第四章关系系统及其查询优化
习题
1．试给出各类关系系统的定义：最小关系系统；关系完备上的系统；全关系型的关系系统。
2．试述全关系型系统应满足的十二条准则，以及十二条基本准则的实际意义和理论意义。
3．试述查询优化在关系数据库中的重要性和可能性。
4．对学生-课程数据库有如下的查询：
SELECT Cname
FROM Student，Course，SC
WHERE Student。Sno=SC。Sno
AND SC。Cno=Course。Cno
AND Student。Sdept=’IS’；
此查询要求信息系学生选修了的所有课程名称。试画出用关系代数表示的语法树，并用关系代数表达式优化算法对原始的语法树进行优化处理，画出优化后的标准优化树。
5．试述查询优化的一般准则。
6．试述查询优化的一般步骤。
参考答案
1．答：最小关系系统。
一个系统可定义为最小关系系统，当且仅当它：
（1）支持关系数据库（关系数据结构），从用户观点看，关系数据库由表构成，并且只有表这一种结构
（2）支持选择、投影和（自然）连接运算，对这些运算不必要求定义任何物理存取路径。
关系上完备的系统：
这类系统支持关系数据结构和所有的关系代数操作（或者功能上与关系代数等价的操作）。
全关系型的关系系统：
这类系统支持关系模型的所有特征。即不仅是关系上完备的而且支持数据结构中域的概念，支持实体完整和参照完整性。
2．答：关系模型的奠基人E。F。Codd具体地给出了全关系型的关系系统应遵循的十二条基本准则。从实际意义上看，这十二条准则可以作为评价或购买关系型产品的标准。从理论意义上看，它是对关系数据模型具体而又深入的论述，是从理论和实际紧密结合的高度对关系型DBMSR 评述。
准则0 一个关系型的DBMS必须能完全通过它的关系能力来管理数据库。
准则1信息准则。关系型DBMS的所有信息都应在逻辑一级上用一种方法即表中的值显式地表示。
准则2保证访问准则。依靠表名、主码和列名的组合，保证能以逻辑方式访问关系数据库中的每个数据项（分量值）。
准则3空值的系统化处理。全关系型的DBMS应支持空值的概念，并用系统化的方式处理空值。
准则4基于关系模型的动态的联机数据字典。数据库的描述在逻辑级应该和普通数据采用同样的方式，使得授权用户可以使用查询一般数据所用的关系语言来查询数据库的描述信息。
准则5统一的数据语言准则。
准则6视图更新准则。所有理论上可更新的视图也应该允许由系统更新。
准则7高级的插入、修改和删除操作。
准则8数据物理独立性。无论数据库的数据在存储表示或存取方法上作任何变化，应用程序和终端活动都保持逻辑上的不变性。
准则9数据逻辑独立性。当对基本关系进行理论上信息不受损的任何改变时，应用程序和终端活动都保持逻辑上的不变性。
准则10数据完整性的独立性。关系数据的完整性约束条件必须是用数据库语言定义并存储在数据字典中的，而不是在应用程序中加以定义的。
准则11分布独立性。关系型DBMS 具有分布独立性。
准则12无破坏准则。如果一个关系系统具有一个低级（指一次处理一个记录）语言，则这个低级语言不能违背或绕过完整性准则。
3．答：重上性：关系系统的查询优化既是RDBMS 实现关键技术又是关系系统的优点所在。它减轻了用户选择存取路径的负担。用户只上提出”干什么”，不必指出”怎么干”。 查询优化的优点不仅于用户不必考虑如何最好地表达查询以获得较好的效率，而且在于系统可以比用户程序的”优化”做得更好。
可能性：
这是因为：
（1）优化器可以从数据字典中获取许多统计信息，例如关系中的元组数、关系中每个属性值的分布情况、这些属性上是否有索引、是什么索引（B+树索引还是HASH 索引或惟一索引或组合索引）等。优化器可以根据这些信息选择有效的执行计划，而用户程序则难以获得这些信息。
（2）如果数据库的物理统计信息改变了，系统可以自动对查询进行重新优化以选择相适应的执行计划。在非关系系统中必须重写程序，而重写程序在实际应用中往往是不太可能的。
（3）优化器可以考虑数十甚至数百种不同的执行计划，从中选出较优的一个，而程序员一般只能考虑有限的几种可能性。
（4）优化器中包括了很多很复杂的优化技术，这些优化技术往往只有最好的程序员才能掌握。系统的自动优化相当于使得所有人都拥有这些优化技术。
4．答： 结果Join(Student.Sno=Sc.Sno)Join(https://www.doczj.com/doc/1115016437.html,o)Select(Student.Sdept=’IS’
最初的语法树Project(Cname)Course Student SC
Cname
π.''
Student Sdept IS δ=..Sc Cno Course Cno δ=?
..Student Sno Sc Sno
δ=Course
?Student SC 关系代数语法树
Cname
π..Sc Cno Course Cno
δ=..Student Sno Sc Sno
δ=Course ?
.''
Student Sdept IS δ=?
