物理數據庫設計：索引、視圖和存儲技術

第1章 物理數據庫設計概況 1
1.1 動機——數據增長和與日俱增的物理數據庫設計 1
1.2 數據庫生命周期 4
1.3 物理設計的元素：索引、分區(qū)和群集 5
1.3.1 索引 6
1.3.2 物化視圖 7
1.3.3 分區(qū)和多維群集 7
1.3.4 物理數據庫設計的其他方法 7
1.4 物理設計為什么這么困難 8
1.5 文獻綜述 9
第2章 基本索引方法 10
2.1 B+樹索引 10
2.2 復雜的索引檢索 14
2.2.1 復雜索引方法 16
2.2.2 表掃描 16
2.3 位圖索引 17
2.4 記錄標識符 18
2.5 小結 18
2.6 文獻綜述 19
第3章 查詢優(yōu)化和方案選擇 20
3.1 查詢過程和優(yōu)化 20
3.2 有用的數據庫優(yōu)化特性 20
3.2.1 查詢轉換和重寫 21
3.2.2 查詢執(zhí)行計劃視圖 21
3.2.3 柱狀圖 21
3.2.4 查詢執(zhí)行計劃提示 21
3.2.5 優(yōu)化深度 22
3.3 查詢成本估計——一個例子 22
3.3.1 查詢案例3.1 22
3.4 查詢執(zhí)行計劃開發(fā) 27
3.4.1 查詢執(zhí)行計劃的轉換規(guī)則 27
3.4.2 查詢執(zhí)行計劃的重構算法 28
3.5 選擇因素、表規(guī)模和查詢成本估算 28
3.5.1 估算一個選擇操作或預期的選擇性因素 28
3.5.2 直方圖 29
3.5.3 估算關聯(lián)的選擇性因素 30
3.5.4 查詢案例3.2 30
3.5.5 估算查詢執(zhí)行計劃表大小的例子 32
3.6 小結 32
3.7 文獻綜述 33
第4章 選擇索引 34
4.1 索引的概念及術語 34
4.1.1 基本索引類型 34
4.1.2 索引的訪問方法 35
4.2 索引的經驗規(guī)則 35
4.3 索引選擇決策 37
4.4 連接索引選擇 40
4.4.1 嵌套循環(huán)連接 40
4.4.2 塊嵌套連接 42
4.4.3 索引嵌套循環(huán)連接 42
4.4.4 合并排序連接 43
4.4.5 哈希連接 44
4.5 小結 45
4.6 文獻綜述 46
第5章 物化視圖選擇 47
5.1 簡單視圖物化 48
5.2 使用通用性 51
5.3 使用分組和歸納 56
5.4 資源的一些注意事項 57
5.5 實例：“好的”、“差的”以及“可怕的” 59
5.6 使用語法和范例 62
5.7 小結 64
5.8 文獻綜述 64
第6章 無共享分區(qū) 65
6.1 理解無共享分區(qū) 65
6.1.1 無共享系統(tǒng)架構 65
6.1.2 為什么無共享架構會受到追捧 67
6.2 更多關鍵概念和術語 67
6.3 哈希分區(qū) 68
6.4 無共享架構的優(yōu)缺點 69
6.5 無共享架構在OLTP系統(tǒng)中的使用 71
6.6 設計的挑戰(zhàn)：偏斜與連接配置搭配 73
6.6.1 數據偏斜 73
6.6.2 配置搭配 74
6.7 降低節(jié)點間數據傳送的數據庫設計技巧 74
6.7.1 謹慎分區(qū) 74
6.7.2 物化視圖復制以及其他復制技術 75
6.7.3 節(jié)點間互聯(lián) 78
6.8 拓撲設計 79
6.8.1 使用節(jié)點的子集 79
6.8.2 邏輯節(jié)點與物理節(jié)點 81
6.9 資金去向 81
6.10 網格計算 82
6.11 小結 83
6.12 文獻綜述 84
第7章 范圍分區(qū) 85
7.1 范圍分區(qū)基礎 85
7.2 列表分區(qū) 86
7.2.1 列表分區(qū)基礎 86
7.2.2 范圍分區(qū)和列表分區(qū)組合 87
7.3 語法示例 87
7.4 管理以及快速Roll-in、Roll-out 89
7.4.1 隔離工具 89
7.4.2 Roll-in和Roll-out 90
7.5 增強尋址能力 91
7.6 分區(qū)消除 91
7.7 索引范圍分區(qū)數據 94
7.8 范圍分區(qū)和群集索引 94
7.9 完整的形態(tài)：使用多維群集混合范圍和哈希分區(qū) 95
7.10 小結 96
7.11 文獻綜述 97
第8章 多維群集 98
8.1 了解MDC 99
8.1.1 為什么群集這么有幫助 99
8.1.2 MDC 100
8.1.3 創(chuàng)建MDC表的語法格式 103
8.2 MDC的性能優(yōu)勢 103
8.3 不僅僅是查詢性能：轉入（Roll-in）和轉出（Roll-out）的設計 105
8.4 MDC的查詢優(yōu)勢實例 106
8.5 存儲研究 107
8.6 設計MDC表 109
8.6.1 用粗糙度限制存儲擴展 109
8.6.2 MDC利用的單調性 111
8.6.3 選擇合適的維度 112
8.7 小結 113
8.8 文獻綜述 114
第9章 相互依賴的問題 115
9.1 強弱關聯(lián)分析 115
9.2 過程優(yōu)先的瀑布策略 117
9.3 效果優(yōu)先的瀑布策略 117
9.4 變更管理的貪婪算法 118
9.5 流行的策略（雞湯算法） 119
9.6 小結 120
9.7 文獻綜述 121
第10章 物理設計探索中的計數和數據抽樣 122
10.1 應用物理數據庫設計 122
10.1.1 索引設計的計數 124
10.1.2 物化視圖設計的計數 124
10.1.3 多維群集的計數 125
10.1.4 無共享分區(qū)設計的計數 126
10.2 抽樣功能 127
10.2.1 使用SQL抽樣的好處 127
