首先，如果您的设置真的像您的示例所示的那样简单(一些数字)，那么您现在拥有的数据设计是完全可用的。它的最大优势是非常简单。是的，你有一些重复的数字。但是，即使有数百万行，您的表也不会压倒现代机器的RAM和SSD/硬盘驱动器。如果到了在表中查找内容太慢的地步，可以添加索引。(简单就是好！由过于复杂的数据存储方案引起的数据解释错误是糟糕的！)
但是，你说得对，这是次优的。你走上了正确的道路。SQL数据设计是关于实体和关系的。在我看来，你在你的物质世界里有两个实体。一个是setting，另一个是result。实体之间的关系是这样的：每个setting有零个或多个results。
因此，为自己创建一个settings表，每个设置一行，包含其属性的列。在您的示例中，它们是a和b。

CREATE TABLE settings (
  settings_id  INTEGER PRIMARY KEY, 
  a            INTEGER NOT NULL,
  b            REAL NOT NULL,
  UNIQUE (a, b)
);

UNIQUE行防止您在该表中创建重复行。这可能是可取的，也可能是不可取的。(只有你知道)。如果它不受欢迎，请将其排除在您的表定义之外。
然后为自己制作一张results表，就像这样。对于构成结果一部分的每个观察，您都将有一个专栏。如果我是您，我会添加一个RESULT_TIME列，这样您就可以知道什么时候进行了观察。第二列包含设置的settings_id。

CREATE TABLE results (
  results_id     INTEGER PRIMARY KEY, 
  settings_id    INTEGER,
  results_time   DATETIME,
  obs1           REAL,
  obs2           TEXT,
  obs3           INTEGER
);

然后，一旦填充了这些表，您就可以运行如下查询。

SELECT settings.settings_id, settings.a, settings.b,
       COUNT(results.results_id) number_of_runs,
       MIN(results.results_time) first_result_time,
       MAX(results.results_time) last_result_time,
       AVG(results.obs1) mean_obs1
  FROM settings
  JOIN results ON settings.settings_id = results.settings_id
 GROUP BY settings.settings_id, settings.a, settings.b

(当然，您可以使用当前的数据设计运行类似的查询。)
填充这些表是一个诀窍。在插入每个新的results行时，您必须使用一些代码来...

• 查找相应settings行的settings_id。
• 如果不存在，则插入它，并使用last_insert_rowid()函数获取其id。
• 然后使用该ID插入您的results行。

您没有提到您使用的任何编程语言(python？Java？)所以很难给你具体的建议。