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ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ计算机ＪＬ程与应用2016，52（Ｓ1）527基于ＴＲＩＺ的数据库系统性能创新方法研究吕学义，郑绍钰，李倩ＬＶＸｕｅｙｉ，ＺＨＥＮＧＳｈａｏｙｕ，ＬＩＱｉａｎ装备学院研究生管理大队，北京101416ＣｏｍｐａｎｙｏｆＰｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＥｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆＡｃａｄｅｍｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ101416，ＣｈｉｎａＥ－ｍａｉｌ：ｑｗｅｌｖｘｕｅｙｉ＠163．ｃｏｍＬＶＸｕｅｙｉ，ＺＨＥＮＧＸｕｅｙｉ，ＬＩＱｉａｎ．ＤａｔａｂａｓｅｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｒｅｓｅａｒｃｈｂａｓｅｄｏｎＴＲＩＺ．ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，2016，52（Ｓ1）：527－530．Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｔｏｄｒｉｖｅｉｎｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＯｒａｃｌｅｄａｔａｂａｓｅｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｄａｔａｂａｓｅｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｓｅｌｅｃｔｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｇｏａｌ，ｃｏｎ？ｓｔｒｕｃｔｓｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｏａｃｈｉｅｖｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｔｕｄｙｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＴＲＩＺｔｈｅｏｒｙｗｉｌｌｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｄａｔａｂａｓｅｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｃａｔｅｇｏｒｙｐｒｏｖｉｄｅｓａｋｉｎｄｏｆｎｅｗｔｈｏｕｇｈｔａｎｄｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＲＩＺ；ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ；ｄａｔａｂａｓｅ摘要：在国家实施创新驱动战略的大背景下，以Ｏｒａｃｌｅ数据库系统性能优化为平台，全面分析数据库系统性能现状，遴选影响系统性能的关键因素，确定优化目标，构建优化模型，对系统性能进行优化，实现系统的高效运行。通过基于ＴＲＩＺ理论的创新方法研究为解决数据库系统性能优化范畴的问题提供了新思路和方法。关键词：ＴＲＩＺ；数据库；创新文献标志码：Ａ中图分类号：ＴＰ392目前，随着数据库理论的逐步完善和数据库是由苏联发明家根里奇？阿奇舒勒在研究了世界技术的快速发展，对于数据库系统性能优化方法各国200万份高水平专利的基础上，创立的一套的研究也步人了更深层的探讨，由于我国对数据具有完整体系的发明问题解决理论和方法。库技术领域的相关研究相对起步较晚，在数据库主要有三个特点：一是抽象程度较高、体系优化技术与应用方面的研究与国外发达国家相比较为完备、兼具工具性的体系；二是具有提高发仍存在一定的差距。为尽快满足经济和军事国防明效率、缩短发明周期、增强发明预见性的功能；对数据库性能的新要求，加速我国数据库建设与三是对一般性思维具有广泛的启示作用，与其他性能优化进程，本文提出基于ＴＲＩＺ的数据库系统发明创造和辩证思维方法相互交叉、映衬。性能创新方法，对优化数据库系统提供具有一定许多文献［44］把ＴＲＩＺ理论体系归结为八大进的指导意义。化法则、最终理想解、40个发明原理、39个工程参数和矛盾矩阵、物理矛盾的分离原理、物场分1ＴＲＩＺ的基本理论析法、76个标准解法、发明问题解决算法（ＡＲＩＺ）、ＴＲＩＺ的含义［1＿3］是“发明问题解决理论”，它科学效应和现象知识库＾解决问题原理如图1所示。作者简介：吕学义（1982—），男，在读博士研究生，研究方向为军事装备采购。5282016，52（Ｓ1）ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ计算机工程与＆用Ｐ—应用40条原理｜￣之，我国数据库建设数量还不是很多，数据库类＿般：题Ｈ＿ｚ＾ＥＪ型却较为分散，数据库建设没有整体的战略规划。ｋＪ（2）数据标准化、规范化程度不高。数据库39ｔ考虑＠的建设从文献加工、整理到数据存储格式，从数参数｜信息技，Ｉ据库管理软件到数据库系统硬件及数据库涉及的特定问题ｈ￣［ＨＥ！4￣Ｉ特－解Ｉ通讯与网络等，至今还没有行之有效的统一标准。图1解决问题原理比如，机ｉ卖格式＇没有统一4示准、文献标弓丨不规范、＇数据库时效性差、数据库建设法制不健全。