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1、Oracle 数据库 11g 管理非结构化数据.2一、引言.2二、在 ORACLE 中管理非结构化数据的优势 .3三、打破了原来处理非结构化数据的“性能障碍”.43.1 Oracle SecureFiles.43.2 SecureFiles 中的存储优化 .5四、专用数据类型和数据结构.64.1 Oracle XML DB.64.2 Oracle Text.74.3 Oracle Spatial.84.4 RDF、OWL 和语义数据库管理 .94.5 Oracle Multimedia.94.6 Oracle DICOM 医学内容管理.9五 结论.10Oracle 数据库数据库 11g 管理非
2、结构化数管理非结构化数 据据一、引言一、引言公司、企业以及其他机构使用的绝大部分信息都可归类为非结构化数据。非结构化数据是计算机或人生成的信息，其中的数据并不一定遵循标准的数据结构（如模式定义规范的行和列），若没有人或计算机的翻译，则很难理解这些数据。常见的非结构化数据有文档、多媒体内容、地图和地理信息、人造卫星和医学影像，还有 Web 内容，如 HTML。根据数据的创建方式和使用方式的不同，非结构化数据的管理方法大不相同。1.大量数据分布于桌面办公系统（如文档、电子表格和演示文稿）、专门的工作站和设备（如地理空间分析系统和医学捕获和分析系统）上。2.政府、学术界和企业中数 TB 的文档存档和
3、数字库。3.生命科学和制药研究中使用的影像数据银行和库。4.公共部门、国防、电信、公用事业和能源地理空间数据仓库应用程序。5.集成的运营系统，包括零售、保险、卫生保健、政府和公共安全系统中的业务或健康记录、位置和项目数据以及相关音频、视频和图像信息。6.学术、制药以及智能研究和发现等应用领域中使用的语义数据（三元组）。自数据库管理系统引入后，数据库技术就一直用于解决管理大量非结构化数据时所遇到的特有问题。通常通过“基于指针的”方法使用数据库对存储在文件中的文档、影像和媒体内容进行编目和引用。为了在数据库表内存储非结构化数据，二进制大对象（或简称为 BLOB）作为容器使用已经数十年了。除了简单的
4、 BLOB 外，多年以来，Oracle 数据库一直通过运算符合并智能数据类型和优化数据结构，以分析和操作 XML 文档、多媒体内容、文本和地理空间信息。由于有了 Oracle 数据库 11g，Oracle 再次在非结构化数据管理领域开辟出一片新天地：大幅提升了通过数据库管理系统原生支持的非结构化数据的性能、安全性以及类型。二、在二、在 ORACLE 中管理非结构化数据的优势中管理非结构化数据的优势企业选择在 Oracle 数据库管理系统中存储非结构化数据的原因有很多：1.强健的调优和管理：存储在数据库中的内容可直接与相关数据链接。元数据和内容同步进行维护；并在事务控制之下进行管理。数据库还提供
5、强健的备份、恢复、物理调优和逻辑调优服务。2.简单的应用程序部署：Oracle 支持各种特定类型的内容，包括SQL 语言扩展、PL/SQL 和 JAVA API、Xpath 和 Xquery（在使用 XML 时），在大多数情况下还支持 JSP 标记库以及通过内置运算符执行常见或重要运算的算法。3.高可用性：Oracle 的最高可用性体系结构使得“零数据丢失”配置可应用于所有数据。在出现故障时只需一个恢复过程，这不同于常见配置。在常见配置中，属性信息存储在数据库中，数据库具有指向文件中的非结构化数据的指针。4.可伸缩的体系结构：在许多情况下，通过触发器、视图处理或表和数据库级参数进行索引编制、分
6、区和执行操作的能力使得构建在数据库而非文件系统上的应用程序可以支持更大的数据集。5.安全性：Oracle 数据库可实现细粒度（行级和列级）安全性。同一安全机制既可应用于结构化数据，也可应用于非结构化数据。使用许多文件系统时，目录服务无法实现细粒度级的访问控制。限制单个用户的访问可能无法实现，在许多系统中，允许用户访问目录中的任何内容意味着可以访问目录中的所有内容。三、打破了原来处理非结构化数据的三、打破了原来处理非结构化数据的“性能障碍性能障碍”在没有 Oracle 数据库 11g 之前，要获得这些好处是要付出代价的。将内容存储在数据库而不是传统文件系统中后，数据库特性（如域索引、分区和并行）
