大型管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化方法研究

李智敏 廖明潮

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)在各行各業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。很多企業(yè)應(yīng)用管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)員工進(jìn)行管理，并且將此作為評(píng)比依據(jù)。為了滿足企業(yè)對(duì)于信息管理的需求，需要不斷優(yōu)化大型管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。本文介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，分析了數(shù)據(jù)化技術(shù)在信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，并且闡述了大型管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)；管理信息系統(tǒng)；應(yīng)用；優(yōu)化方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）04-0014-03

Abstract：With the continuous progress of science and technology，the database of information system has been widely applied in all walks of life. Many enterprises use the management information system database to manage employees，and take this as a basis for evaluation. In order to meet the needs of information management continuously，we need to optimize the database of large scale management information system. This paper introduces the database technology，analyzes the application of the data technology in the information management system，and expounds the optimization method of the large management information system database.

Keywords：database technology；management information system；application；optimization method

0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷普及，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托的信息化數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理在社會(huì)中得到普遍認(rèn)可，在各行各業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。管理信息系統(tǒng)具有及時(shí)、快速、便捷的特點(diǎn)，給企業(yè)在人力管理和財(cái)務(wù)管理方面帶來(lái)了極大的便利。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是管理信息系統(tǒng)中的核心和基礎(chǔ)技術(shù)，發(fā)揮著極為重要的作用。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述

數(shù)據(jù)化技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代末70年代初，最初是為了儲(chǔ)存大量的數(shù)據(jù)信息和有效管理這些數(shù)據(jù)。隨著科技的發(fā)展，數(shù)據(jù)化技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)相互滲透，最終發(fā)展成為一門(mén)軟件技術(shù)。

1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的簡(jiǎn)介

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是通過(guò)研究數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)、管理以及應(yīng)用的基本理論和實(shí)現(xiàn)方法，并利用這些理論來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和理解的技術(shù)。數(shù)據(jù)管理庫(kù)就是與數(shù)據(jù)打交道，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和組織，并按照一定的結(jié)構(gòu)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)；然后通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改、刪除、分析以及理解；最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)表、打印等操作，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理、分析和理解。

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)特點(diǎn)

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)學(xué)科技術(shù)的重要組成部分。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用從科學(xué)研究部門(mén)擴(kuò)展到企業(yè)部門(mén)以及行政部門(mén)，大量的數(shù)據(jù)讓人們對(duì)于數(shù)據(jù)處理的要求越來(lái)越高。最早人們用于商品化的信息管理系統(tǒng)是IMS（Information Management System），隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)框架設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)層的分析到數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)維管理和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的安全性也得到發(fā)展，并形成一套完整的數(shù)據(jù)庫(kù)信息管理體系。如今，各類(lèi)企業(yè)都有信息管理平臺(tái)，這類(lèi)平臺(tái)包括Oracle、MYSQL、DB2等。與此同時(shí)，伴隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展優(yōu)化，數(shù)據(jù)庫(kù)也不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了如今的云數(shù)據(jù)庫(kù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)以及分布數(shù)據(jù)庫(kù)等。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 組織和應(yīng)用管理信息系統(tǒng)中多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)

面對(duì)多種來(lái)源、不同格式、不同內(nèi)容的數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以利用自身強(qiáng)大的處理手段對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)處理，按照原來(lái)制定的標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類(lèi)，并且按照特定的程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、裝載和抽取，然后按照原先設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)庫(kù)模型將其儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中。我們需要使用某一個(gè)主題或者是某一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候，只需要輸入相應(yīng)的指令便可以輕松地獲取該數(shù)據(jù)，并且轉(zhuǎn)換器可以將數(shù)據(jù)格式任意轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的多類(lèi)型使用。

