Oracle9i數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎論述

1、Oracle 9i 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎n數(shù)據(jù)庫：n是信息的載體，是一個服務于一個核心目標的數(shù)據(jù)有組織的集合。其系統(tǒng)主要包括：數(shù)據(jù)、硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫用戶。n數(shù)據(jù)庫管理員：DataBase Administrator（DBA）n其主要任務是：n了解ORACLE數(shù)據(jù)庫的體系結構n安裝并且升級數(shù)據(jù)庫服務器和應用工具。n為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分配存儲空間并規(guī)劃存儲空間。n啟動和關閉數(shù)據(jù)庫，管理和監(jiān)控數(shù)據(jù)庫用戶。n建立數(shù)據(jù)庫，維護系統(tǒng)安全。n控制并監(jiān)視數(shù)據(jù)庫用戶對數(shù)據(jù)庫的存取操作。n備份并恢復數(shù)據(jù)庫。前言：數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理員nOracle 9i 的版本n企業(yè)版：n構建安全可靠的、大容量的互聯(lián)網應用和各

2、種大集中系統(tǒng)，面向企業(yè)級應用。n標準版n提供能夠通過Web瀏覽器進行管理的高性能數(shù)據(jù)庫服務，面向部門級應用。n個人版n全功能單用戶版本，面向開發(fā)技術人員。 Oracle 9i介紹nOracle體系結構決定了數(shù)據(jù)庫如何使用內存、硬盤、cpu和網絡。n一個Oracle server是由Oracle實例實例(instance)和數(shù)據(jù)庫兩部分組成。數(shù)據(jù)庫兩部分組成。n實例 = 內存結構 + 一組后臺進程n一個 Oracle 數(shù)據(jù)庫是一個數(shù)據(jù)單位的集合。 主要目的是為了儲存和讀取信息。Oracle 數(shù)據(jù)庫可以分為邏輯結構邏輯結構和物理結構物理結構。Oracle 9i 的體系結構Oracle數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫表

3、空間表空間邏輯對象（表、視圖等）邏輯對象（表、視圖等）數(shù)據(jù)區(qū)間數(shù)據(jù)區(qū)間索引段索引段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊物理文件物理文件物理塊物理塊索引區(qū)間索引區(qū)間NNNNN1111邏輯結構物理結構N1N1OracleOracle數(shù)據(jù)庫基本結構數(shù)據(jù)庫基本結構n邏輯結構主要是從數(shù)據(jù)庫使用者的角度考查數(shù)據(jù)庫的組成。Oracle 數(shù)據(jù)庫表空間視圖索引表回滾段臨時段索引段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)區(qū)段數(shù)據(jù)塊表空間表空間數(shù)據(jù)區(qū)段數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)庫表空間邏輯對象數(shù)據(jù)區(qū)間數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)塊邏輯結構nORACLEORACLE的邏輯結構的邏輯結構是由一個或多個表空間組成。n 一個數(shù)據(jù)庫由若干個表空間組成n 一個表空間由邏輯對象組成 n

4、 一個邏輯對象由多個數(shù)據(jù)段組成 n 一個數(shù)據(jù)段由一批數(shù)據(jù)區(qū)間組成 n 一個數(shù)據(jù)區(qū)間由若干個連續(xù)的數(shù)據(jù)塊組成n 一個數(shù)據(jù)庫塊對應一個或多個物理塊 ORACLEORACLE的邏輯結構的邏輯結構n數(shù)據(jù)塊（數(shù)據(jù)塊（Data BlockData Block）n是數(shù)據(jù)庫使用的I/O最小單元，又稱邏輯塊或ORACLE塊。常用大小為2KB或者4KB（是OS塊的倍數(shù)）。 n一個數(shù)據(jù)庫塊對應一個或多個物理塊，塊的大小由參數(shù)DB_BLOCK_SIZE確定。（ init.ora ) init.ora ) 數(shù)據(jù)塊n區(qū)間（區(qū)間（ExtentExtent）是數(shù)據(jù)庫存儲空間分配的邏輯單位，一個區(qū)間由一組數(shù)據(jù)塊組成，區(qū)間是由段

5、分配的，分配的第一個區(qū)間稱初始區(qū)間，以后分配的區(qū)間稱增量區(qū)間。n段（段（SegmentSegment）是表空間中一個指定類型的邏輯存儲結構，它由一個或多個區(qū)間組成，段將占用并增長存儲空間?；貪L段回滾段 （Rollback Segment）存儲為讀一致存儲為讀一致 性、回滾或恢性、回滾或恢 復用數(shù)據(jù)復用數(shù)據(jù)臨時段臨時段 （Temporary Segment）存儲排序操作存儲排序操作 期間建立的臨期間建立的臨 時表的數(shù)據(jù)時表的數(shù)據(jù)索引段索引段 （Index Segment）存儲索引存儲索引的所有數(shù)據(jù)的所有數(shù)據(jù)段的分類段的分類 數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段 （Data SegmentData Segment）存儲表

