Понятие о системных ресурсах

Чтобы достичь высокой производительности системы, разработчик физического проекта базы данных должен решить, каким образом четыре основных компонента оборудования будут взаимодействовать между собой и как это повлияет на достигнутый уровень производительности.

• Оперативная память. Доступ к данным в оперативной памяти осуществляется намного быстрее (в десятки или даже в сотни и тысячи раз), чем к данным во вторичной памяти. В общем случае, чем больше объем доступной СУБД оперативной памяти, тем быстрее будут работать приложения. Опыт показывает, что полезно постоянно поддерживать в системе такой режим, при котором около 6% ее оперативной памяти остается свободной. Однако неразумно поддерживать уровень свободной памяти выше 10%, поскольку в этом случае оперативная память будет использоваться неэффективно. Если в системе не хватает оперативной памяти для удовлетворения потребностей всех процессов, операционная система освобождает часть этой памяти, выталкивая отдельные страницы некоторых процессов на диск. Эти страницы будут считаны с диска, как только вновь потребуется доступ к содержащимся в них данным. В некоторых случаях для получения необходимого объема свободной памяти системе приходится перемещать на диск весь процесс или группу процессов. Установить наличие проблем с объемом доступной оперативной памяти можно по высокому уровню страничного обмена в системе.

• Процессор. Устанавливает задачи для других системных ресурсов и выполняет пользовательские процессы. Важнейшим условием аффективной работы этого компонента является предотвращение конкуренции за право его использования, что обычно сопровождается переводом процессов в состояние ожидания. Процессор становится узким местом системы в тех случаях, если операционная система или программы пользователей выставляют слишком много требований для получения доступа к нему. Обычно подобная ситуация приводит к резкому возрастанию страничного обмена.

• Дисковый ввод/вывод. В любой достаточно мощной СУБД процессы сохранения и выборки данных связаны с выполнением множества дисковых операций ввода/вывода. Как правило, изготовители дисковых устройств указывают рекомендуемое количество операций ввода/вывода в секунду. Если реальный показатель превышает данное значение, дисковая подсистема превращается в узкое место системы. На общую производительность дисковой памяти очень большое влияние оказывает способ организации хранения данных. Рекомендуется равномерно распределять сохраняемые данные между всеми доступными в системе устройствами, что снижает вероятность появления проблем. На рис. 9.1 представлены основные принципы распределения данных на дисковых устройствах.

  • Файлы операционной системы должны быть отделены от файлов базы данных.

  • Основные файлы базы данных должны быть отделены от индексных файлов.

  • Журнал восстановления должен быть отделен от остальной части базы данных.

• Сеть. Сеть может стать узким местом всей системы при чрезмерном возрастании сетевого графика или большом количестве сетевых коллизий.

Каждый из этих ресурсов способен оказывать влияние на остальные системные ресурсы. Поэтому улучшение состояния одного ресурса может повлечь за собой улучшение состояния всех остальных ресурсов.

• Увеличение объема оперативной памяти вызовет снижение уровня страничного обмена и, как следствие, уменьшение количества выполняемых дисковых операций.

• Более эффективное распределение оперативной памяти позволит снизить уровень дисковых операций ввода/вывода.

Приняв во внимание все вышесказанное, приступим к обсуждению тех действий, которые должны быть выполнены на питом этапе разработки базы данных.

• Этап 5.1. Анализ транзакций.

• Этап 5.2. Выбор файловой структуры.

• Этап 5.3. Определение вторичных индексов.

• Этап 5.4. Анализ необходимости введения контролируемой избыточности данных.

• Этап 5.5. Определение требований к дисковой памяти.