ORACLE数据库设计和性能优化
吴德富作品
一、数据库的概述
1、数据库的概念：数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统计管理
的数据的集合。
2、数据库的系统架构
1)数据库的三级模式：指的是外模式、模式、内模式它是数据库领域公认的标准架构，也
称为内部层、概念层、外部层。
2)数据库三级模式的作用：数据库三级模式的架构有效的组织、管理了数据库，提高了数
据库的逻辑独立性和物理的独立性。
3)用数据库定义语言来定义数据库的概念模式和外模式，用结构化查询语言的命令来描述
物理方面也就是内模式的内容。
4)在计算机中，内部层是数据库的物理描述，它是数据库的最低的抽象层，这个层指明了
数据库中的数据是如何存储的，并且描述了数据的结构、文件结构、和数据库所用的访问的方法，同时也描述了DBMS和操作系统理解数据库中的数据的方法。
5)内部层的内容：为数据和存储器分配存储空间；记录描述数据项的大小；记录安装；数
据压缩和数据加密技术。
6)概念层的内容：所有实体、他们的属性和联系；数据上的约束；检查并保持数据的一致
性和完整性；安全信息；
7)三层数据库架构的优点：a、用户与数据库之间的交互独立于物理数据存储组织；b、物
理数据的改变不影响数据库的内部结构；c、dba能改变数据库的存储结构，但是不会影响用户视图；d、dba能改变数据库的概念结构且不影响所有的用户。
3、数据的独立性
1)数据库独立性的分类：a、物理数据独立性；b、逻辑数据独立性。
2)物理数据独立性的概念：是指概念模式或者外模式不会随着内模式的改变而改变。
3)逻辑数据独立性的概念：是指外模式不会随着概念模式的改变而改变。
4、映射
映射的概念：在三层架构的数据库系统中，每个用户组只涉及他自己的外模式，因此，在外模式层的用户请求必须转换成概念模式层的请求，所转换成的概念模式层请求必须转换为内部模式层，最终按照每个用户的请求对存储在数据库中的数据进行处理。
二、数据库设计
1、数据库设计的步骤
1)数据库设计的步骤概念：一般统称为数据库的生命周期，这个生命周期一般可划分成：
规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现和部署、运行和维护。
2)规划
A、总体规划：（1）规划范围和持续时间；（2）组织的总体目标和特定待遇；（3）组织所面
临的特殊机遇；（4）来自于内部和外部的挑战；（5）负责完成业务规划的人员；
B、数据库规划：（1）划分和分析用户，包括职责级别、业务职能和用户的地理区域分组、
用户的整体以及一般性数据需求；（2）考虑即即将存储在数据库系统中的数据，即业务对象和固有数据；（3）初步评估数据库系统以及各个数据库节点将要存储的数据库容量，这将有利于确定数据库的存储能力和访问路径；（4）对硬件和软件的初步成本进行评估；
（5）收集当前职能、应用程序和文件的数据需求；（6）确定数据的所有权了解可能的数据所有权冲突。
C、可行性研究许从技术、经济、效益、法律等方面建立数据的可行性分析报告。
2、需求分析
需求分析阶段的主要任务：a、研究组织的总体运营；b、分析用户活动；c、理解业务需要；
d、走访用户，分析用户活动涉及的数据，得到数据流图；
e、确定组织的数据需求，确定要收集和存储的数据；
f、确定数据的访问模式；
g、评估数据量；
h、分析系统数据，产生数据字典；
3、概念设计
1)概念设计的任务一般分为抽象数据、设计局部概念模型，将局部概念模型综合成全局概
念模型和评审，三个子阶段：a、抽象数据、设计局部概念模型；b、将局部概念模型综合成全局概念模型；c、评审。
4、逻辑设计
1)逻辑设计的目的：把概念设计阶段得到的概念模型转换成与DBMS所支持的数据模型
相符合的逻辑结构。
2)逻辑结构设计的5个步骤：（1）把概念模型转换成逻辑模型；（2）设计用户子模型；（3）
将关系模式规范化；（4）评价模型；（5）改进模型；
3)实体转换为关系，也就是表；实体的属性转换为关系的属性，也就是表的列；实体的实
例转换为关系的实例，也就是关系的行；唯一标识符转换为主键；属性的可选性将继续保持。
4)构建全局逻辑数据模型：全局数据模型创建完成之后的工作是合并单个的局部逻辑数据
模型为一个完整的全局逻辑数据模型，以描述组织的数据要求；其主要任务任务：（1）回顾实体/表的名字和内容以及它们的主键；（2）回顾关系/外键的名字和内容；（3）从局部数据模型合并实体/表；（4）包含对每一个局部数据模型唯一的实体/表；（5）从局部逻辑数据模型合并关系；（6）包含在每一个局部逻辑模型唯一的关系；（7）从局部数
据模型合并关系/外键；（8）包含对每个局部数据模型唯一的关系/外键；（9）检查漏掉的实体/表和关系/外键；（10）检查外键；（11）检查业务规则；（12）画出全局E-R/表图；
5)一对一关系的映射；一对多关系的映射；多对多关系的映射；
5、物理设计
1)物理设计的目的：是为了有效的实现逻辑模式；
2)物理设计的5个步骤：（1）存储记录结构的设计；（2）确定数据存放位置；（3）存取
方法的设计；（4）完整性和安全性考虑；（5）程序设计；
3)物理设计的概念：是在物理存储中实现数据库的过程，目标是从逻辑结构出发，将数据
库系统实现为物理存储上的记录、文件和其它一些数据结构。
4)物理设计是数据库设计的最后的阶段目标是从逻辑设计出发将数据库系统实现为物理
存储上的记录、文件和其它一些数据结构；
5)物理设计要注意的问题：a、目标dbms的特性、功能、和能力；b、主机计算机系统
的特性和能力；c、磁盘存储能力；d、数据使用，包括访问模式和访问频率；e、数据量，包括初始能量和增长率；f、硬件和软件的出事配置和未来的升级；
6)数据库的物理设计主要是针对数据库对象的表，视图，索引的设计。
6、实现和部署
7、运行和维护
1)运行和维护的主要内容：（1）数据库转储和恢复；（2）数据库的安全性和完整性控制；
（3）数据库性能的监控、分析和改进；（4）数据库的重组织和重构造。
8、设计用户子模式：用户子模式也称外模式或用户模式，它是数据库用户能够看见和使用
的局部数据逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示；用户子模式是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。
9、Oracle系统约束设计：oracle系统约束分为：非空约束（该列是不能为空值）、唯一约
束（该列值可以为空，但是该列值除空值外必须是唯一的）、条件约束（就是说该列都要满足该约束的条件）、主键约束（标志该列不能是空值，且该列的值必须是唯一值）、外键约束（该列是用来维护从表和主表之间之间的引用的完整性）；
10、分区表的设计（分区的设计需要特别的关注数据的分布，尽可能的保证数据要均匀
的分布到每一个区，大小的差距控制在20%左右，这样就可以提高效率）；
1）分区表的特性：分区表不能经常执行UPDATE命令，短期内执行UPDATE的记录行数
