数据库物理设计及其优化技术研究

据 库 技 术 来 保 护 自 己 的 数 据 被 实 时 更 新 到 新 的 位 置 或 者 新 的 系 统 ， 显 然 在 数 据 库 物 理 设 计 中 ，数 据 库 的 物 理 数 据 高 可 靠 性 是 必 须 涉 及 的主 题 。 如 在 Ｏ ｒ ａ ｃ １ ｅ 中使用 Ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ ｓ Ｒ ｅ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ 技 术或 者使 用Ｄ ａ ｔ ａ Ｇ ｕ ａ ｒ ｄ 技 术 实现 数据 本身 的高可 用性 ，而在 Ｄ Ｂ ２ 中 使 用 Ｈ Ａ Ｄ Ｒ 实 现 数 据 的 高 可 用 ，或 者 说 称 为 数 据 库 容 灾 技 术 ， 二 者 各 有 优 缺 点 ， 需 要 针 对 具体 的系 统 需 求 设 计 。 容 灾 方 案 在 物 理 数 据 库 设 计 中 必 须 考 虑 到 ，对 于 任 何 重 要 的 信 息 系 统 ， 必 须对 数 据 容 灾 加 以重 视 ２ ． ６数 据存储技术 数 据 库 的 物 理 结 构 最 终 是 数 据 文 件 和 数 据 块 ，而 这 些 数 据 文 件 肯 定 是 存 储 在 物 理 磁 盘 上 的 ， 所 以可 以通 过 物 理 磁 盘 的 高 效 访 问或 者 高 可 用 的技 术 来 提 高 数 据 访 问时 间 ， 并 提 高 对 数 据 自身 的 保 护 。Ｒ Ａ Ｉ Ｄ（ Ｒ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ａ ｎ ｔ Ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｓ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｖ ｅ Ｄ ｉ ｓ ｋ ｓ ） 廉 价 冗 余 阵 列是最 普遍的技术 ，通过Ｒ Ａ Ｉ Ｄ ￣ Ｉ 以改 善 数 据 的可 靠 性 ， 提 高 Ｉ ／ Ｏ 的 性 能 。Ｒ Ａ Ｉ Ｄ 的 不 同 设 计 方式对 于可 靠性和 Ｉ ／ ０ 性 能 影 响 很 大 。 如 Ｒ Ａ Ｉ Ｄ １ 具 有 比 较 好 的 可 靠 性 和 读 取 速 度 ， 但 写 的 代 价 大 ，Ｒ Ａ Ｉ Ｄ １ 不适 合频 繁写 的系 统： Ｒ Ａ Ｉ Ｄ Ｏ ＋ Ｉ 在Ｒ Ａ Ｉ Ｄ １ 基 础 上 读 取 的 速 度 更 快 ， 这 是 普遍采 用 的方式 ；而Ｒ Ａ Ｉ Ｄ ５ 提 供 比 较 好 的 可 靠 性 ， 但 性 能会 受 到 影 响 ， 不 适 用 于 写 操 作频 繁的系统 。对 于Ｒ Ａ Ｉ Ｄ 还 有更 多的组合方 式 ， 需 要 根 据 具 体 需 求 ，从 可 用 性 和 磁 盘 读 写效率 上合理平衡 来选择一， ＤＲ Ａ Ｉ Ｄ 组 合 。 在 不 同的Ｒ Ｄ Ｂ Ｍ Ｓ 中 会 提 供 自 己 的存 储 方 案 ， 或 者 提 供 基 于 自 身 的 存 储 技 术 ， 从 而 更 好 地 无 缝 连 接 自 己 的数 据 库 系 统 ， ￣ Ｕ Ｏ ｒ ａ ｃ ｌ ｅ 自动 存 储 管理Ａ Ｓ Ｍ 在 集群 中就厂 泛 应 用 ，使 用 效 果
的重要组成部分。研究分析 了当前的数据库物理设计技术 ，通过这些技术 的分析为实施数据 物理设计提 供技术 基础 。然后基 于Ｏｒ ａ ｃ ｌ ｅ 数据库分析 了特点数据库的物 理 设 计 技 术 和 优 化 策 略 以及Ｏｒ ａ ｃ ｌ ｅ自身 部 署 所 需要 的 物 理设 计 思想 。
【ห้องสมุดไป่ตู้关 键 词 】 数 据 库 设 计 ；物 理 设计 ； 优 化 设计
在 制 约 数 据 访 问 的 效 率 的 诸 多 因 素 中 ， 磁 盘 的 访 问 效 率 是 十 分 重 要 的 考 虑 因 素 ， 因 为 磁 盘 访 问 时 机 械 速 度 ， 这 个 速 度 往 往 决 定 了整 个 查 询 时 间 。 而 随 着 数 据 量 急 速 增 加 ， 如 果 可 以 减 少 表 的 扫 描 时 间 ，减 少
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数据库物理设计及其优化技术研究
天津 国土资源和房屋职业学院 杨 晨
【 摘 要 】 数据 库 系 统 优 化 已经 成 为 当下 十 分 热 门 的研 究 内 容 之 一 ，数 据 量 的急 剧 增 大 、 多 用 户 的 大 并 发 量 访 问使 得 数 据 库 的 物 理 设 计 以及 优 化 成 为 信 息 系 统 设 计
随 着 我 国 信 息 化 的 高 速 发 展 以 及 大 量 关 系 国计 民 生 的 信 息 系 统 的 应 用 ， 人 们 将 越 来越依赖 于信息化带 来的快捷优质 的服务 。 信 息 时 代 数 据 库 技 术 已 经 渗 透 到 各 种 应 用 领 域 当 中 ， 互 联 网 的 快 速 发 展 推 动 着 数 据 库 技 术 应 用 的激 烈 变 革 。 当 前 随 着 数 据 库 系 统 数 据 容 量 的 急 剧 增 加 ， 而 且 并 发 访 问 的 用 户 也 迅 猛 增 长 。 对 于 数 据 库 系 统 的 性 能 提 出 了 严 峻的挑战 ，这些因素 导致对 于数据库 物理设 计 优 化 提 出 了 新 的研 究 课 题 。
十分 理想 。
访 问的数据块 ，显然可 以减 少数据 的检 索时 间。分区技术 可以解决这个 问题 ，在计 算机 领 域 分 而 治 之 的 思 想 十 分 普 遍 ， 而 且 很 好 的 解 决 了 很 多技 术 难 题 ，在 数 据 库 物 理 设 计 中 分 区 技 术 就 是 用 应 用 分 而 治 之 的 思 想 ， 将 一 １ ． 数据 库 物理 设 计在 系 统开 发 中的 地 个 大 表 按 照 某 种 规 则 分解 成 多 个 小 表 ， 从 而 位 与 作 用 对 于数据访 问，数据维护 ，数据 的高可 用性 当 前 信 息 化 技 术 在 各 个 行 业 的 管 理 和 贡 献 了 很 多好 处 。 同时 分 区 表 可 以存 放 在 不 生 产 环 节 中 得 到 了广 泛 的 应 用 ，数 据 库 技 术 同 物 理 磁 盘 ， 显 然 对 于 平 衡 系 统 Ｉ ／ Ｏ 效 果 很 是 构 成 信 息 系 统 或 动 态 网 页 的 重 要 内 容 ，数 明 显 。 复 合 分 区 是 指 按 照 更 多 的 准 则 来 分 据 设 计 是 系 统 开 发 的基 础 工 作 ，数 据 库 的 数 区 ， 可 以按 照 时 间 分 区 ，而 在 每 个 分 区 内 再 据 逻 辑 结 构 直 接 影 响 系 统 各 模 块 功 能 的 执 行 按 照 地 点 分 区 ， 显 然 这 种 分 区 就 是 粒 度 更 流 程 和 运 行 效 率 。因 此 数 据 库 设 计 的 规 范 化 细 ， 操 作 就 更 灵 活 。在 Ｏ ｒ ａ ｃ １ ｅ 、Ｓ Ｑ Ｌ Ｓ Ｅ Ｒ Ｖ Ｅ Ｒ 是 系 统 开 发 中 非 常 重 要 的 一 个 环 节 ， 也 是 影 以 及 Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ｉ Ｘ Ｄ ａ ｔ ａ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ 中都 支 持 复 合 分 响 系 统 运 行 速 度 的重 要 因 素 。