2.2 提高信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的功能與效率

在進(jìn)行信息管理的過(guò)程中，總會(huì)面對(duì)大量的、沒(méi)有規(guī)律的數(shù)據(jù)，此時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能夠?qū)⑵溆行驓w類(lèi)并進(jìn)行分析，通過(guò)分析建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，這為企業(yè)做決策提供了數(shù)據(jù)參考和分析，因而可以在企業(yè)做出決策時(shí)給予建議。數(shù)據(jù)庫(kù)分析改變了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)只能看到細(xì)節(jié)性數(shù)據(jù)的不足，進(jìn)而提高了企業(yè)的業(yè)務(wù)水平。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供了數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)，在系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同方面、類(lèi)型的分析，能夠提高信息系統(tǒng)的功能和分析的效率。在如今開(kāi)放的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)模式下，數(shù)據(jù)庫(kù)的信息管理系統(tǒng)能夠?yàn)槠髽I(yè)做出具有專(zhuān)業(yè)性、全方位、多方面的數(shù)據(jù)分析，對(duì)于企業(yè)決策給予客觀建議，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，滿足企業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)的需求。

2.3 解決信息管理中數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存問(wèn)題

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存方面有著顯著優(yōu)勢(shì)，尤其是云端儲(chǔ)存發(fā)展使信息管理系統(tǒng)在儲(chǔ)存數(shù)據(jù)方面的問(wèn)題得以解決。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)滿足了信息管理系統(tǒng)對(duì)安全儲(chǔ)存、快捷檢索和準(zhǔn)確應(yīng)用的需求。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)能夠大量?jī)?chǔ)存各類(lèi)復(fù)雜的數(shù)據(jù)，并且保證了數(shù)據(jù)的安全性；在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的同時(shí)，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提升了數(shù)據(jù)檢索的便捷性，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析能夠滿足企業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)的不同需求，大大提高了工作效率。

3 影響數(shù)據(jù)庫(kù)性能的因素

市場(chǎng)上常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要有Oracle、MYSQL、DB2等幾種。無(wú)論哪種數(shù)據(jù)庫(kù)都會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行效率的問(wèn)題，影響其性能的因素大致為以下幾個(gè)方面。

3.1 操作系統(tǒng)的性能

數(shù)據(jù)庫(kù)性能的好壞，大多數(shù)情況下依賴于操作系統(tǒng)的性能。操作性能直接影響數(shù)據(jù)庫(kù)性能，比如運(yùn)行的快慢。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器硬件性能

很多數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題是由于硬件配置不合理或者是硬件組裝不充足。內(nèi)存和CPU對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的影響是十分巨大的?，F(xiàn)在都是通過(guò)調(diào)整I/O子系統(tǒng)，減少I(mǎi)/O子系統(tǒng)的訪問(wèn)量來(lái)解決這一問(wèn)題。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)物理文件進(jìn)行合理布局以及對(duì)邏輯對(duì)象進(jìn)行合理分配，能夠加快數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫(xiě)速度。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與分布，能夠在滿足數(shù)據(jù)處理需求的同時(shí)，提高數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，使系統(tǒng)達(dá)到最佳的狀態(tài)。

3.4 SQL語(yǔ)句優(yōu)化

SQL語(yǔ)句是指我們?cè)趯?duì)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送指令時(shí)轉(zhuǎn)化為SQL語(yǔ)句對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行作用。良好的SQL語(yǔ)句可以被數(shù)據(jù)庫(kù)多次使用，以此減少分析的時(shí)間。調(diào)整SQL語(yǔ)句可以改變系統(tǒng)中內(nèi)存的命中率，減少I(mǎi)/O子系統(tǒng)的訪問(wèn)量，從而提高系統(tǒng)的性能。

3.5 數(shù)據(jù)庫(kù)碎片處理

當(dāng)系統(tǒng)中兩個(gè)或者幾個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象存在共同片段時(shí)，這些交叉片段就是數(shù)據(jù)庫(kù)碎片。數(shù)據(jù)庫(kù)碎片過(guò)多會(huì)占用額外的內(nèi)存，并且在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)會(huì)更加耗費(fèi)時(shí)間，影響數(shù)據(jù)庫(kù)的工作性能。為了消除這些數(shù)據(jù)庫(kù)碎片，需要建立一個(gè)表空間，將靜態(tài)的或是只有小增長(zhǎng)的放在這個(gè)表空間，把那些動(dòng)態(tài)大幅度增長(zhǎng)的放在各自的表空間內(nèi)。

3.6 并行性

并行性是在數(shù)據(jù)庫(kù)中并行執(zhí)行某些功能，由多個(gè)服務(wù)器同時(shí)執(zhí)行處理?？梢圆⑿袌?zhí)行的功能有創(chuàng)建索引、加載數(shù)據(jù)以及恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)等。利用并行機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢能夠縮減查詢時(shí)間，提高效率。

