5/5數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化服務(wù)(外文翻譯)吉林化工學(xué)院理學(xué)院

畢業(yè)論文外文翻譯

阿德里恩.甘卡，伊莫.蓋格爾羅馬尼亞布加勒斯特迪杜奧列斯庫(kù)大學(xué)德國(guó)派爾博登施泰特威廉學(xué)校

數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化服務(wù)DatabaseOptimizingServices

學(xué)生學(xué)號(hào)：********

學(xué)生姓名：***

專(zhuān)業(yè)班級(jí)：信息與計(jì)算科學(xué)0801指導(dǎo)教師：***

職稱(chēng)：教授

起止日期：2012.2.27～2012.3.14

吉林化工學(xué)院

JilinInstituteofChemicalTechnology

數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化服務(wù)

1引言

該文件的目的是介紹有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本優(yōu)化代表的觀念，在不同類(lèi)型的查詢(xún)中使用數(shù)學(xué)估計(jì)成本，可以達(dá)到性能水平的審查，以及分析在特定查詢(xún)的例子中不同的物理訪問(wèn)結(jié)構(gòu)的影響。目標(biāo)群體應(yīng)該熟悉SQL在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念。

通過(guò)這種方式，可以執(zhí)行復(fù)雜的查詢(xún)策略，允許以較低的成本獲得信息的使用知識(shí)。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)換，直到其最終用途，以數(shù)據(jù)建模，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)為開(kāi)始，以維護(hù)和優(yōu)化為結(jié)束。

2數(shù)據(jù)庫(kù)建模

2.1數(shù)據(jù)建模

數(shù)據(jù)模型更側(cè)重于數(shù)據(jù)是必要的，而做出數(shù)據(jù)的方式應(yīng)該是一種有組織的和少操作的方式。數(shù)據(jù)建模階段涉及結(jié)構(gòu)的完整性，操作和查詢(xún)。這有多個(gè)這方面的事項(xiàng)，如：1。數(shù)據(jù)定義方式應(yīng)該是有組織的（分層網(wǎng)絡(luò)，關(guān)系和重點(diǎn)對(duì)象）。這需要提供一個(gè)規(guī)則，來(lái)約束實(shí)例的定義結(jié)構(gòu)的允許/限制。

2。提供了數(shù)據(jù)更新協(xié)議。

3。提供了數(shù)據(jù)查詢(xún)的方法。

一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)通信，能夠使得最終用戶(hù)很容易的理解，是數(shù)據(jù)建模想要的的實(shí)際結(jié)果。

2.2自定義數(shù)據(jù)庫(kù)/數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展

數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)和自定義答復(fù)了顧客的需求。自定義數(shù)據(jù)庫(kù)的重要性主要體現(xiàn)在通過(guò)它，使向目標(biāo)客戶(hù)直接提供服務(wù)的產(chǎn)品的商業(yè)化成為可能。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的質(zhì)量通過(guò)定期更新來(lái)維護(hù)。

2.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

如果數(shù)據(jù)庫(kù)有以下任何問(wèn)題，如故障，不安全或不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫(kù)退化，失去了其靈活性，那么是時(shí)候換新數(shù)據(jù)庫(kù)了。因此，必須定義具體的數(shù)據(jù)類(lèi)型和存儲(chǔ)機(jī)制以便通過(guò)規(guī)則和正確地運(yùn)用操作機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的完整性。所有數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)構(gòu)建一個(gè)客戶(hù)方面的規(guī)范，包括它的用戶(hù)界面和功能。通過(guò)這些可以使運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)入一個(gè)網(wǎng)站成為可能。

2.4數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘是科學(xué)從更大的數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)庫(kù)中提取有用信息。每個(gè)組織都希望其業(yè)務(wù)和進(jìn)行流程可以進(jìn)行優(yōu)化實(shí)現(xiàn)最佳生產(chǎn)力。優(yōu)化業(yè)務(wù)流程所需要的，包括客戶(hù)關(guān)系管理（CRM），質(zhì)量控制，價(jià)格和交貨系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)挖掘是指一個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)自我違規(guī)，即通過(guò)使用復(fù)雜的算法彰顯在這些過(guò)程中的錯(cuò)誤的過(guò)程。數(shù)據(jù)挖掘的進(jìn)行主要是處理數(shù)據(jù)，包括失誤分析和測(cè)試。

