以下的文章那個主要是從大型Oracle數據庫的不同環境的4個不同等級的相關調整解析來入手的，正確的分析Oracle數據庫的相關系統結構與其實際的工作機理，從9個不同方面較全面地總結了Oracle數據庫的優化調整方案。
關鍵詞 Oracle數據庫 環境調整 優化設計 方案
對於Oracle數據庫的數據存取，主要有四個不同的調整級別，第一級調整是操作系統級包括硬件平台,
第二級調整是Oracle RDBMS級的調整, 第三級是Oracle數據庫設計級的調整, 最後一個調整級是SQL級。通常依此四級調整級別對數據庫進行調整、優化，數據庫的整體性能會得到很大的改善。下面從九個不同方面介紹Oracle數據庫優化設計方案。
一、數據庫優化自由結構OFA(Optimal flexible Architecture)
數據庫的邏輯配置對數據庫性能有很大的影響,為此,Oracle公司對表空間設計提出了一種優化結構OFA。使用這種結構進行設計會大大簡化物理設計中的數據管理。優化自由結構OFA,簡單地講就是在數據庫中可以高效自由地分布邏輯數據對象,因此首先要對數據庫中的邏輯對象根據他們的使用方式和物理結構對數據庫的影響來進行分類,這種分類包括將系統數據和用戶數據分開、一般數據和索引數據分開、低活動表和高活動表分開等等。
數據庫邏輯設計的結果應當符合下面的准則：（1）把以同樣方式使用的段類型存儲在一起；（2）按照標准使用來設計系統；（3）存在用於例外的分離區域；（4）最小化表空間沖突；（5）將數據字典分離。
二、充分利用系統全局區域SGA（SYSTEM GLOBAL AREA)
SGA是Oracle數據庫的心髒。用戶的進程對這個內存區發送事務，並且以這裡作為高速緩存讀取命中的數據，以實現加速的目的。正確的SGA大小對數據庫的性能至關重要。SGA包括以下幾個部分：
1、數據塊緩沖區（data block buffer cache）是SGA中的一塊高速緩存，占整個數據庫大小的1%-2%，用來存儲從數據庫重讀取的數據塊（表、索引、簇等），因此采用least recently used (LRU,最近最少使用)的方法進行空間管理。
2、字典緩沖區。該緩沖區內的信息包括用戶賬號數據、數據文件名、段名、盤區位置、表說明和權限，它也采用LRU方式管理。
3、重做日志緩沖區。該緩沖區保存為Oracle數據庫恢復過程中用於前滾操作。
4、SQL共享池。保存執行計劃和運行數據庫的SQL語句的語法分析樹。也采用LRU算法管理。如果設置過小，語句將被連續不斷地再裝入到庫緩存，影響系統性能。
另外，SGA還包括大池、Java池、多緩沖池。但是主要是由上面4種緩沖區構成。對這些內存緩沖區的合理設置，可以大大加快數據查詢速度，一個足夠大的內存區可以把絕大多數數據存儲在內存中，只有那些不怎麼頻繁使用的數據，才從磁盤讀取，這樣就可以大大提高內存區的命中率。
三、規范與反規范設計數據庫
1、規范化
范式是符合某一級別的關系模式的集合，根據約束條件的不同，一般有1NF、2NF、3NF三種范式。規范化理論是圍繞這些范式而建立的。規范化的基本思想是逐步消除數據依賴中不合適的部分，使模式中的各關系模式達到某種程度的“分離”，即采用“一事一地”的模式設計原則，因此，所謂規范化實質上就是概念的單一化。數據庫中數據規范化的優點是減少了數據冗余，節約了存儲空間，相應邏輯和物理的I/O次數減少，同時加快了增、刪、改的速度。但是一個完全規范化的設計並不總能生成最優的性能，因為對數據庫查詢通常需要更多的連接操作，從而影響到查詢的速度。故有時為了提高某些查詢或應用的性能而有意破壞規范規則，即反規范化。