SC Student
优化后的语法树
5．答：下面的优化策略一般能提高查询效率：
（1）选择运算应尽可能先做；
（2）把投影运算和选择运算同时进行；
（3）把投影同其或其后的双目运算结合起来执行；
（4）把某些选择同在它前面执行的笛卡儿积结合起来成为一个连接运算；
（5）找出公共子表达式；
（6）选取合适的连接算法。
6．答：各个关系系统的优化方法不尽相同，大致的步骤可以归纳如下：
（1）把查询转换成某种内部表示，通常用的内部表示是语法树。
（2）把语法树转换成标准（优化）形式。即利用优化算法，把原始的语法树转换成优化的形式。
（3）选择低层的存取路径。
（4）生成查询计划，选择代价最小的。
管理系统中计算机 应用 主讲老师：孟海鹰 第四章数据库系统 主要内容 数据库和数据模型的基本概念★ 关系模型的结构、完整性、关系运算及规范化数据库的安全性 ＳＱＬ语言的基本概念和基本操作★ 4.1数据库系统概述 4.1.1数据模型 4.1.2关系模型与关系数据库 4.1.3数据规范化 4.1.4数据库的安全性
概念模型 以人的观点模拟物质本身的模型 也称为信息模型 是用户和数据库设计人员交流的语言 独立于任何数据库管理系统，但是又很容易向数据库管理系统所支持的逻辑模型转换概念模型常用术语 1. 实体：指客观存在，并且可以互相区别的事物。 如一个人，一本书。 2. 属性：实体具有的某一特性。 如人的年龄、身高、体重等。 3. 码（实体标识符）：能将一个实体与其他实体区别开来的属性或属性组。 如人的身份证号码、考生的准考证号码和课程代码等。 3. 域：属性的取值范围称为该属性的域。例如年龄的域为小于120的整数。 4. 实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻化同类实体称为实体型。 例如：学生（学号，姓名，性别，成绩）就是一个实体型。 5. 实体集：性质相同的同类实体的集合 如所有男生，所有吉普车等。 7. 联系：实体内部属性之间的联系和实体型之间的联系。可以分为三类： （1）一对一联系（1:1） （2）一对多联系（1:n） （3）多对多联系（m:n) 实体间的联系有两种： （1）不同实体集的实体间联系． 一对一联系（１：１）、一对多联系（１：N）、多对多联系（Ｍ：Ｎ）
关系有三种类型: 一对一（1:1） 一对多（1:n） 多对多（m:n） （2）相同实体集的实体间联系
数据库的查询优化方法分析 i=r 随着计算机应用的深入 ,计算机技术的成熟 , 各种应用软件 的普及,应用数据也随着日常工作而迅速增长 , 作为数据仓库的 数据库的重要性也日益显著。 数据库系统作为管理信息系统的核心 , 各种基于数据库的联 机事务处理以及联机分析处理正慢慢的转变成为计算机应用的 最为重要的部分 ,根据以往大量的应用实例来看 , 在数据库的各 种操作中 ,查询操作所占的比重最大 , 而在查询操作中基于 SELECT 吾句在SQL 语句中又是代价最大的语句。如果在使用中 采用了优秀的查询策略 ,往往可以降低查询的时间 , 提高查询的 效率,由此可见查询优化在数据库中的重要性。本文就数据库查 询优化中的策略进行介绍及探索。 1 基于索引的优化 数据库的优化方法多种多样 , 不同的方法对提高数据库查询 效率也不相同。 索引作为数据库中的重要数据结构 , 它的根本目的就是为 了提高查询的效率。而优化查询的重要方法就是建立索引 因为查询而造成的输入输出开销 , 有效提高数据库数据的查 询速 度, 优化了数据库性能。然而在创建索引时也增加了系统时间和 空间的开销。所以创建索引时应该与实际查询需求相结合 , 这样 才能实现真正的优化查询。 1.1 判断并建立必要的索引 对所要创建的索引进行正确的 判断 ,使所创建的索引对数据库的工作效率提高有所帮助。为了 实现这一点 , 我们应做到以下要求 : 在熟记数据库程序中的相关 适合关系数据库系统的索引 , 这样就可以避免表扫描 , 并减少了 , 建立
SQL语句的前提下，统计出常用且对性能有影响的语句;判断数据库系统中哪些表的哪些字段要建立索引。其次 , 对数据库中操作频繁的表 , 数据流量较大的表 , 经常需要与其他表进行连接的表等，要进行重点关注。这些表上的索引将对 SQL语句的性能产生重要的影响。 1.2对索引使用的一些规则索引的使用在一些大型数据库系统中会经常使用到 , 这样可以有效的提高数据库性能 , 使数据库的访问速度得到提高。但索引的使用要恰倒好处 , 所以我们在使用索引时应遵守使用原则 : 建立索引可以提高数据库的查询速度, 但索引过多 ,不但不能实现优化查询 ,反而会影响到数据库的整体性能。索引作为数据库中实际存在的对象 , 每个索引都要占用一定的物理空间。所以对于索引的建立要考虑到物理空间容量以及所建立索引的必要性和实用性。 1.3合理的索引对SQL语句的意义索引建立之后，还要确保其得到了真正的使用 , 发挥了其应有的作用。首先 , 可以通过 SQL语句查询来确定所建立的索引是否得到了使用，找出没有使用到的索引。分析索引建立但没有使用的原因 , 使其真正发挥作
数据库管理系统在信息管理中的作用
数据库管理系统在信息管理中的作用 一信息管理系统与数据库管理系统概述 管理信息系统(Management Information System)系统，是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件及其它办公设备进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。管理信息系统是进行有效管理、正确决策和实现管理现代化的重要手段。作为一门新兴学科，管理信息系统综合了管理科学与工程、计算机科学、经济理论、统计学和运筹学等许多学科的概念和方法，形成了独特的体系和领域。自20世纪40年代以来，信息技术经过60余年的高速发展，受益最多的就是管理和经济领域，特别是促进了电子商务、电子政务、数字图书馆等工程的极大发展和社会的进步。 完善的管理信息系统具有以下四个标准：确定的信息需求、信息的可采集与可加工、能够经过程序为管理人员提供信息、能够对信息进行管理。其中具有统一规划的数据库是管理信息系统成熟的重要标志。