4 數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化方案

由上文可知影響數(shù)據(jù)庫(kù)性能的因素。因而在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化時(shí)，將應(yīng)用程序、I/O子系統(tǒng)和操作系統(tǒng)作為考慮依據(jù)，具體從以下幾方面來(lái)提高。

4.1 合理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和管理表

表設(shè)計(jì)具有邏輯可行性就能正確反映數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，但是這些卻不能反映用戶獲取數(shù)據(jù)時(shí)采用的訪問(wèn)途徑。用戶的訪問(wèn)得到確認(rèn)，那么很多關(guān)于表設(shè)計(jì)的查詢將會(huì)無(wú)用。所以，設(shè)計(jì)表時(shí)應(yīng)當(dāng)為用戶設(shè)計(jì)一個(gè)最為簡(jiǎn)便、直接的訪問(wèn)途徑，滿足客戶的真正需求。

在合理利用表分區(qū)的同時(shí)，創(chuàng)建表的時(shí)候還應(yīng)該考慮可能將會(huì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)變化，盡可能減少在數(shù)據(jù)查詢中出現(xiàn)行鏈接和行遷移現(xiàn)象的發(fā)生。

4.2 調(diào)整優(yōu)化磁盤(pán)I/O

數(shù)據(jù)庫(kù)性能最重要的方面是磁盤(pán)I/O操作，減少I(mǎi)/O磁盤(pán)的操作能大大提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)性能。根本方法是將那些頻繁使用的數(shù)據(jù)信息用高速緩存來(lái)存放，即我們查找頻繁使用的數(shù)據(jù)，可以直接讀取高速緩存中的信息，不需要去讀取所有磁盤(pán)，這樣就大大減少了訪問(wèn)量，減少了磁盤(pán)I/O操作。具體來(lái)說(shuō)，就是將數(shù)據(jù)和索引分離?？偟膩?lái)說(shuō)，就是盡可能多地將I/O平均分配到多個(gè)磁盤(pán)和磁盤(pán)控制器上。在磁盤(pán)比較多的情況下應(yīng)當(dāng)遵守以下的原則：（1）將靜態(tài)數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分離；（2）將系統(tǒng)表空間與用戶表空間分離；（3）將數(shù)據(jù)段與數(shù)據(jù)字典分離；（4）將數(shù)據(jù)文件和日志文件分開(kāi)放在不同的磁盤(pán)上：（5）將表和其索引創(chuàng)建獨(dú)立的表空間，并放在不同的磁盤(pán)上；（6）將經(jīng)常索引的語(yǔ)句放在一個(gè)磁盤(pán)上；（7）創(chuàng)立一個(gè)特定的表空間為臨時(shí)表空間。

4.3 合理調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)存

一般來(lái)講，人們對(duì)數(shù)據(jù)有很大的訪問(wèn)量，并且訪問(wèn)的人數(shù)也非常多，所以我們一定要處理好內(nèi)存資源的使用情況。我們要對(duì)內(nèi)存的緩沖區(qū)域進(jìn)行有效分配，這樣就可以加快數(shù)據(jù)的查詢速度，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大提高。

要想調(diào)整好數(shù)據(jù)庫(kù)的問(wèn)題，首先就在操作系統(tǒng)中要有足夠的內(nèi)存資源，如果要以操作系統(tǒng)頻繁的交換與換頁(yè)為代價(jià)來(lái)達(dá)到為數(shù)據(jù)庫(kù)分配更多的內(nèi)存為目的，這種方法不僅行不通，達(dá)不到理想的效果，而且會(huì)導(dǎo)致I/O的開(kāi)銷(xiāo)大大增大而且還會(huì)降低數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)性能。

