数据库系统加密与性能优化研究
面向大数据处理的数据库设计与优化研究

面向大数据处理的数据库设计与优化研究大数据处理已成为当今信息技术领域的热门话题,而数据库设计与优化是支持大数据处理的重要环节。
本文将就面向大数据处理的数据库设计与优化进行研究。
随着数据量的不断增长,传统的数据库管理系统面临诸多挑战。
大数据处理需求提出了对数据库系统的新要求,包括高吞吐量、高并发性、高可用性和弹性扩展等等。
因此,面向大数据处理的数据库设计与优化成为必要的研究课题。
首先,我们应该考虑选择适合处理大数据的数据库类型。
当前常见的大数据处理数据库主要有关系数据库、分布式数据库和NoSQL数据库等。
关系数据库具有良好的数据结构和事务处理能力,适用于一些需要复杂查询和事务控制的场景。
分布式数据库适合处理大规模数据和高并发访问的情况,具有良好的可扩展性和容错性。
NoSQL数据库则更适合处理半结构化和非结构化数据,以及对性能要求较高的场景。
其次,面向大数据处理的数据库设计需要考虑数据模型的选择。
传统的关系数据库使用二维表结构进行数据存储,而在面向大数据处理的情况下,数据模型的选择应根据数据类型和应用需求进行优化。
例如,用图模型来存储和查询复杂的关系网络数据,可以提高查询效率和灵活性;文档数据库则适用于存储半结构化和非结构化数据。
另外,面向大数据处理的数据库设计需要关注数据存储和处理的效率。
首先,需要对数据进行分片存储和分布式处理,以提高数据的可扩展性和并行处理能力。
其次,可以使用数据压缩和索引技术来减小数据库的存储空间和提高查询效率。
此外,还可以利用缓存和缓冲区技术来减少IO开销,提高数据访问速度。
此外,面向大数据处理的数据库设计需要考虑数据安全和隐私保护。
由于大数据中包含大量的敏感数据,因此必须采取相应的安全措施来防止数据泄露和未经授权的访问。
可以通过数据加密、身份认证和访问控制等手段来保护大数据的安全。
除了数据库设计,数据库的优化也是面向大数据处理的关键步骤之一。
首先,可以通过数据预处理和数据清洗来提高数据质量和减少数据处理的时间。
网络数据库的安全及性能优化问题研究

网络数据库应用系统是数据库技术与网络技术相结合进 行信息处理的系统 。这种结合一方面大大提高 了网络功能 , 同时也将数据库应用延伸到网络上 , 发挥数据库强大的数据 管理 作用 。网络数据 库应用系统正在以惊人的速度应 用于社 会各 方面 。 国外 , 在 数据库生产已形成规模 , 走向产业 化和商 业化, 这就使得 网络数据库 的整体 发展呈现出以下特点 :数 据量大,增长迅速 ,更新速度快 ;品种齐全,内容 丰富;数
任艳斐
R Y f en an ei
( 濮阳职业技术学院数学 与信息工程系 ,河南 濮 阳 470 ) 500
(e a t e t o a h a d Eg ne i g u a g Vc in l I s iue e a ua g 4 70 ) D p rm n f M t n n i e r n ,P y n o t o a n t t t ,H n n P y n 5功能强 ; 检索结 果的显示 与输 出
灵活、多样 ;数据 库系统有扩展整合功能等。因此网络数据 库访 问的查询速度 、 安全控制及其可靠性等问题 的研 究已成 为新 的热点和难题 。
0 引言
安全地存储数据库连接字符串 。当应用程序使用 SL Q 身
