（系统工程专业论文）医院信息系统数据库性能优化研究.pdf

江苏丈学硕士辨究生毕监论文 接要 医院傣息系统( h i s ) 数据库具有麓吞吐量，数据删除更颏 插入操作频繁，数据繁絷宠大，且要求能赢效、及辩、准确进行 数据处理艇特点。敖如憾对数据库性辘在避 亍优化设计，即提高 数据库的吞吐基、减少用户等待时间嶷有重大意义。 传统的数据库性能优化主要从操作系统、客户端应用软件程 序设计、瀚终及其它硬俘设锯等方蚕寒考虑，这耱方法只是诿整 数据库的周边环境，只熊餐时缓解问题，丽不能从根本上解决问 题。实际应鬻中，更多情况怒信怠系统( 包括数据窿系统) 都已 设计好，只是在运行的过程中随着数据规模的增大，使得系统出 现溺期性燃越阉题。本文以医院信息系统孛的o r a e l 嚣数据蓐系统 为平台，提獭在已有的硬件设施及数搬淳系统上从数据体系结构， 存继结臻及对象结构等方蘑“三蕴一体”鳃决滔题麴方法。 本文从目前的医院信息系统现状分析，提出系统性能评价指 标，并从o r a c l e 体系结构出发，对内存区中的系统全局区及程序 全局区进行合瑷的缢缓与分配，确定台瑾静命中率，这是性笼优 化的关键；o r a e l e 存储结构采用的要必关系的逻辑存储结构与物 理存储结构，赦确定其中的表空间、数据文件、控制文件的大小 照性能优化的基础；数据库对象结构中的索引、簇、视图、存储 过程等对夔避行合理麓设诗，霹大型数据瘴麓牲戆有蔫熏要兹影 响；最后便楚在s q l p l u s 环境下，通过与基于代价与基于规则的 方法进行魄较，对合理菇效的s 鸯l 语镯进行组织，并疑懑优化爱 系统性能的情况。 关键词；送院信息系统，数攥痒，性黢优纯 堑蒸丕堂鎏主堡塞兰望熬堡塞一一 a 8 s 1r a c t t h ed a t a b a s eo fh o s p i t a l i n f o r m a t i o ns y s y t e m ( h i s ) is s p e e i 8 l i z e d b y i ts l 氇r g e n p 毪专o 娃t p 毪t d 8 七疆s 、f r e 珏e n e yd a t 8 d e l e t e u p d a t e in s e r ta n d i t r e u i r e s t h ed 8 t 耩b a s et op r o c e s s t h e d a t a sw i t he f f ic ie n c y 、t i m e l ya n da c c u r a c y s oi t isv e r yi m p o r t a n t t ot u n et h ed a t a b a s e sp o r f o r m a n c e ， i e i m p r o v e 屯h e in p u t o u t p u t m o u n t0 fd a t a b a s ea n dd e c r e a s et h ew a i t i n gt i 秘eo fs y s t e 撙t or e s p o n d w eo n lyc o n s id e rt h eo p e r a t i o ns ys te m 、t h ea p p l ie ds o f t w a r eo n c l ie n tm a c b i n e 、n e ta n do t b e rh a r d w 氇r ee t c ，鬻h e nt u 转童转gt h ed 8 t a b a s e p e r f o r 羯8 n e ew i t h t r 8 d i t i o n a l 鞋a y 。 f 榉eo n l yt u n et h ed a t a b a s e s r o u n de n v i r o n m e n t ， i t j u s t r e s p i t e dt h e 8 i t u a t i o n ，a n dc o u ld n o t r e s o l v et h ep r o b l e ma ta l1 i np r a e t ie e ，t h e in f o r m a t o n s y s t e m ( in c l “d in gd a t a b a s e ) w a sw e l ld e s ig n e da n dt h ed a t a b a s e s p e r f o r m a n c e ist u r nu pw i t hin c r e a s i n gd a t a b a s e t bisp a p e risb a s e do nd a t a b 8 s eo f稀o s p it 8 l薹n f o r m 8 t io n s y s t e 疆 t h e p a 秘e r e o n s i d e r st o t u n ed a t a b 8 s e s p e r f o f 撙8 n c e f r o 摊 s y s t e ms t r u c t u r e ， s t o r es t r u c t u r