華聯學院面向移動商務數據庫技術課件第02章Oracle的體系結構

1、1第2章 Oracle的體系結構 數據庫的體系結構是從某一角度來分析數據庫的組成和工作過程，以及數據庫如何管理和組織數據，因此，這部分內容對全面深入地掌握Oracle數據庫系統(tǒng)是至關重要的，對于初學者而言，體系結構與基本理論的學習會涉及到大量新的概念和術語，掌握這些概念和術語后對于以后的學習會如虎添翼。2本章知識要點：Oracle實例與數據庫Oracle數據庫的物理存儲結構Oracle數據庫的邏輯存儲結構邏輯存儲結構與物理結構的關系Oracle實例的內存結構Oracle實例的進程結構了解主要后臺進程的作用理解Oracle數據庫中數據字典的作用32.1 Oracle體系結構概述 完整的Oracl

2、e數據庫系統(tǒng)通常由兩個部分組成：實例（INSTANCE）和數據庫（DATABASE）。數據庫是由一系列物理文件的集合（數據文件，控制文件，聯機日志，參數文件等）；實例則是由一組Oracle后臺進程/線程以及在服務器分配的共享內存區(qū)。2.2 邏輯存儲結構 邏輯存儲結構是Oracle數據庫存儲結構的核心內容，對Oracle數據庫的所有操作都會涉及到其邏輯存儲結構。數據庫的邏輯結構是從邏輯的角度分析數據庫的構成，即創(chuàng)建數據庫后形成的邏輯概念之間的關系。在邏輯上，Oracle將保存的數據劃分為一個個小單元來進行存儲和維護，高一級的存儲單元由一個或多個低一級的存儲單元組成。42.2.1 數據塊 數據塊是

3、Oracle用來管理存儲空間的最小單元，也是執(zhí)行數據庫輸入輸出操作時的最小單位。相對應地，操作系統(tǒng)執(zhí)行輸入輸出操作的最小單位為一個操作系統(tǒng)塊的大小。在操作系統(tǒng)中，執(zhí)行I/O操作是以操作系統(tǒng)塊為單位，而在Oracle中，執(zhí)行的I/O操作以Oracle數據塊為單位。562.2.2 盤區(qū) 盤區(qū)是由一系列物理上連續(xù)存放的數據塊所構成的Oracle存儲結構，由一個或多個數據塊組成一個盤區(qū)，而一個或多個盤區(qū)組成一個段。當一個段中的所有空間被使用完后，系統(tǒng)將自動為該段分配一個新的盤區(qū)。盤區(qū)是Oracle存儲分配的最小單位。72.2.3 段 段是由一系列區(qū)組成的，它也不再是存儲空間的分配單位，而是一個獨立的邏

4、輯存儲結構。對于具有獨立存儲結構的對象，它的數據全部存儲在保存它的段中。一個段只屬于一個特定的數據庫對象，每當創(chuàng)建一個具有獨立段的數據庫對象時，Oracle將為它創(chuàng)建一個段。2.2.4 表空間 表空間是在Oracle中用戶可以使用的最大的邏輯存儲結構，用戶在數據庫中建立的所有內容都被存儲在表空間中。Oracle使用表空間將相關的邏輯結構組合在一起，表空間在物理上與數據文件相對應，每一個表空間是由一個或多個數據文件組成的，一個數據文件只可以屬于一個表空間，這是邏輯與物理的統(tǒng)一。82.3 物理存儲結構 與邏輯存儲結構相比，物理存儲結構相對簡單并且更容易理解。但是物理存儲結構并不是獨立存在的，它與數

5、據庫邏輯存儲結構之間有著不可分割的聯系。從整體上看，Oracle的數據在邏輯上存儲在表空間中，而物理上存儲在表空間所對應的數據文件中。92.3.1 數據文件 數據庫中的數據在物理上保存在若干個操作系統(tǒng)文件中，這些操作系統(tǒng)文件就是數據文件。一個表空間在物理上對應于一個或多個數據文件，而一個數據文件只能屬于一個表空間。數據文件是操作系統(tǒng)文件，Oracle通過表空間創(chuàng)建數據文件，從硬盤中獲取存儲數據所需的物理存儲空間，一個數據文件只能屬于惟一的一個表空間。102.3.2 控制文件 數據庫控制文件是一個很小的二進制文件，在其中包含了關于數據庫物理結構的重要信息。通過在加載數據庫時讀取控制文件，Orac