2.5數(shù)據(jù)庫(kù)遷移

數(shù)據(jù)庫(kù)遷移，基本數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)讓?zhuān)ɑ蜻w移）方案和數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)管理的過(guò)程，如甲骨文，IBM的DB2，MS-SQL的服務(wù)器，My-SQL等。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)遷移系統(tǒng)，需保持?jǐn)?shù)據(jù)可靠性和完整性。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)之間的差異，從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)遷移應(yīng)該是困難且費(fèi)時(shí)的，然而，不同的數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)，在確保數(shù)據(jù)的完整性的前提下，快速遷移是可能的，可以沒(méi)有任何數(shù)據(jù)丟失。對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的保障及其保護(hù)是必不可少的，尤其是當(dāng)大量的數(shù)據(jù)或重要的應(yīng)用在系統(tǒng)之間移動(dòng)時(shí)。在投影和運(yùn)用Oracle或MicrosoftSQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)設(shè)施中提供的經(jīng)驗(yàn)使數(shù)據(jù)的安全性、可用性和可靠性得到了保證。

2.6數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)

對(duì)于每一個(gè)組織，數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)是非常重要的過(guò)程。在數(shù)據(jù)庫(kù)安全開(kāi)發(fā)后，具有重大意義的下一道工序是數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)，它提供了數(shù)據(jù)庫(kù)的更新，備份和高安全性。我們可以問(wèn)自己，為什么公司需要數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)？當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)被改變，很容易發(fā)現(xiàn)被觀察到的記錄不再反映現(xiàn)實(shí)。這個(gè)問(wèn)題通常在數(shù)據(jù)庫(kù)惡化的情況下發(fā)生。建議，消除任何手動(dòng)更新有關(guān)的疑慮，并定期進(jìn)行完整備份。

由于該結(jié)構(gòu)活性的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)庫(kù)的維度也隨著增長(zhǎng)。一個(gè)有用的做法是定期刪除不可用數(shù)據(jù)，從而增加數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)速度。數(shù)據(jù)庫(kù)壓縮可以使數(shù)據(jù)供應(yīng)更加容易，以及使處理數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)信息更加簡(jiǎn)單化。可以保持相同的數(shù)據(jù)庫(kù)，在這種方式下，它可以針對(duì)不同的問(wèn)題提供正確的結(jié)果。例如，可以利用相同的討論列表提取通訊地址以及電子郵件地址。

3數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化

數(shù)據(jù)庫(kù)是在現(xiàn)代世界中無(wú)處不在。“信息庫(kù)”這個(gè)概念，代表持久、冗余和均勻分布，已成為IT領(lǐng)域中最重要的概念。事實(shí)上，許多人通常無(wú)需使用計(jì)算機(jī)，就可以在每一天的每一時(shí)刻，在一定的水平上與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行交互。

由于每次訪問(wèn)需要接受以百萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化在大學(xué)以及企業(yè)團(tuán)體的研究機(jī)構(gòu)的研究領(lǐng)域中，是一個(gè)關(guān)鍵。從一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)公司的角度出發(fā)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)往往成為在該領(lǐng)域的應(yīng)用軟件，以及維持客戶(hù)和公司所需的重大成本所缺乏的優(yōu)化部分。隨著數(shù)百萬(wàn)每秒的數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)化作為一個(gè)驚喜，在研究領(lǐng)域中由此邁出了關(guān)鍵性的一步。

優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)，可以更好的配置和更快的搜索到結(jié)果。偶爾的數(shù)據(jù)庫(kù)可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，如未能提供所要求的結(jié)果，或緩慢的執(zhí)行，這時(shí)很必要收購(gòu)服務(wù)器。在該數(shù)據(jù)庫(kù)不能優(yōu)化的情況下，操作系統(tǒng)可能有類(lèi)似的作用。

通過(guò)修改當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)設(shè)施，從而確立最佳的優(yōu)化方法和規(guī)劃，可以更好的提高工作環(huán)境的效率。通過(guò)實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)量監(jiān)控，它可以不重復(fù)且保持高完整性的進(jìn)行優(yōu)化。如今，這種優(yōu)化是一個(gè)真正的挑戰(zhàn)，特別是當(dāng)前軟件在不斷更新變化。但是，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員能夠提供有關(guān)的解決方案以滿(mǎn)足客戶(hù)的要求。

圖3-1：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3.1數(shù)據(jù)庫(kù)管理應(yīng)用程序

數(shù)據(jù)庫(kù)管理有不同的做法，也有不同的方式，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)使性能得到提升，這也將提高服務(wù)器的使用。數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化依賴(lài)于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)都有自己進(jìn)行優(yōu)化的

設(shè)施。優(yōu)化過(guò)程中，有一些程序有對(duì)所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析的作用。這些應(yīng)用程序?qū)⒁砸环N高敏銳的方式被用于數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化，這樣的使用也越來(lái)越顯著。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)變得越來(lái)越重要，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的持續(xù)更新是必很必要的，這樣才能保持與IT領(lǐng)域的變化同步。