超过10%，该字段就不适合做分区，因为当数据的10%以上被修改后，其统计信息就会被认为快照过旧，将导致执行计划跑偏；经常被UPDATE的分区，可能意味着数据从一个分区迁移到另一个分区，这样的开销也是很大的；分区键尽可能的给一个默认值，如果分区键出现空值的话，将会跑到最大值（MAXVALUE）区，将增加气候的分裂的难度；分区数量不宜过多，分区越多维护的成本越高，管理越复杂；在进行哈希分区时要考虑CPU的并发处理能力（数据库性能的优化那一块也是要涉及到这个分区表的）。2）分区表的分类：范围分区（通常指的是使用频率最高的分区方式，数据可以被均匀的划分成逻辑范围）、哈希分区（提供了一种在制定数据量的分区中均等的划分数据的方法；
哈希分区的每个分区的数量平均，分区并行时效率高，根据哈希值插入数据，可以将数据插入到不同的块中，在并行度高时有利于提高效率；哈希分区还可以解决热快块的问题，当无法采用范围分区或者列表分区时就可以考虑采用哈希分区）、列表分区（通常用于应用中可以通过某一个字段来平均分布工作负载；列表分区可以非常自然的将无序的和不相关的数据集进行分组，并组合到一起，列表分区不支持多列分区，分区表列就只能有表的单独的列组成）、间隔分区（使用间隔分区就无序人工干预了，oracle会为新的数据自动自动增加分区在指定INTERVAL分区时，就不能在指定LESS THEN (MAXVALUE) 了，否则INTERVAL就没有意义了）、系统分区（在系统分区中是不需要指定分区键的，数据会进入哪个分区完全是有SQL自己决定的，既在insert语句中可以指定插入哪个分区了，没有指定分区就会报错了，由于系统的特殊性，其不支持分区分裂操作和CTAS操作）、虚拟列分区关联分区（这种列的数据并不实际存储在磁盘上，而是通过一次函数的实时计算得到的，虚拟列没有实际的存储空间，但是却可以和普通列一样，创建索引，座位分区键，还可以收集统计信息）；关联分区（关联分区不能指定引用分区的上下限，一旦父表的分区发生变化，子表分区也会自动适用，而单独修改
子表的分区也是不允许的）
三、数据库的规范化（目的：减少数据的冗余）
1、数据库规范化的概念：是设计数据库中用来改造关系模式的一系列原理和技术，通过分
解关系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异常、删除异常、更新异常、数据冗余等问题。
2、在数据库设计中，处理数据冗余的关键在于对数据依赖的处理，解决数据间的依赖关系
常常采用对关系的分解来消除不合理的部分，以减少数据冗余。数据库的设计就是将合适的信息放在合适的位置，选择每一个实体自身本质的、固有的信息座位实体的属性。
3、数据库设计的三种范式
1)第一范式规定一个关系中的属性值必须是原子的，是不可再分的，它是的关系数据库中
所有关系所有关系的属性值都是最简形式；
2)第二范式规定不属于实体键的所有属性都依赖于完整的键；特别适用于拥有多个属性组
成的键或其键为属性和关系组合的实体。
3)第三范式规定任何非键属性都不能依赖于另一个非键属性且禁止传递依赖，也就是说如
果关系的任何属性依赖于该关系的任何其它非键属性，则表示存在依赖传递。（可以基本上解决删除异常、数据冗余度大和修复复杂问题）
4)注意：具有另一种规定第三范式的的方法是：非键属性不能拥有自己的属性
四、数据库索引
1、数据库索引的作用：使用索引可以直接并快速的访问表中的行，其目的是通过一个索引
的路径来查找数据，从而减少必要的磁盘I/O。
2、索引的定义：是一种数据结构，包括给定关系表中若干列的排序值以及这些行的存储地
址，目的是加快数据访问。
3、索引的特点：索引在逻辑形式和物理形式上都独立于其索引的表；这意味着用户可以随
意删除索引，重建索引，不会对表结构及其对表的数据造成影响；在删除表时，索引也会随着被删除。
4、索引的分类，索引可以按照物理分类，也可以按照逻辑分类
1）逻辑分类：a、单列索引（基于一列的索引）；b、多列索引（也叫组合或者符合索引，组合索引的列不一定与表中的顺序相同，这些列也没有必要相同，组合索引中的列数最多就是22列）；c、唯一索引（保证表中任何数据行的索引列的值都不相同）；d、非唯一索引（表中不同数据行的索引列的值可以相同）；e、基于函数的索引（利用表中的一列或者多列使用函数或者表达式所创建的索引，基于函数的索引预先计算函数或者表达式的值并存储在改索引中，基于函数的索引既可以是B-树索引，也可以是位图索引）；2）物理分类：a、分区或者非分区索引（非分区索引既可以是B-树索引，也可以是位图索引）；b、B-树索引（包括正常或者反转关键字索引）；c、位图索引
五、视图
1、视图的概念：是从一个或者几个基本表（或者视图）中导出的表，是基于表的存在而存
在的。视图本身是不存在数据的，所以删除视图不会影响基表的数据。
2、简单的视图和复杂的视图在允许对视图执行DML操作方面有所不同。对于简单的视图
可以对视图执行DML操作，对于复杂的视图，并不总允许DML操作；
3、对视图进行操作时必须考虑如下3个问题：
1）如果视图包含GROUP BY 、DISTINCT 、伪列ROWNUM关键字则不能从基表中删除行；
2）如果视图中包含组函数、GROUP BY 子句、DISTINCT 关键字、伪列ROWNUM关键字、有表达定义的列则不能修改视图中的数据；
3）如果视图包含组函数、包含GROUP BY子句、包含DISTINCT 关键字、包含伪列ROWNUM关键字、包含有表达定义的列、在基表中不包含NOT NULL 列等特点，则不能向视图中添加数据。
4、物化视图：物化视图看成是, 一个定时运行的计算JOB+一个存计算结果的表物化视图
实质上就是表只不过会定时刷新物化视图是包括一个查询结果的数据库对像，它可以说是远程数据的的本地副本，或者用来生成基于数据表求和的汇总表。物化视图存储基于远程表的数据，也可以称为快照。物化视图可以查询表，视图和其它的物化视图。通常情况下，物化视图被称为主表（在复制期间）或明细表（在数据仓库中）。
六、数据库系统优化
1、数据库系统性能的优化关键在于磁盘I/O的优化，因为操作内存是快速的，但是读写磁
盘是很慢的，优化数据库最关键的问题在于减少磁盘的I/O；分为物理优化和逻辑优化（物理优化是指数据库产品本身的优化，而逻辑优化指的是应用程序级别的物理优化）；
2、物理优化的一些规则：
1）oracle数据库的运行环境，包括软件环境、硬件环境（系统配置，CPU配置、网络等）；2）使用合适的优化器；ORACLE的优化器共有3种: a.RULE (基于规则) b.COST (基于成本) c.CHOOSE (选择性)设置缺省的优化器,可以通过对init.ora文件中
OPTIMIZER_MODE参数的各种声明,如RULE,COST,CHOOSE,ALL_ROWS,FIRST_ROWS . 你当然也在SQL句级或是会话(session)级对其进行覆盖.为了使用基于成本的优化器(CBO, Cost-Based Optimizer) , 你必须经常运行analyze 命令,以增加数据库中的对象统计信息(object statistics)的准确性.如果数据库的优化器模式设置为选择性(CHOOSE),那么实际的优化器模式将和是否运行过analyze命令有关. 如果table已经被analyze过, 优化器模式将自动成为CBO , 反之,数据库将采用RULE形式的优化器.在缺省情况下,ORACLE采用CHOOSE 优化器, 为了避免那些不必要的全表扫描(full table scan) , 你必须尽量避免使用CHOOSE优化器,而直接采用基于规则或者基于成本的优化器.
