計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建分析及其管理維護(hù)方法

在信息時代到來的今天，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的普及程度越來越高，其現(xiàn)已滲透到了各行各業(yè)當(dāng)中。隨著用戶對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用日益頻繁，各類數(shù)據(jù)的生成量隨之增大，為了對一些重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存儲和管理，需要構(gòu)建起一個相對完善的數(shù)據(jù)庫?；诖它c(diǎn)，本文首先簡要分析了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建及其管理和維護(hù)方法進(jìn)行了論述。期望通過本文的研究能夠?qū)τ?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性的提升有所幫助。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)庫 構(gòu)建 管理 維護(hù)

1 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)分析

簡單來講，數(shù)據(jù)庫就是存儲數(shù)據(jù)的倉庫，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和儲存是數(shù)據(jù)庫最為突出的功能。數(shù)據(jù)庫是與計(jì)算機(jī)技術(shù)相伴生的產(chǎn)物，它的類型相對較多，從最簡單的數(shù)據(jù)表格，到可以存儲和管理海量數(shù)據(jù)信息的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，全都?xì)w屬于數(shù)據(jù)庫的范疇。信息社會中，各類數(shù)據(jù)信息的產(chǎn)生量越來越多，為了對其中有一些有利用價值的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更為有效的管理和存儲，必須構(gòu)建起一個與之相適應(yīng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

1.1 數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)

大體上可將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)劃分為以下三個層次，如圖1所示。

1.1.1 物理數(shù)據(jù)層

以內(nèi)模式作為框架結(jié)構(gòu)體系所構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫被稱之為物理數(shù)據(jù)庫，它位于整個數(shù)據(jù)庫的最內(nèi)層，是物理存貯設(shè)備上實(shí)際存儲數(shù)據(jù)的集合，其中的所有數(shù)據(jù)均為原始數(shù)據(jù)，其由內(nèi)部模式描述指令操作處理的字符、字及位串構(gòu)成，用戶可通過相關(guān)操作對這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加工。

1.1.2 概念數(shù)據(jù)層

以概念模式作為主要框架結(jié)構(gòu)體系所構(gòu)成的數(shù)據(jù)被稱之為概念數(shù)據(jù)庫。從圖1中可以看出，它位于整個數(shù)據(jù)庫的中間，是數(shù)據(jù)庫的邏輯表示，其給出了數(shù)據(jù)庫中所存儲數(shù)據(jù)的邏輯定義，并指出了這些數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，是存貯記錄的集合。其所涉及的是數(shù)據(jù)庫中所有對象的邏輯關(guān)系，并不表示數(shù)據(jù)的物理情況，數(shù)據(jù)庫的管理人員可對其進(jìn)行使用。

1.1.3 用戶數(shù)據(jù)層

以外模式作為基本框架結(jié)構(gòu)體系所構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫被稱之為用戶數(shù)據(jù)庫，這是一個用戶能夠看到并且可以使用的數(shù)據(jù)庫，表示某一個或是某一些特定用戶使用的數(shù)據(jù)集合，即邏輯記錄的集合。

數(shù)據(jù)庫中的三個結(jié)構(gòu)層次，可以通過映射方式進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。

1.2 數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)

可將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)歸納為以下幾個方面：

1.2.1 數(shù)據(jù)共享

通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享，這里所指的共享即所有用戶能夠在同一時間對數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行使用。

1.2.2 數(shù)據(jù)獨(dú)立

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與應(yīng)用程序之間相互獨(dú)立，數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時，不會對數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)造成影響。

1.2.3 數(shù)據(jù)集中控制

在文件管理模式下，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)處于一種相對分散的狀態(tài)，不同的用戶或是同一個用戶在進(jìn)行不同的處理時，其文件之間并無任何關(guān)聯(lián)性，借助數(shù)據(jù)庫可對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管控，并利用相關(guān)的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

