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出版者:机械工业出版社

作者:钟鸣

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-5

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787111080336

丛书系列:

图书标签:

• Oracle8i
• Windows NT
• 数据库
• 管理
• 开发
• SQL
• PL/SQL
• 系统管理
• 性能优化
• 实用指南
• Windows

数据库系统的高效管理与优化实践：从理论基石到前沿应用 书籍名称： 数据库系统的高效管理与优化实践 目标读者： 数据库管理员（DBA）、系统架构师、高级软件工程师、信息技术管理人员，以及所有致力于深入理解和精进数据库性能调优技术的人士。 本书定位与核心价值： 本书并非聚焦于任何特定厂商或版本的数据库产品，而是旨在构建一套跨平台、面向底层原理的数据库管理与优化理论体系。我们深入探讨关系代数、事务处理理论、并发控制机制以及数据存储结构等核心概念，为读者提供坚实的基础知识，使其能够理解不同数据库系统的内在工作机制，从而超越特定工具的限制，成为真正意义上的数据库专家。 第一部分：关系模型与数据存储的底层逻辑 本部分将彻底解构关系数据库的数学基础，并将其与物理存储紧密关联起来。 第一章：关系代数与SQL的语义深度 超越查询语句： 深入解析关系代数（如选择、投影、连接、除法）的运算过程，并将其与优化器生成执行计划的底层逻辑进行对比。理解为什么某些查询（如嵌套查询或视图）的性能表现会优于直接的连接操作。 范式理论的实际意义： 探讨第一、第二、第三范式以及巴斯-科德范式（BCNF）在设计高并发、高完整性数据库时的应用与取舍。分析反范式化（Denormalization）在特定读写场景下的性能收益与维护成本。 数据类型与内存布局： 分析不同数据类型（如定长、变长、大对象LOB）在磁盘和内存中的实际存储字节数、对齐要求，以及它们如何影响缓冲池的命中率和I/O效率。 第二章：高效索引策略与物理数据组织 索引是数据库性能的生命线。本章将详尽分析各种索引结构的优劣及适用场景。 B树与B+树的精细结构： 详细描绘B+树的内部节点和叶子节点的存储方式，重点阐述范围查询和点查询在不同索引结构下的性能差异。讨论键值选择性（Cardinality）对索引选择的影响。 聚集索引与非聚集索引的协同作用： 在支持聚集索引的系统中，探讨叶子节点存储数据的机制，以及二级索引（非聚集索引）在回表（Lookup）过程中付出的代价。 位图索引与全文索引的适用性： 分析位图索引在低选择性列上的巨大优势，以及如何通过倒排索引实现高效的文本检索，并讨论其对写入性能的潜在影响。 分区（Partitioning）的艺术： 探讨基于范围、列表或哈希的分区策略如何实现数据的逻辑分散与物理隔离，有效减少扫描范围，并加速维护操作（如备份和归档）。 第二部分：事务管理与并发控制的艺术 本部分聚焦于确保数据一致性、完整性与高并发性之间的平衡。 第三章：ACID特性与事务的生命周期 原子性与持久性的实现机制： 深入解析事务日志（如Redo Log/Write-Ahead Logging, WAL）的结构、写入流程以及恢复机制。探讨Checkpoints（检查点）的原理及其对系统性能的影响。 隔离性模型的深度剖析： 详细对比ANSI/ISO SQL标准定义的四个隔离级别（Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read, Serializable）。特别关注“幻读”问题的成因及其在不同数据库引擎中的具体实现（如MVCC与锁）。 多版本并发控制（MVCC）的实现细节： 探讨MVCC如何通过快照（Snapshot）机制有效减少读写冲突，分析其在垃圾回收（如Vacuum/Purge）过程中可能引入的开销。 第四章：锁机制与死锁的预防与诊断 锁是并发控制的核心工具，也是性能瓶颈的常见来源。 行级锁、页级锁与表级锁的粒度控制： 分析数据库如何根据查询类型和事务隔离级别动态选择锁的粒度。讨论意向锁（Intent Locks）在提升层级锁效率中的作用。 共享锁与排他锁的工作流程： 阐述锁升级（Lock Escalation）的触发条件及其对系统吞吐量的负面影响。 死锁检测与预防策略： 深入讲解基于等待图（Wait-For Graph）的死锁检测算法，以及通过设置锁超时、事务排序（Lock Ordering）或使用乐观锁机制来主动避免死锁的实战技巧。 第三部分：性能分析、优化与系统调优 本部分是实践的核心，教授读者如何像数据库引擎的内部开发者一样思考和诊断问题。 第五章：执行计划的精细化解读 理解优化器的工作原理是性能调优的前提。 优化器的工作流程： 探讨成本模型（Cost Model）如何评估不同执行路径的成本（CPU、I/O、内存使用），以及统计信息（Statistics）对成本估算准确性的决定性作用。 扫描操作的效率对比： 详细对比全表扫描（Full Table Scan）、索引范围扫描（Index Range Scan）和索引唯一扫描（Unique Scan）的I/O模式。 连接操作的优化考量： 深入剖析嵌套循环连接（Nested Loops Join）、哈希连接（Hash Join）和排序合并连接（Sort-Merge Join）的内部算法，并根据数据量和内存情况选择最优的连接方式。 第六章：系统级资源管理与容量规划 数据库性能高度依赖于底层硬件和操作系统配置。 I/O子系统的瓶颈分析： 介绍如何使用操作系统工具监控磁盘的等待时间、队列深度和吞吐量。讨论RAID级别选择对数据库写入性能的具体影响。 内存管理与缓存策略： 分析数据库缓冲池（Buffer Pool）的命中率计算方法，探讨如何合理划分内存用于数据缓存、索引缓存和排序空间。讨论脏页（Dirty Pages）的刷新策略。 参数调优的科学方法论： 摒弃盲目修改配置文件的做法，强调基于基准测试（Benchmarking）和监控数据，采用“一次只修改一个参数”的迭代优化原则，系统性地调整内存分配、并发线程数和日志写入模式。 第七章：高可用性与灾难恢复架构 确保业务连续性是现代数据库管理的关键职责。 主备复制机制的深入对比： 详细分析基于物理日志（如Binary Log/WAL）的同步复制与异步复制的延迟特性、一致性保证和故障切换流程。 集群解决方案的架构解析： 探讨基于共享存储（Shared Storage）和无共享存储（Shared-Nothing）集群架构的优缺点，重点关注裂脑（Split-Brain）问题的预防与处理。 备份与恢复策略的演进： 介绍热备份（Hot Backup）与冷备份（Cold Backup）的技术细节，以及增量备份与差异备份的存储效率权衡。设计符合RTO（恢复时间目标）和RPO（恢复点目标）要求的灾难恢复计划。 结语：迈向自适应数据库环境 本书的最终目标是培养读者对数据库系统的全面感知能力，使其能够在不断变化的技术环境中，针对任何新的数据库产品或复杂工作负载，快速定位瓶颈并实施有效的优化措施。通过理解这些核心原理，读者将能够从容应对从传统OLTP到现代HTAP等各类场景的挑战。

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