3）建立合适的索引，减少I/O，提高检索数据的效率（长时间对表进行DELETE,INSERT,UPDATE会影响到索引列，所以需要对索引进行定期维护）；
4）将索引数据和表数据分开在不同的表空间上，减少I/O冲突；
5）建立表分区将数据存储在不同的分区上（以空间换取时间，减少I/O）；
6）对表进行逻辑分割，根据表的数据量，将表分成多个表；这样对性能会有一定的作用；7）Sql语句使用占位符语句，且开发的时候必须按照规定编写程序，要么全部大写，要么全部小写，提高系统的解析器的解析效率；
8）数据库不仅仅是一个存储数据的地方，同样是一个编程的地方，一些耗时的操作，可以放在用户较少的情况下执行，从而错开系统使用的高峰期，提高数据库性能；
9）选择最有效率的表名顺序，oracle的解析器的解析顺序是从左往右解析的，所以在处理多表关联时，选择数据最少的表来匹配大表的数据；
10）Oracle采用自下而上的顺序解析where子句，根据这个原理，表之间的链接必须写在其它条件的前面，那些可以过滤掉最大数据量的条件需写在where子句的最末尾；
11）查询语句中避免使用“*”，因为在执行查询*时，解析器是要先把*转换成表的字段名，这个意味着将耗费更多的时间；
12）在sql*plus，sql*forms和pro*c中重新设置arraysize参数，可以增加每次数据库访问时检索数据量，建议值为200；
13）使用decode函数减少处理时间，可以避免重复扫描相同的记录或者重复链接相同的表；
14）最高效的删除重复记录的方法：DELETE FROM TABLENAME A WHERE
A.ROWID >(SELECT MIN(ROWID) FROM TABLENAME B WHERE A.ID=
B.ID);用
TRUNCATE 替代DELETE语句；另一种方法就是将数据去重放入到临时表中，清空原数据表，再把临时表数据插入到原表中；
15）尽量多使用commit；减少数据利用缓存的方式占用内存的空间；
16）用where子句替换having子句，避免使用having子句，having只会在检索出所有记录之后才对结果进行过滤，这个过程需要排序，总计等，需要耗费大量的资源，使用where子句限制记录数，就能减少这方面的资源开销。
17）在含有子查询的查询语句中，要特别注意减少对表的查询。
18）多个表连接就使用表的别名，并把别名前缀于每个列上，这样可以减少数据库解析的时间和列歧义引起的语法错误；
19）用EXISTS代替IN,NOT EXISTS代替NOT IN。
20）在编写sql代码时，尽量使用大写的，oracle数据库解析器首先是把脚本转换成大写的，在进行解析；
21）索引列不允许使用NOT关键字，当索引列遇上NOT关键字时，索引列就不再走索引，转而进行全表扫描；索引列避免使用计算，如果索引列是函数的一部分，优化器
将不再使用索引，转而使用全表扫描；避免在索引列上使用IS NULL 或者IS NOT NULL 关键字，否则索引失效；
22）用UNION替换OR（适用于索引列）；用IN来替换OR；
23）使用UNION ALL 替换UNION,用为UNION是要经过去重的过程的，需要消耗一定的时间和资源，而UNION ALL是不去重的；
24）避免改变索引的数据类型，如果该列是数值型的索引列，使用了字符型作为查询条件，在这种情况下索引是失效的，将进行全表扫描；
25）避免使用耗费资源的操作，带有DISTINCT,UNION,MINUS,INTERSECT,ORDER BY的sql语句会启动sql引擎，执行耗费资源的排序功能，DISTINCT 需要一次排序操作，而其他的至少需要执行两次排序操作，如果SORT_AREA_SIZE调配的好使用UNION,MINUS,INTERSECT的操作也是可以考虑的。
26）内存等ORACLE数据库系统参数合适的配置（这个要根据实际情况来定）；
六、了解系统资源
1、为了改善数据库的性能，用户必须清楚主存、CPU、和磁盘I/O和网络四个基本的硬件组件是如何相互影响，影响系统性能的每一个资源都可能影响系统的其它资源；同样改进一个资源可能也会改进其它资源的使用。
七、oracle数据库和SQLserver数据库的异同点
1）运行环境：SQL Server只能在Windows上运行了，这个就显得比较单调了，但SQL Sever在Window平台上的表现，和Windows操作系统的整体结合程度，使用方便性，和Microsoft开发平台的整合性都比Oracle强。但Windows操作系统的稳定性及可
靠性大家是有目共睹的，再说Microsoft公司的策略目标是将客户都锁定到Windows 平台的环境当中，只有随着Windows性能的改善，SQL Server才能进一步提高；2）安全性能：Oracle的安全认证获得最高认证级别的ISO标准认证，而SQL Server并没有获得什么安全认证；
3）区别的基本：Oracle的界面基本是基于Java的，大部分的工具是Dos界面的，甚至SQLPlus也是，SQL Server是跟VB一样，全图形界面，很少见到DOS窗口，SQL Server中的企业管理器给用户提供一个全图形界面的集成管理控制台来集中管理多个服务器。Oracle也有自己的企业管理器，而且它的性能在某些方面甚至超过了SQL Server的企业管理器，但它安装较为困难；
4）运行效率：Orcale数据库和SQL Server数据库那个更快?其实是一个很难答的问题，因为存在许多不定因素，包括处理类型、数据分布以及硬件基础设施等。SQL Server 是一个具备完全Web支持的数据库产品，提供了可扩展标记语言核心支持以及Internet 上和防火墙外进行查询的能力，具有可伸缩性、灵活性性、扩充性好，而且价格便宜等特点，而Oracle则有着可靠安全性，速度比SQL Server快上百倍，但其价格在实施中却比SQL Server它高出了几百倍。
八、数据库的备份与恢复
1、数据库备份与恢复的分类：逻辑备份和物理备份
1）逻辑备份指的是数据库的导入与导出（import/export）；
导出/导入(Export/Import)
利用Export可将数据从数据库中提取出来，利用Import则可将提取出来的数据送回到Oracle数据库中去。
A、简单导出数据(Export)和导入数据(Import)
Oracle支持三种方式类型的输出:
(1)、表方式(T方式)，将指定表的数据导出。
(2)、用户方式(U方式)，将指定用户的所有对象及数据导出。
(3)、全库方式(Full方式)，瘵数据库中的所有对象导出。
数据导入(Import)的过程是数据导出(Export)的逆过程，分别将数据文件导入数据库和将数据库数据导出到数据文件。
B、增量导出/导入
增量导出是一种常用的数据备份方法，它只能对整个数据库来实施，并且必须作为SYSTEM来导出。在进行此种导出时，系统不要求回答任何问题。导出文件名缺省为export.dmp，如果不希望自己的输出文件定名为export.dmp，必须在命令行中指出要用的文件名。
增量导出包括三种类型:
(1)、“完全”增量导出(Complete)
即备份三个数据库，比如:
exp system/manager inctype=complete file=040731.dmp
(2)、“增量型”增量导出
备份上一次备份后改变的数据，比如:
exp system/manager inctype=incremental file=040731.dmp
(3)、“累积型”增量导出
累计型导出方式是导出自上次“完全”导出之后数据库中变化了的信息。比如: exp system/manager inctype=cumulative file=040731.dmp
第一步:用命令CREATE DATABASE重新生成数据库结构;
第二步:创建一个足够大的附加回滚。
第三步:完全增量导入A:
imp system/manager inctype=RESTORE FULL=y FILE=A
第四步:累计增量导入E:
imp system/manager inctype=RESTORE FULL=Y FILE=E
第五步:最近增量导入F:
imp system/manager inctype=RESTORE FULL=Y FILE=F
2）、物理备份指的是冷备份和热备份
冷备份:冷备份发生在数据库已经正常关闭的情况下，当正常关闭时会提供给我们一个完整的数据库。冷备份时将关键性文件拷贝到另外的位置的一种说法。对于备份Oracle 信息而言，冷备份时最快和最安全的方法。冷备份的优点是:
A、是非常快速的备份方法(只需拷文件)
B、容易归档(简单拷贝即可)
C、容易恢复到某个时间点上(只需将文件再拷贝回去)
D、能与归档方法相结合，做数据库“最佳状态”的恢复。
E、低度维护，高度安全。
但冷备份也有如下不足:
A、单独使用时，只能提供到“某一时间点上”的恢复。
