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ORACLE數據存儲與訪問技術

( 簡體 字)
作者:賈代平,吳麗娟類別:1. -> 資料庫 -> Oracle
譯者:
出版社:電子工業出版社ORACLE數據存儲與訪問技術 3dWoo書號: 36829
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NT售價: 240

出版日:9/1/2013
頁數:348
光碟數:0
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印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
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(請先登入會員)
ISBN:9787121207327
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

計算機學科是一個應用性極強的領域,其計算理論只有與軟件技術相結合才能在實踐中提高軟件的生產力和服務效率。目前無論在學術界還是產業界,關于大數據的研究與應用方興未艾。這里的“大”不僅指數據量大、存儲量大,同時也指計算量大、訪問量大。面對這些“大”的問題,在工程應用中往往伴隨著存儲和訪問的“效率”和“性能”問題。基于現有的技術背景和應用環境,如何有效地解決在海量數據條件下的數據存儲和訪問的效率、性能的瓶頸問題是一項值得研究的工程應用課題。
現代數據系統的兩項核心功能就是為用戶提供業務數據的存儲和數據訪問服務。作為數據存儲與服務系統的開發商,他們總是傾向于為用戶提供標準的訪問接口,如ANSI/ISO SQL、RPC、OLEDB、JDBC等,借助于這些接口,用戶可以方便地訪問各類數據中心及其服務器。但隨著數據量的增加及海量數據處理的需要,訪問的效率成為越來越多的應用系統需要關注的問題。如何有效地提高用戶的訪問效率?僅靠通用的訪問接口是不夠的,我們需要對現代數據庫系統的內部機制有深入的研究,只有這樣,才能在系統服務的基礎上更好地利用服務器本身的存儲資源、計算資源等。
作者長期從事海量數據系統的開發、管理與維護研究,近年來重點關注海量數據系統的性能調整與優化。本書是作者在大量工程實踐基礎上將數據存儲與訪問效率方面的共性問題做出的階段性總結。為了使本書的內容具有更好的針對性,我們選擇在國內外得到廣泛應用的ORACLE系統作為討論對象,以提高應用系統的數據訪問效率為主線,重點討論影響用戶業務數據存儲和訪問效率的各個主要方面,內容包括ORACLE數據庫的物理和邏輯存儲結構、事務處理過程與數據的多版本控制、大表分區與索引維護、多表聯接與訪問、性能問題的度量、封鎖與爭用、等待事件、并行處理等。通過對這些問題的討論,目的是向讀者展示提高ORACLE系統存儲和訪問效率的各種技術途徑。
為了實現上述目標,我們對全書內容的組織做了精心的規劃與設計。雖然目前業界實際部署的ORACLE系統存在多個不同版本,但面對海量數據存儲和訪問,這些不同版本、不同平臺下的ORACLE系統在性能和效率方面遭遇的問題是大致相同的、相通的。本書將這些共性問題循序漸進地組織為十八章,內容從存儲的邏輯架構到底層的物理結構,從訪問的技術路徑到訪問的并發處理等。具體內容分述如下:
第一章和第二章從整體上闡述了ORACLE數據庫系統的邏輯存儲結構及其物理存儲形態,包括表空間、閃回恢復區、RAID、ASM等重要內容。這兩章是全書討論的技術基礎。
第三章探討了ORACLE數據庫系統的基本存儲單元——數據塊,這是ORACLE最重要的存儲結構,對它的分解和認識構成了一切數據存儲的微觀世界。
第四章在第三章的基礎上討論了事務處理過程在數據塊上的實現機制,包括對多版本數據讀一致性的理解,幾乎所有的數據訪問都涉及到數據塊級別的微觀處理。
第五章和第六章的內容是第三章和第四章的延續,通過對數據塊訛誤的處理、數據塊的導出(dump)內容的分析進一步認識ORACLE系統的微觀存儲單元。
第七章討論了ORACLE數據庫內部的一個重要物理量SCN,數據存儲、數據訪問、數據恢復、事務處理都要依賴于該物理量。
第八章專門討論了ORACLE系統各種偽列的意義及其應用。善于利用偽列是認識數據存儲和提高訪問效率的必備技能。
第九章專門探討與表有關的存儲結構與訪問機制,包括存儲參數、高水位線、行鏈接和行遷移的檢測與消除、表分析與統計等內容,這些都是影響表訪問效率的因素。
第十章討論ORACLE的分區技術,包括表分區和索引分區。針對應用需求靈活運用各種分區技術是實現高效海量數據處理的重要手段。
第十一章探討各種多表聯接方法及其應用場景。確定多表聯接的方法和分析多表聯接的有效性是提高SQL語句訪問效率的手段之一。
第十二章集中討論了關于索引的話題,包括索引類別、索引參數、索引的分析與重構、索引的訪問方式、索引維護、索引的價值等多個方面。高效的數據訪問離不開索引的支持。
第十三章和第十四章分別描述了在有限服務器資源的情況下,數據訪問性能的一般性瓶頸,以及性能問題的主要度量手段。
第十五章專門討論了關于鎖的問題,包括鎖的類別、鎖的爭用、死鎖及其解決方法等與并發訪問有關的共性問題。
第十六章和第十七章集中探討了關于等待事件及其接口問題,這是從服務器內部資源沖突的角度討論數據訪問的性能問題,其中包括介紹用戶響應的時間模型、利用等待事件發現性能瓶頸等內容。
第十八章專題討論了數據庫服務器內部的并行處理技術。在多處理器、分布數據存儲的條件下,適當利用并行處理機制,是有效提高數據訪問效率的重要手段。
技術的價值在于應用。本書著重從應用的角度去探討數據存儲與訪問方面的問題,上述十八章的內容分別從不同的側面探索了提高ORACLE系統數據存儲和訪問效率的可能途徑。在此需要說明的是,在解決工程實踐中的性能和效率問題時,往往需要結合具體的應用背景靈活運用、綜合實施不同的技術手段辯證地分析問題和解決問題。希望本書的出版對此類技術的推廣與應用有所裨益,在此感謝電子工業出版社的大力協助。另外,研讀本書需要有較好的ORACLE技術基礎。相信讀者在閱讀完本書的全部內容后,對ORACLE系統的認識一定會得到質的升華。
本書由賈代平同志主筆,吳麗娟同志編寫了其中的第七章和第八章,最后由賈代平同志統稿。限于作者的水平和個人認識上的局限性,書中存在缺陷、不足也在所難免,歡迎讀者對本書的疏漏之處給予批評指正,并提供任何意見和建議,作者在此表示衷心的感謝。同時作者愿意通過郵件與讀者交流與本書相關的各類技術問題,并為讀者提供必要的技術支持。聯系郵箱:jiadp@163169.net。

