作，深入探讨了数据库的物理设计，关键在于数据库性能优化。在数据库系统中，物理设计涵盖了数据在磁盘上的存储方式、索引构建、查询执行策略等多个方面，对系统效率和扩展性有直接影响。
一、数据库物理结构
1. 表空间与段：表空间是数据库中的最大逻辑存储单元，段包含表、索引和其他对象。
2. 数据块与行：数据以块为单位存储，每块包含多行数据。设计需考虑行大小和块的利用率，以提升I/O性能。
二、索引设计
1. B树索引：最常见的索引类型，适用于等值查询，可快速定位数据。
2. Bitmap索引：用于多值字段的查询，位图表示数据，节省存储但更新较慢。
3. R树和Guttman树：用于地理空间数据，适用于多维查询。
三、存储优化
1. 表的分区：将大表划分为多个部分，提升查询性能和管理效率。
2. 表的聚簇：将相关数据一起存储，减少I/O操作。
3. 索引覆盖：确保索引包含查询所需的全部列，避免回表。
四、查询执行优化
1. 查询计划：数据库解析器基于SQL生成执行计划，包括访问路径、排序和连接方法等。
2. 子查询优化：通过嵌套循环、并行执行或子查询转换优化性能。
3. 重写规则：DBMS应用规则优化，如消除冗余操作、合并查询等。
五、事务与并发控制
1. 锁机制：用于并发操作的一致性控制，包括共享锁（读锁）和独占锁（写锁）。
2. MVCC（多版本并发控制）：允许多个事务同时读写，提升并发性能。
3. 事务隔离级别：包括读未提交、读已提交、可重复读和串行化，不同隔离级别带来不同并发问题。
六、性能监控与调优
1. SQL分析：分析SQL执行时间、资源消耗等，找出性能瓶颈。
2. 数据库调优顾问：自动诊断性能问题，提供改进建议。
3. I/O监控：跟踪磁盘I/O，优化数据访问模式。
《物理数据库设计(2007)》全面覆盖数据库物理设计的方方面面，是数据库管理员和开发人员的重要参考。通过本书的学习，读者可掌握如何通过物理设计提升数据库性能。