软考学习笔记-数据库工程师第十二章－数据库运行与管理

软考学习笔记-数据库工程师第十二章－数据库运行与管理
第十二章　数据库运行与管理

1、数据库系统的运行策略： 从物理环境上保障系统的稳定运行；

从对人员的要求上做保障；

应用数据库的安全性策略；

做好数据库的备份与恢复工作。

2、数据库系统的监控对象和监控方式

　　监控对象有3个，性能监控、故障监控、安全监控。

　　监控方式有2种，系统监控和应用程序监控。

3、数据库维护

　　因为某些原因需要修改数据库的结构，称为数据重构，包括表结构的修改和视图的修改。

　　视图机制一方面可以实现数据的逻辑独立性，另一方面可以实现数据的安全性。

　　文档是对系统结构和实现的描述，必须与系统保持调度的一致性。数据库重构过程中的所有修改必须在文档中体现出来。

4、数据库系统的运行统计

　　系统监控和运行统计是DBA掌握数据库系统运行状态最有效的手段。系统监控用来保障系统的稳定运行，系统统计则用来了解系统性能，作为性能调整的依据。

5、数据库系统的审计，是一种DBMS工具，它记录数据库资源和权限的使用情况。审计是被动的。

6、数据库系统的管理

　　（1）数据字典的管理：数据字典是存储在数据库中的所有对象信息的知识库，其中存储的数据称为元数据。数据字典是只读的。

　　（2）数据完整性维护和管理：作用对象有列、行、表3种。列级约束、主码约束和参照完整性约束是在数据库定义过程中定义的，存在数据字典中。更为复杂的约束可以编写触发器程序实现。

因此，由DBMS管理的约束，可通过修改数据库定义完成维护和管理；

由应用程序实现的复杂的完整性约束，要通过分析修改程序（触发器程序）来实现。

　　（3）数据库的存储管理：数据库中的数据是以文件形式存储在物理存储设备上的，程序通过DBMS完成I/O操作来访问数据。提高系统访问效率的有效手段就是提高I/O操作的效率。使用这样几种手段管理数据的存储，可以有效地提高性能：

1）索引文件和数据文件分开存储，事务日志文件存储在高速设备上；

2）适时修改数据文件和索引文件的页面大小；

3）定期对数据进行排序；

4）增加必要的索引项。

也可以增加计算机内存，引入调整存储设备等外部方式提高系统的访问效率。

　　（4）数据库备份与恢复的管理：

设定合理的备份周期和备份时间；

把事务日志文件保存在最稳定的存储设备上；

定期在事务日志文件中加入检查点（checkpoint），检查点记录数据库的正确状态点。在数据库恢复过程中，可以反向扫描日志文件找到第一个检查点，执行UNDO、REDO操作。

　　（5）数据库的并发控制与死锁管理：多用户数据库DBMS都提供并发控制机制。在实际运行过程中，死锁的产生多是因为事务程序的错误引起。管理员需要使用系统监控工具和系统日志，找出频繁产生死锁的事务。分析原因，修改事务程序，减少死锁。

　　（6）数据库的安全管理：

建立网络安全（防火墙）

操作系统级安全（登录用户管理）

DBMS级安全（访问DB的用户验证密码）

角色和用户授权管理

使用视图和存储过程

使用审计功能

7、数据库系统的性能调整

　　1）SQL语句的编码检验：通过DBMS提供的监控和统计功能，找出频繁执行的SQL语句并对其进行优化。步骤为，

（1）尽可能地减少多表查询或建立物化视图；

（2）以不相关子查询代替相关子查询；

（3）只检索需要的列；

（4）用带IN的条件子句等价替换OR子句；

（5）经常提交COMMIT，以尽早释放锁。

　　2）表设计的评价：首先要求关系都能符合3NF或BCNF，然后还要根据实际运行情况对表进行调整。

调整的原则是： 如果频繁地访问涉及的是对两个相关表进行连接操作，则将这两个表合并；

如果频繁地访问只是在表中的一部分字段上进行，则考虑分解表或将该部分单独拿出作为一个表；

对于很少更新的表，引入物化视图。

　　3）索引的改进：索引的调整原则如下，

如果查询是瓶颈－－在关系上新建适当的索引，通常在作为查询条件的属性上建立索引可以提高查询效率；

如果更新是瓶颈－－因为每次更新都会重建表上的索引，引起效率的降低，可以考虑删除某些索引；

选择适当的索引类型－－比如经常使用范围查询，可以使用B树索引，比散列索引更高效；

将有利于大多数据查询和更新的索引设为聚簇索引。

　　4）设备的增强：高速的计算机、增加内存、高速网络设备、高速存储设备。