数据库是储存在计算机内的数据的集合。数据库存放数据是按数据所提供的数据模式存放的，它能构造复杂的数据结构以建立数据间的内在联系与复杂联系，从而构成数据的全局结构模式。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 数据库管理系统是用于管理和维护数据的系统软件。它是位于用户与操作系统之间的数据管理软件。数据库管理系统具有数据定义功能、数据组织功能、数据存储和管理功能、数据操纵功能、数据库的事物管理功能、运行管理功能、数据库的建立和维护等功能。 数据库系统由以下几部分组成：数据库(数据)、数据库管理系统(软件)、数据库管理员(人员)、系统硬件平台(硬件)、系统软件平台(软件)组成。这五个部分构成了以数据库为核心的完整的运行实体，称为数据库系统。有时也把数据库系统简称为数据库。 数据库是信息管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。二十余年来，数据库管理系统已从专用的应用程序包发展成为通用的系统软件。由于数据库具有数据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据独立性、易于扩充、易于编制应用程序等优点，较大的信息管理系统都是建立在数据库设计之上的。因此，不但大型计算机及中小型计算机、甚至微型机都配有数据库管理系统。二信息管理中应用数据库管理系统所起的作用
水务系统数据库及其管理系统建设
一、概述 根据实际情况，结合本项目需求，从水安全、水资源、水环境等各类数据的 存储与管理要求出发，依据“统一规划、统一标准、统一设计、数据共享”的基 本原则，建立局核心数据库及各行业数据库。 各数据库的建设要以水务局信息化规划和各类标准化体系为依据，充分考虑与其它行业的协调及统一，避免数据库的封闭建设，提高数据的可用性，满足相关行业业务需要的数据库。 数据库建设是系统建设的重要支撑，根据信息中心建设所涉及到的各种数据的存储、管理特点，数据库整体结构采用“集中与分布相结合”的方式。 二、数据库设计原则 数据的一致性与标准性 数据库的设计除遵循数据库设计的软件行业标准外，还遵循国家、地方标准及行业的习惯性事实标准，以方便数据交流及功能的实行。 为方便与其他系统之间进行数据交换，数据库的设计将充分考虑以前已建立系统的数据。 数据的实用性与完整性 数据库设计充分考虑工作的实际情况和实际应用特点，按照系统规模和实际需求，遵循“先进性与实用性并重”的原则，保证数据的实用性。
数据完整性用来确保数据库中数据的准确性。数据库中的完整性一般是通过约束条件来控制的。约束条件可以检验进入数据库中的数据值。约束条件可以防止重复或冗余的数据进入数据库。在系统中可以利用约束条件来保证新建或修改 后的数据能够遵循所定义的业务知识。 数据的独立性和可扩展性 设计时需要做到数据库的数据具有独立性，独立于应用程序，使数据库的设计及其结构的变化不影响程序，反之亦然。另外，根据设计开发经验，需求分析 再详细，使用人员所提的需求不可能全面提出，此外，业务也是在变化的，所以 数据库设计要考虑其扩展性能，使得系统增加新的应用或新的需求时，不至于引起整个数据库结构的大的变动。 数据的安全性 数据库是整个信息系统的核心和基础，它的设计要保证安全性。通过设计一个合理和有效的备份和恢复策略，在数据库因天灾或人为因素等意外事故，导致数据库系统毁坏，要能在最短的时间内使数据库恢复。通过做好对数据库访问的授权设计，保证数据不被非法访问。 数据分级管理机制 根据系统访问角色，将用户分成领导决策分析用户、系统管理用户、运行浏览用户和运行调度用户等几个角色，分别赋予角色访问数据的权限和使用系统功 能的权限，严格控制角色登录，实现数据的分级管理。 统一考虑空间、属性、设施、模型数据的兼容性 数据库设计的时候充分考虑数据采集、数据入库、数据应用的紧密结合。便于在空间数据的基础上进行设施及相关属性的考虑；空间数据格式设计时充分考
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/1115016437.html, 如何优化数据库，提高查询效率 作者：代鸿彬 来源：《学习与科普》2019年第10期 摘要：随着信息时代的到来，生活和工作当中已经无法避免的需要和计算机打交道，和 计算机打交道的同时就必须要用到数据库。数据库系统是计算机当中的一项重要系统，储存在用户的关键信息，不仅对个人影响很大，同时对企事业单位也有着重要影响。 关键词：信息时代；数据库；索引 数据库是信息的载体也是数据的最佳表现形式，它的共享性导致了数据会被大量的搜索查询，为了提高查询的效率，就不得不对数据库进行优化。 一、利用索引进行优化。 索引是数据库的重要组成部分，也是使用者根据需要进行查询最直接的方法，优化索引可以提高查询的效率。当前的数据库当中大部分还是使用国际商业机器公司以前的索引顺序存取方法，对于用户来说肯定会选择方便、快捷的索引方式，怎么方便怎么来。在建立索引的时候针对不同的内容，需要建立不同的连接方式，但是随着用户的增多，查询内容和方向的多元化，这就造成了在实际工作当中经常会有使用频率很少的索引出现，甚至也会出现没有查询所需的索引，这种情况可以通过查询优化器进行自动生成的索引进行查询。