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Oracle平臺應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

正在看的ORACLE教程是:Oracle平臺應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。Oracle是目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。一個完整的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括系統(tǒng)硬件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)層、DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）、應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)，各部分之間是互相依賴的，對每個部分都必須進(jìn)行合理的配置、設(shè)計和優(yōu)化才能實(shí)現(xiàn)高性能的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。本文討論筆者使用Oracle開發(fā)局域網(wǎng)中、小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中，系統(tǒng)硬件的選擇與使用、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)方面的一些心得和建議。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包含應(yīng)用數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用兩方面的內(nèi)容，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫就是生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相對。

　　系統(tǒng)硬件的選擇與使用

　　與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)密切相關(guān)的硬件主要有CPU、內(nèi)存、集群、存儲設(shè)備等，這里不對集群進(jìn)行討論。

　　1、CPU

　　CPU的數(shù)目和速度直接影響數(shù)據(jù)庫操作的速度，Oracle數(shù)據(jù)庫提供并行查詢選項(xiàng)，允許SQL操作以協(xié)同方式在多個CPU上執(zhí)行，可以很大程度的發(fā)揮多CPU的性能。為系統(tǒng)添加CPU前，首先要對應(yīng)用程序的SQL代碼做優(yōu)化，提高應(yīng)用程序的效率，質(zhì)量低劣的應(yīng)用可能會引起CPU資源的無謂的消耗；其次，要了解操作系統(tǒng)對CPU數(shù)目的限制及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。在系統(tǒng)CPU資源已定的情況下，要對各類應(yīng)用進(jìn)行分析，在保證關(guān)鍵應(yīng)用正常運(yùn)行的前提下，盡可能將大量占用CPU資源的應(yīng)用放在系統(tǒng)相對空閑的時候進(jìn)行。良好的工作調(diào)度可以有效減少對CPU的競爭使用，加快系統(tǒng)的響應(yīng)時間。

　　2、內(nèi)存

　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，應(yīng)保證有足夠大的內(nèi)存。在UNIX系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)的物理內(nèi)存小于1GB，可將交換區(qū)的大小設(shè)為內(nèi)存的4倍，否則，可設(shè)為內(nèi)存的2倍，交換區(qū)要放在磁盤速度最快的硬盤上。Oracle 的SGA區(qū)大小直接關(guān)系到數(shù)據(jù)庫操作的性能，一般來說，SGA區(qū)的大小可設(shè)為系統(tǒng)可用內(nèi)存的55%到57%，SGA區(qū)過多占用系統(tǒng)內(nèi)存反而會降低性能。在應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行中，應(yīng)定期監(jiān)測系統(tǒng)的內(nèi)存使用情況，對關(guān)鍵應(yīng)用進(jìn)行分析，根據(jù)應(yīng)用適時調(diào)整SGA區(qū)各部分的大小。Oracle9i可在不重新啟動數(shù)據(jù)庫的情況下修改SGA區(qū)的參數(shù)，實(shí)時改變SGA區(qū)的大小。

　　3、存儲設(shè)備

　　在網(wǎng)絡(luò)時代，信息資源的積累和廣泛應(yīng)用對數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展提出了更大的挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)存儲模式從傳統(tǒng)的總線連接模式進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)存儲模式。但存儲設(shè)備依然是硬盤、磁帶（帶庫）、磁盤陣列，在中、小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中傳統(tǒng)存儲模式仍占主導(dǎo)地位。

　　磁盤I/O是數(shù)據(jù)庫操作的瓶頸之一，磁盤的合理選擇和使用在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中顯得尤為重要。在最初做數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)劃時，應(yīng)充分考慮到系統(tǒng)的容量和預(yù)期的增長，盡可能為以后的擴(kuò)展留足空間。在硬盤和磁盤陣列的選擇與使用中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　·選擇支持熱插拔功能的硬盤，這樣在出現(xiàn)硬盤Oracle 平臺應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)失敗時，可以在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下更換硬盤；