身份验证来连接到 S L S r e , Q e v r 或者是连接到需要明确登录 凭据 的 ̄M co o t ir sf 数据库 , 这种 睛况下连接字符串包括 明文 用户名和密码 。使用相应的标识来访 问数据 库。可 以通过使 用调 用进程 的进程标识 、一个或 多个服务标识 , 或者原始调 用者 的标识进行数据访问 ( 使用模 拟/委托) 保护在 网络上 。 传 输的数据 , 包括保护来 回传输于 S IS r e 的登录凭据信 Q e v r 息和机密数据 。在有些应用程序方案 中, 需要对应 用程序和 数据 库之 间的通信链路进行保护 , 这就要保证消息完整性和 消息机密性 , 数据必须被加密和签名。 在数据库对调 用者进行验证 。S I e vt Q S t e 支持 W n o s i d w 身份验证和 S L Q 身份验证。虽然 W n o s身份验证比 S L身 idw Q 份验 证更安全 , 但以下应用程序方 案巾不允许使用 W n o s i dw 身份验证 ①数据库客户端和数据库服务器 由一 防火墙隔 开, 从而导致无法使用 W n o s id w 身份 验证 ;②应用程序需要
数据库系统的优化与性能提升研究

数据库系统的优化与性能提升研究第一章:引言数据库是计算机科学领域里的重要主题之一,用于存储、管理和处理大量的数据。
数据库系统的优化和性能提升是数据库领域的一个核心问题,也是广泛关注的话题之一。
本文将介绍数据库系统的优化和性能提升技术,并且针对一些重要数据库系统,提出了相应的性能优化措施。
第二章:数据库系统性能瓶颈数据库系统的性能受到多种因素的影响,例如硬件配置、系统调优、SQL语句优化等。
硬件配置是数据库性能的基础,包括CPU、内存、硬盘等,这些硬件的性能直接决定着数据库系统的性能上限。
系统调优包括操作系统的参数设置、文件系统优化、网络调优等,可以提高数据库系统的运行效率。
SQL语句的优化是优化数据库系统性能的重要手段,包括优化查询语句、索引优化、表结构优化等。
第三章:数据库系统性能优化技术3.1 查询语句优化查询语句的优化是数据库系统性能优化的关键。
通过优化查询语句可以减少对数据库的访问次数,提高查询效率。
具体方法包括:- 选择合适的查询语句:可以根据实际需求选择恰当的查询语句,避免一些不必要的查询或重复查询。
- 尽量避免使用SELECT *:查询语句中,SELECT *会导致许多不必要的数据被查询出来,应该尽量避免使用。
- 尽量避免使用子查询:一些复杂的查询中,使用子查询容易影响查询效率,可以尝试使用其他查询方式(如JOIN)代替子查询。
- 优化WHERE,JOIN条件:通过合理设置WHERE、JOIN条件,可以提高查询效率,避免全表扫描等操作。
3.2 索引优化索引的建立是优化数据库系统性能的重要手段之一,通过正确建立索引可以提高查询效率,避免全表扫描等操作。
具体方法包括:- 选择索引字段:应该选取常用作查询条件的字段作为索引字段。
- 索引字段应该是尽量小的数据类型:因为较小的数据类型可以提高查询效率,同时也能减小索引的存储开销。
- 索引应该限制NULL值:因为NULL值不能作为索引,如果索引字段允许NULL值,可能会导致全表扫描等操作。
Sybase数据库性能优化研究

S b s t ba ePe f r a c tm ia i n S u y y a eDa a s r o m n eOp i z t t d o
W a gY pn n a ig
( a g h uB i i ,o ue e tr a g h u 3 0 ,hn ) H n z o udn C mp tr ne, n z o 1 0 3C i l g C H 0 a
.
L re cl dt ae ef mac p mi tnit ci eh e c nyo tmaiuao ae nda— pe o p t a — a a b s r r neot z i ahe i f i c f a n l nbsdo ul u l cm u r gs e a p o i ao so v 曲 i e da p t i d x e
因,确 定所 需要 达 到 的 目标 ,然 后利 用相 关 的性 能监 测 工具 ,实 现对 S b s 数据 库 性能 的改进 与测 算 ,主要 包括 以下 步骤 : ya e 1确 定 测试 数据 集 。测试 用 的数据 集应 具有 典型 性 ,能够代 .