现在，这个原理中最重要的是考虑到了信息技术发我国尽管制定了一些法律、法规，对信息产业、展，在特定解到事宜解的过程中引入“信息技术计算机管理等方面进行了规范，但在具体落实上变量”，能有效解决信息技术革新对数据库系统的还存在差距，导致数据库建设中法治化程度不高，持续更新，数据库与信息技术发展密切相关，用从而制约数：据库的发展。信息技术的优势解决系统性能问题，往往是系统（3）数据库容量较小、更新速度较慢，检索版本的更新或升级，对数据库系统性能改变或影技术有待进一步改进。从实际数据检索应用中感ＭＭＭＭ。到，我国的数据库数量虽然有了一定程度的增加，但是每个数据库的容量相对较小，数据含盖面不2宽。这样就限制了数据库的实臟。另外，麵2．1数据库基本情况现存数据库的更新速度也比较慢，往往是最新的数据库技术［7］从20世纪60年代中期产生到数据没有第一时间录入，时效性较差，不利于推50年后的今天，已从第一代的网状、层次数据库，动全社会的信息化建设进程。再者，数据库检索第二代的关系数据库系统，发展到第三代以面向功能设计缺陷较多，使用耗时费力。对象模型为主要特征的数据库系统，未来的数据（4）数据库网络化程度较低，文献利用率不库管理系统将融合云计算和互联网＋，最终向对象高。当前国内大多数据库主要是光盘数据库，在型数据库＇关系数据库、多媒体数据库等多元化数据资源上不能与互联互通，与互联网＋要求还有发展。从数据库的定义来看，主要描述如下：第很大差距；另外对部分公共数据资源限制较多，一，有大量的数据被集中存贮在载体中，汇集成大多需要购买，免费的很少，一定程度上降低了“数据基地”。第二，汇集起来的数据是为特定组用户的满意率评价；再者由于各个数据库之间标织内各业务部门（数据库用户）所利用的，他们引不统一，跨库联机检索较为困难，影响了数据可以从数据库得到所要的信息或报表，简单直观。库利用率。第三，数据库的数据是综合的和通用的，它不仅2．3影响数据库系统性能因素分析为某个用户、而是要为多个用户存Ｃ数据。第四，数据库系统性能问题［7］可分为三类：对性能有数据集中存贮之后，信息（数据）资源的管理工害的问题、对性能有利的问题和系统升级的性能作已从各个业务部门分离出来，整个组织需要有问题。第一种类型的问题将导致系统性能的大幅专门的人员（数据库管理员，ＤａｔａＢａｓｅＡｄｍｉｎｉｓ－度下降，而第二类问题对系统性能产生积极作用，ｔｒａｔｏｒ）去做这项工作。第三类问题将会是数据库系统实现质的飞跃，升2．2数据库建设存在的主要问题级到新版本。总的来说，影响数据库系统性能问（1）顶层设计统筹不够。数据库建设因受条题的因素有很多，就硬件而言，硬件品质好坏会块分割及分散的行政管理体制的影响，大部分都直接影响系统的性能，因此在系统优化中最经常是处于各自为政、自建自用的状态，致使重复投采用的就是硬件升级，但是仅仅靠对硬件扩容或资、重复建库现象严重［8］。如：《中国科技文献数系统升级而没有对系统整体性能进行分析，其作据库》、《中文科技期刊篇名数据库》等较大型数用是微小的。据专家统计［8］，优化硬件、网络、据库，重复收集了大量的科技期刊论文信息。加操作系统以及数据库参数对性能提升的总贡献率？计算机工程与应用2016，52（Ｓ1）529仅占数据库系统整体性能提升的40％左右，其余照39个参数矩阵描述特定冲突。4．寻找一般解。60％的性能改善是通过优化数据库本身和应用程利用40条发明创新原理找到化解相应冲突的一序实现的。为了避免不必要的性能调整或者代价般解。5．确定特定解。根据具体的解决问题的创很大的调整，我们应采用更好的创新方法来对数新需要，把一般解具体化。6．确定适宜解。在确据库系统性能实施优化。通过分析ＴＲＩＺ理论中的定了适宜解后，结合当前外部环境变量（信息技Ｓ曲线来判断出系统当前所处的生命周期阶段，术发展和人员知识综合水平），在进一步遴选处适可以进一步确定重点优化的影响因素，实现数据合当前系统的特定解。7．确定理想解。通过对不库系统性能的最大优化。具体说，可把数据库优同方案的理想化水平的比较，最终就能确定理想化分成四个等级，第一级操作系统级及硬件平台解，对数据库系统进行优化。优化，第二级是数据库设计级优化，第三级是数据库管理系统级优化，第四级是数据库应用级优4实例验ｉｌｌ：化。比如，处在设计阶段的系统，应多考虑数据本文以Ｏｒａｃｌｅ数据库系统为例，对其性能进库设计层而的调整数据库设计是系统生命周期的行分析和优化。对于Ｏｒａｃｌｅ数据库系统而言，也第一个阶段，其性能维护所需代价最小。处于开不可避免地存在婴儿期、成长期、成熟期和衰退发阶段的系统，应考虑操作系统、硬件平台等层期四个发展阶段，在婴儿期对应着系统完备性法面的调整。处于成品运行阶段的系统，应考虑数贝Ｕ、系统能量传递法则和韵律协调法则，特点是据库处理系统层面和数据库应用层面的优化，对系统发展十分缓慢，产生的专利级别高、数量少；于此阶段的优化是最复杂的，代价也是最高的。在成长期对应着系统理想度增加法则、增加物－场度法则和系统各部分不均衡进化法则，特点是系3模驭分析设卟统的性能得到快速的提升，产生专利级别开始下按照上述的分析，借助ＴＲＩＺ的解决发明问题降但数量上大幅上升；在成熟期对应着向微观级的过程描述，分析设计数据库系统性能优化模型进化法则，特点是系统发展速度变缓，产生的专图，如图2所示。利级别更低，数量上达到最大值，但有下降趋势；在衰退期对应着向超系统进化法则，特点是系统的发展基本停止，产生的专利无论级别±还是数＾Ｘ量上都明显降低，经济收益下降。首先，结合Ｓｓ丨将问题转＋特定冲突］｜曲线判断出该系统生命周期处于成长期阶段，曲心＾39个参数矩阵｜…和1＾一将特突线如图3所ｉｍｔｅ化为一般冲突＾————140条创新原理1▲｜寻找ｉ般解｜忡＾1依据冲突问题能｜确定羼定解｜＾1引入外部变量1＼＾1理想程度检验1ｙ成＾，、期｜哀退期1确定4想解｜Ｌ／｛Ｉｍ2系统忡能优化模垠婴儿Ｉ上述描述的八个步骤具体是：1．系统性能优Ｉ化的问题。（1）对现状的不满，数据库的性能没￣＾七＾有达到