賈代平
2013年5月
內容簡介:

本書是一本專門介紹ORACLE系統數據存儲與訪問技術的學術專著,內容涉及數據存儲效率與訪問優化的一系列核心問題,也是深入ORACLE系統數據管理、性能調優、應用開發的技術基石。理解和掌握本書中闡述的系列內容及其技術細節,是讀者進入精彩的ORACLE世界的必由之路。
作者圍繞ORACLE系統的內部數據存儲及其訪問機制展開介紹,敘述角度由宏觀到微觀、由整體到局部、由上層到底層,多層次向讀者展示海量數據存儲與訪問背后的各種支持技術及其應用方法,內容包括邏輯與物理存儲結構、事務處理與版本控制、大表分區與索引維護、多表聯接與訪問、性能度量、封鎖與爭用、等待事件、并行處理等影響數據存儲與訪問效率的多個方面。本書敘述簡潔,內容精煉,具有很強的針對性,特別適合IT領域的系統管理人員、大數據系統的研究人員閱讀,同時對從事數據管理與數據處理技術的相關教師、研究生也具有很高的參考價值。

目錄:

第1章 ORACLE的物理存儲及其管理 1
1.1 tablespace與存儲空間 1
1.2 系統表空間與數據字典 2
1.2.1 system和sysaux表空間 2
1.2.2 數據字典(data dictionary) 2
1.3 臨時信息與臨時表空間 4
1.4 回滾信息與回滾表空間 5
1.4.1 回滾段的分類 6
1.4.2 創建回滾段 6
1.4.3 管理回滾段 7
1.4.4 undo空間及其自動管理 7
1.5 數據庫表空間的存儲結構 8
1.5.1 表空間的存儲關系 8
1.5.2 表空間的存儲參數設置 10
1.5.3 表空間的維護 13
1.6 數據庫文件管理 15
1.6.1 控制文件的管理 15
1.6.2 數據文件的管理 18
1.6.3 聯機日志的配置與管理 26
1.7 OMF方式管理文件 32
1.8 閃回恢復區fra 33
1.8.1 閃回恢復區的作用 34
1.8.2 配置閃回恢復區 34
1.8.3 閃回恢復區的文件保留策略 35
1.8.4 使用閃回恢復區 36
1.9 RAID磁盤陣列存儲 37
1.9.1 RAID存儲規范 37
1.9.2 ORACLE的RAID存儲方案建議 38
第2章 自動存儲管理與ASM數據庫 40
2.1 自動存儲的主要概念 40
2.2 ASM的系統結構 41
2.3 準備ASM存儲設備 43
2.3.1 LVM與ASM 43
2.3.2 創建raw device 44
2.3.3 標識ASM磁盤 45
2.4 ORACLE集群同步服務CSS 45
2.5 創建并啟動ASM實例 46
2.6 在ASM實例中創建磁盤組 47
2.6.1 磁盤組的冗余級別 47
2.6.2 創建ASM磁盤組 48
2.6.3 在ASM實例中加載磁盤組 49
2.7 ASM實例與RDBMS實例的關系 51
2.8 直接創建ASM數據庫 52
2.9 將現有數據庫遷移至ASM 53
2.9.1 啟用基于磁盤組的OMF 54
2.9.2 遷移控制文件至ASM磁盤組 55
2.9.3 遷移數據文件至ASM磁盤組 56
2.9.4 切換數據庫至ASM磁盤組上運行 57
2.9.5 遷移臨時表空間 58
2.9.6 遷移聯機日志文件 59
2.9.7 關于閃回日志和塊跟蹤文件 60
2.10 ASM信息與ASM文件管理 61
2.10.1 動態性能視圖 61
2.10.2 ASM磁盤文件管理 61
2.10.3 ASM命令行工具 63
第3章 數據塊結構 64
3.1 data block描述 64
3.2 data block結構 65
3.3 行鏈接與行遷移 69
第4章 ITL與事務處理 71
4.1 ITL描述 71
4.2 ITL等待 72
4.3 ITL實驗案例 73
4.4 ITL進一步研究 75
4.5 ITL與CR塊 79
第5章 數據塊損壞的修復 82