数 据 库 在 物 理 区 技 术 。分 区 是 对 表 的分 区 ， 对 于 分 区 表 使 设备上 的存储结构与存 取方法称为 数据库 的 用 合 理 的 分 区 索 引 可 以极 大 提 高 分 区表 的 检 物 理 结 构 ， 为 一 个 给 定 的 逻 辑 数 据 模 型 选 取 索 效 率 ， 而 分 区 索 引 需 要 针 对 不 同 的分 区 类 个最适 合的应用环境 的物理结构 的过程 ， 型 和 数 据 分 布 合 理 设 计 ，在 资 源 需 求 和 效 率 就是 数据库 的物 理设 计。在 此步骤 中Ｄ Ｂ Ａ 首 之 间 合 理 平 衡 。 先 必 须 充 分 了解 应 用 环 境 ， 详 细 分 析 要 运 行 ２ ． ３ 物 化 视 图 的 事 务 以 获 得 选 择 物 理 数 据 库 设 计 所 需 要 的 视 图 可 以 很 好 的 解 决 诸 如 安 全 ， 数 据 参数 ，并 充分 了解所Ｒ Ｄ Ｂ Ｍ Ｓ 的 内部特 征，特 灵活 性 等 好 处 ， 但是 视 图 只是 一 个 Ｓ Ｑ Ｌ 定 别是存取 方法和存储结 构。 义 ， 使 用 视 图还 必 须 进 行 基 表 的 访 问 ， 显 然 ２ 数 据 库 物 理 设 计 技 术 研 究 对 于频 繁 访 问 的 基 表 ，效 率 就 是 问题 。而 物 数 据 库 物 理 设 计 变 得 越 来 越 重 要 ， 不 化 视 图 可 以解 决 这 个 问题 ， 物 化 视 图 具 有 传 同 的 数 据 库 厂 商 都 提 出 了 自 己 的物 理 数 据 库 统 视 图 的 优 点 ， 同 时 又 不 局 限 于 基 表 而 影 响 设 计 的技 术 或 者 工 具 ， 来 满 足 不 同 用 户 应 用 性 能 ， 因 为 物 化 视 图 是 物 理 存 储 的表 ， 它 基 对 于 数 据 库 物 理 设 计 的 需 要 。 当前 的 数 据 库 于 用 户 创 建 的视 图 定 义 ，类 似 一 个 物 理 表 。 物 理 设计 在 整 个 数 据 库 生 命 周 期 中 的 地 位 越 这 个 物 化 视 图 可 以是 快 速 刷 新 的 物 化 视 图 ， 来 越 重 要 ， 而 针 对 物 理 数 据 库 设计 的 技 术 也 也 可 以是 可 更 新 的 物 化 视 图 ， 即基 于 基 表 在 越 来 强大 。 某 种 条 件 下 来 更 新 物 化 视 图 。使 用 物 化 视 图 ２ ． １索 引 技 术 时 ，Ｒ Ｄ Ｂ Ｍ Ｓ 引 擎 会 根 据 用 户 的 查 询 语 句 进 行 索 引 技 术 是 最 原 始 的 物 理 数 据 库 设 计 计 算 决 定 是 否 使 用 物 化 视 图 如 果 使 用 物 化 视 技 术 ， 在 早 期 的 关 系 数 据 模 型 中 ， 十 分 重视 图，则 引擎 会对 查询 语句 重写 ，使用 物化试 索 引 对 于 数 据 访 问 的作 用 ， 而 且 该 技 术 确 实 图 为 完 成 对 数 据 的 查 询 ，往 往 这 种 查 询 比 不 很 好 的解 决 了 用 户 对 数 据 的 访 问 需 求 。 但 是 使 用 物 化 视 图 效 率 更 高 。 使 用 物 化 视 图 需 随 着 数 据 量 的 增 大 ， 仅 仅 使 用 索 引 己经 不 能 要 注 意 数 据 更 新 问 题 ， 因 为 这 种 更 新 往 往 是 满 足 查 询 需 求 ， 因为 索 引 本 身 的访 问 就 会 占 通 过 广 域 网 实 现 ， 需 要 考 虑 对 数 据 的 实 时 要 去 整 个 查 询 的 大 部 分 时 间 ， 所 以 需 要 研 究 求 ，根 据 业 务 需 要 合 理 设 计 物 化 