3.2索引

一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種優(yōu)化途徑之一是索引。它可以增加從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)到另一個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)間的查詢(xún)性能。但是，一般來(lái)說(shuō)，用戶(hù)更受益于高效的索引。高效的索引可以避免掃描整個(gè)結(jié)構(gòu)表來(lái)進(jìn)行查詢(xún)來(lái)確定解決方案。這種索引可以通過(guò)MicrosoftSQL服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，SQL服務(wù)器已經(jīng)取得了相關(guān)的指標(biāo)集。此外，為了讓在查詢(xún)處理中進(jìn)行最有效的選擇，它的保持永久性更新。在提高查詢(xún)的性能這方面，專(zhuān)家提供的意見(jiàn)是，由于數(shù)據(jù)庫(kù)的性能必須要更新，所以必須考慮在動(dòng)力系統(tǒng)的變化。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供了其自己的更新方式，如Oracle，它包括一個(gè)SQL型“顧問(wèn)”和另外一個(gè)訪問(wèn)“顧問(wèn)”。這些都是用來(lái)改善在打包應(yīng)用程序中被使用的SQL。它使用樣本來(lái)收集必要的數(shù)據(jù)更新。

優(yōu)化是保持系統(tǒng)最佳性能的最重要途徑之一。他們可以有不同的名字，但本質(zhì)上它們有助于提高系統(tǒng)的性能。數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化包含在該持有人可以使用的軟件中。他們指的是只有IT專(zhuān)家可以使用的一種更復(fù)雜的方式。如今，這種應(yīng)用程序提供提高優(yōu)化效率的特性，為了能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的生命周期，持有人需確保他們數(shù)據(jù)庫(kù)的先進(jìn)性。

3.3使用索引優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)索引是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表的物理訪問(wèn)結(jié)構(gòu)，顧名思義，它是一個(gè)有序的文件，通報(bào)位于光盤(pán)上登記的數(shù)據(jù)庫(kù)的去向。為了更好地理解索引做的是什么，請(qǐng)考慮閱讀一本教科書(shū)。為了找到某個(gè)部分，讀者可以讀這本書(shū)，直到他所發(fā)現(xiàn)他尋找的，或者可以檢查的“目錄”，找到所需的部分。數(shù)據(jù)庫(kù)索引可以比教科書(shū)索引長(zhǎng)得多。在一個(gè)大表中添加足夠的索引在優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)中是最重要的組成部分。為不包含任何索引的一個(gè)大表創(chuàng)造唯一索引，可以大大降低查詢(xún)的執(zhí)行時(shí)間。

舉個(gè)例子，假設(shè)有下列情景：有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表名為“雇員”，有100份登記數(shù)據(jù)，我們想在這個(gè)未索引的表上執(zhí)行下面的一個(gè)簡(jiǎn)單查詢(xún)：

從第一個(gè)名字到最后一個(gè)名字中查找ID為12345的人。

為找出上述ID與登記的雇員，數(shù)據(jù)庫(kù)需掃描整個(gè)登記的100數(shù)據(jù)以返回正確的結(jié)果。這種掃描方式，通常被稱(chēng)為全表的掃描。幸運(yùn)的是，數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)人員可以創(chuàng)建一列雇員

ID的索引以防止這種掃描。此外，在該數(shù)據(jù)庫(kù)的域名受到唯一性約束的情況下，可以編譯表中的每個(gè)雇員的物理地址，且地址是實(shí)時(shí)登記的，因此，掃描變得毫無(wú)意義。增加了這個(gè)索引列的開(kāi)發(fā)后，數(shù)據(jù)庫(kù)可以找到雇員ID與12345相同的雇員登記，這潛在的減少了100份數(shù)據(jù)的查詢(xún)操作。

3.4索引類(lèi)型

索引包括兩種類(lèi)型：聚集和非聚集。兩個(gè)類(lèi)別之間的主要區(qū)別是，聚集不影響索引在硬盤(pán)上的排序，而非聚集索引不行，由于聚集索引不影響在光盤(pán)上的物理登記順序，所以可以為每個(gè)表建索引群集。同樣的限制不能適用于非聚集索引，從而在光盤(pán)上創(chuàng)造的空間是可能的（雖然它不代表最佳的解決方案）。

3.5優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)的成本估算

成本估算是對(duì)某一查詢(xún)費(fèi)用采用一致的、重要的措施的執(zhí)行過(guò)程。不同的度量，可實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，但最相關(guān)和最常見(jiàn)的度量是塊訪問(wèn)查詢(xún)車(chē)。由于磁盤(pán)上的輸入/輸出是很耗時(shí)的操作。因此，成本估算的目標(biāo)是在不影響正常功能的前提下最大限度地減少塊訪問(wèn)數(shù)量。

