最优化数据库结构的设计与研究—应用于Oracle数据库-开题报告

（一）Oracle数据库软件简介

ORACLE数据库系统是美国ORACLE公司（甲骨文）提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品，是目前世界上使用最为广泛的数据库管理系统。

    Oracle中客户端为数据库用户操作端，由应用、工具、SQL* NET组成，用户操作数据库时，必须连接到一服务器，该数据库称为本地数据库（Local DB）。在网络环境下其它服务器上的 DB称为远程数据库（Remote DB）。用户要存取远程 DB上的数据时，必须建立数据库链。Oracle数据库的体系结构包括物理存储结构和逻辑存储结构。由于它们是相分离的，所以在管理数据的物理存储结构时并不会影响对逻辑存储结构的存取。

    Oracle具有完整的数据管理功能；完备关系的产品；分布式处理功能等特点。1）自从ORACLE7.X引入了共享SQL和多线索服务器体系结构。这减少了ORACLE的资源占用，并增强了ORACLE的能力，使之在低档软硬件平台上用较少的资源就可以支持更多的用户，而在高档平台上可以支持成百上千个用户。2）更提供了基于角色(ROLE)分工的安全保密管理。在数据库管理功能、完整性检查、安全性、一致性方面都有良好的表现。3）支持大量多媒体数据，如二进制图形、声音、动画以及多维数据结构等。4）提供了与第三代高级语言的接口软件PRO*系列，能在C,C++等主语言中嵌入SQL语句及过程化(PL/SQL)语句，对数据库中的数据进行操纵。加上它有许多优秀的前台开发工具如 POWER BUILD、SQL*FORMS、VISIA BASIC 等，可以快速开发生成基于客户端PC 平台的应用程序，并具有良好的移植性。5）提供了新的分布式数据库能力。可通过网络较方便地读写远端数据库里的数据，并有对称复制的技术。

   Oracle数据库中逻辑结构是由至少一个表空间和数据库模式对象组成。这里，模式是对象的集合，而模式对象是直接引用数据库数据的逻辑结构。模式对象包括这样一些结构：表、视图、序列、存储过程、同一词、索引、簇和数据库链等。逻辑存储结构包括表空间、段和范围，用于描述怎样使用数据库的物理空间。而其中的模式对象和关系形成了数据库的关系设计。 

   当我们使用一个ORACLE数据库时，总希望数据库的内容是可靠的、正确的，但由于计算机系统的故障（硬件故障、网络故障、进程故障和系统故障）影响数据库系统的操作，影响数据库中数据的正确性，甚至破坏数据库，使数据库中全部或部分数据丢失。因此当发生上述故障后，希望能重新建立一个完整的数据库，该处理称为数据库恢复。所以恢复子系统是数据库管理系统的一个重要组成部分。

（二）国内研究现状

崔跃生在《数据库物理结构优化技术》中指出。如何为数据库选择一人最优的物理结构，已成为数据库领域的一个研究热点。

近年来，随着互联网技术的发展，企业信息化的不断深入，信息系统中的数据日益膨胀。如何从历史数据中获取规律性以指导企业的规划和决策，促进数据的有效利用，已成为信息化建设新的发展方向。因此，数据库系统在大规模的数据处理领域获得了广泛的应用。另外，得益于互联网、云计算、移动计算和物联网的迅猛发展，现在的企业能够不断的地获得各种各样的数据。面对当前的商业应用，数据管理成为当今软件产业的一个具有挑战性的话题。2011年，全球知名咨询公司麦肯锡的全球研究所发表研究报告指出：当前，数据已经渗透到各个行业的业务职能领域，逐渐成为重要的生产要素；人们对少量数据的运用表明，新一波生产率增长和消费者盈余浪潮的到来----“大数据时代”即将到来。关键问题是，我们现在要面对的大数据已经超越了传统意义上的少量数据，因为它们不仅在数量上十分巨大，而且，还具有更复杂的特点：丰富的数据种类、复杂的数据结构、紧密的数据关联度、快速的数据变化性、需要快速处理保持时效性等特点。在这样的背景下，数据库系统的应用发生了巨大的变化，传统的数据组织方法在针对某些新特点上遇到了瓶颈，因此，我们需要使用一些高效的、灵活的、健壮和低成本的数据库物理结构。

传统的关系数据库使用了索引、物化视图、无共享分区和多维群集等物理结构，一定程度上解决了一些问题。今后或者还会有更多更优的物理结构。由于这些物理结构在选择上具有多样性和复杂性，而且数据库不可能在有限的存储空间里存储所有的物理结构，只能在满足一定存储结束条件的情况下，选择存储最优的物理结构配置。因此，DBA已经不能仅是简单的依赖优化查询语句和执行引擎来进一步数据库系统的性能，优化数据库系统的物理结构设计变得尤为重要。

物理结构设计是在逻辑结构设计之后进行的，物理结构优化的核心目标是基于逻辑设计确保数据库存储和访问数据表的方法或操作具有高效性，使所有基于关系数据库的应用程序最大限度地提高整个系统的数据访问速度。然而，物理结构设计往往涉及到几十个甚至上百个经常使用的元素或变量，其中大部分变量之间还是相互关联的，存储系统优化或性能优化分析通常是在不同负载条件下比较哪个特别配置更优。

（三）国外研究现状

国外数据库建设中的技术创新主要集中在对信息资源的集成化管理和为信息用户提供智能化、个性化的信息资源利用环境等方面。主要体现在三个方面：1、以信息资源的整合为手段创建对学术信息资源的集成化管理系统。

2、智能化、个性化的用户服务策略。

3、实时、动态的数据库在线管理系统。

二、^范文提纲

一、数据库系统的研究现状与发展趋势

（一）数据库系统设计过程

（二）数据库技术研究现状

（三）数据库技术研究的热点和发展趋势

二、Oracle数据库结构

三、数据逻辑结构的优化

（一）基本表扩展

（二）合理使用索引

四、数据库物理结构优化

（一）磁盘读写并行与操作并行优化

（二）优化配置参数

（三）减少存储结构扩展

五、结论

三、参考文献

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[2]Oracle高效设计[M].钟鸣，郝玉洁译。北京：机械工业出版社，2006

[3]Oracle高性能SQL调整[M].刘砚，黄春译. 北京：机械工业出版社，2002

[4]Oracle9i 性能调整[M].王海涛，鹿凡译.北京：清华大学出版社，2004.

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[6] 张东站,黄宗毅,薛永生.NDSMMV——一种多维数据集物化视图动态选择新策略.计算机研究与发展,2008,45(5):901−908. 

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