【導讀】二零零零年十二月。Oracle數(shù)據(jù)倉庫解決方案

　　

【正文】 rtitioning – Resource Management – Data Movement infrastructure – Transportable TABLESPACE – Finegrained security – Direct Load API 豐富查詢處理技術（ Rich Query Processing Techniques） 當需要訪問大量的存儲數(shù)據(jù)時，成功的數(shù)據(jù)倉庫應用對性能的依賴非常大。 Oracle 提供了豐富的集成的索引機制和連接方法，使結果能夠迅速到達數(shù)據(jù)倉庫的用戶手中。 位圖化索引（ Bitmapped index）為數(shù)據(jù)庫應用帶來了巨大的性能收益。位圖化索引（ Bitmapped index）被充分集成進 Oracle Server 中，并和其它一些如標準 B樹索引，聚族索引（ clusted table）和哈希聚族（ hash cluster）索引等相共存和兼容。雖然 B樹索引可能是使用單個標識（ unique identifier）進行查詢時最有效的，然而，當使用范圍非常廣的查詢條件進行查詢時，如“上個月一共售出了多少輛紅色轎車？”，位圖化索引（ Bitmapped index）是最為有效的。在數(shù)據(jù)倉庫應用中，最終用戶總是基于這類范圍非常廣的查詢條件進行查詢。 Oracle通過使用數(shù)據(jù)壓縮技術解決了位圖化索引（ Bitmapped index）的高效存儲。并行索引創(chuàng)建（ parallel index creation）和支持更新操作的自動索引維 護使維護工作變得更為簡單容易。 哈希聯(lián)接（ hash join）在許多復雜查詢情況顯示出比其它聯(lián)接方法高得多的性能，尤其適用于那些在聯(lián)接處理時現(xiàn)有的索引技術力不從心的查詢，這種現(xiàn)象在一些有特殊要求的查詢環(huán)境中經(jīng)常發(fā)生。 Oracle 提供的哈希聯(lián)接（ hash join）避免了進行排序的需要，因為使用了在內(nèi)存中完成的運行時哈希表創(chuàng)建。理想情況，它們同樣適用于可伸縮的、并行的執(zhí)行。 除了提供了對大型數(shù)據(jù)庫的管理能力外，分區(qū)（ partitioning）同Oracle 數(shù)據(jù)倉庫解決方案 樣也提高了查詢性能。分區(qū)忽略（ Partition elimination）降低了查詢必須要考慮的數(shù)據(jù)數(shù)量，從而，提高了性能。 高級 SQL優(yōu)化器（ Sophisticated SQL Optimizer） Oracle 的種類繁多的，強大的查詢處理技術完全對最終用戶透明。Oracle 的基于成本的優(yōu)化器（ costbased optimizer）能夠為每個查詢動態(tài)決定最有效的訪問路徑和聯(lián)接方法。 Oracle 優(yōu)化器包含的強大的查詢轉換技術，能夠自動將最終用戶使用工具生成的查詢語句“重寫”以提高查詢執(zhí)行的效率。 為了選擇最有效的查詢執(zhí)行技術， Oracle 的基于成本的優(yōu) 化器（ costbased optimizer）還包含了統(tǒng)計信息，如每個表的大小和每個查詢條件的選擇。統(tǒng)計圖表（ histogram）為基于成本的優(yōu)化器提供了雜亂的，不一致的數(shù)據(jù)分布的更加詳盡的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在選擇執(zhí)行技術時，基于成本的優(yōu)化器（ costbased optimizer）考慮了許多其它的限制。用戶或應用程序可以指定，他是希望迅速返回查詢結果的第一行，還是在返回結果前完成整個查詢?；诔杀镜膬?yōu)化器還是“并行感知的（ parallel aware）”，這是指在選擇最有效執(zhí)行技術時，它會考慮并行資源的可用 情況。 Oracle 包含使用 B樹或位圖化索引的高性能星型聯(lián)接（ starjoin）處理過程。一個用于星型聯(lián)接的，已經(jīng)申請專利的方法結合了智能查詢轉換，以及一個可以一步完成多表聯(lián)接的高效算法，這樣，就沒必要生成一個多維表的 Cartesian 產(chǎn)品了。這種方法革新化的使用了位圖索引，從而避免了在事實表中采用一個或更多的多列 B樹索引。它提供了高度的可伸縮性，以處理大型或無限制維數(shù)（ unconstrained dimensions）以及大量的多維表（ dimension table），并能有效處理稀疏事實表（ sparse fact table）。 單列位圖索引（ singlecolumn bitmap index）是基于查詢標準被動態(tài)綁定，這樣便避免了創(chuàng)建和維護多個鏈接的索引。此外，該方法有足夠的靈活性以應付復雜的模式，包括復合事實表（ multiple fact table）以及如雪花模式（ snowflake scames）的高級模型，并提供了用于建模的額外選擇，使你無須在訪問性能上作出任何權衡。 Oracle 查詢處理（ Oracle query processing）不僅包含所有領域專業(yè)技能的一個綜合集合 —— 優(yōu) 化，訪問，聯(lián)接方法以及查詢執(zhí)行 —— 而且通過它們之間的無縫集成和相互配合，充分利用了查詢處理機制的全部能力。 Oracle 數(shù)據(jù)倉庫解決方案 高端數(shù)據(jù)倉庫技術和 OLTP Oracle8i 對版本 的高端功能進行了擴充，新特性包括以下諸方面：多 用戶數(shù)據(jù)倉庫管理能力，更多的分區(qū)方式，更強的與 OLAP 工具的交互能力，以及在 Oracle 數(shù)據(jù)庫間快速和便捷的數(shù)據(jù)移動機制。 資源管理 Oracle8i 引入了資源管理能力，為用戶提供了更強大的系統(tǒng)資源控制能 力。首先用戶被分配給資源類，然后每一個資源類又被賦予適當比例的機器資 源。 分區(qū)表 (partioned tables)與索引 Oracle 8i Partitioning Option(數(shù)據(jù)分區(qū)選件 )將大表和索引分成可以管理的小塊，從而避免了對每個表作為一個大的，單獨的對象進行管理。分區(qū) (partitoning)是一種“分而置之”的技術，它為大量數(shù)據(jù)提供了可伸縮的性能。分區(qū)通過將操作分配給更小的存儲單元，減少了需要進行管理操作的時間，并通過增強的并行處理提高了性能，通過包含故障的影響還增加了可用性。 管理員可以指定每個分區(qū)的存儲屬性，分區(qū)在宿主文件系統(tǒng)中的放置情況， 這樣便增加了對超大型數(shù)據(jù)庫的控制粒度 (granularity)。分區(qū)可以被單獨地卸出或裝入 (taken offline or brought online)，備份，恢復，轉出和轉入 (exported and imported)，以及加載；因此減少了需要進行管理操作的時間。 對表分區(qū)還可以創(chuàng)建單獨的索引分區(qū)，從而限制了需要進行索引維護操作的時間。此外，還提供了種類繁多的局部和全局的索引技術。分區(qū)操作也可以被并行執(zhí)行。 分區(qū)技術還提高了數(shù)據(jù)的可用性。當部分數(shù)據(jù)由于故障或其它原因不可用時，其它分區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)可用 不收影響繼續(xù)使用。 分區(qū)對應用是透明的，可以通過標準的 SQL語句對分區(qū)表進行操作。Oracle 8i的優(yōu)化器在訪問數(shù)據(jù)時會分析數(shù)據(jù)的分區(qū)情況，在進行查詢時，那些不包含任何查詢數(shù)據(jù)的分區(qū)將被忽略，從而大大提高系統(tǒng)的性能。 Oracle 數(shù)據(jù)倉庫解決方案 Oracle8i 引入了兩個新的分區(qū)類型：散列與組合。散列分區(qū)技術為設備間均 衡的條狀化數(shù)據(jù)提供了一個易于使用的機制，從而保持了性能。組合分區(qū)技術組 合了兩種最佳的方法。首先由一組值對數(shù)據(jù)進行劃分，然后再將每一個分區(qū)進一 步劃分為多個散列分區(qū)。 散列分區(qū)技術為將數(shù)據(jù)劃分為大小均衡的容器提供 了一種非常簡單的方式，這些容器可以分散在多個 I/O 設備上 ,或者一個共享式空簇(cluster)中的 多個機器上。 組合分區(qū)技術利用散列分區(qū)技術的數(shù)據(jù)分發(fā)優(yōu)勢為范圍分區(qū)技術提供了卓越的可管理性和可用性。管理員可以為表或索引的主要分區(qū)指定值的范圍，然后再指定多個散列子分區(qū)、數(shù)據(jù)扭曲 (data skew)的情況是不太可能出現(xiàn)的，因為在一個分區(qū)內(nèi)子分區(qū)總可以增加或取消，從而維護每一個容器的均衡分布。管理員也可以通過增加或取消主要分區(qū)，很容易地維護歷史數(shù)據(jù)的滾動變化窗口，而不會影響其他主分區(qū)中的子分區(qū)。 摘要管理 Oracle8i 為存儲多維數(shù)據(jù)和表的摘要計算結果提供了一種有效的機制，即當 一個請求要查詢明細記錄的摘要時，查詢就會被透明地重寫，然后再訪問已存儲的總計結果，而不是每次發(fā)布查詢命令時都對明細記錄作摘要。這樣就從本質(zhì)上改進了查詢性能。這些摘要結果會根據(jù)基表中的數(shù)據(jù)自動進行維護。 Oracle8i 還 提供了一些摘要咨詢函數(shù)，用來協(xié)助 DBA 根據(jù)實際負載和模式 (schema)統(tǒng)計數(shù) 據(jù)選擇在何處的摘要表將是最有效的。 Oracle8i 還包括了 CUBE 和 ROLLUP 操作 符供通過 SQL做 OLAP 分析。 透明的表空間 Oracle8i 為在相同系統(tǒng)之間復制表空間 (數(shù)據(jù)文件 )提供了一種機制，即允許 兩個系統(tǒng)訪問相同的數(shù)據(jù)。這大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芎筒僮鞯暮喴仔浴? 直接的路徑裝載 API Oracle8i 引入了一個 API 為直接的路徑裝載提供了一種機制。這種方式也有利于 ISV 和系統(tǒng)管理工具合作伙伴開發(fā)易用的高性能數(shù)據(jù)裝載Oracle 數(shù)據(jù)倉庫解決方案 工具。通過該 API 可以訪問所有的裝載功能。 數(shù)據(jù)倉庫的增強功能 Oracle8i 還包含許多新特性，用以改進數(shù)據(jù)倉庫應用的管理和性能。索引重 建現(xiàn)在已可聯(lián)機實現(xiàn)，而不必中 斷對基表可能實施的插入、更新或刪除操作?；诤瘮?shù)的索引可用來為表達式建立索引，如用于修改列值的數(shù)學表達式或函數(shù)。 索引現(xiàn)在也可以建立為降序索引，這為索引返回的行在需要按降序排列時提供了 一種快速訪問的方式。運行過程較長的操作，如索引建立或備份操作現(xiàn)在也可以由用戶來監(jiān)視，這樣便易于確定近似的完成時間。同時 Oracle8i 還引入了樣例函數(shù)，以允許運行查詢，并只訪問指定比例的表行或塊。這對獲取總計型量值， 如平均值是很有意義的，因為它不需要訪問表的每一個列。最后，優(yōu)化器的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也可以從一個數(shù)據(jù)庫復制到另一個數(shù)據(jù) 庫中，并且也可以存儲執(zhí)行規(guī)劃，這樣在 Oracle 各個版本中，當數(shù)據(jù)庫發(fā)生改變時或當其他因素，如引起基于成本的優(yōu)化器選擇另一個訪問路徑的因素產(chǎn)生時，優(yōu)化器統(tǒng)計數(shù)據(jù)和指定規(guī)劃均能保持一致。 先進的查詢技術與業(yè)務事件 在 Oracle8i 中，通過一個穩(wěn)健的、基于規(guī)則的發(fā)布 /訂閱模型改進了先進的 查詢技術，使得消息可以自動轉發(fā)給已注冊的客戶端。應用可以使用規(guī)則來訂閱 一個查詢隊列，確定它們所“感興趣的”隊列消息是什么。利用業(yè)務事件框架， 可以創(chuàng)建通過訂閱消息實現(xiàn)無縫通信的集成應用。新的事件觸發(fā)器如今可允許 數(shù)據(jù)庫事件，例如數(shù)據(jù)庫啟動或用戶登錄，激活一個觸發(fā)器，從而執(zhí)行一次操作。 Oracle8i 并行服務器改進 Oracle Parallel Server用來在群機環(huán)境下實現(xiàn)多機共享數(shù)據(jù)庫，以保證應用的高可用性。同時可以自動實現(xiàn)并行處理及均分負載，還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫在故障時的容錯和無斷點恢復。 Oracle Parallel Server為大多數(shù)高要求數(shù)據(jù)庫環(huán)境提供了極高的性能和完美的糾錯功能。 Parallel Server允許群集系統(tǒng)或大型并行系統(tǒng)中的多個節(jié)點共享同一物理數(shù)據(jù)庫。 Parallel Server可以自動進行負載平衡、故障修復和規(guī)劃停機時間，以支持高可用性應用程序。它還顯著Oracle 數(shù)據(jù)倉庫解決方案 提高了大型數(shù)據(jù)倉庫和決策支持系統(tǒng)的性能。與并行查詢選件結合，它還提供了節(jié)點間并行性和節(jié)點的并行性，以得到更高的性能。 多服務器集群的 Cluster結構，因其具有高可靠性、大容量共享磁盤支持、以及無斷點的故障恢復，越來越受到世人的關注，越來越多的硬件廠商都相繼推出自己的 Cluster機種和機型，它已經(jīng)成為硬件平臺的一個新的發(fā)展方向。 Oracle公司在 1989年率先推出 Parallel Server選件，以支持這種體系結構 ( )。隨著 Cluster技術自身的成熟，以及 Oracle對這一技術的經(jīng)驗， Oracle Parallel Server目前已能支持幾乎所有的Cluster群機系統(tǒng)。在 sharenothing或 shareddisk模式的群機系統(tǒng)上，Oracle Parallel Server均可以實現(xiàn)多節(jié)點共享數(shù)據(jù)庫，并自動并行處理及均分負載，在數(shù)據(jù)庫故障時進行容錯和無斷點恢復處理。 當并行服務器中某節(jié)點失效，透明的應用程序容錯能夠把用戶自動轉接到另一節(jié)點上繼續(xù)運行，應用程序在用戶沒有察覺的情況下繼續(xù)執(zhí)行。這使周期性和非周期性發(fā)生故障的系統(tǒng)增大了連續(xù)可用性。進程的失效可以完全透明地轉移到另一節(jié)點上去，通過適當?shù)嘏渲?，可以指定所有查詢都在客戶端進行緩存，這樣它們便可以在轉移后的節(jié)點上重新設置。同時，還可以在沒有失效時預先與容錯節(jié)點建立一個連接，這樣可以減少容錯時在連接上所花的時間。 Oracle不僅支持第一代、第二代并行處理技術，還最先支持第三代多節(jié)點并行處理機。能夠在 Cluster3及 MPP結構的各節(jié)點上實現(xiàn)并行處理，均分負載。 Oracle并行處理技術的另一大優(yōu)勢在于，無論在任何平臺上，從單機到并行處理機 ，從 OLTP應用到 OLAP應用， Oracle數(shù)據(jù)庫均為同一核心，因此在不同平臺之間應用系統(tǒng)可平滑移植