除此之外，我們應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的系統(tǒng)全局區(qū)進(jìn)行大幅度的調(diào)整（SGA）。在Oracle中，系統(tǒng)全局區(qū)覆蓋很多方面的內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)字典緩沖區(qū)、庫(kù)緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和重做日志緩沖區(qū)。這四個(gè)部分需要足夠的內(nèi)存，如果分配給數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)、日志緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)字典緩沖區(qū)這三塊的內(nèi)存不夠，那么我們根本沒(méi)辦法很好地調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；如果分配給日志緩沖區(qū)的內(nèi)存不夠，那么系統(tǒng)無(wú)法很好地捕捉日志的內(nèi)容；如果分配給數(shù)據(jù)字典緩沖區(qū)的內(nèi)存不夠，那么系統(tǒng)的準(zhǔn)確率會(huì)顯著下降。綜上所述，我們應(yīng)該對(duì)這些數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行調(diào)整，只有這些內(nèi)存緩沖區(qū)得到了合理的設(shè)置，數(shù)據(jù)的查詢速度才會(huì)顯著增加，而且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率也會(huì)明顯上升。

4.4 SQL語(yǔ)句優(yōu)化

數(shù)據(jù)庫(kù)中SQL優(yōu)化的目標(biāo)是縮短目標(biāo)SQL的執(zhí)行時(shí)間，在數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化使用SQL語(yǔ)句優(yōu)化之前，要確保目標(biāo)SQL相關(guān)的表或者索引的相關(guān)信息被充分地統(tǒng)計(jì)到，否則就需要重新收集統(tǒng)計(jì)信息。從優(yōu)化效果角度來(lái)達(dá)到縮短執(zhí)行時(shí)間的目標(biāo)，可以采取以下兩種方法：（1）借助手段降低資源消耗從而縮短執(zhí)行時(shí)間；具體優(yōu)化方法包括查詢改寫(xiě)、調(diào)整索引、利用批處理減少交互次數(shù)、加入hint來(lái)改變表的掃描或者關(guān)聯(lián)方式等；（2）通過(guò)增加一部分資源消耗縮短執(zhí)行時(shí)間。這種方法以消耗更多的資源為代價(jià)，因此在嘗試其他SQL優(yōu)化方法不能奏效的情況下，可以采取用部分硬件資源的犧牲換取效率，具體辦法就是并行機(jī)制，可以對(duì)單表或者單索引采取并行，對(duì)特定的SQL開(kāi)啟并行，對(duì)特定的session開(kāi)啟并行。

5 結(jié) 論

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)性能、安全性也不斷進(jìn)行優(yōu)化和完善。未來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將會(huì)得到很大的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將會(huì)為管理信息系統(tǒng)提供更強(qiáng)大的信息管理能力。目前的信息管理系統(tǒng)很難滿足企業(yè)長(zhǎng)期對(duì)于信息管理的需求，所以要從不同的方面對(duì)數(shù)據(jù)化技術(shù)性能進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)管理信息系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，為數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)提供更加廣闊的應(yīng)用空間。

參考文獻(xiàn)：

[1] 汪瑩，周婷，王光岐，等.基于數(shù)據(jù)挖掘的安全管理信息系統(tǒng)研究——以某煤炭企業(yè)班組安全管理為例 [J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（2）：362-368.

[2] 孫英澤，胡婧，沈石，等.基于ASP.NET的無(wú)規(guī)定動(dòng)物疫病區(qū)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2014，16（6）：89-95.

[3] 邱勝海，王云霞，樊樹(shù)海，等.云環(huán)境下圖數(shù)據(jù)庫(kù)建模技術(shù)及其應(yīng)用研究 [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2016，33（3）：794-797.

[4] 汪西林，王云琦，劉喜云.水土保持專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究 [J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015，32（10）：142-145+160.

[5] 邱勝海，許燕，江偉盛，等.RFID技術(shù)在物料管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 [J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2015（5）：256-259.

[6] 黃梯云，李一軍.管理信息系統(tǒng) [M].第三版.北京：高等教育出版社，2005.

[7] 袁煥武，樊紅麗.PDM工作流在企業(yè)中的實(shí)施 [J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2006，25（4）： 25-29.

作者簡(jiǎn)介：李智敏（1987.01-），女，漢族，湖北武漢人，碩士研究生。研究方向：農(nóng)業(yè)信息化專(zhuān)業(yè)、數(shù)據(jù)庫(kù)；廖明潮（1968.03-），男，漢族，湖北洪湖人，碩士導(dǎo).師。研究方向：軟件工程、數(shù)據(jù)庫(kù)。