B、再实施备份的全过程中，数据库必须要作备份而不能作其他工作。也就是说，在冷备份过程中，数据库必须是关闭状态。
C、若磁盘空间有限，只能拷贝到磁带等其他外部存储设备上，速度会很慢。
D、不能按表或按用户恢复。
如果可能的话(主要看效率)，应将信息备份到磁盘上，然后启动数据库(使用户可以工作)并将备份的信息拷贝到磁带上(拷贝的同时，数据库也可以工作)。冷备份中必须拷贝的文件包括:
A、所有数据文件
B、所有控制文件
C、所有联机REDO LOG文件
D、Init.ora文件(可选)
值得注意的使冷备份必须在数据库关闭的情况下进行，当数据库处于打开状态时，执行数据库文件系统备份是无效的。
下面是作冷备份的完整例子。
(1) 关闭数据库
sqlplus /nolog
sql>connect /as sysdba
sql>shutdown normal;
(2) 用拷贝命令备份全部的时间文件、重做日志文件、控制文件、初始化参数文件sql>cp
(3) 重启Oracle数据库
sql>startup
热备份:热备份是在数据库运行的情况下，采用archivelog mode方式备份数据库的方
法。所以，如果你有昨天夜里的一个冷备份而且又有今天的热备份文件，在发生问题时，就可以利用这些资料恢复更多的信息。热备份要求数据库在Archivelog方式下操作，并需要大量的档案空间。一旦数据库运行在archivelog状态下，就可以做备份了。热备份的命令文件由三部分组成:
1. 数据文件一个表空间一个表空间的备份。
(1) 设置表空间为备份状态
(2) 备份表空间的数据文件
(3) 回复表空间为正常状态
2. 备份归档log文件
(1) 临时停止归档进程
(2) log下那些在archive rede log目标目录中的文件
(3) 重新启动archive进程
(4) 备份归档的redo log文件
3. 用alter database bachup controlfile命令来备份控制文件
热备份的优点是:
1. 可在表空间或数据库文件级备份，备份的时间短。
2. 备份时数据库仍可使用。
3. 可达到秒级恢复(恢复到某一时间点上)。
4. 可对几乎所有数据库实体做恢复
5. 恢复是快速的，在大多数情况下爱数据库仍工作时恢复。
热备份的不足是:
1. 不能出错，否则后果严重
2. 若热备份不成功，所得结果不可用于时间点的恢复
3. 因难于维护，所以要特别仔细小心，不允许“以失败告终”。
机械装备优化设计三级项目题目：基于MATLAB的齿轮优化设计的优化设计班级：12级机械装备二班 设计人员：王守东(120101010236) 荆雪松(120101010215) 武吉祥(120101010219)
一、优化设计问题分析： 所谓优化就是在处理各种事物的一切可能的方案中寻求最优的方案。机械优化设计是把优化理论和技术应用到机械设计中，通过对机械零件、机构乃至整个机械系统的优化设计，使其中某些设计参数和指标获得最优值。绝对的最优，只有在某些理论计算中才能达到，但对于实际的机械优化设计，都带有一定的客观性和相对性。 Matlab 是美国 Mathworks 公司于1967年推出的用于科学计算的可视化软件包。其方便、友好的用户环境、强大的扩展能力使许多领域的科学计算和工程应用节省时间、降低成本和提高效率。 许多机械工程设计都需要进行优化。优化过程可以分为三个部分：综合与分析、评价、改变参数三部分组成。其中，综合与分析部分的主要功能是建立产品设计参数与设计性能、设计要求之间的关系，这也就是一个建立数学模型的过程。评价部分就是对该产品的性能和设计要求进行分析，这就相当于是评价目标函数是否得到改善或者达到最优，也就是检验数学模型中的约束条件是否全部得到满足。改变参数部分就是选择优化方法，使得目标函数（数学模型）得到解，同时根据这种优化方法来改变设计参数 二、优化设计方案选择： 机械设计优化设计中常采用的优化设计方法有进退法、黄金分割法、共轭梯度法、坐标轮换法、复合形法等。下面设计一种齿轮系统，并基于Matlab对系统进行优化设计。 高速重载齿轮时常会受到加速度大、冲击载荷大、启动、制动等
大型ORACLE数据库优化设计方案 本文主要从大型数据库ORACLE环境四个不同级别的调整分析入手，分析ORACLE的系统结构和工作机理，从九个不同方面较全面地总结了ORACLE数据库的优化调整方案。 对于ORACLE数据库的数据存取，主要有四个不同的调整级别，第一级调整是操作系统级 包括硬件平台,第二级调整是ORACLE RDBMS级的调整,第三级是数据库设计级的调整,最后一个调整级是SQL级。通常依此四级调整级别对数据库进行调整、优化，数据库的整体性能会得到很大的改善。下面从九个不 同方面介绍ORACLE数据库优化设计方案。 一.数据库优化自由结构OFA(Optimal flexible Architecture) 数据库的逻辑配置对数据库性能有很大的影响,为此,ORACLE公司对表空间设计提出了一种优化结构OFA。使用这种结构进行设计会大大简化物理设计中的数据管理。优化自由结构OFA,简单地讲就是在数据库中可以高效自由地分布逻辑数据对象,因此首先要对数据库中的逻辑对象根据他们的使用方式和物理结构对数据库的影响来进行分类,这种分类包括将系统数据和用户数据分开、一般数据和索引数据分开、低活动表和高活动表分开等等。数据库逻辑设计的结果应当符合下面的准则：(1)把以同样方式使用的段类型存储在一起； (2)按照标准使用来设计系统；(3)存在用于例外的分离区域；(4)最小化表空间冲突；(5)将数 据字典分离。 二、充分利用系统全局区域SGA(SYSTEM GLOBAL AREA) SGA是oracle数据库的心脏。用户的进程对这个内存区发送事务，并且以这里作为高速缓存读取命中的数据，以实现加速的目的。正确的SGA大小对数据库的性能至关重要。SGA 包括以下几个部分： 1、数据块缓冲区(data block buffer cache)是SGA中的一块高速缓存，占整个数据库大小 的1%-2%，用来存储从数据库重读取的数据块(表、索引、簇等)，因此采用least recently used (LRU,最近最少使用)的方法进行空间管理。 2、字典缓冲区。该缓冲区内的信息包括用户账号数据、数据文件名、段名、盘区位置、表 说明和权限，它也采用LRU方式管理。 3、重做日志缓冲区。该缓冲区保存为数据库恢复过程中用于前滚操作。 4、SQL共享池。保存执行计划和运行数据库的SQL语句的语法分析树。也采用LRU算法 管理。如果设置过小，语句将被连续不断地再装入到库缓存，影响系统性能。 另外，SGA还包括大池、JAVA池、多缓冲池。但是主要是由上面4种缓冲区构成。对这
-- 一、填空题 1．组成优化设计数学模型的三要素是 设计变量 、 目标函数 、 约束条件 。 ２.函数()22121212,45f x x x x x x =+-+在024X ??=????点处的梯度为120-?? ????，海赛矩阵 为2442-????-?? 3.目标函数是一项设计所追求的指标的数学反映，因此对它最基本的要求是能用 来评价设计的优劣，，同时必须是设计变量的可计算函数 。 4.建立优化设计数学模型的基本原则是确切反映 工程实际问题,的基础上力求简洁 。 ５.约束条件的尺度变换常称 规格化,这是为改善数学模型性态常用的一种方法。 6．随机方向法所用的步长一般按 加速步长 法来确定，此法是指依次迭代的步 长按一定的比例 递增的方法。 7.最速下降法以 负梯度 方向作为搜索方向，因此最速下降法又称为 梯 度法,其收敛速度较 慢 。 8.二元函数在某点处取得极值的充分条件是()00f X ?=必要条件是该点处的海赛矩 阵正定 9.拉格朗日乘子法的基本思想是通过增加变量将等式约束 优化问题变成 无 约束优化问题,这种方法又被称为 升维 法。 10改变复合形形状的搜索方法主要有反射，扩张，收缩，压缩 １1坐标轮换法的基本思想是把多变量 的优化问题转化为 单变量 的优化问题 12.在选择约束条件时应特别注意避免出现 相互矛盾的约束, ,另外应当尽量减少不必要的约束 。 1３.目标函数是n 维变量的函数，它的函数图像只能在n+１， 空间中描述出来,为了在n 维空间中反映目标函数的变化情况,常采用 目标函数等值面 的方法。 1４．数学规划法的迭代公式是 1k k k k X X d α+=+ ，其核心是 建立搜索方向， 和 计算最佳步长 15协调曲线法是用来解决 设计目标互相矛盾 的多目标优化设计问题的。 １６.机械优化设计的一般过程中， 建立优化设计数学模型 是首要和关键的一步，它是取得正确结果的前提。 二、名词解释 1.凸规划 对于约束优化问题 ()min f X ..s t ()0j g X ≤ (1,2,3,,)j m =??? 若()f X 、()j g X (1,2,3,,)j m =???都为凸函数,则称此问题为凸规划。 2.可行搜索方向 是指当设计点沿该方向作微量移动时，目标函数值下降,且不会越出可行域。 3．设计空间：ｎ个设计变量为坐标所组成的实空间，它是所有设计方案的组合 4.．可靠度 5.收敛性 是指某种迭代程序产生的序列(){}0,1,k X k =???收敛于1lim k k X X +*→∞ = 6.非劣解：是指若有m 个目标()()1,2,i f X i m =???,当要求ｍ-1个目标函数值不变坏时,找不到一个X,使得另一个目标函数值()i f X 比()i f X *,则将此X *为非劣解。 7. 黄金分割法：是指将一线段分成两段的方法，使整段长与较长段的长度比值等于较长段与较短段长度的比值。 8.可行域:满足所有约束条件的设计点，它在设计空间中的活动范围称作可行域。 9.维修度 略 三、简答题 1．什么是内点惩罚函数法?什么是外点惩罚函数法?他们适用的优化问题是什么?在构造惩罚函数时,内点惩罚函数法和外点惩罚函数法的惩罚因子的选取有何不同？