2 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

近年來，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，使得數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建方法也越來越多，尤其是在VFP中，可以使用多種方法建立數(shù)據(jù)庫。為了便于對數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建過程進(jìn)行分析，下面選用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)庫向?qū)В瑯?gòu)建一個能夠進(jìn)行各種資料管理的數(shù)據(jù)庫，具體的構(gòu)建步驟如下：

Step1：將文件菜單打開后，點(diǎn)擊新建選項(xiàng)，選擇文件類型為數(shù)據(jù)庫向?qū)О粹o；

Step2：在數(shù)據(jù)庫向?qū)Т翱诘倪x擇數(shù)據(jù)庫列表框內(nèi)，選取出一個由系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)庫原型，本次構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫為資料管理數(shù)據(jù)庫，所以選擇的原型數(shù)據(jù)庫為BOOKS，選好之后，點(diǎn)擊下一步按鈕；

Step3：在選擇數(shù)據(jù)源列表框中，將數(shù)據(jù)庫中需要包含的各種表及視圖選取出來，此時系統(tǒng)便會默認(rèn)為全部內(nèi)容，當(dāng)表和視圖選好之后，繼續(xù)單擊下一步按鈕，進(jìn)入到為數(shù)據(jù)庫中的表建立索引的對話框當(dāng)中；

Step4：在數(shù)據(jù)庫中，索引是表的排序方法，通常情況下，數(shù)據(jù)庫會給定一個較為合理的表排序方法，如資料表中可按照資料的編號（books_id）和主題編號（topic_id）構(gòu)建相應(yīng)的索引，若是系統(tǒng)給出的索引符合用戶的使用要求，則不需要對其進(jìn)行改動，直接單擊下一步按鈕即可為數(shù)據(jù)庫中的表建立關(guān)系；

Step5：在數(shù)據(jù)庫中，關(guān)系具體是指不同表之間的內(nèi)在聯(lián)系，如資料表與使用者之間存在的關(guān)聯(lián)，對資料表中任意的資料在使用者表中均可以找到其中與之相關(guān)的詳細(xì)資料。這種表的合理關(guān)系在向?qū)е幸呀?jīng)建立，只需要對此進(jìn)行保留即可，隨后單擊下一步按鈕；

Step6：在數(shù)據(jù)庫向?qū)У淖詈笠徊街?，選擇保存數(shù)據(jù)庫以備將來使用和用示例數(shù)據(jù)填入表，然后單擊完成按鈕；

Step7：在另存為對話框當(dāng)中，選定文件夾的名稱（如D：＼XSXXGL），并為數(shù)據(jù)庫命名（如BOOKS），然后單擊保存，此時計(jì)算機(jī)系統(tǒng)便建立好了一個資料數(shù)據(jù)庫，即Books.dbc。

Step8：當(dāng)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建完成之后，點(diǎn)擊文件菜單，選擇文件類型為數(shù)據(jù)庫，選擇文件夾，如D：＼XSXXGL，然后雙擊需要打開的數(shù)據(jù)庫文件，則系統(tǒng)便會進(jìn)入到數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)器當(dāng)中，如圖2所示。

該數(shù)據(jù)庫可以隨時打開，以便瀏覽、修改、添加、刪除其中的文件對象。

3 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的管理維護(hù)方法

3.1 數(shù)據(jù)庫管理方法

3.1.1 日常管理

對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的日常管理非常重要，這是保證數(shù)據(jù)庫穩(wěn)定運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)，相關(guān)的管理人員可以采用如下方法對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理：

（1）對數(shù)據(jù)庫實(shí)例的狀態(tài)以及與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的所有后臺進(jìn)程進(jìn)行檢查，看是否存在運(yùn)行異常的情況。

（2）數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢查，看是否連通，重點(diǎn)查看監(jiān)聽器（listener）的狀態(tài)以及網(wǎng)絡(luò)能否ping通其它的計(jì)算機(jī)和應(yīng)用系統(tǒng)的客戶端。

（3）對磁盤空間的實(shí)際使用情況進(jìn)行檢查，若是空間的剩余不足20%，則應(yīng)當(dāng)及時將不用的文件刪除掉，以此來釋放磁盤空間，確保數(shù)據(jù)庫的正常運(yùn)行。

（4）對告警文件進(jìn)行檢查，看是否存在異常。

（5）按照數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)，對其它日志文件中的內(nèi)容進(jìn)行檢查，若是發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行處理。

（6）對CPU、系統(tǒng)內(nèi)存及I/O狀態(tài)等進(jìn)行檢查，看有無異常。

（7）對備份日志文件及網(wǎng)絡(luò)備份軟件的監(jiān)控記錄進(jìn)行檢查，看自動備份是否成功。對于數(shù)據(jù)庫的脫機(jī)備份要確定其是在數(shù)據(jù)庫關(guān)閉之后開始進(jìn)行的，并檢查備份的內(nèi)容是否完整、齊全，對于在歸檔模式下運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫，要及時清除歸檔日志文件，避免占用過多的磁盤空間影響數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行速度，同時還要做好歸檔日志文件的保留，以備恢復(fù)之用。

（8）管理人員應(yīng)當(dāng)每天對數(shù)據(jù)庫管理控制平臺進(jìn)行運(yùn)行，并對數(shù)據(jù)存儲空間的使用情況、剩余情況進(jìn)行檢查確認(rèn)，如有必要，應(yīng)增大數(shù)據(jù)庫存儲空間的容量，尤其要對使用量增加過快的表空間進(jìn)行關(guān)注。

3.1.2 按月管理

數(shù)據(jù)庫的管理人員應(yīng)當(dāng)以月為單位，對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。具體的工作內(nèi)容如下：

（1）對數(shù)據(jù)庫的性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并對高速緩存區(qū)的命中率進(jìn)行檢查，如果相關(guān)的統(tǒng)計(jì)信息不理想，應(yīng)當(dāng)查明問題的原因并采取相應(yīng)的方法和措施進(jìn)行改善，從而確保數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行穩(wěn)定。

（2）對數(shù)據(jù)對象存儲空間內(nèi)的碎片情況進(jìn)行檢查，若是碎片過多，應(yīng)當(dāng)及時清理，如有必要應(yīng)加以調(diào)整。

（3）對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、硬盤利用率等進(jìn)行對比分析，預(yù)測近期內(nèi)可能出現(xiàn)的資源爭奪趨勢，如有必要可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，從而解決系統(tǒng)資源的爭奪問題，若是調(diào)整之后仍然無法達(dá)到要求，則應(yīng)當(dāng)增加新的資源。

（4）對日常數(shù)據(jù)庫管理工作的執(zhí)行情況進(jìn)行檢查，重點(diǎn)看用戶及數(shù)據(jù)對象存儲空間的增添、刪除、修改等記錄是否齊全，若有缺失應(yīng)當(dāng)及時補(bǔ)充。

3.1.3 物理環(huán)境管理

對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫物理環(huán)境的管理可從以下幾個方面著手：

（1）檢查計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器放置的場所，看室內(nèi)溫濕度、電源、通風(fēng)條件、防水防塵、防雷擊、防靜電等措施是否符合計(jì)算機(jī)機(jī)房相關(guān)規(guī)范的規(guī)定要求。

（2）應(yīng)當(dāng)將數(shù)據(jù)庫服務(wù)器放置在單獨(dú)的區(qū)域當(dāng)中，所有對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的物理訪問都必須進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

（3）應(yīng)當(dāng)在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器區(qū)域邊界上布設(shè)防火墻及隔離措施，確保數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)安全。

3.2 數(shù)據(jù)庫維護(hù)技術(shù)

3.2.1 主要的維護(hù)技術(shù)