10.2.2 數據庫設計的抽樣 128
10.2.3 抽樣類型 131
10.2.4 重復性抽樣 133
10.3 一個明顯的限制 133
10.4 小結 134
10.5 文獻綜述 135
第11章 查詢執(zhí)行計劃和物理設計 137
11.1 從查詢文本獲取到結果集 137
11.2 查詢執(zhí)行計劃究竟是什么樣 140
11.3 非圖形化的Explain 141
11.4 瀏覽查詢執(zhí)行計劃以改進數據庫設計 144
11.5 用于改進物理數據庫設計的查詢執(zhí)行計劃標示符 149
11.6 不更改數據庫的探索 151
11.7 當查詢優(yōu)化器選擇失誤時強制執(zhí)行 151
11.7.1 3種基本策略 151
11.7.2 查詢提示簡介 152
11.7.3 當SQL不能被修改時的查詢提示 154
11.8 小結 156
11.9 文獻綜述 156
第12章 自動化物理數據庫設計 157
12.1 如果假設分析、索引以及其他 158
12.2 Oracle、DB2以及SQL Server的自動化設計功能 161
12.2.1 IBM DB2 Design Advisor 162
12.2.2 Microsoft SQL Server Database Tuning Advisor 166
12.2.3 Oracle SQL Access Advisor 169
12.3 使用分組和泛化 171
12.4 可擴展性以及工作負荷的壓縮 172
12.5 測試系統(tǒng)與生產系統(tǒng)之間的設計探索 175
12.6 出版文獻中的一些實驗性結果 176
12.7 索引選擇 179
12.8 物化視圖選擇 180
12.9 多維群集選擇 182
12.10 無共享分區(qū) 183
12.11 范圍分區(qū)設計 184
12.12 小結 186
12.13 文獻綜述 186
第13章 實質探討：服務器資源和拓撲 188
13.1 需要了解的有關CPU架構以及發(fā)展趨勢的內容 189
13.1.1 CPU性能 189
13.1.2 使用并行處理加速系統(tǒng)的阿姆達爾定律 191
13.1.3 多核CPU 192
13.2 客戶機服務器架構 192
13.3 對稱多處理器與NUMA 194
13.3.1 對稱多處理器與NUMA概述 194
13.3.2 緩存一致性與偽共享 195
13.4 服務器群集 195
13.5 關于操作系統(tǒng)的一般知識 195
13.6 存儲系統(tǒng) 196
13.6.1 磁盤、軸以及分割 197
13.6.2 存儲區(qū)域網絡與網絡連接存儲設備 198
13.7 利用RAID使存儲既可靠又快捷 199
13.7.1 RAID的歷史 199
13.7.2 RAID 0 200
13.7.3 RAID 1 200
13.7.4 RAID 2以及RAID 3 201
13.7.5 RAID 4 202
13.7.6 RAID 5以及RAID 6 202
13.7.7 RAID 1+0 203
13.7.8 RAID 0+1 204
13.7.9 RAID 10+0以及RAID 5+0 204
13.7.10 哪種RAID最適合數據庫的需求 205
13.8 在數據庫服務器中均衡資源 206
13.9 可用性以及恢復策略 206
13.10 主內存與數據庫調整 210
13.10.1 人工內存調整 210
13.10.2 自動內存調整 212
13.10.3 技術前沿：自調整內存管理的最新策略 215
13.11 小結 224
13.12 文獻綜述 224
第14章 決策支持、數據倉庫和OLAP系統(tǒng)中的物理設計 226
14.1 什么是OLAP 226
14.2 維度層次結構 228
14.3 星型模式和雪花模式 229
14.4 倉庫與集市 230
14.5 按比例擴大系統(tǒng) 233
14.6 在DSS、倉庫以及OLAP設計中的注意事項 234
14.7 主流數據庫服務器的使用語法以及例子 235
14.7.1 Oracle 235
14.7.2 Microsoft分析服務 236
14.8 小結 238
14.9 文獻綜述 238
第15章 逆規(guī)范化 240
15.1 有關規(guī)范化的基礎知識 240
15.2 逆規(guī)范化的常見類型 243
15.2.1 一一對應關系中的實體 243
15.2.2 一對多關系中的實體 244
15.3 表逆規(guī)范化策略 246
15.4 逆規(guī)范化的例子 246
15.4.1 需求規(guī)格 247
15.4.2 邏輯設計 247
15.4.3 使用逆規(guī)范化進行模式優(yōu)化 249
15.5 小結 252
15.6 文獻綜述 252
第16章 分布式數據分配 253
16.1 引言 253
16.2 分布式數據庫分配 255
16.3 復制數據分配——“最有益站點”方法 256
16.4 漸進表分配方法 260
16.5 小結 261
16.6 文獻綜述 261
附錄A 一個簡單的性能模型數據庫 263
A.1 IO時間成本——單獨塊訪問 263
A.2 IO時間成本——表掃描和排序 263
A.3 網絡時間延遲 264
A.4 CPU時間延遲 264
附錄B Oracle Data Guard與DB2 HADR的數據庫災難恢復技術比較 265
B.1 在故障轉移期間備用始終保持其“熱”度 266
B.2 快速故障轉移 266
B.3 地域分離 266
B.4 支持多種備用服務器 266
B.5 支持在備用服務器上的讀取 267
B.6 主服務器在故障轉移后可以很容易重建 267
參考書目 268