2、反規范化
⑴反規范的必要性
是否規范化的程度越高越好呢？答案是否定的，應根據實際需要來決定，因為“分離”越深，產生的關系越多，結構越復雜。關系越多，連接操作越頻繁，而連接操作是最費時間的，在數據庫設計中特別對以查詢為主的數據庫設計來說，頻繁的連接會嚴重影響查詢速度。所以，在數據庫的設計過程中有時故意保留非規范化約束，或者規范化以後又反規范，這樣做通常是為了改進數據庫的查詢性能，加快數據庫系統的響應速度。
⑵反規范技術
在進行反規范設計之前，要充分考慮數據的存取需求，常用表的大小、特殊的計算、數據的物理存儲等。常用的反規范技術有合理增加冗余列、派生列，或重新組表幾種。反規范化的好處是降低連接操作的需求、降低外碼和索引數目，減少表的個數，從而提高查詢速度，這對於性能要求相對較高的數據庫系統來說，能有效地改善系統的性能，但相應的問題是可能影響數據的完整性，加快查詢速度的同時降低修改速度。
3、數據庫設計中的優化策略
數據應當按兩種類別進行組織：頻繁訪問的數據和頻繁修改的數據。對於頻繁訪問但是不頻繁修改的數據，內部設計應當物理不規范化。對於頻繁修改但並不頻繁訪問的數據，內部設計應當物理規范化。比較復雜的方法是將規范化的表作為邏輯Oracle數據庫設計的基礎，然後再根據整個應用系統的需要，物理地非規范化數據。規范與反規范都是建立在實際的操作基礎之上的約束，脫離了實際兩者都沒有意義。只有把兩者合理地結合在一起，才能相互補充，發揮各自的優點。
四、合理設計和管理表
1、利用表分區
分區將數據在物理上分隔開，不同分區的數據可以制定保存在處於不同磁盤上的數據文件裡。這樣，當對這個表進行查詢時，只需要在表分區中進行掃描，而不必進行FTS(Full Table Scan，全表掃描)，明顯縮短了查詢時間，另外處於不同磁盤的分區也將對這個表的數據傳輸分散在不同的磁盤I/O，一個精心設置的分區可以將數據傳輸對磁盤I/O競爭均勻地分散開。
2、避免出現行連接和行遷移
在建立表時，由於參數pctfree和pctused不正確的設置，數據塊中的數據會出現行鏈接和行遷移，也就是同一行的數據不保存在同一的數據塊中。如果在進行數據查詢時遇到了這些數據，那麼為了讀出這些數據，磁頭必須重新定位，這樣勢必會大大降低數據庫執行的速度。因此，在創建表時，就應該充分估計到將來可能出現的數據變化，正確地設置這兩個參數，盡量減少數據庫中出現行鏈接和行遷移。
3、控制碎片
碎片(fragmentation)是對一組非鄰接的數據庫對象的描述。碎片意味著在執行數據庫的功能時要耗費額外的資源（磁盤I/O，磁盤驅動的循環延遲，動態擴展，鏈接的塊等），並浪費大量磁盤空間。當兩個或多個數據對象在相同的表空間中，會發生區間交叉。在動態增長中，對象的區間之間不再相互鄰接。為了消除區間交叉將靜態的或只有小增長的表放置在一個表空間中，而把動態增長的對象分別放在各自的表空間中。在create table、、create index、create tablespace、create cluster時，在storage子句中的參數的合理設置，可以減少碎片的產生。
4、別名的使用
別名是大型數據庫的應用技巧，就是表名、列名在查詢中以一個字母為別名，查詢速度要比建連接表快1.5倍。
5、回滾段的交替使用
由於數據庫配置對應用表具有相對靜止的數據字典和極高的事務率特點。而且數據庫的系統索引段、數據段也具有相對靜止，並發現在應用中最高的負荷是回滾段表空間。把回滾段定義為交替引用，這樣就達到了循環分配事務對應的回滾段，可以使磁盤負荷很均勻地分布。