对于使用频率较为频繁的列，需要对其进行排序或者分组的列上建立索引时，要优化索引提高效率，对于使用频率很少的列可以不建立索引。 二、简化排序进行优化。 对于部分企事业单位需要排序的内容很多时，就要使用大型数据表来满足查询需求，但是大型数据表涉及的内容很多，为了避免出现重复排序的现象需要对数据表进行简化。在大型数据表当中有一部分的内容可以自动进行排序的次序输出，这时就可以直接利用查询优化器进行优化，将复杂的排序简单化，从而提高索引查询效率。需要排序的列对索引优化影响较大，就像语言当中的ORDER BY 或者GROUP BY句子当中的列次序和索引当中的列次序基本是不同的，但是排序的列可通过表的不同形式表现出来。通过简化排序避免了重复的排序，并且将数据库进行了合理的合并。如果不进行简化排序，就需要将排序的范围进行缩小简化，从而提高查询使用的效率。 三、大型表行数据库存取的合理消除。 数据库系统的存储量是有上限的，所有的索引内容都占有数据库空间，尤其是大型数据表占有的空间更大，将会造成索引时间变长。但是大型表行数据有些内容是不必要的，在进行索引查詢时，数据表当中的存取顺序对查询的效率有直接的影响。例如需要采用存取策略时，通
SQL Server 2008数据查询的优化方法研究摘要 随着数据存储需求的日益增长，对关系数据的管理和访问就成为数据库技术必须解决的问题。本文主要论述关系数据库查询优化技术，并从它的优化技术进行深入探讨，对系统实现做了一定的论述，并进行了部分的程序实现。 关键词：数据库查询系统优化 引言 SQLServer是是由微软公司开发的基于Windows操作系统的关系型数据库管理系统，它是一个全面的、集成的、端到端的数据解决方案，为企业中的用户提供了一个安全、可靠和高效的平台用于企业数据管理和商业智能应用。目前，许多中小型企业的数据库应用系统都是用SQLServer作为后台数据库管理系统设计开发的。设计一个应用系统并不难，但是要想使系统达到最优化的性能并不是一件容易的事。根据多年的实践，由于初期的数据库中表的记录数比较少，性能不会有太大问题，但数据积累到一定程度，达到数百万甚至上千万条，全面扫描一次往往需要数十分钟，甚至数小时。20％的代码用去了80％的时间，这是程序设计中的一个著名定律，在数据库应用程序中也同样如此。如果用比全表扫描更好的查询策略，往往可以使查询时间降为几分钟。而且我们知道，目前数据库系统应用中，查询操作占了绝大多数，查询优化成为数据库性能优化最为重要的手段之一。 影响查询效率的因素 SQLServer处理查询计划的过程是这样的：在做完查询语句的词法、语法检查之后，将语句提交给SQLServer的查询优化器，查询优化器通过检查索引的存在性、有效性和基于列的统计数据来决定如何处理扫描、检索和连接，并生成若干执行计划，然后通过分析执行开销来评估每个执行计划，从中选出开销最小的执行计划,由预编译模块对语句进行处理并生成查询规划，然后在合适的时间提交给系统处理执行，最后将执行结果返回给用户。所以，SQLServer中影响查询效率的因素主要有以下几种： 1．没有索引或者没有用到索引。索引是数据库中重要的数据结构，使用索引的目的是避免全表扫描，减少磁盘I/O，以加快查询速度。 2．没有创建计算列导致查询不优化。 3．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）。 4．返回了不必要的行和列。 5．查询语句不好，没有优化。其中包括：查询条件中操作符使用是否得当;查询条件中的数据类型是否兼容;对多个表查询时,数据表的次序是否合理;多个选择条件查询时,选择条件的次序是否合理;是否合理安排联接选择运算等。 SQLServer数据查询优化方法 1、避免使用不兼容的数据类型。例如float和int、char和varchar、binary和varbinary 是不兼容的。数据类型的不兼容可能使优化器无法执行一些本来可以进行的优化操作。例如: select name from employee where salary ＞60000
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
数据库管理系统主要功能 胡经国 本文作者的话 本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。以此作为云计算学习笔录，供云计算业外读者进一步学习和研究参考。希望能够得到大家的指教和喜欢！ 下面是正文 数据库管理系统（DBMS）主要具有以下7种功能： 一、数据定义 DBMS提供数据定义语言（Data Definition Language，DDL），供用户定义数据库的三级模式结构、两级映像以及完整性约束和保密限制等约束。DDL主要用于建立、修改数据库的结构。DDL所描述的数据库结构仅仅给出了数据库的框架；数据库的框架信息被存放在数据字典（Data Dictionary）中。 链接：数据库的三级模式结构 人们为数据库设计了一个严谨的体系结构；数据库领域公认的标准结构是三级模式结构，它包括外模式、概念模式、内模式。它能有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性。用户级对应外模式，概念级对应概念模式，物理级对应内模式。从而，使数据库对不同级别的用户形成不同的视图。所谓视图，是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法，是数据库在用户“眼中”的反映。很显然，不同级别（层次）的用户所看到的数据库是不相同的。 链接：数据库的两级映像 数据库管理系统在这三级模式结构之间提供了两级映像：外模式／模式映像和模式／内模式映像。正是这两级映像保证了数据库中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 链接：数据字典 数据字典，是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明。数据字典是一种用户可以访问的记录数据库和应用程序源数据的目录。其中，主动数据字典，是指在对数据库或应用程序结构进行修改时，其内容可以由DBMS自动更新的数据字典。被动数据字典，是指在对数据库或应用
城市基础数据库系统建设方案
1.系统概述 长期以来，政府各部门内部拥有着大量城市基础数据资源，但由于管理分散，制度规范不健全，造成重复采集、口径多乱、数出多门；各部门的指标数据自成体系，标准不一，共享程度较差。随着政府向“经济调节、市场监管、社会管理和公共服务”管理职能的转变，就要求必须能够全面、准确掌握全地区经济社会发展态势，强化政府部门掌控决策信息资源的能力，政府部门间信息资源整合与共享需求越来越紧密，但当前部门间信息共享多是点对点方式，没有统一的数据交换管理平台。因此各部门对加快解决数据资源分散管理、数据共享不足的问题需求十分迫切，需要建立城市基础数据库（以下简称智慧城市公共基础数据库）系统以解决以上问题。 依托智慧城市公共基础数据库系统的建设，可以实现各委办局、各所辖地区的经济社会综合数据采集交换，为各部门提供更广泛的信息共享支持，一方面数据信息从各委办局、各所辖地区整合接入，另一方面也为政府和这些接入部门提供全面的共享服务。同时，以智慧城市公共基础数据库指标体系建立为基础，整合来自各委办局和各所辖地区的、经过审核转换处理的数据资源，可实现对经济社会信息的统一和集中存储，确保数据的唯一性和准确性，为今后政府工作提供一致的基础数据支持。 数据整合共享只是手段，数据分析服务才是目的。依托智慧城市公共基础数据库系统建设，可有效整合各政府部门所掌握的全市经济社会信息资源，满足政府业务对统一数据资源共享需要，进而提升形势分析预测水平，对政府在发展规划、投资布局、资源环境、管理创新、科学决策等业务提供强有力支持，提高了政府部门掌控全市经济社会发展态势能力。 2.建设目标 1）建立科学合理的智慧城市公共基础数据库指标体系，力求全面反映地区经济和社会发展的总体情况： 2）有组织、有计划、持续地对政府统计部门、政府各部门以及国民经济行业管理部门负责统计的关系到地区经济与社会发展的信息资源进行收集、整合，
分布式数据库查询优化技术 摘要在分布式数据库中，由于高可靠性和高速度性是其重要特点，所以对查询执行的要求也就更高。而查询执行中查询优化是执行的关键环节，查询优化在很大程度上决定查询的效率或快慢。本文讨论的重点是对分布式查询执行的全局处理策略进行优化，尽可能避免通信代价的开销，并着眼于查询执行的实际代价，从分布式系统中选出一个最优的执行节点。从查询执行的效果出发，通过统计的方式，不断从最近的查询执行代价学习纠正最近查询执行的统计代价，为查询的全局处理提供参考，以达到优化执行、提高执行效率和速度的目的。 1 分布式数据库概述 1.1 分布式数据库的定义 所谓分布式数据库系统就是由分布于多个计算机结点上的若干个数据库组成, 每个子数据库系统都是一个独立的数据库系统，它们都拥有各自的数据库、中央处理机、终端，以及各自的局部数据库管理系统，分布式数据库在使用上可视为一个完整的数据库,而实际上它是分布在地理分散的各个结点上。当然,分布在各个结点上的子数据库在逻辑上是相关的。简单的说，分布式数据库系统是一系列集中式数据库系统的联合。它们在逻辑上属于同一系统，但在物理结构上是分布式的[1]。 1.2 分布式数据库系统的组成 如图1-1所示，分布式数据库系统由以下述成分组成: (1)多台计算机设备，并由计算机网络连接。 (2)计算机网络设备，网络通讯的一组软件。 (3)分布式数据库管理系统，它包括GDBMS、LDBMS、CM,除了具有全局用户接口由GDBMS连接外，还可以具有自治场地用户接口，由场地DBMS，并持有独立的场地目录。 (4)分布式数据库管理者（DDB），包括全局数据库(GDB)和局部数据库(LDB)以及自制场地的自治场地数据库。 (5)分布式数据库管理者(DDBA)，它可分为二级，一级为全局数据库管理者(GDBA),另一级问局部或自治场地数据库管理者，统称为局部数据库管理者(LDBA)。 (6)分布式数据库系统软件文档，这是一组与软件相匹配的软件文档及系统各种使用说明和文件。 图1-1 分布式数据库系统的结构 1.3 分布式数据库系统的功能 通常的集中式数据库管理系统应具备以下几个基本的功能[2]: (1)数据库定义功能; (2)数据存取功能; (3)数据库运行管理; (4)数据库的建立和维护功能。 分布式数据库除了须具备以上集中式数据库的功能外，一般还须具有以下几个方面的功能: (1)分布在网络中的各节点的数据库，其物理位置对用户透明; 在用户眼里见到的只是整个系统中有哪些数据库，无论是本地还是远程数据库，用户操纵某一数据库就像操纵本地数据库一样。 (2)处于网络中的各数据库共享的数据应保证一致性:
1性能优化基本步骤 1.1定位跟踪耗费资源较多的SQL语句步骤 1.1.1 通过SQL查询 (1): 查询出最耗费资源的SQL语句 select t1.SID, t1.SERIAL#, tt.HASH_VALUE, tt.ADDRESS, tt.BUFFER_GETS, --读内存次数 tt.DISK_READS, --磁盘物理读次数 tt.EXECUTIONS, --语句的执行次数 tt.BUFFER_GETS / tt.EXECUTIONS, --平均读内存次数 tt.SQL_FULLTEXT from v$sqlareatt, v$session t1 where (tt.BUFFER_GETS>100000 or tt.DISK_READS>100000) and tt.HASH_VALUE = t1.SQL_HASH_VALUE and tt.ADDRESS = t1.SQL_ADDRESS and t1.STATUS = 'ACTIVE' orderby tt.BUFFER_GETS desc (2)：根据客户端程序发出的SQL来定位需要跟踪的session select s.sid sid, s.SERIAL# "serial#", https://www.doczj.com/doc/1115016437.html,ername, s.machine, s.program, s.server, s.LOGON_TIME from v$session s 1.1.2 通过Oracle提供的SQL TRACE进行SQL跟踪 (1)：跟踪前设定相应参数 1．查询得到需要跟踪的session 2．打开时间开关
Show parameter timed_statistics alter session set timed_statistics=true; execsys.dbms_system.set_bool_param_in_session(sid => 8,serial# => 3,parnam => 'timed_statistics',bval => true); 3．设置跟踪文件存放位置 Show parameter user_dump_dest alter system set user_dump_dest='c:\temp'; (2)：启动跟踪功能并让系统运行一段时间 alter session set sql_trace=true; execsys.dbms_system.set_sql_trace_in_session(8, 3, true); (3)：关闭跟踪功能 alter session set sql_trace=false; execsys.dbms_system.set_sql_trace_in_session(8, 3, false); (4)：格式化跟踪数据文件，并分析跟踪结果文件 tkprof dsdb2_ora_18468.trc dsdb2_trace.txt EXPLAIN=SCOTT/TIGER tkprof各参数含义： ' traced_file ' 指定输入文件，即oracle产生的trace文件 'formatted_file'指定输出文件，即我们想得到的易于理解的格式化文件 'EXPLAIN' 利用哪个用户对trace文件中的sql进行分析得到该sql语句的执行计划1.2查看分析执行计划 1.2.1查看执行计划 (1)：Sqlplus中可按F5查看执行计划 (2)：使用执行计划表进行查看 使用语句将SQL语句的执行计划装入plan_table表，然后进行分析查看explainplansetstatement_id = 'dd'into plan_table for select t.type_name,t.source_value,t.standard_value from ODS_STD_COMP t,ODS_STD_COMP_BAK t1 where t.system_id = t1.system_id and t.type = t1.type and t.source_value = t1.source_value (3)：示例演示 1．让ORALCE自动选择最优的执行计划，不人为干预 explainplansetstatement_id = 'dd'into plan_table for select t.type_name,t.source_value,t.standard_value from ODS_STD_COMP t,ODS_STD_COMP_BAK t1 where t.system_id = t1.system_id and t.type = t1.type and t.source_value = t1.source_value
数据库管理系统在信息管理中的作用 将数据库管理系统应用于信息管理，有助于信息管理的规范性、系统性、科学性，能极大的提高信息管理的效率，是根据作者多年从事数据库系统、信息管理学的教学与研究实际，探讨数据库管理系统的特点以及在信息管理应用的实际现状，对改进数据库管理系统与信息管理的结合，更好的发挥信息管理的作用，提出一些合理化的建议。 一信息管理系统与数据库管理系统概述 管理信息系统( )系统，是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件及其他办公设备进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。管理信息系统是进行有效管理、正确决策和实现管理现代化的重要手段。作为一门新兴学科，管理信息系统综合了管理科学与工程、计算机科学、经济理论、统计学和运筹学等许多学科的概念和方法，形成了独特的体系和领域。自世纪年代以来，信息技术经过余年的高速发展，受益最多的就是管理和经济领域，特别是促进了电子商务、电子政务、数字图书馆等工程的极大发展和社会的进步。 完善的管理信息系统具有以下四个标准：确定的信息需求、信息的可采集与可加工、可以通过程序为管理人员提供信息、可以对信息进行管理。其中具有统一规划的数据库是管理信息系统成熟的重要标志。 数据库是储存在计算机内的数据的集合。数据库存放数据是按数据所提供的数据模式存放的，它能构造复杂的数据结构以建立数据间的内在联系与复杂联系，从而构成数据的全局结构模式。