5.1 數據塊損壞描述 82
5.2 數據塊損壞的檢測 83
5.2.1 初始化參數設置 83
5.2.2 RMAN檢查 84
5.2.3 dbverify工具 85
5.2.4 其他工具檢查 86
5.3 數據塊損壞的模擬和修復 86
5.3.1 段與存儲數據塊 86
5.3.2 模擬數據塊損壞 89
5.3.3 基于塊的數據恢復 92
第6章 dump數據塊 95
6.1 block dump描述 95
6.2 dump數據塊 96
6.3 dump索引塊 102
第7章 系統改變號SCN 106
7.1 SCN描述 106
7.2 SCN與數據恢復 108
7.3 SCN數據恢復案例 109
第8章 偽列pseudo column 112
8.1 偽列描述 112
8.2 常用偽列的研究 112
8.2.1 偽列rowid 113
8.2.2 偽列rownum 114
8.3 偽列ora_rowscn研究 116
8.4 偽列level與層次查詢 121
第9章 表存儲結構與訪問優化 126
9.1 存儲結構中的塊 126
9.1.1 塊結構及其控制參數 127
9.1.2 行遷移與行鏈接 128
9.2 正確設置參數pctfree 128
9.3 避免行遷移與行鏈接 131
9.3.1 行遷移與行鏈接的檢測 131
9.3.2 行遷移與行鏈接的消除方法 132
9.4 消除遷移行和鏈接行實例 133
9.5 高水位線HWM 135
9.6 表存儲統計實驗 136
9.6.1 驗證表結構 136
9.6.2 發現行遷移 137
9.6.3 收集統計信息 137
9.6.4 表分析實驗 137
第10章 分區Partition技術 145
10.1 分區Partition概述 145
10.2 表分區的基本類別 146
10.2.1 范圍分區(by range) 146
10.2.2 列表分區(by list) 148
10.2.3 散列分區(by hash) 148
10.2.4 間隔分區(by interval) 149
10.3 基本分區的復合 150
10.4 分區索引技術 152
10.4.1 索引分區與表 152
10.4.2 本地分區索引 153
10.4.3 全局分區索引 155
10.5 分區表與索引的維護 157
10.6 分區交換及其應用 164
10.7 聯機分區處理 167
第11章 數據訪問之多表聯接 173
11.1 多表聯接概述 173
11.2 聯接條件和類型 174
11.2.1 笛卡爾乘積 174
11.2.2 多表的條件聯接 175
11.2.3 避免使用子查詢 177
11.3 多表聯接的方法 178
11.3.1 嵌套循環 178
11.3.2 融合聯接 182
11.3.3 哈希聯接 184
11.3.4 三種聯接方式比較 185
第12章 數據訪問之ORACLE索引 187
12.1 ORACLE索引概述 187
12.2 b樹索引和bitmap索引 188
12.2.1 b樹索引結構 188
12.2.2 bitmap索引結構 189
12.2.3 對null值的索引 190
12.3 聚簇因子 192
12.3.1 計算聚簇因子 192
12.3.2 對訪問性能的影響 194
12.4 索引分析與重建 199
12.4.1 索引分析與統計 199
12.4.2 查詢索引狀態及使用信息 200
12.4.3 索引重建 204
12.5 與索引有關的參數 205
12.6 訪問索引的方式 206
12.6.1 索引掃描方式 206
12.6.2 兩類數據塊掃描 210
12.7 b樹索引的維護機制 211
12.7.1 insert操作的b樹維護 211
12.7.2 delete操作的b樹維護 221
12.7.3 update操作的b樹維護 227
12.8 復合索引的使用 228