7、可以改进地理空间应用程序以及查询和更新密集型 XML 应用程序的性能。然而，在许多情况下（例如多媒体应用程序），管理和检索非结构化数据需要额外的处理能力和内存才能获得与文件系统等同的性能。有了 Oracle 数据库 11g SecureFiles 后，一切都不同了，新的高性能LOB 支持检索非结构化数据，速度可与等价的文件系统配置媲美，甚至超过了后者。SecureFiles 是一个重要的新体系结构，其特性包括全新的磁盘格式、空间和内存管理技术，它可显著提升 LOB 性能并优化存储。3.1 Oracle SecureFilesSecureFiles 在数据库处理文件数据的方式上采用了全新的范例，
8、对于基本查询和插入操作可提供类似文件系统的性能。经过 SecureFiles 优化的算法速度最快可达旧 LOB 的 10 倍。SecureFiles 可利用文件系统无法使用的多个高级 Oracle 数据库功能。在 Oracle RAC 环境中，SecureFiles 提供的高级别可伸缩性远非文件系统可比。通过 SecureFiles，用户可使用“联机表重新定义”轻松地从旧 LOB 进行移植，而不会影响到现有应用程序。应用程序不必再处理多个接口来操作关系和相关文件数据。使用SecureFiles 时，非结构化数据可以是数据库事务的一部分，因此，免去了应用程序保证原子性、读取一致性以及其他备份和恢
9、复过程的复杂性。SecureFiles 将透明数据加密 (TDE) 功能扩展到了 LOB 数据。数据库支持表内所有LOB 列的自动密钥管理，并可以对数据、备份和重做/撤消日志文件进行透明加密/解密。应用程序无需更改即可通过 SecureFiles LOB透明地利用 TDE 功能。SecureFiles 支持下列加密算法：1.3DES168：三重数据加密标准，密钥长度为 168 位。2.AES128：高级加密标准，密钥长度为 128 位。3.AES192：高级加密标准，密钥长度为 192 位。（默认值）4.AES256：高级加密标准，密钥长度为 256 位。3.2 SecureFiles 中的存
10、储优化中的存储优化与 SecureFiles 一起提供的还有高级文件系统特性，如重复消除(Deduplication) 和压缩。重复消除可消除多个冗余的 SecureFiles 数据副本，并且对于应用程序是完全透明的。Oracle 可自动检测到多个相同的SecureFiles 数据副本，并仅存储一个副本，从而节省了存储空间。重复消除不仅简化了存储管理，而且显著提高了性能，尤其是对于复制操作。用户可使用行业标准的压缩算法压缩 LOB 数据，从而大幅节省存储空间并显著提升性能。Oracle 可自动判断 SecureFile 数据是否可进行压缩，或压缩是否有益。SecureFiles 对整个服务器使
11、用默认的 LOB 压缩算法，并提供有各种级别的压缩。每种压缩级别都是压缩系数和速度之间的一种平衡。企业可以根据存储和 CPU 使用限制选择最适合其需求的压缩级别。SecureFiles 可自动进行压缩和解压缩，并且对于应用程序是完全透明的。四、专用数据类型和数据结构四、专用数据类型和数据结构与数据库管理系统包括数据类型、存储和索引结构以及运算符以对结构化数据进行有效查询和分析一样，它们在管理非结构化数据时也需要这些元素以实现增值。Oracle 数据库 11g 的这些特性在 XML、文本、空间、语义以及多媒体和 DICOM 数据管理方面具有独一无二的优势。4.1 Oracle XML DBXML
12、 已为各行各业广泛采用。在卫生保健、制造、金融服务、政府以及出版等领域中都可以找到基于 XML 的标准。事实上，基于 XML 的标准（如 XBRL）的引入已使 XML 成为应用系统之间的信息交换机制。因此，越来越多的人将 XML 用作了任务关键数据的持久性模型。为了满足这个需要，Oracle 开发了 Oracle XML DB。Oracle XML DB 是一项高性能的原生 XML 存储和检索技术，可在所有版本的 Oracle 数据库上使用。它完全支持所有关键的 XML 标准，包括 XML、命名空间、DOM、Xquery、SQL/XML 和 XSLT。Oracle XML DB 是第一个真正融合了关系/XML 功能的平台，从而使用户可以针对 XML 内容充分利用SQL 语言以及针对关系数据充分利用