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 数据库管理系统是用于管理和维护数据的系统软件。它是位于用户与操作系统之间的数据管理软件。数据库管理系统具有数据定义功能、数据组织功能、数据存储和管理功能、数据操纵功能、数据库的事物管理功能、运行管理功能、数据库的建立和维护等功能。 数据库系统由以下几部分组成：数据库(数据)、数据库管理系统(软件)、数据库管理员(人员)、系统硬件平台(硬件)、系统软件平台(软件)组成。这五个部分构成了以数据库为核心的完整的运行实体，称为数据库系统。有时也把数据库系统简称为数据库。 数据库是信息管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。二十余年来，数据库管理系统已从专用的应用程序包发展成为通用的系统软件。由于数据库具有数据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据独立性、易于扩充、易于编制应用程序等优点，较大的信息管理系统都是建立在数据库设计之上的。因此，不仅大型计算机及中小型计算机、甚至微型机都配有数据库管理系统。 二信息管理中应用数据库管理系统所起的作用 信息管理中应用数据库管理系统的作用主要体现在以下几个方面： )数据库管理系统要求数据库中存储的数据结构化。数据是按一定的组织结构组织在数据库中的，记录和记录之间有一定的联系。数据库管理系统实现了整体数据的结构化，这是数据库管理系统与以前的文件系统的最本质的区别。 )数据库管理系统的数据库中数据的组织结构决定了它所存储的数据的共享性高、冗余度低、易于扩充。数据库管理系统中的数据是面向整个系统而不再是面向某个特定的程序。数据库管理系统是从整体角度看待和描述数据，同一组数据可以被多个用户、多个应用程序
常用数据库管理系 统介绍 1
常见数据库管理系统简介 当前市场上比较流行的数据库管理系统产品主要是Oracle、IBM、Microsoft和Sybase、mysql等公司的产品,下面对常见的几种系统做简要的介绍: 11.4.1 Oracle Oracle数据库被认为是业界当前比较成功的关系型数据库管理系统。Oracle公司是世界第二大软件供应商,是数据库软件领域第一大厂商(大型机市场除外)。Oracle的数据库产品被认为是运行稳定、功能齐全、性能超群的贵族产品。这一方面反映了它在技术方面的领先,另一方面也反映了它在价格定位上更着重于大型的企业数据库领域。对于数据量大、事务处理繁忙、安全性要求高的企业,Oracle无疑是比较理想的选择(当然用户必须在费用方面做出充分的考虑,因为Oracle数据库在同类产品中是比较贵的)。随着Internet的普及,带动了网络经济的发展,Oracle适时的将自己的产品紧密的和网络计算结合起来,成为在Internet应用领域数据库厂商的佼佼者。Oracle数据库能够运行在UNIX、Windows等主流操作系统平台,完全支持所有的工业标准,并获得最高级别的ISO标准安全性认证。Oracle采用完全开放策略,能够使客户选择最适合的解决方案, 2
同时对开发商提供全力支持。Oracle数据库系统的特点有: ?无范式要求,可根据实际系统需求构造数据库。 ?采用标准的SQL结构化查询语言。 ?具有丰富的开发工具,覆盖开发周期的各阶段。 ?数据类型支持数字、字符、大至2GB的二进制数据,为数据库的面向对象存储提供数据支持。 ?具有第四代语言的开发工具(SQL*FORMSSQL*REPORTS、SQL*MENU等)。 ?具有字符界面和图形界面,易于开发。Oracle7以后得版本具有面向对象的开发环境CDE2。 ?经过SQL*DBA控制用户权限,提供数据保护功能,监控数据库的运行状态,调整数据缓冲区的大小。 ?分布优化查询功能。 ?具有数据透明、网络透明,支持异种网络、异构数据库系统。并行处理采用动态数据分片技术。 ?支持客户机/服务器体系结构及混合的体系结构(集中式、分布式、客户机/服务器)。 ?实现了两阶段提交、多线索查询手段。 ?支持多种系统平台(Linux、HPUX、SUNOS、OSF/1、VMS、 Windows、OS/2)。 3
第四章 数据库设计与实现 系统设计是应用系统开发的重要环节，需要在总体上设计系统应用结构及系统功能。结合需求分析及系统的运行机制，同时针对数据库系统的设计特点和本系统的数据要求，数据库的设计是B/S架构程序中数据库server设计的重要内容，也是本章中重点阐述的内容。 4.1 考试系统的应用程序架构 基于WEB的题库及考试系统采用B/S与C/S相结合的运行机机制，数据库选用SQL Server平台，能够容纳大量的专业知识题库，为客户端提供更快和更稳定的运行环境。 面向众多考生的考试模块和查询模块采用WEB方式构建，无需安装客户端，便于维护和升级，并能够与学院的校园网集成。考试系统的架构如图4-1所示。 图4-1 考试系统架构 系统的所有用户均通过WEB方式通过IIS WEB服务器访问后台SQL SERVER服务器，在局域网范围内，可以保证安全性和性能需求。允许考生通过IE浏览器登录系统，参加考试、查询分数；管理员和课任教师老师通过IE浏览器登录系统，进行试卷录入，课程信息录入，学生考试名单导入，学生成绩查询和用户信息修改等操作。 25
