SQLSERVER数据库性能优化研究(论文)毕业论文.doc
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1、. . . . SQL SERVER数据库性能优化研究Researching Of The SQL SERVERDatabase Performance Optimization26 / 31摘 要数据库系统的性能最终决定数据库的可用性和生命力。大多数数据库系统在运行一段时间后都会存在一定的性能问题,主要涉与数据库硬件、数据库服务器、数据库存、应用程序、操作系统、数据库参数等方面。因此,基于数据库系统的性能调整与优化对于整个系统的正常运行起着至关重要的作用。数据库性能调整与优化涉与到多个层面,通过统一规划、系统分析做出相应的调整,可以提高数据库的稳定性和可用性,保障系统高效地运行,解决系统瓶颈
2、,节约系统开销,具有良好的应用价值。同时也对理论研究提供了一定的方法指导。基于此,论文根据本人在实际工作中遇到的问题和平时对数据库的使用经验,将数据库设计、合理的索引添加以与SQL语句优化等方面的性能调整与优化问题作为主要研究容,对其进行了深入地分析和讨论,给出了一般情况下SQL SERVER数据库应用系统的性能调整策略与优化方法。首先,介绍了数据库性能调整的相关研究背景、论文选题意义以与数据库性能调整与优化架构,涉与性能调整与优化的概念、性能评价指标以与数据库优化的主要方面。其次,对常用的几种优化技术进行了详细地介绍与说明。总结归纳了数据库逻辑结构和物理结构的优化、SQL语句优化的实质与目的
3、、方法与技巧,索引创建的相关规则,SQL SERVER分区技术等。最后提出一个针对SQL SERVER数据库的系统性能总体调整策略。最后,对SQL SERVER数据库性能调整与优化问题进行了总结。关键词:数据库;SQL SERVER;性能优化AbstractThe performance of database systems eventually determines their availability andsurvivability.Most of them will bring about some performance problems more orless after run
4、ning for a period of time,which mainly involve database hardware,database server,database memory,applications,operating systems and databaseparameters,etc.Therefore,performance tuning and optimization of database systems,whichconcern multiple aspects,are very vital to the normal running of the whole
5、 system.Through a unified plan and systematical analysis to make appropriate adjustment,thestability and availability of database will be improved,high running efficiency will beguaranteed,system bottleneck will be solved,system overhead will be reduced,considerable applicability and in the meanwhil
6、e will be obtained,and some guidelinesfor theoretical research will be provided.Based on the above-mentioned idea,byproblems meeting in working experience of using SQL database,the paperprincipally pays attention to the research on the performance tuning and optimization ofSQL statements, and makes
7、a deepanalysis and discussion.It suggests in general some performance tuning strategies andoptimization approaches of SQL Server application systems to drive the developmentof SQL Server performance management and optimization technology.Firstly,the paper introduces the corresponding research backgr
8、ound ofperformance tuning of database,significance of selected topic and framework ofperformance tuning and optimization of database including their concepts,performanceevaluation index and primary aspects of optimization.Secondly,several common optimization techniques are introduced and explainedin