12.8.1 兩個使用原則 228
12.8.2 復合索引和order by 232
12.9 關于索引使用的建議 232
第13章 數據庫訪問性能的幾個基本問題 234
13.1 內存問題 234
13.2 CPU利用率 235
13.3 I/O問題 235
13.4 高資源消耗的SQL 236
13.5 引發性能瓶頸的應用問題 238
13.6 OLTP與OLAP 240
第14章 性能問題的度量手段 242
14.1 性能調優的度量概述 242
14.2 explain解釋SQL 242
14.2.1 配置explain 243
14.2.2 獲得執行計劃 243
14.3 語句級跟蹤autotrace 245
14.4 會話級跟蹤sql_trace 247
14.4.1 設置SQL跟蹤 247
14.4.2 tkprof格式化跟蹤文件 249
14.5 擴展的SQL跟蹤 251
第15章 ORACLE鎖機制與鎖爭用問題 254
15.1 ORACLE數據庫的鎖類型 254
15.2 數據訪問過程中的加鎖 256
15.3 與鎖有關的字典參數與指令 262
15.3.1 有關鎖的數據字典視圖 262
15.3.2 有關鎖的初始化參數 263
15.3.3 事務的隔離級別 264
15.4 鎖爭用與死鎖 265
15.4.1 量測鎖爭用 266
15.4.2 處理死鎖 267
15.5 鎖存器latch 271
15.5.1 鎖存器機制 271
15.5.2 檢查latch爭用 271
第16章 wait與time響應問題 274
16.1 基于wait的性能問題描述 274
16.2 用戶響應的時間模型 276
16.2.1 CPU服務時間 276
16.2.2 等待事件及等待時間 277
16.3 統計項與等待事件 278
16.4 db time和db CPU 280
16.5 top SQL說明 281
16.6 等待事件直方圖 282
第17章 等待事件接口與性能調整 284
17.1 性能與等待事件 284
17.2 常見的等待事件及其描述 285
17.3 等待事件不能反映的信息 286
17.4 收集等待事件信息 287
17.5 利用等待事件發現性能瓶頸 289
17.5.1 一個慢速查詢的處理 289
17.5.2 耗時的調度批處理 292
17.5.3 客戶服務器應用中的等待事件 295
17.5.4 疲于應付的數據庫服務器 297
17.6 等待事件接口小結 299
第18章 并行處理與訪問技術 300
18.1 并行處理技術概述 300
18.2 SQL語句的并行處理 300
18.2.1 串行處理與并行處理 301
18.2.2 并行處理的主要概念 302
18.3 并行處理的性能提升 303
18.4 并行處理的適應性 304
18.4.1 多CPU主機系統 304
18.4.2 分布式存儲 305
18.4.3 資源密集型SQL 305
18.4.4 批量數據掃描 306
18.5 控制并行處理 306
18.5.1 確定并行度 306
18.5.2 使用并行提示hint 308
18.5.3 調整與并行處理有關的參數 309
18.6 并行處理的執行計劃 310
18.7 實時的并行處理信息 312
18.8 并行處理的跟蹤 313
18.9 并行處理實例 314
18.9.1 并行數據更新 314
18.9.2 并行數據添加 315
18.9.3 DDL的并行處理 318
18.9.4 并行索引訪問 319
18.10 并行處理的優化 321
18.10.1 并行處理的一般性原則 321
18.10.2 部分并行化與完全并行化 322
18.10.3 監控實際運行中的并行度 325
18.10.4 并行處理進程的負荷分配 326
18.10.5 RAC環境下的并行處理 329
參考文獻 330
后記 332
序: