许玲

【摘 要】随着现代计算机与互联网技术的深入应用，要求计算机体系结构进一步完善。而计算机体系结构中发挥决定性作用的除服务器系统外，也体现在数据库系统方面。从现行数据库系统应用现状看，仍存在一定的弊端，难以适应现代计算机体系结构构建需求，更无从谈及满足用户计算机使用需求。对此，本文将对计算机体系结构的相关概述、计算机体系结构中数据库系统的应用以及优化数据库系统的具体策略进行探析。

【关键词】数据库系统；计算机体系结构；应用；优化

0 前言

数据库系统作为计算机体系结构的重要组成部分，其在构成上主要以数据库、计算机系统、管理系统以及应用程序等为主。其中各部分功能的发挥都可能对数据库系统产生影响，如数据库系统需由计算机系统进行硬件环境的提供，而数据库负责数据的存储等。因此，如何做好数据库系统的优化成为现行计算机体系结构完善中需考虑的重要内容。

1 计算机体系结构的相关概述

关于计算机体系结构，其实质为系统元素的集合，在集合内系统元素能够协调配合的基础上，便可根据预先定义目标完成信息处理过程。常见的系统元素主要有计算机硬件与软件、数据库系统、文档以及人员等方面。其中硬件负责电子设备或机械设备的提供以使得计算机能力以及其他外部世界功能得以实现；而软件可作为文档、数据库与程序的稽核，提供计算机运行中需要的逻辑方法；数据库则用于集合所有软件访问的信息；文档用于描述计算机系统中的所有图形、表格等信息。现行在Internet网络普及的背景下，要求计算机体系结构在完善过程中能够做到对各类型信息资源进行输入、输出以及管理，而这些信息资源管理活动的开展便需依托于数据库系统，其是计算机领域中发展极为迅猛的技术，同时也是保障计算机体系结构作用发挥的关键部分[1]。

2 数据库系统在计算机体系结构中的具体体现

计算机体系结构中，数据库系统的应用主要体现在四种模式，包括分布式服务器系统、服务器模式、工作站模式以及终端模式等，各种模式在整个计算机体系结构中应用的效果也存在一定的差异。在网络技术快速发展的背景下，现今计算机体系结构中数据库系统模式又倾向于web服务器模式。实际应用中，以往四种数据库系统模式即表现出明显的优势，也存在许多弊端，具体体现在以下几方面。

2.1 从主机/终端模式角度

该模式是计算机体系结构中应用的最早结构模式，其结构具有明显的集中式特征，要求在主机上进行数据库以及管理系统的设置，其他相应的应用程序也需在主机中体现出来。但这种模式下，数据信息共享性极差，仅用户终端能够进行数据的使用，若需对数据库进行访问，要求用户采取拨号形式或利用本地终端以获取需要的数据。其中的本地终端大多不具备数据处理能力，仅以通信软件、键盘与显示器为主。然而不可否认，这种集中式的系统结构对于存储设备中数据区能够安全处理，不同类型的并发用户都可为该结构所支持。从其应用的弊端看，主要表现在系统维护较难，计算机体系结构本身在硬件、软件等耗费较多成本，加上数据库体系结构中的终端系统成本与维护费用，将使计算机应用难以获取应用的经济效益。另外，该模式应用下，网络性能完全取决于主机性能，若有多个用户共同联网，计算机系统的整体性能将表现出明显的下降趋势[2]。

2.2 从文件服务器/工作站模式角度

该模式应用下主要需在计算机体系结构中文件服务器处进行管理系统的设置，在所有PC工作站中都有相应的处理程序存在。一般文件服务器在功能上更侧重于接收与发送文件，并将共享数据向用户提供，但在协同处理方面却较为缺失。事实上，从计算机系统运行中便可发现，即使文件服务器具备较为明显的运行速度优势，但PC中数据库管理系统处于运行状态时仍会限制文件服务器的性能。而且文件传输过程中多以整个文件为主，一旦数据库访问用户数量增加时，传输量也将随之上升，系统运行因此受到影响[3]。

2.3 从客户机/服务器模模式角度

对于这种服务器模式，其主要在服务器处设置数据库管理系统，服务器端与客户端都可利用管理系统进行数据处理。相关的数据处理或数据存储等，可在管理系统运行于服务器端时实现，而在处理输入或输出问题以及屏幕交互时，要求管理系统运行于客户端。此种数据库系统模式在优势上主要表现为能够利用两个系统完成数据的处理，无需考虑系统难以承受过大信息流量的问题，且在维护管理或系统升级中不会耗费过多的成本。而且使数据库管理系统在服务器端或客户端运行时，也可使计算机整个系统的性能得以提升。但该模式应用过程中也表现出一定的弊端，如数据库需保持一定的独立性，为用户使用带来较多难题，如企业中各部门应用数据库时如何做到数据库关联等。因此，计算机体系结构中数据库系统的应用需考虑到引入“无缝隙”访问技术，典型的如分布式处理技术等[4]。

2.4 从分布式系统角度

相比前几种数据库系统应用模式，分布式数据库强调同一系统中数据保持一定的逻辑关系，并在整个计算机网络中使数据在不同节点处分布。实际应用中，为保证用户能够远程获取数据信息，不同位置服务器都需将数据库管理系统设置其中，用户数据获取时如从本地数据库系统一般，直接将请求数据向数据库服务器中发送，若服务器中未寻找到用户数据，可直接通过网络将用户请求向其他数据库服务器中发送，完成信息搜索后会将相应的信息传输给用户，大多情况用户都难以判断是哪个数据库服务器为其提供的数据信息。因此，这种模式的应用可满足现代企业需求，对于解决远程数据传输与共享问题可起到明显的效果[5]。

3 优化数据库系统的相关建议

现行数据库系统为适应计算机技术快速发展步伐，除采取分布式数据库系统模式外，也将Web技术融入其中，许多数据库厂家多采取数据库管理系统与Web技术相结合的方式，使数据库内容检索仅需通过Web浏览器的访问便可完成，对该类型数据库系统可称其为Web数据库系统。为使数据库运行效率进一步提高，在数据库系统优化过程中需做好系统框架的设计，优化数据库的同时考虑数据对连接池进行优化，具体优化策略主要表现在以下几方面。

3.1 系统框架设计的思路

系统框架设计过程中首先考虑系统结构问题，从计算机体系结构中传统数据库系统结构的应用现状可发现，其中存在弊端不仅制约系统整体性能的提高，而且易产生过多的成本。对此，在系统结构设计上可选取B/S结构，其优势主要表现为：①客户端负载问题得以解决。如C/S结构下，数据处理功能、显示功能都需由客户端负责，承受的负载较大，特别当前客户端应用程序不断增加的背景下，客户端的有效运行更面临较多难题。此时将B/S结构引入其中，服务端会承担部分客户端的数据处理任务，许多数据访问或计算都可在服务端完成；②兼容性较高。该结构下主要以JSP为前端界面，将Java语言融入后可使服务器执行压力得以缓解；③灵活性较强。B/S结构下各层都以独立的形式存在，即使其中一层出现异常也不会对整个系统产生影响；④维护成本较低。由于该结构应用下需将浏览器安装于客户端中，服务器可完成相关的系统升级或维护工作，不会对客户端产生影响，有利于维护成本的控制。本文在系统框架设计中考虑在B/S结构应用的同时，使其与传统C/S结构以及web技术相结合，以此构建集数据库、服务器以及浏览器于一体的结构体系，将其称为B/S/S结构体系。

框架设计中还需做好开发语言以及数据库连接的充分考虑。其中在开发语言选择方面，现行较为常见的主要以PHP、JSP以及ASP为主。相比之下，为满足数据库系统优化需求，要求开发语言应以简洁高效、便于移植等特征为主，所以可将JSP作为系统开发语言。而从数据库连接角度，应用较为广泛的技术主要以JDBC为主，但需注意的是该技术应用时要求数据库使用后保持断开，一旦数据库连接过多将导致内存发生泄漏，甚至使服务器瘫痪。这就引入连接池技术，将JDBC访问技术下的弊端进行解决[6]。

3.2 数据库的进一步优化

为适应计算机体系结构要求，数据库系统优化中首先需考虑数据库设计问题。以SQLServer数据库优化为例，设计过程中主要需在解决逻辑库规范化弊端的基础上进行物理数据库的生成。其中逻辑库规范化弊端方面，可采取将重复属性、计算字段等融入数据库实体内。但应注意设计中往往易出现数据库历史记录保存问题，因历史记录使用频次较少，所以需分离历史数据与其他访问数据。而物理数据库生成方面，要求对计算机体系结构中的硬件资源、数据库访问格式进行判断，在此基础上利用数据行的设置使I/O操作得以减少，或直接对SQLSever利用同一物理设备存储图像或文本数据，可使系统性能得以提高。

其次，应做好调整硬件工作。调整中如在磁盘子系统方面，通常数据库系统中应用的磁盘驱动器极易出现超载问题，影响系统性能，对此可考虑增设磁盘驱动器，可保证I/O子系统性能问题得以解决。而在内存方面，通常提升数据库性能的方式主要以物理内存的增加为主，但这种方式涉及的成本较高，应考虑对数据库实际内存进行优化配置，如对其内存数值的调整等。

最后，做好SQL语句与查询计划的优化。在优化SQL语句中，主要要求避免SELECT*语句、DISTINCT的使用，二者都可能使数据库应用逻辑出现错误，同时对于其他非操作符聚以及ORDER BY等应正确使用。另外，在查询计划优化方面，需保证索引、主键、连接、临时表等能够正确使用。在SQL语句以及查询计划得以优化下，才可使数据库系统性能得到提升[7]。

3.3 连接池的优化

连接池在数据库中的应用主要使缓冲池中融入相关的物理连接，这样在数据库访问过程中用户可直接进行数据库连接的获取，且在连接使用结束后，可将其重新置于连接池中，无需执行关闭连接操作，这样数据库的访问效率将得到很大程度的提升。具体构建连接池过程中，可直接由服务器进行连接池的提供，或采取JDBC连接池。实际上，现行大多服务软件中多将连接池直接设置其中，仅需保证使用效果得以发挥并做好管理工作既可。另外，连接池在优化中还需考虑到参数设置问题，如其中最小或最大连接数，其设置不合理很可能造成系统资源被过多占用，访问效率也因此被降低，连接池整体性能因垃圾信息过多而受到影响。所以在参数的设定是连接池优化中需考虑的重要问题，常见的方式主要引入相应的测试工具，通过反复测试以使参数值更为合理[8]。

4 结论

数据库系统的优化设计是完善计算机体系结构的重要途径。实际优化设计过程中应正确认识计算机体系结构，分析计算机体系结构中不同数据库系统模式应用的优势与弊端，在此基础上提出Web数据库系统。对该系统实际优化过程中要求做到设计具体的系统框架，从数据库设计、调整硬件以及优化查询计划以及SQL语句，并注重连接池的构建，以此使数据库整体性能得以提高，发挥其在计算机体系结构中的重要作用。

【参考文献】

[1]马亚明.嵌入式空间数据库理论与技术研究[D].解放军信息工程大学，2011.

[2]李尚勇.有色金属热力学数据库的计算模型与架构体系研究[D].昆明理工大学，2012.

[3]李志刚.空间信息技术在矿区可持续开发与管理中的应用研究[D].成都理工大学，2012.

[4]于永强.计算机数据库系统在信息管理中的应用研究[J].黑龙江科技信息，2011，03：82.

[5]殷越.计算机数据库系统在信息管理中的应用[J].信息与电脑（理论版），2011，03：89+91.

[6]黄娜娜.浅谈计算机数据库系统在信息管理中的应用[J].今日科苑，2010，18：239.

[7]郭强.基于Web服务的电子政务系统架构及关键技术研究[D].东北大学，2012. [8]赵丽艳.基于B/S结构的教务管理信息系统分析与设计[D].长安大学，2010.

[责任编辑：王楠]