9、 detail.This paper summarizes optimization of database logical structure and physical structures,methods and techniques of SQL optimization,relevant rules of index creation,andintelligent use of SQL Server partitioning techniques. Thefore-and-aft performance indexes of various optimization technique
10、s are analyzed andcompared.An overall tuning strategy of system performance for SQL Server databasesis put forward in the end.Finally,this paper summarizes and prospects the problems of performance tuningand optimization of SQL SERVER databases.Keywords:database;SQL SERVER;performance;optimization目录
11、1 绪论11.1课题研究背景11.2研究意义与目的11.3研究的容与组织结构22 数据库性能优化架构32.1性能调整与优化概述32.2数据库优化的目标32.2.1提高系统的吞吐量32.2.2缩短系统的响应时间42.3性能调整的步骤42.3.1优化业务逻辑52.3.2调整数据结构设计52.3.3优化数据库的逻辑结构52.3.4优化数据库的操作53 性能优化技术介绍63.1数据库结构优化63.1.1数据库逻辑结构的优化63.1.2数据库物理存储结构的优化63.1.3使用分区73.2 SQL查询语句的优化93.2.1合理使用索引93.2.2优化SQL语句的一些具体策略114 商品订单管理系统数据库设
12、计165 优化实例185.1数据库物理结构的优化185.2添加必要的索引185.2.1确定预索引字段205.2.2创建适当的索引205.2.3实验结果分析205.3 SQL语句的优化216 总结24参考文献25致261 绪 论1.1课题研究背景数据库技术是计算机科学技术发展最快、应用最广泛的领域之一,在信息管理自动化程度日益提高的今天,数据库技术已经成为现代计算机信息系统和应用系统的基础和核心。数据库技术最初产生于20世纪60年代中期,从最初的层次模型、网状模型,到目前的关系模型、面向对象模型,己经过40年左右的发展。数据库建设是现代信息产业的基本建设工程,一个国家拥有多少自己的数据库,能用数
13、据库提供多少服务,是各国经济实力、文明程度和科技水平的重要标志。我国引进数据库技术始于20世纪70年代末,自进入20世纪80年代以来,我国数据库建设有了较大发展,从微型计算机上运行的数据库到当前大型数据库系统的引入和应用。但从对数据库系统的应用效果和对数据库技术指标掌握上来比较,与发达国家之间仍然存在较大的差距。数据库技术应用从传统的商务数据处理不断扩大到许多新的领域,如计算机图像处理、多媒体应用、商业管理、GIS等,要使这些领域中应用的信息系统高效、正常、安全地运行,其中最为显著的就是数据库的性能问题。在网络应用和电子商务高速发展的时代,信息系统在国民经济建设中担负着越来越重要的任务,如何使
14、有限的计算机系统资源充分发挥应有的作用?如何保证用户的响应速度和服务质量?如何保证未来的某个时间保持现有的运行性能?这些问题都属于数据库性能优化的畴。随着数据库规模的不断扩大,数据库系统的性能问题也越来越突出,数据库应用系统能否正常、高效地运行倍受关注,数据库优化技术方法的探索具有非常重要的意义。1.2研究意义与目的SQL SERVER在数据库领域一直占据着不小的份额。SQL SERVER现在可用于大型机、客户/服务器以与PC平台,适合于各种操作系统,包括Microsotf Windows和Windows NT、0S/390(MVS)、各种UNIX操作系统、LINUX等。同时,SQL SERV
15、ER数据库在国外也获得了诸多成功应用。企业资源规划应用程序包、数据仓库以与许多公司的客户应用系统都要依赖SQL SERVER。SQL SERVER数据库产品在整个数据库产品的应用中占据了不小的比例,并且有不断上升的趋势。SQL SERVER数据库系统博大精深,其系统管理工作非常复杂。对于SQL SERVER数据库来说,操作系统的性能、服务器硬件的性能、数据库的设计、表空间的规划、聚簇的使用、并行控制等无一不影响其运行的整体性能。SQL SERVER数据库服务器是高度可优化的软件产品,对SQL SERVER数据库进行性能调整与优化具有非常重要的意义。目前国外关于SQL SERVER数据库系统的应