SQL SERVER性能优化综述 近期因工作需要，希望比较全面的总结下SQL SERVER数据库性能优化相关的注意事项，在 网上搜索了一下,发现很多文章,有的都列出了上百条,但是仔细看发现，有很多似是而非或 者过时(可能对SQL SERVER6.5以前的版本或者ORACLE是适用的)的信息，只好自己根据以 前的经验和测试结果进行总结了。 我始终认为，一个系统的性能的提高，不单单是试运行或者维护阶段的性能调优的任务，也不单单是开发阶段的事情，而是在整个软件生命周期都需要注意，进行有效工作才能达到的。所以我希望按照软件生命周期的不同阶段来总结数据库性能优化相关的注意事项。 一、分析阶段 一般来说，在系统分析阶段往往有太多需要关注的地方，系统各种功能性、可用性、可靠性、安全性需求往往吸引了我们大部分的注意力，但是，我们必须注意，性能是很重要的非功能 性需求，必须根据系统的特点确定其实时性需求、响应时间的需求、硬件的配置等。最好能 有各种需求的量化的指标。 另一方面，在分析阶段应该根据各种需求区分出系统的类型，大的方面，区分是OLTP（联机事务处理系统）和OLAP（联机分析处理系统）。 二、设计阶段 设计阶段可以说是以后系统性能的关键阶段，在这个阶段，有一个关系到以后几乎所有性能 调优的过程—数据库设计。 在数据库设计完成后，可以进行初步的索引设计，好的索引设计可以指导编码阶段写出高效 率的代码，为整个系统的性能打下良好的基础。 以下是性能要求设计阶段需要注意的： 1、数据库逻辑设计的规范化 数据库逻辑设计的规范化就是我们一般所说的范式，我们可以这样来简单理解范式： 第1规范：没有重复的组或多值的列，这是数据库设计的最低要求。 第2规范: 每个非关键字段必须依赖于主关键字，不能依赖于一个组合式主关键字的某些组 成部分。消除部分依赖，大部分情况下，数据库设计都应该达到第二范式。 第3规范: 一个非关键字段不能依赖于另一个非关键字段。消除传递依赖，达到第三范式应该是系统中大部分表的要求，除非一些特殊作用的表。 更高的范式要求这里就不再作介绍了，个人认为，如果全部达到第二范式，大部分达到第三
1.1、数据库及SQL代码优化方案 （1）每周检查统计信息是否及时更新。 （2）每周检查各索引是否有效。 （3）每周检查分区是否正确。 （4）每周检查执行计划是否正确。 （5）每天检查RAC和ASM是否正常运行。 （6）每天检查相关日志是否正常备份。 （7）每天检查相关文件系统和表空间的占用率是否在国家税务总局规定的阀值以下。 （8）在每月申报高峰等业务繁忙期采样并找出消耗I/O资源和CPU资源较多的SQL语句。 （9）分析上述SQL语句，与软件服务商充分沟通后，提出优化建议。 （10）在每月申报高峰期每隔15分钟检查一次数据库连接数，发现异常及时处理。 1.1.1、系统数据库索引、表分区和对象优化方案 数据库对象的优化主要包括：表、索引和sequence等对象，通过优化对象参数、调整对象属性（例如分区表、分区索引、反转索引等等）等方法来实现对数据库对象的优化改造。 1.1.1.1表和索引并行参数优化 数据库的表和索引的并行参数值的设置对相关的sql语句的执行计划会造成影响，表和索引的degree值大于1，执行计划就偏向于使用全表和全索引扫描，另外如果并行参数值过大，短时间内也会对主机和数据库的资源造成很大的压力，因此在oltp的数据库下建议将表和索引的degree值设为1。 1.1.1.2热点大表的分区改造 对访问量很大、表的记录数很多、存在热块争用的表，可以考虑对表和索引进行适当的分区改造，分散访问压力，提高数据访问的性能。 对以下表的记录数超过1000万并且记录数持续增长的大表，建议进行分区
改造（地区+时间）： 1.1.1.3分区索引的清理 对最近30天数据库分区索引访问情况进行统计，对访问次数为0的分区索引和应用部门进行确认，若确认为多余的索引，建议进行删除清理。 1.1.1.4Sequence序列优化 加大sequence 的 cache，并使用noorder选项。在RAC中经常会遇到SQ 锁等待，这是因为在RAC环境下，sequence也成为全局性的了，不同节点要生成序列号，就会产生对sequence资源的争用。而目前大多数系统中，sequence 大多数被作为主键发生器来使用，使用的频率十分高，在RAC环境中，需要设置较大的 sequence cache，否则会造成较为严重的争用，从而影响业务。 1.1.2、SQL硬解析优化方案 1.1. 2.1相关知识点介绍 1.1. 2.1.1Oracle的硬解析和软解析 Oracle对sql的处理过程：当发出一条sql语句交付Oracle，在执行和获取结果前，Oracle对此sql将进行几个步骤的处理过程： 1、语法检查(syntax check) 检查此sql的拼写是否语法。 2、语义检查(semantic check) 诸如检查sql语句中的访问对象是否存在及该用户是否具备相应的权限。 3、对sql语句进行解析(prase) 利用内部算法对sql进行解析，生成解析树(parse tree)及执行计划(execution plan)。 4、执行sql，返回结果(execute and return) 其中，软、硬解析就发生在第三个过程里。 Oracle利用内部的hash算法来取得该sql的hash值，然后在library cache
Y J K软件的优化设计Prepared on 21 November 2021
一、当前软件(PKPM)主要问题 1、计算模型落后甚至不正确的若干方面 2、采用的算法不完全满足规范要求的若干方面 3、采用的过于简化的计算模型的若干方面 4、设计观念已经落后的若干方面 5、计算模型粗放忽略了结构有利要素的若干方面 6、涉及优化的关键环节缺失的若干方面 7、不开放接口的封闭观念 1、计算模型落后甚至不正确的若干方面 （1）基础筏板、桩筏或桩承台有限元计算常给出配筋异常大的结果（2）楼板按照单房间的导致支座钢筋偏大； （3）基础冲切计算流程错误导致筏板承台厚度过大； （4）承台独基与地基梁的重复计算造成重复布置 2、采用的算法不完全满足规范要求的若干方面 （1）剪力墙边缘构件配筋的单肢配筋方式配筋过大或不够； （2）柱剪跨比按简化计算方法常导致短柱过多超限过多； （3）型钢混凝土柱的配筋按不同规程才可优化 3、采用的过于简化的计算模型的若干方面 （1）对弹性时程分析结果只能作全楼统一的地震作用放大； （2）对活荷载的折减系数、重力荷载代表值系数只能设置全楼统一的数值； （3）施工模拟计算不能胜任目前多种工程需要； （4）转换梁按照梁杆件计算模型导致易发生抗剪抗弯超限； （5）地下室外墙的计算模型不合理导致地下室外墙过大的配 筋设计； （6）基础考虑上部楼层刚度的计算不全面； 4、设计观念已经落后的若干方面 认为梁设计时考虑楼板的壳元计算减少梁的配筋偏于不安全 5、计算模型粗放忽略了结构有利要素的若干方面 （1）地下1层以下地下室的不需按抗震设计； （2）梁配筋计算没有考虑支承梁的柱的宽度影响； （3）应正确区分框架梁与非框架梁； 6、涉及优化的关键环节缺失的若干方面 （1）基础承载力验算；
数据库优化方案设计 XX信息管理平台从大型数据库环境四个不同级别的调整分析入手，分析数据库平台的系统结构和工作机理，从九个不同方面设计数据库的优化方案。 对于数据库的数据优化，主要有四个不同的调整级别，第一级调整是操作系统级包括硬件平台，第二级调整是RDBMS级的调整，第三级是数据库设计级的调整，最后一个调整级是SQL级。通常依此四级调整级别对数据库进行调整、优化，数据库的整体性能会得到很大的改善。下面从九个不同方面介绍数据库优化设计方案。 一、数据库优化自由结构 数据库的逻辑配置对数据库性能有很大的影响。为此，数据库平台一般对表空间设计提出有相应的优化结构，如ORACLE公司的OFA(Optimal flexible Architecture)，使用这种结构进行设计会大大简化物理设计中的数据管理。优化自由结构，简单地讲就是在数据库中可以高效自由地分布逻辑数据对象，因此首先要对数据库中的逻辑对象根据他们的使用方式和物理结构对数据库的影响来进行分类，这种分类包括将系统数据和用户数据分开、一般数据和索引数据分开、低活动表和高活动表分开等等。 数据库逻辑设计的结果应当符合下面的准则： （1）把以同样方式使用的段类型存储在一起； （2）按照标准使用来设计系统； （3）存在用于例外的分离区域； （4）最小化表空间冲突； （5）将数据字典分离。 二、充分利用系统全局区域 系统全局区域是数据库平台的心脏，如Oracle数据库的SGA（SYSTEM GLOBAL AREA) 。用户的进程对这个内存区发送事务，并且以这里作为高速缓存读取命中的数据，以实现加速的目的。正确的SGA大小对数据库的性能至关重要。SGA包括以下几个部分： 1、数据块缓冲区（data block buffer cache）是SGA中的一块高速缓存，占整个数据库大小的1%-2%，用来存储从数据库重读取的数据块（表、索引、簇等），因此采用least recently used (LRU，最近最少使用)的方法进行空间管理。 2、字典缓冲区。该缓冲区内的信息包括用户账号数据、数据文件名、段名、盘区位置、表说明和权限，它也采用LRU方式管理。 3、重做日志缓冲区。该缓冲区保存为数据库恢复过程中用于前滚操作。 4、SQL共享池。保存执行计划和运行数据库的SQL语句的语法分析树。也采用LRU 算法管理。如果设置过小，语句将被连续不断地再装入到库缓存，影响系统性能。 另外，SGA还包括大池、JAVA池、多缓冲池。但是主要是由上面4种缓冲区构成。对这些内存缓冲区的合理设置，可以大大加快数据查询速度，一个足够大的内存区可以把绝大多数数据存储在内存中，只有那些不怎么频繁使用的数据，才从磁盘读取，这样就可以大大提高内存区的命中率。 三、规范与反规范设计数据库
一、数据库结构的设计 如果不能设计一个合理的数据库模型，不仅会增加客户端和服务器端程序的编程和维护的难度，而且将会影响系统实际运行的性能。所以，在一个系统开始实施之前，完备的数据库模型的设计是必须的。 在一个系统分析、设计阶段，因为数据量较小，负荷较低。我们往往只注意到功能的实现，而很难注意到性能的薄弱之处，等到系统投入实际运行一段时间后，才发现系统的性能在降低，这时再来考虑提高系统性能则要花费更多的人力物力，而整个系统也不可避免的形成了一个打补丁工程。 所以在考虑整个系统的流程的时候，我们必须要考虑，在高并发大数据量的访问情况下，我们的系统会不会出现极端的情况。（例如：对外统计系统在7月16日出现的数据异常的情况，并发大数据量的访问造成，数据库的响应时间不能跟上数据刷新的速度。具体情况是：在日期临界时（00：00：00），判断数据库中是否有当前日期的记录，没有则插入一条当前日期的记录。在低并发访问的情况下，不会发生问题，但是在当日期临界时的访问量相当大，且在做这一判断的时候，会出现多次条件成立，则数据库里会被插入多条当前日期的记录，从而造成数据错误。），数据库的模型确定下来之后，我们有必要做一个系统内数据流向图，分析可能出现的瓶颈。 为了保证数据库的一致性和完整性，在逻辑设计的时候往往会设计过多的表间关联，尽可能的降低数据的冗余。（例如用户表的地区，我们可以把地区另外存放到一个地区表中）如果数据冗余低，数据的完整性容易得到保证，提高了数据吞吐速度，保证了数据的完整性，清楚地表达数据元素之间的关系。而对于多表之间的关联查询（尤其是大数据表）时，其性能将会降低，同时也提高了客户端程序的编程难度，因此，物理设计需折衷考虑，根据业务规则，确定对关联表的数据量大小、数据项的访问频度，对此类数据表频繁的关联查询应适当提高数据冗余设计但增加了表间连接查询的操作，也使得程序的变得复杂，为了提高系统的响应时间，合理的数据冗余也是必要的。设计人员在设计阶段应根据系统操作的类型、频度加以均衡考虑。 另外，最好不要用自增属性字段作为主键与子表关联，不便于系统的迁移和数据恢复。 原来的表格必须可以通过由它分离出去的表格重新构建。使用这个规定的好处是，你可以确保不会在分离的表格中引入多余的列，所有你创建的表格结构都与它们的实际需要一样大。应用这条规定是一个好习惯，不过除非你要处理一个非常大型的数据，否则你将不需要用到它。（例如一个通行证系统，我可以将USERID，USERNAME，USERPASSWORD，单独出来做个表，再把USERID作为其他表的外键） 表的设计具体注意的问题： 1、数据行的长度不要超过8020字节，如果超过这个长度的话在物理页中这条数据会占用两行从而造成存储碎片，降低查询效率。 2、能够用数字类型的字段尽量选择数字类型而不用字符串类型的（电话号码），这会降低查询和连接的性能，并会增加存储开销。这是因为引擎在处理查询和连接回逐个比较字符串中每一个字符，而对于数字型而言只需要比较一次就够了。 3、对于不可变字符类型char和可变字符类型varchar 都是8000字节，char 查询快，但是耗存储空间，varchar查询相对慢一些但是节省存储空间。在设计
大型数据库的优化方法及实例 尹德明杨富玉杨莹时鹏泉 中国金融电子化公司 E_mail: dm_mis@https://www.doczj.com/doc/933982663.html, 1.引言 随着银行业数据集中，作为整个系统核心的数据库，其存放、管理的数据越来越庞大，已经超越GB而到达TB数据量层次，数据库的性能成为整个系统性能的关键。 国库会计核算系统是国库部门用以进行国库业务的会计核算，并通过支付系统、国库内部往来、同城票据交换系统进行资金清算的计算机网络系统。国家金库会计核算系统每天处理的税票数据多达10万笔，税收高峰可能会到100万笔，这样一年累计下来其中历史登记簿中的数据达到2000万条以上，给检索和数据处理带来非常大的困难。 如何对于一个已经上线运行的重要业务系统，通过对数据库的优化和简单的系统流程调整，实现系统性能的大幅提升具有现实、迫切、重要的意义。 2.优化策略 根据Sybase的数据存储机制，在进行一段时期的数据删除、插入和更新等操作后，数据库往往会产生大量的碎片。大量碎片的存在，会严重影响数据库的I/O性能，如果在使用数据库一段时间后，整理碎片，可以提高数据库的性能。由于国家金库会计核算系统在预处理、日间报解、日初始化等步骤，会大批量进行数据删除、插入和更新等操作，因此会产生大量的数据碎片。碎片整理对于国家金库会计核算系统性能优化将会有重要效果。 Sybase Adaptive Server对于按顺序存储和访问的页，在单个I/O中最多读取八个数据页。由于大部分I/O时间都花在磁盘上的物理定位和搜寻上，因此大I/O可极大地减少磁盘访问时间。在大多数情况下，希望在缺省数据高速缓存中配置一个16K缓冲池。为事务日志创建4K缓冲池可极大地减少数据库系统日志写操作的数量。 好的性能同优良的数据库设计及优秀的程序写法关系极大，可以这样说，如果一个数据库没有好的设计及对程序未进行优化的话即使对参数进行调整也不可能有好的性能。 3.数据库碎片整理 由于Sybase是通过OAM页、分配单元和扩展页来管理数据的，所以对OLTP应用的Database Server会十分频繁地进行数据删除、插入和更新等操作，时间一长就会出现以下几种情况： (1)页碎片 即本来可以存放在一个页上的数据却分散地存储在多个页上。如果这些页存储在不同的扩展单元上，Database Server就要访问多个扩展单元，因此降低了系统性能。 (2)扩展单元碎片 在堆表中，当删除数据链中间的记录行时，会出现空页。随着空页的累积，扩展单元的利用率也会下降，从而出现扩展单元碎片。带cluster index的table也有可能出现扩展单元碎片。当有扩展单元碎片存在，会出现以下问题： 对表进行处理时，常常出现死锁；利用较大的I/O操作或增加I/O缓冲区的大小也无法改变较慢的I/O速度；行操作的争用。 （3）扩展单元遍历 带有cluster index的table会由于插入记录而导致页分裂，但当删除记录后，页会获得释放，从而形成跨几个扩展单元和分配单元的数据，而要访问该数据就必须遍历几个扩展单元和分配单元。这将导致访问/查询记录的时间大大延长，开始时数据库的性能虽然较高，
2011年第八届苏北数学建模联赛 承诺书 我们仔细阅读了第八届苏北数学建模联赛的竞赛规则。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与本队以外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们愿意承担由此引起的一切后果。 我们的参赛报名号为： 3979 参赛组别（研究生或本科或专科）： 本科组 参赛队员 (签名) ： 队员1： 队员2： 队员3： 获奖证书邮寄地址： 浙江省杭州市滨文路浙江中医药大学
编号专用页 参赛队伍的参赛号码：（请各个参赛队提前填写好）： 3979 竞赛统一编号（由竞赛组委会送至评委团前编号）： 竞赛评阅编号（由竞赛评委团评阅前进行编号）：