表 S b s 数 据库 系统 在 实际应 用 中的特 点 , ya e 能够 全面 地 反映系 统
关系数据库性能的优化研究

规 范化 的基本 思想 就是逐 步消 除数据 依赖 中不合适 的部分 , 使各关 系模 式达 到某 种程 度 的“ 离” 分 。规 范化能 消除数 据冗余 , 免一定 的更新 异常 , 避 提高 数据库 的完整性 , 从而提 高数据 库的可维 护性和 可靠性 , 但
是, 规范化 也会 把一个 全局关 系 分解为 多个规 范化关 系 , 导 致连 接操作 效 率低 , 而 影 响整个 关 系数 据库 会 从 的查 询效 率 。因此 , 综合 各种 因素适 当地规范 化数 据库基本 表 。 要 在数 据库设 计 中 , 应该尽 量使基 本表 达到第 三范式 模 式¨ 。基 于第 三范 式 的数据 库基 本表 设计 具有 很 j
第 3 卷第 2期 l
21 0 1年 4月
河 池学 院学 报
J OUR NAL OF HEC I ER I Y HIUN V S T
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Ap . 01 r2 1
关 系数 据 库 性 能 的 优 化 研 究
段 艳 明 ,肖辉 辉
( 池学院 河 计 算 机 与信 息 科 学 系 。广 西 宜州 5 60 ) 4 30
多优 点 :
①能 消除数 据冗余 、 节省 磁盘存储 空 问 ;
②能 良好的限制数据完整性 , 使数据容易维护、 移植和更新 ; ③数据的可逆性好 , 在连接查询或者合并表时不遗漏 、 不重复;
5 2
④ 消除了数据冗余列 , 使查询时每个数据页存储 的数据行增多 , 能有效地减少逻辑 IO和物理 IO ; 这样 / /
关 系就越 多 , 过多 的关 系会 导致 表 之间 的连 接操 作频 繁 , 表 之 间的 连 接操 作性 能 较 低 , 而直 接 影 响 到查 而 进 询 的速度 ] 。所 以对 于查询 操作 较 多 的应用 , 系统 就 需要 根 据实 际 情况 运 用 反规 范 化对 数 据库 基 本 表进 行 设计 , 过反 规范 来 提高查 询 的性 能 , 而 提高 整个 数据 库 的性 能 。因此 , 当降 低数 据 库 规 范化 程 度可 以 通 进 适 简 化复 杂处 理进 而提 高数 据库 的性 能 。 根 据数 据库 在性 能方 面 的不 同 , 用 不 同的方 法进 行 反规 范 化 。 以下反 规 范 化设 计 经 实 践 验证 能 提 高 运 数 据库 的性 能 。
数据库性能调优的关键指标与性能指标权衡

数据库性能调优的关键指标与性能指标权衡数据库性能调优是提高数据库系统工作效率和响应能力的关键过程。
在进行性能调优时,我们首先需要了解数据库性能调优的关键指标,然后在实践中进行权衡来达到最佳的综合性能。
本文将介绍数据库性能调优的关键指标以及在权衡中所需考虑的因素。
一、数据库性能调优的关键指标1. 响应时间:响应时间是衡量数据库性能的重要指标之一,它表示从用户发送请求到接收到结果所经过的时间。
较短的响应时间意味着系统能够更快地响应用户的请求,并提供及时的结果。
减少响应时间可以提高用户的体验,并增加系统的可用性。
2. 吞吐量:吞吐量是指数据库系统在某一时间段内完成的工作量。
较高的吞吐量表示系统能够处理更多的请求,并提供更高的数据处理效率。
对于需要处理大量数据的场景,提高吞吐量可以显著提升系统性能。
3. 并发性能:并发性能是指数据库系统在同时处理多个请求时的能力。
当多个用户同时访问数据库时,系统需要能够高效地处理并发请求,并保持数据的一致性。
较好的并发性能可以提高系统的并发处理能力,减少响应时间,并增加系统的吞吐量。
4. 响应能力:响应能力是指数据库系统处理突发高并发请求时的能力。
当系统遇到大规模的并发访问请求时,对于保持较低的响应时间和提供高吞吐量来说,响应能力非常重要。