五、索引Index的優化設計
1、管理組織索引
索引可以大大加快Oracle數據庫的查詢速度，索引把表中的邏輯值映射到安全的RowID，因此索引能進行快速定位數據的物理地址。但是有些DBA發現，對一個大型表建立的索引，並不能改善數據查詢速度，反而會影響整個數據庫的性能。
這主要是和SGA的數據管理方式有關。Oracle在進行數據塊高速緩存管理時，索引數據比普通數據具有更高的駐留權限，在進行空間競爭時，Oracle會先移出普通數據。對一個建有索引的大型表的查詢時，索引數據可能會用完所有的數據塊緩存空間，Oracle不得不頻繁地進行磁盤讀寫來獲取數據，因此在對一個大型表進行分區之後，可以根據相應的分區建立分區索引。
如果對這樣大型表的數據查詢比較頻繁，或者干脆不建索引。另外，DBA創建索引時，應盡量保證該索引最可能地被用於where子句中，如果對查詢只簡單地制定一個索引，並不一定會加快速度，因為索引必須指定一個適合所需的訪問路徑。2、聚簇的使用
Oracle提供了另一種方法來提高查詢速度，就是聚簇（Cluster）。所謂聚簇，簡單地說就是把幾個表放在一起，按一定公共屬性混合存放。聚簇根據共同碼值將多個表的數據存儲在同一個Oracle塊中，這時檢索一組Oracle塊就同時得到兩個表的數據，這樣就可以減少需要存儲的Oracle塊，從而提高應用程序的性能。
3、優化設置的索引，就必須充分利用才能加快數據庫訪問速度。Oracle要使用一個索引，有一些最基本的條件：1）、where子名中的這個字段，必須是復合索引的第一個字段；2）、where子名中的這個字段，不應該參與任何形式的計算。 Sal*(2*90/100)
六、多CPU和並行查詢PQO(Parallel Query Option)方式的利用
1、盡量利用多個CPU處理器來執行事務處理和查詢
CPU的快速發展使得Oracle越來越重視對多CPU的並行技術的應用，一個數據庫的訪問工作可以用多個CPU相互配合來完成，加上分布式計算已經相當普遍，只要可能，應該將數據庫服務器和應用程序的CPU請求分開，或將CPU請求從一個服務器移到另一個服務器。對於多CPU系統盡量采用Parallel Query Option(PQO,並行查詢選項)方式進行數據庫操作。
2、使用Parallel Query Option(PQO,並行查詢選擇)方式進行數據查詢
使用PQO方式不僅可以在多個CPU間分配SQL語句的請求處理，當所查詢的數據處於不同的磁盤時，一個個獨立的進程可以同時進行數據讀取。
3、使用SQL*Loader Direct Path選項進行大量數據裝載
使用該方法進行數據裝載時，程序創建格式化數據塊直接寫入數據文件中，不要求數據庫內核的其他I/O。
七、實施系統資源管理分配計劃
Oracle提供了Database Resource Manager（DRM,數據庫資源管理器）來控制用戶的資源分配，DBA可以用它分配用戶類和作業類的系統資源百分比。在一個OLDP系統中，可給聯機用戶分配75%的CPU資源，剩下的25%留給批用戶。另外，還可以進行CPU的多級分配。除了進行CPU資源分配外，DRM還可以對資源用戶組執行並行操作的限制。
八、使用最和SQL優化方優的數據庫連接案
1、使用直接的OLE DB數據庫連接方式。
通過ADO可以使用兩種方式連接數據庫，一種是傳統的ODBC方式，一種是OLE DB方式。ADO是建立在OLE DB技術上的，為了支持ODBC，必須建立相應的OLE DB到ODBC的調用轉換，而使用直接的OLE DB方式則不需轉換，從而提高處理速度。