题目旅游线路的优化设计 摘要 本文主要研究最佳旅游路线的设计问题。线路的设计主要受旅游费用、旅游时间、可游览景点数的制约。这三个因素只要有一个或两个确定，那么就能建立数学模型求出第三个因素的最优解，然后在满足相应约束条件下，设计出最佳旅游线路。 第一问是在时间不限，旅游景点数确定的条件下，设计出旅游费用最少的旅游线路。我们建立了一个最优规划模型，以最少的旅游费用游完十个景点为目标。先通过网络查出一个地点到其他十个地点的最便宜的交通费，再引入0-1变量表示游客是否在一个点住宿，从而推导出总旅游花费的函数表达式，给出相应的约束条件，使用lingo编程对模型求解。最佳路线：徐州→常州市恐龙园→黄山市黄山→舟山市普陀山→武汉市黄鹤楼→九江市庐山→洛阳市龙门石窟→西安市秦始皇兵马俑→祁县乔家大院→八达岭长城→青岛市崂山→徐州 第二问是在旅游费用不限的情况下，设计出以最少的时间游完十个景点的旅游路线。同样是建立一个最优规划模型，以最短时间游完十个景点为目标，先通过网络查出一个地点到其他十个地点最快捷的交通方式的时间，推导出总交通花费时间和在各景点的总停留时间的函数表达式，给出相应的约束条件，使用lingo编程对模型求解。最佳路线：徐州→常州市恐龙园→九江市庐山→武汉市黄鹤楼→西安市秦始皇兵马俑→祁县乔家大院→洛阳市龙门石窟→八达岭长城→青岛市崂山→舟山市普陀山→黄山市黄山→徐州 第三问是在旅游时间不限，以用2000元的旅游费用游览的景点数最多为目标。这里要引入0-1变量来判断游客是否游览某景点，再利用问题一建立的旅游费用模型，得
大型ORACLE数据库优化设计方案 摘要主要从大型数据库ORACLE环境四个不同级别的调整分析入手，分析ORACLE的系统结构和工作机理，从九个不同方面较全面地总结了ORACLE数据库的优化调整方案。 关键词ORACLE数据库环境调整优化设计方案 对于ORACLE数据库的数据存取，主要有四个不同的调整级别，第一级调整是操作系统级包括硬件平台,第二级调整是ORACLERDBMS级的调整,第三级是数据库设计级的调整,最后一个调整级是SQL级。通常依此四级调整级别对数据库进行调整、优化，数据库的整体性能会得到很大的改善。下面从九个不同
方面介绍ORACLE数据库优化设计方案。 一.数据库优化自由结构OFA(OptimalflexibleArchitecture) 数据库的逻辑配置对数据库性能有很大的影响,为此,ORACLE公司对表空间设计提出了一种优化结构OFA。使用这种结构进行设计会大大简化物理设计中的数据管理。优化自由结构OFA,简单地讲就是在数据库中可以高效自由地分布逻辑数据对象,因此首先要对数据库中的逻辑对象根据他们的使用方式和物理结构对数据库的影响来进行分类,这种分类包括将系统数据和用户数据分开、一般数据和索引数据分开、低活动表和高活动表分开等等。 二、充分利用系统全局区域SGA （SYSTEMGLOBALAREA) SGA是oracle数据库的心脏。用户的进程对这个内存区发送事务，并且以这里作为高速缓存读取命中的数据，以实现加速的目的。正确的SGA大小对数据库
的性能至关重要。SGA包括以下几个部分： 2、字典缓冲区。该缓冲区内的信息包括用户账号数据、数据文件名、段名、盘区位置、表说明和权限，它也采用LRU 方式管理。 3、重做日志缓冲区。该缓冲区保存为数据库恢复过程中用于前滚操作。 4、SQL共享池。保存执行计划和运行数据库的SQL语句的语法分析树。也采用LRU算法管理。如果设置过小，语句将被连续不断地再装入到库缓存，影响系统性能。 另外，SGA还包括大池、JA V A池、多缓冲池。但是主要是由上面4种缓冲区构成。对这些内存缓冲区的合理设置，可以大大加快数据查询速度，一个足够大的内存区可以把绝大多数数据存储在内存中，只有那些不怎么频繁使用的数据，才从磁盘读取，这样就可以大大提高内存区的命中率。三、规范与反规范设计数据库
SQL Server数据库优化方案汇总 50种方法优化SQL Server 1、没有索引或者没有用到索引(这是查询慢最常见的问题，是程序设计的缺陷) 2、I/O吞吐量小，形成了瓶颈效应。 3、没有创建计算列导致查询不优化。 4、内存不足 5、网络速度慢 6、查询出的数据量过大（可以采用多次查询，其他的方法降低数据量） 7、锁或者死锁(这也是查询慢最常见的问题，是程序设计的缺陷) 8、sp_lock,sp_who,活动的用户查看,原因是读写竞争资源。 9、返回了不必要的行和列 10、查询语句不好，没有优化 可以通过如下方法来优化查询 : 1、把数据、日志、索引放到不同的I/O设备上，增加读取速度，以前可以将Tempdb应放在RAID0上，SQL2000不在支持。数据量（尺寸）越大，提高I/O越重要. 2、纵向、横向分割表，减少表的尺寸(sp_spaceuse) 3、升级硬件 4、根据查询条件,建立索引,优化索引、优化访问方式，限制结果集的数据量。注意填充因子要适当（最好是使用默认值0）。索引应该尽量小，使 用字节数小的列建索引好（参照索引的创建）,不要对有限的几个值的字段建单一索引如性别字段 5、提高网速; 6、扩大服务器的内存,Windows 2000和SQL server 2000能支持4-8G的内存。配置虚拟内存：虚拟内存大小应基于计算机上并发运行的服务进行 配置。运行 Microsoft SQL Server? 2000 时，可考虑将虚拟内存大小设置为计算机中安装的物理内存的 1.5 倍。如果另外安装了全文检索功能，并打算 运行 Microsoft 搜索服务以便执行全文索引和查询，可考虑：将虚拟内存大小配置为至少是计算机中安装的物理内存的 3 倍。将 SQL Server max server memory 服务器配置选项配置为物理内存的 1.5 倍（虚拟内存大小设置的一半）。 7、增加服务器 CPU个数;但是必须明白并行处理串行处理更需要资源例如内存。使用并行还是串行程是MsSQL自动评估选择的。单个任务分解成 多个任务，就可以在处理器上运行。例如耽搁查询的排序、连接、扫描和GROUP BY字句同时执行，SQL SERVER根据系统的负载情况决定最优的并 行等级，复杂的需要消耗大量的CPU的查询最适合并行处理。但是更新操作Update,Insert， Delete还不能并行处理。 8、如果是使用like进行查询的话，简单的使用index是不行的，但是全文索引，耗空间。 like 'a%' 使用索引 like '%a' 不使用索引用 like '%a%' 查询时，查询耗时和字段值总长度成正比,所以不能用CHAR类型，而是VARCHAR。对于字段的值很长的建全文索引。 9、DB Server 和APPLication Server 分离；OLTP和OLAP分离
关于数据库优化方面的文章很多，但是有的写的似是而非，有的不切实际，对一个数据库来说，只能做到更优，不可能最优，并且由于实际需求不同，优化方案还是有所差异，根据实际需要关心的方面（速度、存储空间、可维护性、可拓展性）来优化数据库，而这些方面往往又是相互矛盾的，下面结合网上的一些看法和自己的一些观点做个总结。 一个系统的性能的提高，不单单是试运行或者维护阶段的性能调优，也不单单是开发阶段的事情，而是在整个软件生命周期都需要注意。所以我希望按照软件生命周期的不同阶段来总结数据库性能优化相关的注意事项。 一、分析阶段 一般来说，在系统分析阶段往往有太多需要关注的地方，系统各种功能性、可用性、可靠性、安全性需求往往吸引了我们大部分的注意力，但是，我们必须注意，性能是很重要的非功能性需求，必须根据系统的特点确定其实时性需求、响应时间的需求、硬件的配置等。最好能有各种需求的量化的指标。 另一方面，在分析阶段应该根据各种需求区分出系统的类型，大的方面，区分是OLTP(联机事务处理系统)和OLAP(联机分析处理系统)。 二、设计阶段 设计阶段可以说是以后系统性能的关键阶段，在这个阶段，有一个关系到以后几乎所有性能调优的过程—数据库设计。 在数据库设计完成后，可以进行初步的索引设计，好的索引设计可以指导编码阶段写出高效率的代码，为整个系统的性能打下良好的基础。 以下是性能要求设计阶段需要注意的： 1、数据库逻辑设计的规范化 数据库逻辑设计的规范化就是我们一般所说的范式，我们可以这样来简单理解范式：第1规范：没有重复的组或多值的列，这是数据库设计的最低要求。 第2规范: 每个非关键字段必须依赖于主关键字，不能依赖于一个组合式主关键字的某些组成部分。消除部分依赖，大部分情况下，数据库设计都应该达到第二范式。 第3规范: 一个非关键字段不能依赖于另一个非关键字段。消除传递依赖，达到第三范式应该是系统中大部分表的要求，除非一些特殊作用的表。 更高的范式要求这里就不再作介绍了，个人认为，如果全部达到第二范式，大部分达到第三范式，系统会产生较少的列和较多的表，因而减少了数据冗余，也利于性能的提高。 2、合理的冗余 完全按照规范化设计的系统几乎是不可能的，除非系统特别的小，在规范化设计后，有计划地加入冗余是必要的。 冗余可以是冗余数据库、冗余表或者冗余字段，不同粒度的冗余可以起到不同的作用。 冗余可以是为了编程方便而增加，也可以是为了性能的提高而增加。从性能角度来说，冗余数据库可以分散数据库压力，冗余表可以分散数据量大的表的并发压力，也可以加快特殊查询的速度，冗余字段可以有效减少数据库表的连接，提高效率。 3、主键的设计 主键是必要的，SQL SERVER的主键同时是一个唯一索引，而且在实际应用中，我们往往选择最小的键组合作为主键，所以主键往往适合作为表的聚集索引。聚集索引对查询的影响是比较大的，这个在下面索引的叙述。 在有多个键的表，主键的选择也比较重要，一般选择总的长度小的键，小的键的比较速度快，同时小的键可以使主键的B树结构的层次更少。 主键的选择还要注意组合主键的字段次序，对于组合主键来说，不同的字段次序的主键的性能差别可能会很大，一般应该选择重复率低、单独或者组合查询可能性大的字段放在前