提高响应能力可以保证系统在高峰期也能顺利处理用户的请求。
5. 可用性:可用性是指数据库系统持续可供用户访问的能力。
对于重要的业务系统来说,高可用性是非常关键的。
通过优化数据库性能,减少系统故障和停机时间,可以提高系统的可用性,并减少业务中断的风险。
二、性能指标权衡的因素1. 资源消耗:在进行性能调优时,需要权衡系统性能的提升和资源消耗之间的关系。
通常,在资源有限的情况下,提高系统性能可能需要增加硬件资源(如内存、CPU等),这会带来额外的成本。
因此,在权衡中需要考虑资源的可用性和成本效益。
2. 数据一致性:在高并发场景下,提高数据库的性能可能需要采用一些技术手段,如缓存机制或分布式数据库,这会增加数据一致性的难度。
数据库应用系统性能优化解决方案研究

中图分类号 :T 311 P 1. 3
文献标识码 :A
文章墒号:10— 59(0 0 4 00 — 1 07 99 2 1 )1— 13 0
Da a s t ba eAppl a i n Sy t m r o m a c i to se Pe f r c n eOptm ia i n o uto i z to S l i ns
区技术 后 ,可 以将 使 用频 率不 同 的表建 立在 不 同的 设备 ( 区、 分 磁 盘 、服务 器 )上 。在 一个石 油行 业销 售管 理 系统 中 ,我 们大 量 使 用 了此类 技术 ,应 用效 果 比较好 。在 数据 量3 个月 可 以达 到8 O O 万 条的 压力下 ,建 立分 区索 引 ,对某 些表 的访 问效 率仍然 很高 。
一
、
分析 当前 系统 数据 表的 数据 量 、利用频 率 ,分 析的 时候可 以 将 目前 系统 的利 用频 率 大的模 块 的S L 句进 行跟 踪 。 Q语 建立 利用 率 高、 据 量大 的数据 表 的字段 的索 引 , 立索 引要根 据 常用 的S L 数 建 O 语 句 条件顺 序来 建 立 ,例如 ,在 很多 数据表 中, 日期条件 和单 位 条件是 一个 必须 存在 的条 件 , 因此要 建立 日期+ 单位 形式 的符合 索 引,并 且要 将索 引 的字段 顺序 调整 为 日期+ 单位 的顺序 。 2 合 理使用 索 引。 . 根 据 建立 的 索 引 的顺 序调 整 所有 的性 能低 的 模块 的S L 句 O语 的条 件 顺 序 , 例 如 , 我们 有 一 个 表 TC D 建立 一 个 0— AE —K, P DT ; DE T I 的索 引, P D 因此在 所有 取T C D — K 的数据 的S L 句 的条 件应 该 O语 是:S LC * RM TC DW EE O—A EB TE N E E TF O K H R PD T EW E 日期条 件AD N日 期 条件A D E T I= N P — D 单位 条件 。在 调整S L 句 的时候 ,如 果有 关 D Q语 联 查询 ,一 定要 先将 查 询数据 的 条件 写在前 ,与其他 表 的关联 写
信息系统中的数据库设计与性能优化

关键词 信 息系统
数据库设计
性能优化
文 献标 识 码 : A
中 图 分 类号 : T P 3 1 1 . 1 3
1 信 息系统( I S ) 中数据库的设计 企业信 息系统 的建设 ,数据库设计是其中一个 非常重要 的环节, 而一个数据 库设计 的好坏 , 直接影响信息系统的运行 速 度 、运行 环境 以及 运 行 空 间 。数 据 库 设 计 的 基 本 要素 是 信 息需求量、 处 理 需 求 量 以及 系 统 整 体 运 行 环 境 , 根 据 这几 个 基 本要素 , 来设计数据库的模式与应用。