16、用实例优化并不多,而且讲解比较理论化。因此,本文根据自己平时的实际工作所遇到的一些问题和自己对SQL SERVER数据库的使用经验,主要从数据库设计优化、索引添加、查询优化这三个方面进行实验测试,通过对各种优化技术的介绍、分析和研究,对使用不同优化技术前后的性能评价指标进行比较,体现各种优化技术对数据库运行效率的影响程度,提出SQL SERVER数据库应用系统性能优化的合理方法。使得能有效的使用SQL SERVER数据库产品,将它的性能调整到更适合自己的需要。1.3研究的容与组织结构数据库性能问题是当今诸如管理信息系统等众多数据库应用系统所面临的共同问题,为了解决系统运行过程中遇到的种种瓶颈,
17、对数据库性能调整理论和应用的研究是迫切需要的。本文对目前SQL SERVER数据库性能调整的一些优化技术的应用实践进行了讨论,具有一定的理论研究价值和现实意义。各章节安排如下:第一章综述了数据库性能调整的研究现状和发展概况,阐述了论文研究的意义与目的。第二章介绍了数据库性能调整与优化的主要目标,分析了系统性能评价指标和数据库性能优化的主要方面。第三章对性能优化技术介绍。第四章详细介绍了SQL SERVER数据库性能调整与优化的相关技术,包括数据库逻辑结构和物理结构的优化、SQL语句优化、合适索引的创建、SQL SERVER分区技术等等。第五章开发了一个商品订单管理系统作为测试用例,对如何优化数
18、据库的性能进行具体的测试和分析。第六章总结全文,肯定了数据库性能调整的应用价值。2 数据库性能优化架构2.1性能调整与优化概述性能调整(performance tuning)是一项活动,这项活动通过优化应用程序、修改系统参数、改变系统配置(硬件调整)来改变系统性能。性能调整包括对硬件配置操作系统(OS)与关系型数据库管理系统(RDBMS)配置,以与对访问这些组件的应用的详细分析与优化。系统性能的判定标准依赖于性能衡量的研究,通常认为性能的指标可以通过处理一个事务所需的I/O量、CPU时间量、以与响应时间来衡量。性能会随特定环境的不同而变化,并受应用程序、体系结构和资源、服务器以与并发活动的具体
19、情况影响。性能调整的一个主要目标是消除瓶颈。瓶颈(bottle neck)是性能限制的重要因素,它可以是硬件或软件,如果不是在正确配置和调整的系统中,就会严重地影响系统性能。减少瓶颈可以最发挥一个系统的性能。为有效地对系统进行调整,必须遵循一套特定的步骤或方法,去调整和优化系统中的所有组件,包括应用、硬件与SQL SERVER。首先,讨论将涉与系统调整的不同组件。在本章后面部分,着重介绍性能调整的方法论。2.2数据库优化的目标有不同的方式确定性能调整工作的目标。数据库应用系统可以用各种定量的方法分析,其中最重要指标如下:2.2.1提高系统的吞吐量吞吐量是指给定时间服务器能够处理的查询总数,即每
20、个单元时间完成的工作,以每秒钟的事务量(tps)表示;该值越高越好。提高系统的吞吐量也有两种方法:l 在同样的资源环境下做更多的工作(通过减少服务时间);l 通过减少总的响应时间使工作做得更快。要做到这一点,可以将用户等待的资源加倍,如系统受到CPU限制,则可以增加CPU的数量。在任何一个系统中,吞吐量和反应时间作为调整目标通常是互相对立的。如果反应时间长(坏),吞吐量或许高(好)。如果吞吐量低(坏),反应时间或许短(好)。多数的并发用户在一定时间使用一个系统,每个用户很有可能比平时要经历更长的延迟,但是通过系统的事务数量将会更大。相反,假如减少在某一个时间窗口中访问系统的并发用户数量,以在该
21、时间完成的全部事务量减少为代价,每个用户将会享受到更快的反应时间。现在考虑一个为客户预定体育比赛门票的公司。如果该公司的营业时间为每天8小时,并且在销售市场体育比赛门票的第一天必须卖出25000门票,那么该公司的门票预定系统的吞吐量必须等于或大于每小时3125笔事务。吞吐量=(25000笔事务/8小时)=3125笔事务/小时,或52.1笔事务/分钟。当然,以8小时的时间间隔来计算系统需要达到的吞吐量是不现实的,因为并不是所有需求都是匀速到达系统。在设计系统软硬件规模和规划系统能力时,我们是根据系统最忙碌的时间段来计算系统所要达到的吞吐量的。这是设计数据库系统的一条著名规律:为最糟糕的情况设计系
22、统的软硬件规模。2.2.2缩短系统的响应时间系统响应时间是指从用户按下最后一个提交按钮到所有数据都显示在显示设备上所花费的时间。以毫秒或秒表示,该值越低越好。系统响应时间的实质就是终端用户为等待后台事务处理所花费时间。响应时间通常也称为用户收到查询正被处理的直观确认时刻所感知的时间长度。数据库用户响应时间又可以分为系统服务时间和用户等待时间两项,即:数据库用户响应时间=系统服务时间+用户等待时间。因此,获得满意的用户响应时间有两个途径:l 减少系统服务时间,即提高数据库的吞吐量。l 减少用户等待时间,即减少用户访问同一数据库资源的冲突率。尽管某些数据库系统需要实现系统可能达到的最高吞吐量,但另
23、一些系统可能有严格的系统响应时间要求。在这种环境中,漫长的系统响应时间常常意味着客户只能在线等待,这将阻碍其他用户使用系统。这种情况往往意味着失掉商机,所以缩短系统响应时间是非常重要的。对于那些对响应时间有严格要求的系统,必须采取不同的方法对系统进行调整。为了缩短系统响应时间,可以使系统以远低于其实际吞吐能力的吞吐量运行或是将批理作业放在非营业时间处理。2.3性能调整的步骤不少人认为数据库应用系统的性能调整是在系统运行出现问题时才进行的,其实,这种看法是片面的。性能调整和优化工作是在进行系统计划和设计阶段就已经开始了,并且一直贯穿系统的运行周期。在计划阶段就仔细地考虑性能调整工作,这会大大减轻
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