4.2 考试系统的数据库设计 大多数网络应用系统都需要后台数据库的支持。在Windows操作系统中，Access和SQL Server是最常见的网络后台数据库。在互联网上，很多人出于价格的考虑选择Access数据库，但是要实现比较大的网络应用系统，还是应选择SQL Server。为实现在线考试系统，我们选择SQL server 数据库存储数据。 数据库的设计通常涉及三部分的设计即数据库的概念设计、数据库的逻辑设计和数据库的物理设计。 数据库的概念设计是在需求分析的基础上，用概念数据模型如常用的E-R数据模型表示数据及其相互间的联系，概念数据模型是与DBMS无关、面向现实世界的数据模型，是准确表达现实世界数据间关系的重要环节。 数据库的逻辑设计是分析概念设计所得到的概念数据模型，并根据所采用的DBMS的功能和限制，将其转变为逻辑模式，且用数据定义语言DDL或视图来表示。 数据库的物理设计将根据逻辑模式、DBMS及所用计算机系统平台设计数据库的内模式，即文件结构、各种存取路径、存储空间的分配、记录的存储格式等。 4.2.1数据库的概念模型设计（Conceptual Data Model） 概念数据库模型设计的目标是：准确描述应用领域的信息模式，支持用户的各种应用；既易于转换为逻辑数据库模式，又容易为用户理解。 在数据库的概念设计中，E-R数据模型是常用的概念设计表示模型，视图集成法是一种重要的设计方法。考试系统的数据库实体——联系模型（E-R图）如图4－2所示。 如图4-2所示，在线考试系统数据库examine共包含9个关系模式，分别如下： 学生信息表so_tbStu，其数据来自于学生管理系统; 学生考试成绩表student_course;该表的数据来自于选课表，学生只有选了某门课程，方可参加相应课程的考试； 题库信息表so_question，为各科目试题，其中的试题编号与课程编号相关，试题编号前3位为课程编号，后三位为题号； 教师授课信息表so_skb，授课教师只能向题库中添加所授课程的试题以 26
1.列出数据库服务器、Web服务器的基本的硬件配置，如CPU、内存等。 2.检查数据库服务器是否真正启用了AWE内存。 (1) 启用AWE：数据库服务器检查C:\boot.ini文件,需要配置"/PAE"(*重启电脑才能生效),如下： [boot loader] timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS [operating systems] multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Windows Server 2003, Enterprise" /noexecute=optout /fastdetect /PAE (2) 开启sql server 服务用户的，内存中锁定页面权限 (*重启电脑才能生效)在“服务管理”中查看 SQL SERVER 服务登录账户，默认是本地系统帐户（System）。然后在运行 gpedit.msc ，选择计算机配置->windows 设置->安全设置->本地策略->用户权限分配->内存中锁定页面。添加SQL SERVER服务的登录用户到里面去。 (3)启用数据库AWE内存，以服务器8G内存为例，一般设置如下，最小2G，最大6G(重启SQL SERVER服务即可)： (4)跟踪数据库性能“Total Server Memory ”的使用情况，看看数据库真正使 用的内存，越接近为数据库分配的最大内存越好。 或使用如下语句，查询数据库的内存使用情况： use master go select * from sysperfinfo where counter_name like '%Total Server Memory(KB)%' go 3.Web服务器监控项：
数据库原理课程设计报告学生学籍管理系统 学生学号： 学生姓名： 所在学院： 专业年级： 年月日
前言 随着信息技术的飞速发展,信息化的大环境给各成人高校提出了实现校际互联,国际互联,实现静态资源共享,动态信息发布的要求; 信息化对学生个人提出了驾驭和掌握最新信息技术的素质要求;信息技术提供了对教学进行重大革新的新手段;信息化也为提高教学质量,提高管理水平,工作效率创造了有效途径. 校园网信息系统建设的重要性越来越为成人高校所重视. 利用计算机支持教学高效率，完成教学管理的日常事务，是适应现代教学制度要求、推动教学管理走向科学化、规范化的必要条件；而教学管理是一项琐碎、复杂而又十分细致的工作，工资计算、发放、核算的工作量很大，不允许出错，如果实行手工操作，每月须手工填制大量的表格，这就会耗费工作人员大量的时间和精力，计算机进行教学管理工作，不仅能够保证各项准确无误、快速输出，而且还可以利用计算机对有关教学的各种信息进行统计，同时计算机具有手工管理所无法比拟的优点. 例如:检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等。这些优点能够极大地提高员工工资管理的效率,也是教学的科学化、正规化管理，与世界接轨的件。 在软件开发的过程中，随着面向对象程序设计和数据库系统的成熟，数计成为软件开发的核心，程序的设计要服从数据，因此教学管理系统的数据库设计尤其重要。这里主要介绍教学管理系统的数据库方面的设计，从需求分析到数据库的运行与维护都进行详细的叙述。
目录 前言 (2) 1.需求分析 (4) 1.1需求分析的任务 (4) 1.2需求分析的工程 (4) 1.3数据字典 (5) 2.概念结构设计 (6) 2.1E-R图设计方法及关键技术 (6) 2.2学生学籍管理E-R图 (7) 3.逻辑结构设计 (8) 4.数据库实施 (9) 4.1建表 (9) 4.2 SQL语句查增删改操作 (10) 4.3建立条件查询 (12) 4.4窗体的建立 (13) 4.5登陆、查询操作 (16) 4.6增删改操作 (16) 5.数据库运行与维护 (17) 5.1数据库的运行 (17) 5.2数据库的维护 (17) 6.总结 (18)
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