　　·不要選擇太大的硬盤，切記對Oracle 應(yīng)用程序，1~4GB大小的硬盤是比較合適的，最好購買大量的中小型硬盤，這樣在配置RAID時可提供更大的靈活性；

　　·如果選用了磁盤陣列，對于Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，如果經(jīng)費(fèi)能夠支持，RAID 0+1是最佳的配置方法。在RAID 5中，讀操作性能得到了一定的改善，但寫性能損失很大，如果某個硬盤失敗，硬盤重建的工作量非常大，RAID 5 適用于DSS（決策支持系統(tǒng)）應(yīng)用，對OLTP（聯(lián)機(jī)事物處理）應(yīng)用不太合適；

　　·在實(shí)現(xiàn)RAID時，要正確地選擇分條的大小，決定分條大小的三個主要因素是：應(yīng)用程序的特性（DSS、OLTP、批處理）、操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)塊大小、磁盤陣列中的硬盤數(shù)目。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)塊大小應(yīng)是操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊大小的整數(shù)倍，同樣分條大小也必須是操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊大小的整數(shù)倍。如果使用裸設(shè)備，分條大小應(yīng)是操作系統(tǒng)物理數(shù)據(jù)塊的大小。分條可按照水平方向進(jìn)行，也可按照垂直方向進(jìn)行。水平分條跨越每個硬盤控制器進(jìn)行，垂直分條跨越整個硬盤集合進(jìn)行，分條集合中的成員數(shù)應(yīng)不大于硬盤控制器數(shù)。OLTP應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)訪問的數(shù)據(jù)量不大，一般可選擇32KB 或64KB 的分條大小，而DSS應(yīng)用程序訪問的數(shù)據(jù)量大，可考慮使用64KB、128KB或256KB的分條大小。

　　應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與開發(fā)

　　Oracle數(shù)據(jù)庫軟件安裝和配置完成后，就進(jìn)入了應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的設(shè)計階段，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計包括邏輯設(shè)計與物理設(shè)計。合理的邏輯設(shè)計會大大提高數(shù)據(jù)庫的性能，增強(qiáng)數(shù)據(jù)庫的可維護(hù)性。在設(shè)計中根據(jù)應(yīng)用，抽象出實(shí)體關(guān)系模型，將實(shí)體關(guān)系圖映射為標(biāo)準(zhǔn)化（數(shù)據(jù)完整、與應(yīng)用無關(guān)、存儲優(yōu)化）的關(guān)系模型（數(shù)據(jù)庫對象），當(dāng)前有一些輔助工具（Oracle Designer等）來實(shí)現(xiàn)實(shí)體關(guān)系圖到SQL代碼的映射；數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計就是數(shù)據(jù)庫對象的存儲設(shè)計，即如何為數(shù)據(jù)庫對象分配存儲空間。

　　在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫對象的設(shè)計前，數(shù)據(jù)庫的管理和開發(fā)人員對應(yīng)用和應(yīng)用的數(shù)據(jù)及其應(yīng)用關(guān)系要有一個詳盡的理解，根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行數(shù)據(jù)庫對象的規(guī)劃和設(shè)計，大概包含以下幾個方面：

　　·確定需建立的數(shù)據(jù)庫用戶，明確用戶的系統(tǒng)權(quán)限和表空間限額，為用戶設(shè)計資源限制profile；

　　·確定應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)分多少個表進(jìn)行設(shè)計，各表分別屬于的用戶，各用戶對各個表的操作權(quán)限；

　　·明確各表的結(jié)構(gòu)，確定表的主鍵及約束；

　　·明確哪些表是應(yīng)用運(yùn)行的關(guān)鍵表，哪些是事務(wù)表；

　　·分析哪些表是主表，哪些表是從表，確定表和表之間的外鍵約束，選擇合適的表作為表連接的驅(qū)動表；

　　·根據(jù)應(yīng)用，確定在哪些表上對哪些列建立合適的索引；

　　·根據(jù)表和索引的設(shè)計，確定要創(chuàng)建的表空間和回滾段，為表空間和回滾段選擇合適的磁盤，盡可能創(chuàng)建本地管理的表空間，減少數(shù)據(jù)庫空間管理方面的工作；