ea n do b j e c ts t r u c t u ree t c f r o m o r a c l 嚣s y s t e ms t r u c t u r e ， t h e p a p e ro r g a n i z e s8 n da l l o c a t e sm e 糯o r y w i t hs g a ( s y s t e 撬g l o b a la r e a ) a n dp g a ( p r o g r a 臻嚣l o b a la r e a ) t h ek e y o fp e r f o r m 8 n c et u n i n g ist oc o n f i r mt h eh i tr a t i oo fs y s t e m t h e o r a c l es y s t e m ss t o r es t r u c t u r ein c l u d e sp h y s ie i 8 l s t r uc t u r ea n d l o g i e a l s t r “c t u r e 。s o ，i t ist h eb a 8 ist od e e i d et h es iz eo f t a b le8 p a c o 、d a t af i lea n dc o n t r o lf i l e t h ed a t a b a soo b j e c tin c lu d e s in d e x ， c l 秣8 t e r ， v i e 群sa n ds t o r ep r o c e d 疆r e e t c 。， t h e o b j e c t h a v e i l l l p o r t a n te f f e e to nd a t a b 8 s e 。l 8 s t l y ， i to o n 七r a s t st h ew 8 y so fb a s e d o nc o s ta n db a s e do nr u l ea n do r g a n iz e st h es q lu n d e rs q l p l u ss y s te m e n v ir o n m e n t k e y鬻o r d s ：d a t a b a s e ，p e r f o r 翔a n c et u n i n g ， h o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m( h 工s ) 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的 规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以 将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口 本学位论文属于 ，在年我解密后适用本授权书。 不保密e 学位论文作者签名：应哼难 俨哆年z 月7 多日 指导教师签名 年月日 本人郑重声明：所墨交的学位论文，是本人在导师熬指导下， 独立避行研究工作所取得的成果。除文中已经注明弓| 用的内容以 外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品 成果。对本文的研究做凄燕要贡献的个人和集体，均己在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声骥的法僖结果卣本人承担。 学位论文作者签名：摩雩斑 遐麓： h ，j 年g 胃鬈嚣 江苏大学硕士研究生毕、业论文 第一章绪论 。 本文讲究的意义 本文楚终者在江苏大学弑茂信息系统有鼹公司软 牛系统工程部进行的 研究漾越，主要嚣的爨对越虢信息系统，特羽是大鳖疆院信息系统的数搽 库性能进行优化设计。 蹉院信憨系统( l o s p i t a li n f o r 氆8 t i o ns y s t e m ， l i s ) 在鬻鼯学术赛邑公 认为新兴酌医学信息学( m e d ic a li n f o r m a t i cs ) 的重要分支。羡国著名教授 鹱o r r is c o l l e n 予1 9 8 8 年罄罄文舞藩貔傣惑系统下了翔下是义“1 ：糕惩惫 子计算机和通讯设备，为医院所属各部门提供病人诊疗信息和行政管理信 息的收集、存储、处理、提取和数据交换蛇熊力，并满足涨露授权用户的 功能需求。 我国医簸僖息系统从7 0 年代末裁酬瑷攘已有2 0 多年鲶发展历史，在 这2 0 多年的发展历史中，梭据我国国内医院信息化发殿现状，可以将我国 医院信息系统大体经历分为以下四个阶段： l ，攀橇黩霜：始予七十零谯末a 卡年代裙，主要瘸予门诊牧费、往浚 病人费用管联、药库管理等。 2 部门级筠域两：a 十零代中期，代表骸静应用系统主臻有往浣瘸入 管理系统、门诊计价及收费发药系统、药品管理系统等。 3 。宠整戆医院售惑系绞：丸卡年代耱开始，一些较大瓣医院耀继在 l o o 稍快速以太网上建立了较为完整的医院信息系统。 + 远程嚣疗：黪麓互联瓣终夔兴越，霞一些丈医陵嚣终了对远程瓤疗 的研究和实施，通过in t e r n e t 传输射线、m r i 、c t 等影像，谢些医院甚至 通过互联网实行网上手术。 总体说寒，在2 0 锻笼8 0 年代末期翁，我国静大部份氍院出于在计翅 经济体毒4 的窳传下，在蛰瑷体铡、方法鞠手羧方嚣都发震缓慢，信息化发 震程凄有限。随着社会主义静场经济体制的不断发震，图家对医疗保健事 业的重视，特别是国家卫生部在1 9 9 0 年制定发布的“关于在19 9 0 至2 0 0 0 翌整奎堂璧主堡塞曼堡些迨壅 ，一。 年大力发艇医院信息系统( h i s ) ”的通知以及我圉l 9 9 5 年开始的“金卫工 程”之后，大大推动了医疗卫生行业信息化的发展。 镇江市第一人民医院、镇江市蘩四人民医院、镇江中医院等撩住这 历史桃遥，委托江大科浚信患系统鸯限公司开发了一套医院傣息系统，辩 茂医院信感系统( k 醣h i s ) 色捂门渗拣号，门诊收费，住院瘸入鬻磴，医嘱 鲶璞，骛溢与兹簿管灌，系统綮缝警功籀模块，建令较完整懿信惑管联 系统。该系统经过试运行，大大键赢了毽务久受浆王佟效率，蕊恢了病人 藏诊躬逮凌，校狳了“三长短”( 挂号、收赞、取薅对麓长、逡生看瘸 时闻短) 酌獒病，有效她籍决了麓瘸难的闻题，堵住了牧费、药器管理中 熟漏溺，使医貔暇疗质爨在结息他程度方嚣获怒了兹艨朱商豹避步，取褥 了明显的社会和经济效蘸。 医院信息系绞憩够稳定、凇确、快速的运行，具滔决定潦义的便是其 数据库系统性能状况，根撂癸践袭圉h i s 系统数攒库舆有如下特点： 1 离吞此量，数据删除臌新插入操作频繁，使得数据变得非常繁杂、 宠大，几个多鹦下来，光在门诊收赞颂磊袭中般就宥1 0 0 0 万祭左右的记 录，运行年以e 的医院一般事务袭的记录均猩千万条以上，裔的藩至在 亿祭戳上。 2 。大繁辩l 户谤潮数据瘴，蘩台圈露逑按期黻务器戆上靛邀蕊簿i e 0 余 台之多，当鬻户醚露访阔鼗掇瘁黼一个磁盘静瓣张袭嚣重，獒速度菲常低 下，严重影骥= 【= 佟效率。 3 要裳笺糍效、及辩、壤确进行数摄瓷谗聂搂，翻芬瑟滗存系统、貔 长娄弼系统等等。 由以上可知h i s 系统具有混合负载的功能即：既具有o l t p ( 联机事务 处壤) 功熊，又具有初步d s s ( 决皴支持系缆) 功能3 ，由予以上原因数据艨 系统经过段时间的运行之聪，随着数据库实例的增加，随骜应用程序变 得分散，随着数攥表在飙模上灏不断扩大，数爨降在规模上魄变褥越来趟 大，如图l 。l 所示。 2 江苏丈学硕士磺究生毕照_ 轮文 蛙疑麴线 数据规模 馒耀时闯 ( 图1 。1 ) 蠡黧l 。| 善爨，数撵疼戆筑模在经过一莰露阗爱，惫瓣彩涨。瑟量茭 运行速度都萌显下降的趋势，竣如侮对数撵疼往髓在进行谯纯设诗兵露蕊 大意义。 1 2 隧院信息系统数据库选择及其性熊周期变化 壹予大中受医浚售惑系统爨一令警瀵海整数据建( v l d 8 ) 鹣系统，装 数据繁杂、庞大，其数据库中w 有几百g b 或上t b 信息量；而盥由于医院 的特殊性，必须每天2 4 小时连续不间断她工作，即要提供数据庠连续的可 麓经能力，秃论任传情况下，每天2 4 小醚，每餍7 天，每年5 2 令鬃籁 ( 2 4 堆7 难5 2 ) 都不能停枫，数掭霹都要可餍，辩并发能力和安全特性要求较 高。因此一般都选耩当前较成熟的o r a c l e 数据库。这是阏为o r a c l e 具菊 下述性畿： 1 海量用户傺理：o r a c l e 提供了多线程服务器( m u l t i t h r e a d e d s e r v e r ，越t s ) 进程绥掏，它熊祷效遗降低管理多个并发数据瘁会话造成的 憨开镄。 2 保密机制：o r a c l e 的商级保密机制通过各种各样的特权控制对敏 感数据的存暇。给翔户连接计簿机的名称赋予各季申特投，如套蒋、穆改鹈 坚菱奎堂堡圭堑窒笺冀、监堡塞 翅建数据蓐等等。怒这些掇潮来缫渡某黪愆户熊蜜羲敏感数掇，如医院髂 总系统中的药晶库存是医院中的重要数据，非授权用户被禁止访问。 3 。备份与後复；o r a e l e 撬麓了高级餐傍霸恢复懿子锅稔。餐份镬逡 o r a c l e 数攥的个副本，恢复把餐份的数撼恢复出来。o r a e l 8 酌蓊份和恢 篾摁数据袋失的可熊憾降劐最低，并使出现故障时的擦错彗寸间最少。 4 空瓣管遴：0 r a c l e 疆供了灵活靛空瀚警理，溉哥戳为露蔽数据分 配磁盘空灏，魄翟潋邋避獾示0 r a c b 8 为黻嚣戆辩求黧下多少空耀寒控剩蜃 继的分配。 5 。开黢式联接：o 靛矗0 1 e 撼供鞣其稳软 串联接静开敖式羧潍。遴过鞠 载戮o r a e l 8 熬数据瘴，霹戮嚣耀器教在其德数瓣贮藏掰孛豹髅悬，魏1 8 麓 的d b 2 、s y b a s e 或者m ic r o s o f t 的a cc e s s 。反之，也可以在o r a c l e 数据 库中存放数据丽谯箕德较伴孛谤海。 8 。开发工黎：0 r 磊e l e 羧务器( 数暴露零i 擎) 支戆大邋爨黪开笈工其、 最终用户查询工舆、流行酌应爝程序、办公信息管理工其等等。 由于隘上斡突蹴後点，一般较大的医院都滤耩0 r a e l e 作为詹台数据霹 系统。在镶涯繁一人爱暴浚、第翅入瑟医院、中医院等郡爨馊麓游r a c l 嚣 系统。 但饪掰数攒痒系统，它熙蹙提供一释嶷馁的运行平台，并不能傺证任 傍时候都能够平稳运行，特剐怒对大鍪数罐瘁系统，夔怒如此。一般而言， o r a c l e 数攥痒系统黥性能主要与数撰疼的翘搂艨关联：警翘攘缀小时，翅 在初始阶段，其性麓不楚很突出，德当数据麾的规模增大到一定程度时， 蒸瞧戆会下簿缀快。数攒瘁瓣麓模与性戆隧黉瘫斓疆痔静麟开褥蕊螺旋瘸 期性缝变化，可分为嬲令殓敬。 阶段l ：皮尉稷序的初蠼使用 在这个阶段，髓着穰户随系统孛勰数糍，数瓣表中静记录杼稳定蹭趣， 数缀痒戆攥穰扩大，穗浅辩阏不瑟穗增麓，楚裰承平( 繇拷鳖露罄溪方嚣， 花费医院信息系统的聪闽，举个例；如暴经常修改、监揆、调憋系绞那么 危机水平就高) 会降低。 徐段2 ：硬馋秀缀与缆纯 茸 江苏大学颈研究篷肇照论文 当响威时间增加到不能接受的程度，则进入第二阶段。如增加c p u ， 提高服务器性能等，这时数据库规模还怒在加大，但响应时间与危机水平 都不同程度改善了。 阶段3 ：重毅链开 随着新的数据表舶到皮用程序中来，数据库规模会增长，用户的数蟊 会增加，响应时间也渐渐增大，这个阶段危机水平停留猩比较高的水平， 在这个阶段s q l 语句的优化是关键，通过对s q l 语句进行优化，可以达到 一个可以接受鲍水平。 除敬4 ；又一个重瑟镶开 随着稃次重新展开之厢，响应时间与危机水平会作进一步变化，相应 地又要在应用程序和s q l 语句上作一些修改。 以上四个阶段可以域一个蛆线变化图米赢观表示，如图1 2 所示。 危机水 晌疰辩 数据藏 ab c d 江苏大学硕士研究生毕业论文 图1 2 ：数据库系统性能随时间周期性能变化 a ：第一阶段，应用程序的初期使用阶段 b ：第二阶段，硬件升级与优化 c ：第三阶段，重新铺开 d ：第四阶段，又一次重新铺开 由图1 2 可以看出：首先，随着用户与功能的增加，数据库的规模总 是随着时间的增长而增长。其次，数据库规模增加了，它的响应时间增加， 数据库性能会渐渐变得低下，而且在每个重新铺开的周期中，响应时间会 随着数据库的结构与规模的变大而变大。最后，危机水平是循环变化的， 它反映着响应时间。由此知之，在随着数据库增长的同时，不可避免地会 出现数据库性能需要改善的问题，如何对数据库性能进行优化也就成为一 个迫切的课题。 不过，值得注意的是以上四个分阶段的划分并不是绝对的，比如在第 一人民医院的h i s 系统中，在设计之初就考虑到了以后的数据规模问题， 因此在购买硬件设备的时候也考虑到了会因数据的规模而产生的性能问 题，故目前第二阶段所做的便是在已有的硬件设施及数据库系统上从数据 存储结构，体系结构及对象结构等方面进行性能的调整。 1 3 本文研究课题的主要步骤 1 3 1 确定数据库性能指标评价体系 在进行数据库性能优化之前，首先要确定o r a c l e 的数据库性能评价指 标。分析评价h is 系统数据库性能主要有数据库吞吐量、数据库用户响应 时间两项，数据库吞吐量是指单位时间数据库完成的s q l 语句数目：数据 库响应时间是指从提交s q l 语句开始到获得结果的那一段时间。数据库用 户响应时间又可分为系统服务时间( s e r v e r t i m e ) 和用户等待时间 ( w a i t t i m e ) 两项，即： 用户响应时间= s e r v e r t i m e + w a i t t i m e 江苏大学硕士研究生毕业论文 上述公式告诉我们，获得满意的厢户喻应时间有测个途径：一是减少 系统服务时闻，即提高数据库的吞吐鬣；= 是减少用户等待时间，即减少 弱户谤游嗣数据库资源瓣冲突率。 一箴箍言，与数爨瓣性艇伉往有关鹣戮索包摇魏下凡个部傍： l + 磁盘i o 竞争与受蔽均衡 为了避免与i o 相关盼性能瓶颈，旅控磁盘i o 并保持优化是重爱的。 像数据仓库这样的应用襁序涉及到大量的、长时闻的磁擞读取，因此成浚 对磁纛l ( ) 避雩亍密甥稔囊。麴采寿嶷磐麓疆串：裹速磁焱辫弼磁盘箨筏秘 数据霹服务器的可能游艇快逶接会有缀大帮助。除了纯粹的硬件外，可以 通过观察并避免磁盘热点( 在文件i o 集中到带有多个被大量访问的文件 的一个棚对少量的磁盘时发生) 来提高磁盘i 0 限定系统的性能。像这样的 磁盘热点会交予磁盘争藤瑟减低系绞後戆。 2 丽滚羧竞争 0 r a e l e 可以将一个以上的用户事务处理分配给攀个的麟邋段。当两个 或两个以上的用户事务处理试图同时访问该回遐段盼标题时，就可能g 怒 争用。个或更多的零务处理必须等德该圈邋段的橱糕褥次可以访闼，这 凑篌瞧麓恶纯。霾运浚黎肖大璧豹读写攥终，鲡栗掰肖靛露邋蔽都建立程 同一磁擞的一个单独的袭窒闽，将导致i o 糕颈，因此成该通过铷建不潮磁 盘的多个圈邋段表空闻将回避段的i 0 分布到多个磁盘上。 3 + 褒空间碎片 蛰8 a f r e s p a e 嚣数掇字典援踅存鼹了每令表空麓中寒麓熬存媾送皱。 如采空闲存储区域的数爨并不多并且与空闲袭空闯的憩薰相比这些空阚存 储区域墩比较大，那么在袭空溉中就没寓碎片。相反，如累空阕存储醒域 的数量很大并且这些存储区域也比较小，那么表空间中就霄碎片。 4 念中辩序域懿次数 每一个羽户遗程都农s g a 中分配了一个鬻来对数褥避行撵净静送域。 如果排序区域的大小不足以究成檩应熊摊序，则由磁擞采完成此排序搡傣， 就要慢褥多。 5 s g a 值： 坚蒸壅黧堡圭篓壅竺望些堡塞 调整一个数据蓐鹃性熊，必须知邋当前s g a 的大小。鲡聚s g a 太小， 麟无法裹效逡完成0 r 袁e l 嚣中憨攥馋；懿果s g 焘太大，掇髂系统胃戆藏没有 足够的内存的完成高效地运行计算机时所需的操作。 巷高速缓冲馘愈审率 数据瘁离遮缓冲嚣中存放簸逅被诿瓣数罐瘁块。警撬行数摇麾读操 乍 时，搬聚在赢遮缓冲区审纛糨救能鼗摆块则敲藏涟缓潦区中返鹾这个数据 浚。 7 + 共攀涟念中率 共享池中存储数据字典离逮缓冲嫒及s q l 离遵缓冲区。数擐字典蠢速 缓冲送中有关于髑户、基表、索学 、特权和其他数据字典对象的信息。s q l 离速缓游嚣中鸯鬣趱被分雾子秘撬行熬s q l 港镯。细莱共享滟不够大，粼可 能要到磁盘t 取本应在内存中的信恩。而如果从磁盘上获取数据字鼹赢速 缓渖送和s q l 。商遮缓、冲蘸酾傣怠是一个相对缓慢鼢过程，虢会鼯数攥麾的 羧戆逡戒缀大靛影桷。装攀混中鹃衾中率会黠鼗瓣滗瞧麓产生缀大滟，甚 至楚实质性黪影懿。 8 + i n i t o r a 中的参数 秘始讫文锋i n i t 0 r a 怒出o r a c l e 系统提供豹一个文律，它可以初始 拢翻建戆实铡，或罄邋避修浚其中熬参数来捷豫憋戆瓢”。一般瓣蠹，实铡 创建好后，菸参数文件也自动建立，假应根据实际情况修改默认的参数妇 s o r t a r e a s i z e s o r t a r e a s l z e r e t a i n e d ， d b 一髂l o e k s i z e ， s 娃a r 嚣一p o o l s i z e ，d b b 毛o c k b u f f e r s 铃以撬越系统瞧黪。 9 优化数壤存镶搜术 主要龟撬行遥移、霜镰按、窆闯碎片的最小他，送增长最夺纯以及确 懋代馀嫒毫戆套谗。 1 0 。跟踪调整s q l 谗匈 s q l 乍为种结构纯套询谮言，箕处璁过程蓄先通过0 r a c l e 的 擎l ，s q l 赛瑟躐学斑麓稷痔传送副0 r a e l e 服务嚣系统中滋行簸瑗，h i s 系统中匏o r a c l 嚣数据摩楚大型鹣数攥疼系统，要浓黪蠢效露又稳定媳工 作，在其应用程序中s q l 语句占了很大的比例。如果把s q l 语句肴作是 s 巍苏大学硕士研究生毕业论文 一段蔽程净的话，瓣存在热何对s q l 避行有效静分辑设诗秘润题，以便萁 加快执行速度，减少网络传输，能更高效地工作，充分发挥系统的效率。 ll 。索譬 随时间的增加，内于基础衰所迸行的插入更新删除学致叶子行在索 弓 中被剿羧，嫒索弓l 形藏了黪蔑。由予大多数野子行被捌滁露滚下7 岽溪 满的空间，该索引开始出现碎片并使i o 成本增加。 碎片较商的索引必须重建毗保持最佳性熊。保持索g i 宪好无损及定期 重建替片较多的索弓| 楚数攒瘁优纯的一个鏊本都分。 1 2 。优化环境 鞠采将以上各点鞠纳起来，可以将h i s 系统性能优化分为四大部份， 一是与数据摩的存储结构有关，包括物理结构与逻辑结构，如数据块，磁 盘l ，0 ，霾滚菠等；二楚与数擐蓐蕊髂系结稔鸯关，鬃s g a 捷、共事涎、 高速缓冲区的命中率等：三媳与数据滕对象优化有关，调整袭、索引、视 图及触发器。这整数攒痒辩象魏继包撼菸丘辩象凌态豹改燮，跑蠡貉壹产 生分段、迁移等情况。四是与数据库或应用程序有关的8 0 l 语句的优化， 如基于代徐每纂于开销的s q l 语句比较等。 。3 。2 嚣l s 系统数摇瘴镶艟下黪分撬 我在本章1 2 节璺提到，h i s 系统数据麾随着新的数据淡加到应用程 痔中采，数据痒窥模会增长，矮户的数瑶会增热，酾藏时蚓穗渐涛增大， 这对候酾应时阕与危机水乎帮傍罄在个比较毫的承平。瞧到底多少才嘲 离? 般的援院使莠i 者可能w 班通过娃翦与现在的晌艨嚣寸澜避行对比，髓 这只是一个经骏方法，并没有一个直接的数据可以知道。 我餐在繁一人民篡稼数爨蓐。陡麓磺究实羧中，探誊雩密瞧黢是否下海瓣 一些有麓经验。由1 3 1 节知提高性能之一的手段便魑通过尽可能减小从 s q l 语句旋交戮系统爱绩结祭懿薅润嫠，这鏊涉及至# 一个o r a c l e 数据瘁 管理与监控的核心问题，即系统命中率的问题。 魇谗命中，即当访阏内存中的数援就能够宠成数据访阉谚求露，鞠称 9 竖董盔璧堡圭受塞生矍些篓塞 为命中，必矮执行裼璎l ，o 露不是通过痣存方熊够完成靛，秣为寒余中， 所谓命中率即查询请求的数据块在内存中的眈例。影响到命中率的因素有 缀多，如犋黠毁滋动，题滚段活动、索弓| 、表扫掇、字典表的满动、共事 泡簿。因数命中率熬大小可以滋楚糖路了解系统性能建季姆鲍一扇窦户， 通过它可以大致知道数撼库健能的状况。 步骤如下： 首先打开o r a c l 嚣牢酶p l s q l 界面，通避囱其中输入s q 毛标准语句： p l ，s q l s 基l e e t s u m ( d e c o d 嚣( n a m e ，致径获取，v a l u 嚣，o ) ) e o n s i s t e n t s u m ( d e c o d e ( n a m e ，数据块获取，v a l u e ，0 ) ) d b b l o c k g e t s ， s u m ( d e c o d 嚣( n a m e ，携璎读获取，v a l u 嚣，o ) ) p 薹王y s 致蛰s ， r o u n 静( ( s u m ( d 嚣e o d 嚣( n a m e ， 一致往获取 ， v a l u e ，o ) ) 十s u m ( d e e o d e ( n a m e ，数掇块获取 ， v a 毛u e ，0 ) ) 一s u m ( d e c 0 d 琶( n a m 嚣，裙毽块获敬 ， v a l u e ，o ) ) ) ( s u m ( d e c o d e ( n a m e ， 致性获取 ， v a 玉u e ，0 ) ) + s u m ( p 基c o 转e ( n a 醚甄数据坎获取，v a l u 嚣，0 ) ) ) ) + 1 0 02 ) 会串 盛 f r o mv $ s y s s t a 彳； 麸数据库孛辑反馈来静结果魏下： 一致性获取数据块获取物理块获取命中攀 8 l5 3 8 6 9 44 0 0 8 4 6 88 7 9 3 7 9 8 8 9 ，7 2 上式中，在动态骰能表( v $ ) 中存放了当翦s g a ( 系统全两送) 寝动 潜剁建豹些动态袭( 褪图) ，始上式豹v $ s y s s 霉a 善，姥竣图中包糍物理 读操作与逻辑读操律的统计爨，逻辑读操作为数据块获取与一致谴获取之 想秘。赐逻辑读操 喾减去物理读操终，羽蓑毽除戳逻辑读即怨剽会中率。 如栗计算蠢的命中率低予9 5 ，剃淡示系统存在着严誊的健髓阔愆 引，应 该通过一些方法与手段来热以鲻决。扶上述结祭上看出，一院数摄块缓存 江苏大学硕士研究生毕业论文 的命中率仅仅为8 9 7 2 ，诞低于9 5 的目标率，故可粗略断定其数据库性 熊有性黢调整的必要。 。3 。3 龋确本文磷究鹩盎要肉容 由1 3 ，l 、1 3 2 节我们分析并提出了h i s 数据库性能评价指标，并以 镇江市第一人民医院数据摩系统为例，对其进行分柝，提出了一个粗略估 计其性能是否下降的方法，实践诞明其数据库性能的确不怒优化的，如何 遴行数撂库性能优化成为我研究的主要凌容。 性能调整的方法，现在采用的是自顶向下的调整方法3 ，所谓自顶向 下熬方法即先露辨嫠环壤，繇疑潮络、鼹务器、磁焱开始( 这一部份，筏 们不作研究) ，然后调整0 r a c l e 实例( 包括s g a 、后螽进程) ，调熬o r a c l e 实铡，实际上就是对数据露系统酌体系结构进行优化，接着优化数据霹对 象( 表、索引、段) ，最后优化o r a c l e 的s q l 语句，如图l 。3 ： 圈l + 3 本文医院信息系统中的o r a c l e 数据库系统的优化，是在已有的硬件设 施及数据库系统上进行优化，即终部环境这一块已设计好，仅然数握钵系 结构，存储结构及对魏结构以及s q l 语句等几方面进行性能调整。 江苏大学矮士喾 裁生簪数论文 本文扶( ) r 矗e 0 嚣体系结构密发，辩洳存送中瀚系统全菊送发程序全鼹区 逡彳亍合瑕的缎织与分配，磷怒台璎的命中率，这是性能优化的关键；o r a e l e 脊储续构采煺的互为关系的逻辑存健缕橡乓甥壤存糍缮槐，牧确定其中的 畿空闯，数瓣文件，控制文佟麓大小楚性戆优纯酌纂箍；数据瘁对象雅稠 中的索罨l 、簇、视图、存储避援撼澎其进行会鼹瓣设计，对丈裂数攥黪浆 瞧能骞灌羹赘黪影噙；鬟掰便楚程s 奄l p l g s 环辘下，透避与基予代价与基 予攥掰的方法送行跑较，对合瑗离效的s q l 谣匈避行组织。 1 2 江苏丈学硕士研究生毕擅论文 第二章从a r a e l e 体系结构方蕊进行优化 2 1 数据库实例 所谮数据席实例即一个o r a c l e 的数器簿服务器，魁o r a c l e 髑来管 理对数据簿访酒翡鬣务器避襟帮肉存涎谶的集会。 鬻2 。l ：一个o 袋a c l e 数据库实黼 如图2 1 为一个o r a e l 嚣爽餐鳇缀襁拍j ，鼹示其安铡避稳与悫存区瓣 关系。所谓进程即当用户打开电脑，肩动实例腊，o r a c l e 会创建相应的 焉台程穿寒管纛宅餐静连接黪捷行各鑫鹣数据簿饪务。这熬邋疆主要有数 据库篝进瑕 s h o ws g a ； 或s v 袋m g r s t a r 零u p ： 般会有如下的信息： t o t a ls y s t e 莲g l o b a la r e aii7 2 6 3 7 6b y t e s f i xs l z 鹜 4 6 1 3 辱b y t e s v a r l a b l es i z el1 0 5 3 5 5 2b y 下e s d a t a b a s eb u f f e r s10 2 4 0 0 0 0b y t e s r 毯羚ob u f f 嚣r s 5 2 4 2 8 8b v t e s 上瑟瓣德惑表爨，这个黎缓8 1 9 8 5 蛰6 4 字餐，或大约7 8 m 蕊存铸空阉 ( 总数为2 6 l5 6 0 k ，空闲存储器19 2 9 4 8 k ，使用了6 8 6 1 2 k 或7 0 2 58 6 88 字 节，加上这璧的1 1 7 2 6 3 7 6 褥如8 1 9 8 5 0 6 4 ) ，出姥可知系统至少嚣要7 8 m 主 坚楚奎堂堡主篓窒兰兰些鲨塞 存，当然在确定存储器大小时，除了考虑0 r a c l e 数据库大小羚，还要考 虑操作系统、网络、机器上与o r a c l e 共存的软件，用户的存储开锖等。 调整一令数攥瘴静髓琵，必绥黯遒当蘸s g a 魏大，j 、。如祭s g a 太夺， 就无法高效地完戏0 r a c l e 中的操作；如粜s g a 太大，操l 乍系统可能就没 商足够的内存的完成高效地逛行计算机时掰霞的操作。我在处理第一人民 医院数据库时，有个经验德即s g a 应占5 0 的系统内存。 甏调熬o r a c l e 中的系统全崩区值的大小，在8 o 版本或以上的软件 中，必须裂翅始化交终l n l t ，0 r a 中瓣据疲参数送行酝灌。 2 。1 2 确定共攀漶的犬小 熬享洮中存储数据字典高速缓冲区及s q l 离速缓冲区。数据字典高速 缓冷嚣中蠢美予怒户、蕊表、索孳| 、褥投释其艇数援字炎对象鹣镄怠。s q l 露裹遮缓冷嚣中蠢簸运毅分援和执行瓣s q l 语镯。强暴共享浊不镑大，裂 可能要到磁盘上读取本弼以农内存中的信息。蕊鳃果从磁盘上获取数据字 媳高速缓冲区和s q l 高速缓冲区的信息则是一个相对缓慢的过程，就会对 数据露的秣能遣成缀大静影响。 慰于瘁离遽缓襻区，主要方法楚鸯着v $ l l b a r y c a e 差e 数据字典 ! 鼙銎。 在系绞动态牲戆焱 s e 己e c t s u m ( p l n s ) p l n s ， s u m ( r e l o a d s ) r e l o a d s ， ( s u m ( 袋e l o a d s ) ，s u m ( p | n s ) ) 4l0 0r a t i o 矗 江蔓盔堂堡主堕壅竺兰些笙苎 f r o mv $ l i b r a r y c a c h e ： 系统反馈的结果为： p i n sr e l o a d s r a t i o 3 1 1 151 6 0 7 2 0 u 3 p i n s 中的值和在此动态性能表中r e l o a d s 列以及它们的关系，是 s g a 中的当前库高速缓存尺寸是否最佳的最好指标，r e l o a d s 的值应尽 量接近零，如果r e l o a d s 与p i n s 的比例大于1 ，则表明库高速缓存成 功率太低，即共享池的大小不足。通过上式看出，其实际比例为o 1 6 0 7 ， 虽然比1 要小，但还是有调整的空间。要加大共享池的大小，则应该在初 始化参数中加大s h a r e dp 0 0 ls i z e ，反复调整直到合乎要求为止。经验 表明，正常的比率应该为0 ，l 左右。 对于字典高速缓冲区，也有相应的确定原则，在v $ r o w c a c h e 视图 中存放着数据字典高速缓冲区的信息。确定数据字典高速缓冲区效率的重 要列是v $ r o w c a c h e 视图中的g e t s 和g e t m i s s e s 列。g e t s 列显示有 多少次到数据字典高速缓冲区中寻找数据字典信息。g e t m i s s e s 列中存储 在数据字典高速缓冲区中未找到相应值的次数，两者的比例确定了字典高 速缓冲区的效率。 通过如下s q l 语句来确定： s e l e c t s u m ( g e t s ) g e t s ， s u m ( g e t m i s s e s ) m i s s e s ， ( s u m ( g e t m i s s e s ) s u m ( g e t s ) ) + 1 0 0r a t i o f r o mv $ r o w c a c h e ： 或者： s e l e c tu n i q u ep a r a m e t e rc a c h e e n t r y ， g e t sg e t s g e t m i s s e sm i s s e s g e t m i s s e s ( g e t s + g e t m i s s e s ) + 1 0 0p e r c e n t a g em i s s 1 7 江苏大学颞醑究生毕韭论文 f r o mv $ r o w c a c h e w h e r ea e t s + g e t m i s s e s o ： 如果比例大于l0 ，则成加大共享池。上式s q l 语句反网的结果为： g e t sm i s s e sr a t l o 3 6 2 93519 6 7 2 0 8 6 由此可以肴出，其比例饿为9 6 7 0 2 8 ，与l o 接近，在条件许可的情 提下，可适当攘大共享池的大小。 2 1 3 数据库缓冲器高速缓冲区的大小 数据库缓冲器高速缓冲区中存放最近被读的数据库块。溺执行数据库 读操终薅，强聚在缓净器褰邃缓洚廷中毒穗艨豹数据袭剿获舞逮缓净区中 返回这个数据块。所谓高速缓存命中表示所需信息已在内存中，高速缓存 失败意味着o r a c l e 必须执行磁盘i o ，以便满足一个请求。确定高速缓 存内存大小的关键在于保持离速缓存区较禽的命中率。可以通过如下的 s q l 语句泉确定毫速缓存区黪大小： s q l s e l e c t 1 - s u m ( d e c o d e ( n a m e ，p h y s i c a lr e a d s ，v a l u e ，o ) ) ( s u m ( d e c o d e ( n a m e ， d bb l o c k g e t s ，v a l u e ，o ) ) + s u m ( d e c o d e ( n a m e ，c o n s l s t e n tg e t s ，v a l u e ，o ) ) )辩l t r a t l o f r 0 & lv $ s y s s t a t w h e r en a m ei n ( p h y s i c a lr e a d s ， d bb l o c k g e t s ， c o n s i s t e n tg e t s ) ； s e l e c t 唪 f r 0 醚v $ s y s s t a 室 w h e r en a m e n ( p h y s i c a lr e a d s ， d bb l o c k g e t s ， c o n s i s t e n tg e t s ) ； 如果高遮缓冲区的命中率不到7 0 ，当系统内存允许时，应考虑扩大 l s 浇苏大学硕士研究生毕业论文 缓狰器海速缓狰蘧熬大小，增热裙始纯参数中豹d b 一转l 0 e 数一b u f f e 爻谴。 2 。l 。瘁确窆套孛摊廖域的次数 餐个翅户进程都在s g 矗中分嚣了个灞寒对数撰述行瓣序懿送域。 排序可以幽程序显式地提出或由o r a c l e 隐含地执行，在存储器中希望尽可 能多地排序，因为排序区域的大小不足以完成相应的排序时，由磁盘米完 藏诧撵窿搽僚，要浸德多。v $ s y s s t a r 视麴意储系统统计数攥，可以套着 这个襁图确定排序统计数据，如果磁擞摊廖懿数量非鬻大，废该采取接旌 减少在磁盘上摊序的次数，增勰在内存中排膨的次数。修改i n i 下+ o r a 文件 中的s o r t a r e a s i z e 年口s o r t a r e a s i z e r e t a i n e di 叮以做蚕0 遮点。战f | 逶过懿下s 毽毛潺訇来确定捺垮域瓣大小： s 谑乙 s 嚣乙e e t瓣矗赫e 。￥a 0 疆瑟 f r o mv $ s y s s t a t w h e r en 矗鞲el l k 鞋s o r t ： n a 瓣e v a l u e s 0 嚣t s ( 赫e 耕o 袋￥) ll3 s o r 蕈s ( d 羔s k ) o s o r 零s ( r 转箨s ) l0 6 l 或 s e l e e t ( s u m ( d e c o d e ( n a m e ，s o r t s( m e m o r y ) ，v a l u e ，o ) ) ( s u 雒( d e c o d g ( n a 醅e ， s o r 节s ( 礁e 鹾o r y ) ，v a l 。u e ，0 ) ) + l 章 江苏大学硕士研究生毕业论文 s u m ( d e c o d e ( n a m e ， s o r t s( d is k ) m e m o r y h i t r a t i o f r o mv $ s y s s t a t w h e r en a m el i k es o r t ： 在上例中，由此可知o 的排序( 0 l0 6 1 ) 需要在磁盘上执行。 说明：不要仅仅因为内存排序的百分比较低就增大s o r t a r e a s i z e 参 数。如果数据库中执行的排序非常大，则无法把s o r t a r e a s i z e 参数增大 到足够大，在改变s o r t a r e a s iz e 参数的值时，应该生成一些改变前后的 统计数据，确定增大这个参数是否增大了内存排序的百分比。如果已把参 数设得足够大而内存排序所占的比例未上升，则应减少s o r t a r e a s iz e 参 数的值。 2 1 5 调整init 0 r a 参数的值 初始化文件i n i t 0 r a 是由o r a c l e 系统提供的一个文件，它可以初始 化创建的实例。一般而言，数据库初始化参数文件i n i t 0 r a 对数据库和应 用系统占用机器、网络资源及充分发挥数据库性能起着很关键的作用，其 中有些是起限制作用，有些则影响系统性能。对于不同的机器配置，参数 配置不同，对不同时期的数据库，通过不断监控机器资源使用情况调整参 数，使得数据库的性能更合理。 实例创建好后，其参数文件也自动建立，但应就在根据实际情况修改 默认的参数以提高系统性能。作者认为有几个对系统性能有重要影响的参 数要根据实际情况加以调整。有些参数，上述在优化共享池，库高速缓存 区等时，已说明了相应的参数与性能的关系，下面主要是全面地说明各种 重要参数。 1