數(shù)據(jù)庫(kù)有一系列的成本優(yōu)化方法，查詢(xún)操作的估計(jì)成本，注冊(cè)操作估計(jì)成本，嵌套循環(huán)，單回路（使用索引）和排序合并注冊(cè)等都可以考慮在內(nèi)。每個(gè)方法的最終其結(jié)果都減少了算法的復(fù)雜性。這些所使用的技術(shù)之一，是GREEDY的技術(shù)。GREEDY算法在用于優(yōu)化問(wèn)題時(shí)大體上是很簡(jiǎn)單的。例如，找到一個(gè)最簡(jiǎn)單的路徑圖表，在大多數(shù)情況下，我們有如下方案元素：

●大量元素（圖形的頂點(diǎn)，工程進(jìn)度等）;

●一個(gè)函數(shù)，用來(lái)檢測(cè)候選人的規(guī)模是可能的，雖然不一定是最優(yōu)的解決方案；

●一個(gè)函數(shù)，用來(lái)檢測(cè)候選人的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的規(guī)模是可能的，雖然不一定是最優(yōu)的解

決方案；

●一個(gè)查詢(xún)功能，查詢(xún)?cè)谌魏翁囟〞r(shí)間未使用的最佳元素；

●一個(gè)函數(shù)，通知用戶(hù)已達(dá)成的一個(gè)解決方案。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，GREEDY算法可以一步一步的建立解決方案。

GREEDY的技術(shù)狀態(tài)即結(jié)構(gòu)因素的數(shù)量（圖中的節(jié)點(diǎn)和弧）指的是安排大量候選人的工作量的指數(shù)。在同一時(shí)間內(nèi)，當(dāng)有很大數(shù)量的候選人安排的情況下，靠主體算法來(lái)解決這個(gè)工作量不是可行。

減少GREEDY技術(shù)根系的結(jié)構(gòu)因素?cái)?shù)量就是GREEDY算法：

如果工作量是一個(gè)序列，那么該算法被命名為GREEDY-SQL；

GREEDY-SQL的算法使用UnionPar功能。

UnionPar函數(shù)：

設(shè)，p1=[a1,S1,…,aN,SN,aN+1]sip2=[b1,S1,...,bN,SN,bN+1]，序列：

[S1,...,SN]；

相同的序列將生成一個(gè)新的解決方案；

對(duì)于每一個(gè)K，都可以產(chǎn)生附加結(jié)構(gòu)因素，在圖中從AK和BK始添加結(jié)構(gòu)；

出口是在生成的圖的最短路徑。

圖3-2由函數(shù)UnioPair生成圖表

GREEDY-SEQ算法：

Step1：對(duì)于S={S1,S2,...,SM}中的每一個(gè)結(jié)構(gòu)，通過(guò)使用的GREEDY-SEQ算法找到了最佳的解決方案，對(duì)于每一個(gè)結(jié)構(gòu)有很多P解。

設(shè)P={P1,..,PM}}pi=[ai1,S1,...,SN,aiN+1]；

Step1：設(shè)C是單個(gè)結(jié)構(gòu)上的所有構(gòu)造因素的數(shù)量；

Step1：在數(shù)量P上運(yùn)行GREEDY搜索；

Step3a：設(shè)r=[c1,S1,...,cN,SN,cN+1]，當(dāng)COST(r)最小時(shí)，得到解P，P=P-{r}.

Step3b：當(dāng)對(duì)于P中所有的元素使得T=UnionPar（R，S）的執(zhí)行成本最低時(shí)，且COST(t)<COST(r)，我們從選擇從P中得到S。

如果s不存在繼續(xù)執(zhí)行Step4。

P=P-{s},P=PU{t}執(zhí)行Step3a。

Step4：從這一階段，當(dāng)最短路徑算法運(yùn)行后，所有的結(jié)構(gòu)因素圖將由P產(chǎn)生，并已給出了解決方案。

4結(jié)論

我們使用算法和技術(shù)降低中央數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)雜性。，本文件以更好地認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化的開(kāi)發(fā)為目的，以及了解數(shù)據(jù)庫(kù)（如數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）在不同類(lèi)型的查詢(xún)策略中的執(zhí)行方式。雖然本文所提出的例子中，數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化的范圍有限，但還應(yīng)當(dāng)指出，創(chuàng)建良好的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該包含具有選擇指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的索引列。

附錄：簡(jiǎn)介

阿德里恩.甘卡是羅馬尼亞首都布加勒斯特迪杜馬奧列斯庫(kù)大學(xué)-經(jīng)濟(jì)

學(xué)系講師。他獲得金融和銀行-學(xué)士學(xué)位，ASEBucharest-國(guó)際會(huì)計(jì)

碩士學(xué)位，布加勒斯特大學(xué)-開(kāi)發(fā)和實(shí)施Web服務(wù)碩士。在ASE

Bucharest中，他是