信息需求量是指, 在使 用一个数据库时, 要存储的信息量 , 处 理需 求 量 则 是 , 在 运 用 个 数 据 库 进 行 工 作 时各 项业 务功 能流 程 ,经 常 进 行 的数 据 加工和处理, 如工资编制、 生产统计、 成本核算、 出入 库 等 , 著 名的信息系统专家詹姆斯 ・ 马丁曾提出了信息系统工程 的三 条 原则 : 数据位于信息系统 的中心 ; 数据结构应是稳定的, 变 化 的只是处理过程 ; 最终用户应真 正参与信息系统的建设 。 因 此,设计一个符合标准 的数据库是 总体数据规划时非常重要 的一件事 , 在分析 了需求以及要求的同时, 坚持 以数据库设计 的理论和方法为指导, 对数据进行合理 的分类 , 建立科学的信 息模型, 为应 用系统 的开发奠定稳 固的基础 。 2影 响 性 能 的 因 素
一
往往有人对数据库设计的不合理 , 导致 数据库运行变慢 , 运行环境不稳定, 这都可 能导致数据库处理过慢, 甚至是崩溃 , 丢失重要的信息 。例如 , 当设 计员设计数据库是 , 没有按信息 量大小进行设计, 导致数据库存储量过小, 无法容纳太 多数据 , 这导致数据库运行过载 , 极有可 能导致数据库 的崩溃。 2 _ 3合 理 的运 用 S Q L语 言 如 果创 建 一 个 数 据 库 更 新 之 类 的 软 件 ,而 没 有 及 时 进 行 C O MMI T提交 , 这就会导致整个系统的锁死 , 对于系统的影响 非 常 严 重 。 分析 影 响性 能 的 因素 ,可 以很 大 程度 上 预 防 数 据 库 出现 的 各种 各 样 的故 障 。 3性 能优 化 的定 义 数据库性能包括信息存储 时的大小及需求量 ,查询数据 库 时 的 时 间 长 短两 个 因素 。所 谓 的数 据 库 性 能优 化 ,就 是 指 对 数 据 库 的 查询 响应 时 间 进 行 优化 , 即 减 少 改 时 间长 短 , 而 查 询响应时间的定义是: 查询响应时间= 服务时间+ 等待 时间, 单 位时 间内用户交易量 ( 吞吐量 ) :以相 同的资源来 完成满足客 户需求的工作性 能调整只是一个相对的概念,它是吞吐量和 响应时间的一个折 中的方案 。对于运行缓慢的系统它 的表现
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数据库系统加密与性能优化研究
作者:周燕玲王羡欠
来源:《硅谷》2008年第05期
[摘要]数据库是一个共享资源,由多个用户直接使用。
为了保证数据库中数据的安全可靠和正确有效,数据库管理系统通常都提供数据的保护功能。
随着数据库使用范围的增大,应用领域的增多,数据库系统安全正面临考验,数据库系统的应用性能也呈现下降的趋势,对数据库系统加密与性能优化进行研究,希望对改进和提高数据库系统的安全性与稳定性有所帮助。
[关键词]数据库系统系统加密性能优化
中图分类号:TP3文献标识码:A 文章编号:1671-7597 (2008) 0310029-01
计算机技术的诞生与发展极大的改变了人们的生产、生活、办公与学习环境。
计算机技术中的数据库技术是为了人们的数据信息处理、转化、保存等产生了积极地意义,本文对数据库系统加密与性能优化进行以便于我们明确相关概念。
一、数据库系统加密
数据库系统的安全除依赖自身内部的安全机制外,还与外部网络环境、应用环境、从业人员素质等因素息息相关,因此,从广义上讲,数据库系统的安全框架可以划分为网络系统层次、宿主操作系统层次和数据库管理系统层次。
这三个层次构筑成数据库系统的安全体系,与数据安全的关系是逐步紧密的,防范的重要性也逐层加强,从外到内、由表及里保证数据的安全。
数据库管理系统层次安全技术主要是用来解决相关认识问题。
数据库加密系统分成两个功能独立的主要部件:一个是加密字典管理程序,另一个是数据库加解密引擎。
数据库加密系统将用户对数据库信息具体的加密要求以及基础信保存在加密字典中,通过调用数据加、解密引擎实现对数库表的加密、脱密及数据转换等功能。
数据库信息的加、解处理是在后台完成的,对数据库服务器是透明的。