6、存儲表的所有數(shù)據(jù)的所有數(shù)據(jù)ORACLEORACLE的邏輯結構的邏輯結構 段段 n表空間表空間(Table spaces)(Table spaces) 是數(shù)據(jù)庫的邏輯組成部分，對應一個或多個數(shù)據(jù)文件，表空間的大小是它所對應的數(shù)據(jù)文件大小的總和。n一個表空間表空間只能同時屬于一個database。n一個表空間表空間可能包含一個或多個段，但段不能跨越表空間表空間; n 數(shù)據(jù)文件 n 日志文件 n 控制文件 n 參數(shù)文件物理結構n 數(shù)據(jù)文件（數(shù)據(jù)文件（Data FileData File）用于物理存儲ORACLE數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，如：系統(tǒng)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)等。其特點如下：n每一個數(shù)據(jù)文件只與一個數(shù)據(jù)庫相聯(lián)系

7、。n在oracle數(shù)據(jù)庫中，至少要包含一個數(shù)據(jù)文件。 n當數(shù)據(jù)庫空間不足時，數(shù)據(jù)文件具有自動擴展的特性。n一個或者多個數(shù)據(jù)文件構成數(shù)據(jù)庫的邏輯存儲單元叫做表空間(table space). 數(shù)據(jù)庫表空間邏輯數(shù)據(jù)文件物理數(shù)據(jù)文件n日志文件（Log File）記錄所有對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的修改，以備恢復數(shù)據(jù)時使用。其特點如下： n每一個數(shù)據(jù)庫包含多個日志文件。 n日志文件以循環(huán)方式進行寫操作。 n每一個日志文件成員對應一個物理文件。n工作模式為：歸檔模式和非歸檔模式日志文件n日志切換（Log Switch）是為實現(xiàn)日志文件的循環(huán)使用而設置的。n 出現(xiàn)日志切換的情況如下：n 當一個日志文件被填滿時 n DB

8、A手動切換日志Log File 1 Log File 2 Member 2.1 Member 1.1 日志文件寫操作圖示日志文件寫操作圖示n 控制文件（控制文件（Control FileControl File）是一個較小的二進制文件，用于記錄和維護數(shù)據(jù)庫的物理結構。描述信息如下： 數(shù)據(jù)庫名稱及創(chuàng)建時間。 數(shù)據(jù)文件的位置及大小。 重做日志文件的位置及大小。 日志序列號。要點注意： 在打開和存取數(shù)據(jù)庫時都訪問該文件。數(shù)據(jù)庫至少包含一個控制文件。 鏡像控制文件。 記錄控制文件名及路徑的參數(shù)為： CONTROL_FILESCONTROL_FILES 控制文件n 參數(shù)文件（參數(shù)文件（Parameter

9、 FileParameter File）是一個文本文件，可直接使用操作系統(tǒng)下的文本編輯器對其內容進行修改。該文件只在建立數(shù)據(jù)庫或啟動實例時才被訪問，在修改該文件之前必須關閉實例。n初始參數(shù)文件初始參數(shù)文件：init.ora n生成參數(shù)文件生成參數(shù)文件：initSID.ora 參數(shù)文件n 確定存儲結構的大小。 n 設置數(shù)據(jù)庫的全部缺省值。 n 設置數(shù)據(jù)庫的區(qū)間。 n 設置數(shù)據(jù)庫的各種物理屬性。 n 優(yōu)化數(shù)據(jù)庫性能。參數(shù)文件的作用n參數(shù)文件中參數(shù)的數(shù)據(jù)類型： 整型 n 例：DB_BLOCK_SIZE = 8192 字符型 n 例：DB_NAME = ora9 邏輯型 n 例：LOG_ARCHIVE

10、_START= truen物理結構物理結構 數(shù)據(jù)文件、日志文件、控制文件、參數(shù)文件 n系統(tǒng)全局區(qū)（系統(tǒng)全局區(qū)（System Global Area） 共享池、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、日志緩沖區(qū) n進進 程程 用戶進程、服務器進程、后臺進程 體系結構n使用計算機的內存存放常用的信息和所有調度運行的程序。n系統(tǒng)全局區(qū)（SGA）：n由所有用戶進程共享的一塊內存區(qū)域。n數(shù)據(jù)緩沖區(qū)：存儲最近從數(shù)據(jù)庫中讀取出來的數(shù)據(jù)塊n重做日志緩沖區(qū)：記錄事務n共享池：程序高速緩沖區(qū)。n程序全局區(qū)（PGA）排序區(qū)會話信息堆?？臻gOracle 9i的內存結構數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（Database Buffer Cache）用于存儲最