优化设计小论文
机械优化设计 优化设计是20世纪60年代初发展起来的一门新的学科,也是一项新的设计技术。它是将数学规划理论与计算技术应用于设计领域, 按照预定的设计目标,以电子计算机及计算程序作为设计手段,寻求最优设计方案的有关参数,从而获 得较好的技术经济效益。机械的研究和应用具有悠久的历史,它伴随甚至推动了人类社会和人类文明的发展。机构学研究源远流长, 但从古到今,机构学领域主要研究三个核心问题, 即机构的构型原理与新机构的发明创造、机构分析与设 计的运动学与动力学性能评价指标、根据性能评价指标分析和设计机构。机构 是组成机械的基本单元,一般机械都是由一个或多个机构组成。对于机构的研究, 能够为发明、创造新机械提供理论、资料和经验。而对于机构的优化设计, 使 机构具有确定的几何尺寸,能够满足运动学要求, 并能实现给定的运动规律,这 些能够为某些具体的机械设计, 使机械满足某些特定的功能提供了可靠的依 据。 机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能最主要的因素。从 工程设计基础和目标上可将设计分为：新型设计(开发性设计)、继承设计、变 型设计(基于标准型的修改)。所谓新型设计，即应用成熟的科学技术或经过实 验证明可行的新技术，设计未曾有过的新型机械，主要包括功能设计和结构设计，是机械设计发展的方向所在，然而贯穿其中的关键环节即是设计的方法和 实现的手段。人类一直都在不断探索新方法和新设计理念。从17 世纪前形成的直觉设计过渡到经验设计和传统设计，直到目前的现代设计[1]，从静态、经验、手工式的‘安全寿命可行设计’方法发展到动态、科学、计算机化、自动化的 优化设计方法，已将科学领域内的实用方法论应用于工程设计中了。 机械优化设计基本思路是在保证基本机械性能的基础上，借助计算机，应 用一些精度较高的力学/ 数学规划方法进行分析计算，让某项机械设计在规定 的各种设计限制条件下，优选设计参数，使某项或几项设计指标（外观、形状、结构、重量、成本、承载能力、动力特性等）获得最优值。
第一、填空题 1.组成优化设计数学模型的三要素是 设计变量 、 目标函数 、 约束条件 。 2.函数()2 2 121 212,45f x x x x x x =+-+在024X ??=????点处的梯度为120-?? ???? ，海赛矩阵 为2442-????-?? 3.目标函数是一项设计所追求的指标的数学反映，因此对它最基本的要求是能用 来评价设计的优劣，，同时必须是设计变量的可计算函数 。 4.建立优化设计数学模型的基本原则是确切反映 工程实际问题，的基础上力求简洁 。 5.约束条件的尺度变换常称 规格化，这是为改善数学模型性态常用的一种方法。 6.随机方向法所用的步长一般按 加速步长 法来确定，此法是指依次迭代的步 长按一定的比例 递增的方法。 7.最速下降法以 负梯度 方向作为搜索方向，因此最速下降法又称为 梯 度法，其收敛速度较 慢 。 8.二元函数在某点处取得极值的充分条件是()00f X ?=必要条件是该点处的海赛矩阵正定 9.拉格朗日乘子法的基本思想是通过增加变量将等式约束 优化问题变成 无 约束优化问题，这种方法又被称为 升维 法。 10改变复合形形状的搜索方法主要有反射，扩张，收缩，压缩 11坐标轮换法的基本思想是把多变量 的优化问题转化为 单变量 的优化问题 12．在选择约束条件时应特别注意避免出现 相互矛盾的约束， ，另外应当尽量减少不必要的约束 。 13．目标函数是n 维变量的函数，它的函数图像只能在n+1, 空间中描述出来，为了在n 维空间中反映目标函数的变化情况，常采用 目标函数等值面 的方法。 14.数学规划法的迭代公式是 1k k k k X X d α+=+ ，其核心是 建立搜索方向， 和 计算最佳步长 15协调曲线法是用来解决 设计目标互相矛盾 的多目标优化设计问题的。
千万级的mysql数据库与优化方法 1.对查询进行优化，应尽量避免全表扫描，首先应考虑在where 及order by 涉及的列上建立索引。 2.应尽量避免在where 子句中对字段进行null 值判断，否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描，如： Sql代码 可以在num上设置默认值0，确保表中num列没有null值，然后这样查询： Sql代码 3.应尽量避免在where 子句中使用!=或<>操作符，否则将引擎放弃使用索引而进行全表扫描。 4.应尽量避免在where 子句中使用or 来连接条件，否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描，如：Sql代码 可以这样查询： Sql代码 5.in 和not in 也要慎用，否则会导致全表扫描，如： 对于连续的数值，能用between 就不要用in 了： 6.下面的查询也将导致全表扫描： Sql代码
若要提高效率，可以考虑全文检索。 7.如果在where 子句中使用参数，也会导致全表扫描。因为SQL只有在运行时才会解析局部变量，但优化程序不能将访问计划的选择推迟到运行时；它必须在编译时进行选择。然而，如果在编译时建立访问计划，变量的值还是未知的，因而无法作为索引选择的输入项。如下面语句将进行全表扫描： Sql代码 可以改为强制查询使用索引： 8.应尽量避免在where 子句中对字段进行表达式操作，这将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描。如： 应改为: 9.应尽量避免在where子句中对字段进行函数操作，这将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描。如：Sql代码 应改为: 10.不要在where 子句中的“=”左边进行函数、算术运算或其他表达式运算，否则系统将可能无法正确使用索引。 11.在使用索引字段作为条件时，如果该索引是复合索引，那么必须使用到该索引中的第一个字段作为条件时才能保证系统使用该索引，否则该索引将不会被使用，并且应尽可能的让字段顺序与索引顺序相一致。 12.不要写一些没有意义的查询，如需要生成一个空表结构：
DR-RD-020(V1.1) Xxx系统 数据库设计说明书 (内部资料请勿外传) 编写：日期： 检查：日期： 审核：日期： 批准：日期： XX公司 版权所有不得复制
XXX系统 (1) 数据库设计说明书 (1) 1引言 (2) 1.1编写目的 (2) 1.2术语表 (2) 1.3参考资料 (3) 2数据库环境说明 (3) 3数据库的命名规则 (4) 4逻辑设计 (4) 5物理设计 (5) 5.1表汇总 (5) 5.2表[X]：[XXX表] (5) 5.3视图的设计 (7) 5.4存储过程、函数及触发器的设计 (7) 6安全性设计 (7) 6.1防止用户直接操作数据库的方法 (7) 6.2用户帐号密码的加密方法 (8) 6.3角色与权限 (8) 7优化 (8) 8数据库管理与维护说明 (8) 一、引言 1.1 编写目的 例如：本文档是xx系统概要设计文档的组成部分，编写数据库设计文档的目的是：明确数据库的表名、字段名等数据信息，用来指导后期的数据库脚本的开发，本文档遵循《xx 数据库设计和开发规范》。本文档的读者对象是需求人员、系统设计人员、开发人员、测试人员。 1.2 术语表
1.3 参考资料 列出有关资料的名称、作者、文件编号或版本等。参考资料包括：a．需求说明书、架构设计说明书等； b．本项目的其他已发表的文件； 二、需求规约 提示：本部分完成此数据库系统业务描述和需求分析 2.1 业务描述 提示：本部分完成此数据库系统的业务描述，例如： （1）数据库系统创建的背景 （2）数据库系统要解决的问题 （3）数据库系统要完成的业务流程及工作内容 （4）揭示该数据库的资源需求和设计约束 2.2 需求分析 提示：本部分完成此数据库系统的需求分析，例如： （1）分析该业务流程的内在联系 （2）业务流程各个节点的依赖关系在数据上的反映 （3）揭示创建此数据库系统的目的、目标、已知条件 （4）将业务流程节点抽象成数据库对象