（1）JSP技術(shù)。該技術(shù)是一種基于Web的編程技術(shù)，它的開發(fā)能力十分突出，擴(kuò)展能力強(qiáng)，具有良好的系統(tǒng)兼容性。JSP本身是一種開放的技術(shù)，其可以適應(yīng)相互獨(dú)立及不同系統(tǒng)的服務(wù)器，借助工具包，可完成平臺的開發(fā)與應(yīng)用，這一特點(diǎn)為其在數(shù)據(jù)庫維護(hù)中的應(yīng)用提供了條件。此外，該技術(shù)的執(zhí)行引擎與HTTP服務(wù)器所處的位置相一致，由此使得JSP具備了一種較為特殊的緩存形式，這種緩存形式可大幅度提升同一個請求的響應(yīng)速度，由此使得JSP技術(shù)的功能性獲得了進(jìn)一步提升。

（2）中間件技術(shù)。這是目前最為流行的一種解決三層結(jié)構(gòu)問題的方式，而計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫恰好是三層結(jié)構(gòu)。該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面：①中間件支持對不同數(shù)據(jù)源的引用及訪問，對數(shù)據(jù)之間的公共邏輯關(guān)系有著非常強(qiáng)大的約束與管理能力，它的應(yīng)用可以有效防止用戶對數(shù)據(jù)庫的錯誤判斷和選擇。

（3）中間件可以在不改變應(yīng)用程序編程代碼的前提下，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最底層的硬件設(shè)備及通信協(xié)議等內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)化，由此不但使相關(guān)應(yīng)用程序的系統(tǒng)兼容性獲得了提升，而且還便于不同系統(tǒng)間的移植操作。

（4）中間件具有著強(qiáng)大的管理功能和恢復(fù)功能，這在一定程度上增強(qiáng)了關(guān)鍵業(yè)務(wù)的運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性。

3.2.2 基于JSP與中間件技術(shù)的數(shù)據(jù)庫維護(hù)

通過上文的分析可知，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫為三層結(jié)構(gòu)，瀏覽器需要通過中間件的權(quán)限認(rèn)證之后，才可以對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相關(guān)的管理操作。故此，可將有關(guān)的功能封閉在中間件當(dāng)中，并使其在服務(wù)器端運(yùn)行，所有的運(yùn)行結(jié)果，可以經(jīng)由服務(wù)器返回至用戶瀏覽器上。JDBC API是JSP與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫之間的接口，通過它能對訪問請求進(jìn)行控制。

在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫維護(hù)時，中間層具有整合及封裝常用功能的作用，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫執(zhí)行的基本操作，如查詢、修改、新增等，鑒于此，可基于JSP與中間件技術(shù)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行維護(hù)。具體的實(shí)現(xiàn)過程如下：

Step1：安裝驅(qū)動。可將驅(qū)動程序的內(nèi)容作為標(biāo)準(zhǔn)，然后裝載JDBC-ODBC；

Step2：建立連接。通常情況下，可以直接用JDBC來連接數(shù)據(jù)庫，但實(shí)踐證明這種方法的效率較低，故此，可采用連接池的模式與數(shù)據(jù)庫建立連接。這種模式只需要創(chuàng)建一次，后續(xù)使用時無需進(jìn)行重連和關(guān)閉。

Step3：數(shù)據(jù)庫維護(hù)操作。當(dāng)連接建立完畢之后，便可與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信，此時，可通過中間件對數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，如查詢、修改、新增等，由此便可完成相關(guān)的數(shù)據(jù)庫維護(hù)工作。

4 結(jié)論

綜上所述，數(shù)據(jù)庫作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的伴生產(chǎn)物，它的出現(xiàn)與應(yīng)用為相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲與管理提供了便利，用戶在對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行構(gòu)建的過程中，可以按照使用需要，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)器建立數(shù)據(jù)庫，同時，數(shù)據(jù)庫的管理人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對數(shù)據(jù)庫的日常管理，并采取有效的技術(shù)措施進(jìn)行數(shù)據(jù)庫維護(hù)，只有這樣，才能確保數(shù)據(jù)庫的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，也才能使數(shù)據(jù)庫的作用得以充分發(fā)揮。

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作者簡介

吳海華（1981-），女，江蘇省昆山市人?，F(xiàn)為硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。

作者單位

硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇省昆山市 215332