11、近從數(shù)據(jù)庫中讀取出來的數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 數(shù)據(jù)文件 DB_BLOCK_SIZE 確定數(shù)據(jù)塊的大小，一般為2K或4K，對于大數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)庫，此參數(shù)值為物理塊的倍數(shù)。 DB_nK_CACHE_SIZE 定義非標準數(shù)據(jù)塊的大小。 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 重做日志緩沖區(qū)（重做日志緩沖區(qū)（Redo Log Redo Log BufferBuffer）是由一條條重做記錄組成，每條記錄記載了被修改數(shù)據(jù)塊的位置和變化后的數(shù)據(jù)。 LOG_BUFFER 確定日志緩沖區(qū)的大小。 日志緩沖區(qū) 日志文件 n共享池：共享池：nSQL程序的高速緩沖區(qū)n存放的是所有通過SQL語法分析并準備執(zhí)行的SQL語句n主要由庫高速緩存和數(shù)

12、據(jù)字典高速緩存組成nSHARED_POOL_SIZE定義其大小n用戶進程：向服務器進程提出操作請求n 當用戶運行一個應用程序時，就建立一個用戶進程。n后臺進程：多進程系統(tǒng)中，使用的一些附加進程n 為所有數(shù)據(jù)庫用戶異步完成各種事務。n服務器進程：接受用戶進程發(fā)出的請求并完成其相應的操作。n服務器進程主要包括：分析、優(yōu)化和執(zhí)行SQL語句，將硬盤數(shù)據(jù)讀到系統(tǒng)全局區(qū)（SGA），將SQL語句的結果返回給用戶進程，完成系統(tǒng)的維護等。Oracle 9i的進程結構主要的后臺進程有主要的后臺進程有 DBWR (Database Writer) 數(shù)據(jù)庫寫進程 LGWR (Log Writer) 日志寫進程 CKP

13、T（Checkpoint process）檢查點寫進程 SMON（System Monitor） 系統(tǒng)監(jiān)控進程 PMON（Process Monitor） 進程監(jiān)控進程 ARCH（Archive Process） 歸檔進程 RECO 恢復進程 LCKn 封鎖進程后臺進程nDBWR（Database Writer） n將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中所有修改過的緩沖塊數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)文件中，并使用LRU算法（最近最少使用算法）來保持緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)塊為最近使用的，以減少I/O次數(shù)。該進程在啟動實例時自動啟動。n通過設置DB_Writer_processes定DBWR個數(shù)。nLGWR（Log Writer） n將日志緩沖

14、區(qū)中的所有記錄項寫到日志文件中。 n該進程在啟動實例時自動啟動。nLGWR進行寫操作的情況： n用戶進程提交一個事務（Commit） n重做日志緩沖區(qū)達到1/3區(qū)間 n在DBWR進程將臟緩沖區(qū)寫入到數(shù)據(jù)文件之前 n出現(xiàn)超時（3秒鐘內未活動，則進行一次寫操作。）nOracle總是“先日志后修改”。n檢查點（檢查點（Checkpoint） ： n在檢查點出現(xiàn)期間，DBWR進程將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的所有臟緩沖塊寫到數(shù)據(jù)文件中，LGWR將日志緩沖區(qū)中的所有記錄項寫到日志文件中，以確保上一個檢查點至今修改過的所有數(shù)據(jù)塊都被寫到磁盤上。n用于執(zhí)行例程恢復、合并空間碎片并釋放臨時段n主要包括：nREDOn打開數(shù)據(jù)庫nUNDOSMON進程n監(jiān)視服務器進程的執(zhí)行，并且在服務器進程失敗時清除該服務器進程。n主要執(zhí)行以下操作：n回退用戶的當前事務n釋放服務器進程所占用的所有表鎖和行鎖n釋放用戶所占用的其他資源PMON進程 ORACLE數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)邏輯存儲在表空間中，物理存儲在數(shù)據(jù)文件中。數(shù) 據(jù) 庫 結 構 數(shù)據(jù)文件 日志文件 控制文件 參數(shù)文件 物理結構 表空間 邏輯對象段 區(qū)間 數(shù)據(jù)庫塊邏輯結構 數(shù)據(jù)庫結構數(shù)據(jù)庫結構n訪問oracle數(shù)據(jù)庫時，必須首先連接到Oracle Server，才能執(zhí)行各種數(shù)據(jù)庫訪問操作。n連接到oracle S