6、le才能找到自己所需的操作系統(tǒng)文件（數據文件、重做日志文件等）。 控制文件對于數據庫的成功啟動和正常運行是至關重要的。在加載數據庫時，實例必須首先找到數據庫的控制文件。如果控制文件正常，實例才能加載并打開數據庫。但是如果控制文件中記錄了錯誤的信息，或者實例無法找到一個可用的控制文件，數據庫將無法加載，當然也法打開。112.3.3 其他文件 除了上述三種類型的文件外，Oracle還提供了其他一些類型的文件，如參數文件、歸檔日志文件、跟蹤和密碼文件等。本節(jié)將對這些類型的文件進行簡單地介紹。122.4 實例的內存結構 內存結構是Oracle數據庫體系結構中最為重要的部分之一，內存也是影響數據庫性能的

7、主要因素。在Oracle數據庫中，服務器內存的大小將直接影響數據庫的運行速度，特別是多個用戶連接數據庫時，服務器必須有足夠的內存支持，否則有的用戶可能連接不到服務器，或查詢速度明顯下降。132.4.1 系統(tǒng)全局區(qū) 系統(tǒng)全局區(qū)SGA是由一組內存結構組成，它是由所有用戶進程共享的一塊內存區(qū)域。如果多個用戶連接到同一個數據庫實例，則實例的SGA區(qū)中的數據可被多個用戶共享。在數據庫實例啟動時，SGA的內存被自動分配；當數據庫實例關閉時，SGA被回收。SGA區(qū)中的主要包含如下內存結構：數據緩存區(qū)、共享池、重做日志緩存、Java池和大型池等結構。142.4.2 程序全局區(qū) 程序全局區(qū)（PGA）是保存特定服

8、務進程的數據和控制信息的內存結構，這個內存結構是非共享的，只有服務進程本身才能夠訪問它自己的PGA區(qū)。每個服務進程都有它自己的PGA區(qū)，各個服務進程PGA區(qū)的總和即為實例的PGA區(qū)的大小。152.5 實例的進程結構 進程是操作系統(tǒng)中一個獨立的可以調度的活動，用于完成指定的任務。進程與程序的區(qū)別在于前者是一個動態(tài)概念，后者是一個靜態(tài)實體。程序僅僅是指令的有序集合，而進程則強調執(zhí)行過程。進程可以動態(tài)地創(chuàng)建，當完成任務后即會消亡。162.5.1 用戶進程 連接是一個用戶進程與數據庫實例之間的一條通信路徑，這條通信路徑通過操作系統(tǒng)平臺中的進程間通信機制或網絡連接來實現。會話則是一個用戶到數據庫的指定連

9、接。例如當一個用戶啟動SQL*Plus，并輸入正確的用戶名和密碼連接到一個數據庫庫后，就為該用戶創(chuàng)建了一個會話。會話在用戶連接到實例的過程中始終存在，直到用戶斷開連接或終止應用程序為止。17SQL connect system/admin已連接。SQL select username,sid,serial#,server,status 2 from v$session 3 where username=USER;USERNAME SID SERIAL# SERVER STATUS- - - - -SYSTEM 130 66 DEDICATED ACTIVE2.5.2 服務器進程 服務器進程就是

10、代表用戶會話完成工作的進程，應用向數據庫發(fā)送的SQL語句就是由這些進程接收并執(zhí)行。在Oracle數據庫中可以同時存在兩種類型的服務器進程：一種類型是專用服務器進程，一個專用服務進程只能為一個用戶進程提供服務；另一種是共享服務進程，一個共享服務進程可以為多個用戶進程提供服務。182.5.3 后臺進程 Oracle實例包括兩部分：SGA和一組后臺進程。在任意一個刻，Oracle數據庫可以處理多個并發(fā)用戶請求，進行復雜的數據操作，與些同時還要維護數據庫系統(tǒng)使其始終具有良好的性能。為了完成這些任務，Oracle具有一組后臺進程保證數據庫運行所需的實際維護任務。192.6 數據字典 數據字典是Oracle數據庫的核心組件，它是由一系列對于用戶而言是只讀的基礎表和視圖組成，它保存了關于數據庫本身以及其中存儲的所有對象的基