2、使用Connection Pool機制
在數據庫處理中，資源花銷最大的是建立Oracle數據庫連接，而且用戶還會有一個較長的連接等待時間。解決的辦法就是復用現有的Connection，也就是使用Connection Pool對象機制。
Connection Pool的原理是：IIS+ASP體系中維持了一個連接緩沖池，這樣，當下一個用戶訪問時，直接在連接緩沖池中取得一個數據庫連接，而不需重新連接數據庫，因此可以大大地提高系統的響應速度。
3、高效地進行SQL語句設計
通常情況下，可以采用下面的方法優化SQL對數據操作的表現：
（1）減少對數據庫的查詢次數，即減少對系統資源的請求，使用快照和顯形圖等分布式數據庫對象可以減少對數據庫的查詢次數。
（2）盡量使用相同的或非常類似的SQL語句進行查詢，這樣不僅充分利用SQL共享池中的已經分析的語法樹，要查詢的數據在SGA中命中的可能性也會大大增加。
（3）限制動態SQL的使用，雖然動態SQL很好用，但是即使在SQL共享池中有一個完全相同的查詢值，動態SQL也會重新進行語法分析。
（4）避免不帶任何條件的SQL語句的執行。沒有任何條件的SQL語句在執行時，通常要進行FTS，數據庫先定位一個數據塊，然後按順序依次查找其它數據，對於大型表這將是一個漫長的過程。
（5）如果對有些表中的數據有約束，最好在建表的SQL語句用描述完整性來實現，而不是用SQL程序中實現。
（6）可以通過取消自動提交模式，將SQL語句匯集一組執行後集中提交，程序還可以通過顯式地用COMMIT和ROLLBACL進行提交和回滾該事務。
（7）檢索大量數據時費時很長，設置行預取數則能改善系統的工作表現，設置一個最大值，當SQL語句返回行超過該值，數值庫暫時停止執行，除非用戶發出新的指令，開始組織並顯示數據，而不是讓用戶繼續等待。
九、充分利用數據的後台處理方案減少網絡流量
1、合理創建臨時表或視圖
所謂創建臨時表或視圖，就是根據需要在數據庫基礎上創建新表或視圖，對於多表關聯後再查詢信息的可建新表，對於單表查詢的可創建視圖，這樣可充分利用數據庫的容量大、可擴充性強等特點，所有條件的判斷、數值計算統計均可在Oracle數據庫服務器後台統一處理後追加到臨時表中，形成數據結果的過程可用數據庫的過程或函數來實現。
2、數據庫打包技術的充分利用
利用數據庫描述語言編寫數據庫的過程或函數，然後把過程或函數打成包在數據庫後台統一運行包即可。
3、數據復制、快照、視圖，遠程過程調用技術的運用
數據復制，即將數據一次復制到本地，這樣以後的查詢就使用本地數據，但是只適合那些變化不大的數據。使用快照也可以在分布式數據庫之間動態復制數據，定義快照的自動刷新時間或手工刷新，以保證數據的引用參照完整性。調用遠程過程也會大大減少因頻繁的SQL語句調用而帶來的網絡擁擠。
總之，對所有的性能問題，沒有一個統一的解決方法，但Oracle提供了豐富的選擇環境，可以從Oracle數據庫的體系結構、軟件結構、模式對象以及具體的業務和技術實現出發，進行統籌考慮。提高系統性能需要一種系統的整體的方法，在對Oracle數據庫進行優化時，應對應用程序、I/O子系統和操作系統（OS）進行相應的優化。
優化是有目的地更改系統的一個或多個組件，使其滿足一個或多個目標的過程。對Oracle來說，優化是進行有目的的調整組件級以改善性能，即增加吞吐量，減少響應時間。如果DBA能從上述九個方面綜合考慮優化方案，相信多數Oracle應用可以做到按最優的方式來存取數據。