　　·明確需要編寫的觸發(fā)器及過程；

　　·為數(shù)據(jù)庫對象選擇備份和恢復(fù)策略。

　　在數(shù)據(jù)庫設(shè)計階段，有時未必能完全確定合適的數(shù)據(jù)庫對象的特征，應(yīng)用設(shè)計和開發(fā)中還可能發(fā)現(xiàn)不合適的地方，需要回過頭來進(jìn)行調(diào)整和修改。但設(shè)計階段的工作越細(xì)致，出現(xiàn)問題的可能性就越小，工作的效率就越高。

　　創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫對象時，要根據(jù)數(shù)據(jù)庫對象的特點(diǎn)，結(jié)合存儲設(shè)備的大小、數(shù)量及速度等，對數(shù)據(jù)庫對象分類進(jìn)行存儲，最大限度地消除或減少資源競爭。在數(shù)據(jù)庫對象創(chuàng)建時主要應(yīng)遵循以下原則：

　　·應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)放在單獨(dú)的表空間，不要將應(yīng)用數(shù)據(jù)放在系統(tǒng)表空間，為防止無意的使用系統(tǒng)表空間，將應(yīng)用用戶的系統(tǒng)表空間限額設(shè)為0。

　　·索引和表應(yīng)放在位于不同硬盤上的不同的表空間，這樣會提高數(shù)據(jù)庫操作的速度。

　　·需要同時被訪問的表要分開存放，利于并發(fā)訪問的實(shí)施。

　　·如果磁盤數(shù)量有限，可把不常聯(lián)合訪問的表放在相同的磁盤上。

　　·預(yù)分配的原則。創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫對象（表空間、回滾段、表、索引等）時，根據(jù)對象的情況設(shè)置合適的storage參數(shù)非常重要。創(chuàng)建對象設(shè)計時，對對象的容量和預(yù)期的增長有一個估計，這樣才能確定存儲參數(shù)的大小。一般來說，應(yīng)預(yù)先給表和索引等數(shù)據(jù)庫對象分配足夠的空間，數(shù)據(jù)庫段不要太多地做動態(tài)擴(kuò)展，因?yàn)闀绊憯?shù)據(jù)庫性能。一個段（segment）由一個區(qū)（extent）構(gòu)成是最理想的，initial 參數(shù)可以稍大一點(diǎn)，如果可能，可設(shè)為最大容量的大小，initial必須是db_block_size的整數(shù)倍；next參數(shù)的設(shè)置比較靈活，根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，但也必須是db_block_size的整數(shù)倍；為了減少數(shù)據(jù)庫碎片的產(chǎn)生，pctincrease參數(shù)應(yīng)該盡量設(shè)為0；更新操作比較少的段，pctfree要設(shè)置得小一點(diǎn)，更新操作很多的段要設(shè)置得大一些；inittrans和freelists的值要相等，大小與并發(fā)事務(wù)數(shù)相關(guān)。

　　·分而治之的原則。大的數(shù)據(jù)庫表和索引可考慮進(jìn)行分區(qū)存放，不同的分區(qū)可位于不同的磁盤上，更好地均衡I/O。Oracle可以只對表的某些分區(qū)進(jìn)行查詢，這樣會提高查詢的速度；可對分區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)的刪除、裝載，還可以移動分區(qū)，對表的管理和控制具有更大的靈活性；可以有更多的策略選擇，更好地執(zhí)行備份和恢復(fù)操作。注意，對某些分區(qū)進(jìn)行操作后，在Oracle8i下必須重建全局索引。

　　·大小和增長趨勢類似的表最好放在相同的表空間，可以有效控制硬盤碎片的產(chǎn)生，提高空閑塊的可重用性。

　　·相同備份和恢復(fù)策略的表最好放在同一個表空間，這樣有助于備份和恢復(fù)工作的完成。

　　·對響應(yīng)時間要求苛刻的應(yīng)用所訪問的對象放在速度快的磁盤上。

標(biāo)簽：銅川湖南衡水湘潭蘭州黃山仙桃崇左

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