数据库系统加密主要分为以下三个层次:OS层、DBMS内核层和DBMS外层。
在OS层加密,在OS层无法辨认数据库文件中的数据关系,从而无法产生合理的密钥,对密钥合理的管理和使用也很难。
对大型数据库来说,在OS层对数据库文件进行加密很难实现。
在DBMS内核层实现加密,这种加密是指数据在物理存取之前完成加/解密工作。
这种加密方式的优点是加密功能强,并且加密功能几乎不会影响DBMS的功能,可以实现加密功能与数据库管理系统之间的无缝耦合。
其缺点是加密运算在服务器端进行,加重了服
务器的负载,而且DBMS和加密器之间的接口需要DBMS开发商的支持。
在DBMS外层实现加密,比较实际的做法是将数据库加密系统做成DBMS的一个外层工具,根据加密要求自动完成对数据库数据的加/解密处理。
采用这种加密方式进行加密,加/解密运算可在客户端进行,它的优点是不会加重数据库服务器的负载并且可以实现网上传输的加密,缺点是加密功能会受到一些限制,与数据库管理系统之间的耦合性稍差。
二、数据库系统性能优化
数据库系统近年来得到了广泛的应用,但用户往往会发现,随着时间的推移数据库系统的应用性能逐渐下滑,因而有必要对数据库系统的性能进行优化。
(一)影响数据库应用性能的主要因素
了解数据库应用性能的影响性因素是进行系统优化的前提和基础,笔者根据多年的研究与总结得出数据库应用性能影响因素主要有:数据库连接方式问题,系统应用方式(架构)问题(应用程序设计的优化),数据库设计问题(指定类型SQL语句的优化),数据库管理与研究问题(数据存储、物理存储和逻辑存,存储的优化)和数据库系统的维护方式等。
(二)数据库应用系统优化的主要方式
数据库系统应用性能的下降将会影响到数据库的使用和效率,因而必须对数据库应用系统进行优化处理,具体来说主要包括:
(1)修改应用技术模式,引入“中间表”的概念,在实际单据未进入核心业务流程前,采用“中间表”的技术思路,就是在实际用户操作过程中,实际操作的是一个临时表,在进行数据某个阶段审核(进入下一个环节)后,将临时表的数据写入正式表,并且删除临时表的数据,这样始终保持用户操作表的固定的数据量而且控制增长,可以定期清除。
(2)改进系统应用方式,建立索引并改进索引应用方式
分析当前数据库系统数据表的数据量、利用频率,分析的时候以将目前系统的利用频率大的模块的SQL语句进行跟踪。
建立利用率高、点击率高、数据量大的数据表的字段索引,建立索引要根据常用的SQL语句条件顺序来建立,并且要将索引的字段顺序调整为日期+单位的顺序。
同时根据建立的索引的顺序调整所有的性能低的模块语句的条件顺序,将那些使用率高的字段进行优化处理。
(3)改进数据库应用和管理
计算机数据库是为了使用的目的而产生的,数据库的应用和管理方式也将对数据库应用的性能产生积极的影响。
数据库是一种资源的共享形式,数据库系统里常常聚集着大量的数据信息,管理人员需对这些信息进行及时的更新处理,以减少数据库系统内的冗员,提高系统的使用效率和使用质量。
(4)利用数据库分区技术进行应用系统的优化
为某些表、索引、视图、存储过程建立专门的数据库分区,目前 SQLSERVER、SYBASE、ORACLE 均支持数据库分区技术,建立分区技术后,可以将使用频率不同的表建立在不同的设备(分区、磁盘、服务器)上。
以提高使用者检索的针对性,从而有效提升数据库系统的应用性能。
计算机数据库系统是计算机一重要的应用领域,它很好地实现了数据资源的共享。
加强数据库系统加密和性能优化研究有助于提升数据库系统的应用质量。
参考文献:
[1]张建军,《浅析数据库系统管理加密技术及其应用》,载《甘肃高师学报》2006,5.
[2]李亚巍,《数据仓库与数据挖掘在机组运行数据分析中的应用》,华北电力大学,2006.
[3]李昌维、杨科华,《嵌入式关系数据库管理系统中主动模块的设计与实现》,载《科学技术与工程》,2008.1.。