Проведен сравнительный анализ различных типов структур БД (иерархических, сетевых, реляционных, постреляционных и объектно-ориентированных), сформулированы требования к методам и системам их проектирования. Предложена формализованная методология анализа и синтеза оптимальных структур объектно-ориентированных баз данных (ООБД). Модели и постановки задач синтеза оптимальных логических структур ООБД разработаны с использованием критериев минимума общего времени загрузки ООБД и обслуживания заданного множества запросов пользователей и транзакций, минимума суммарного времени выполнения множества запросов и транзакций к ООБД. Задачи синтеза сформулированы в виде задач нелинейного целочисленного программирования. Для их решения предложены эффективные точные и эвристические алгоритмы.