華聯(lián)學(xué)院面向移動(dòng)商務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)課件第02章Oracle的體系結(jié)構(gòu)

1、1第2章 Oracle的體系結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)是從某一角度來(lái)分析數(shù)據(jù)庫(kù)的組成和工作過(guò)程，以及數(shù)據(jù)庫(kù)如何管理和組織數(shù)據(jù)，因此，這部分內(nèi)容對(duì)全面深入地掌握Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是至關(guān)重要的，對(duì)于初學(xué)者而言，體系結(jié)構(gòu)與基本理論的學(xué)習(xí)會(huì)涉及到大量新的概念和術(shù)語(yǔ)，掌握這些概念和術(shù)語(yǔ)后對(duì)于以后的學(xué)習(xí)會(huì)如虎添翼。2本章知識(shí)要點(diǎn)：Oracle實(shí)例與數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)的關(guān)系Oracle實(shí)例的內(nèi)存結(jié)構(gòu)Oracle實(shí)例的進(jìn)程結(jié)構(gòu)了解主要后臺(tái)進(jìn)程的作用理解Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)字典的作用32.1 Oracle體系結(jié)構(gòu)概述 完整的Oracl

2、e數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通常由兩個(gè)部分組成：實(shí)例（INSTANCE）和數(shù)據(jù)庫(kù)（DATABASE）。數(shù)據(jù)庫(kù)是由一系列物理文件的集合（數(shù)據(jù)文件，控制文件，聯(lián)機(jī)日志，參數(shù)文件等）；實(shí)例則是由一組Oracle后臺(tái)進(jìn)程/線程以及在服務(wù)器分配的共享內(nèi)存區(qū)。2.2 邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的核心內(nèi)容，對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的所有操作都會(huì)涉及到其邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是從邏輯的角度分析數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成，即創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)后形成的邏輯概念之間的關(guān)系。在邏輯上，Oracle將保存的數(shù)據(jù)劃分為一個(gè)個(gè)小單元來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)和維護(hù)，高一級(jí)的存儲(chǔ)單元由一個(gè)或多個(gè)低一級(jí)的存儲(chǔ)單元組成。42.2.1 數(shù)據(jù)塊 數(shù)據(jù)塊是

3、Oracle用來(lái)管理存儲(chǔ)空間的最小單元，也是執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)輸入輸出操作時(shí)的最小單位。相對(duì)應(yīng)地，操作系統(tǒng)執(zhí)行輸入輸出操作的最小單位為一個(gè)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O(shè)racle數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)塊所構(gòu)成的Oracle存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊組成一個(gè)盤區(qū)，而一個(gè)或多個(gè)盤區(qū)組成一個(gè)段。當(dāng)一個(gè)段中的所有空間被使用完后，系統(tǒng)將自動(dòng)為該段分配一個(gè)新的盤區(qū)。盤區(qū)是Oracle存儲(chǔ)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(chǔ)空間的分配單位，而是一個(gè)獨(dú)立的邏

4、輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。對(duì)于具有獨(dú)立存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的對(duì)象，它的數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在保存它的段中。一個(gè)段只屬于一個(gè)特定的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象，每當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)具有獨(dú)立段的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象時(shí)，Oracle將為它創(chuàng)建一個(gè)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(chǔ)結(jié)構(gòu)，用戶在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立的所有內(nèi)容都被存儲(chǔ)在表空間中。Oracle使用表空間將相關(guān)的邏輯結(jié)構(gòu)組合在一起，表空間在物理上與數(shù)據(jù)文件相對(duì)應(yīng)，每一個(gè)表空間是由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)文件組成的，一個(gè)數(shù)據(jù)文件只可以屬于一個(gè)表空間，這是邏輯與物理的統(tǒng)一。82.3 物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 與邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)相比，物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單并且更容易理解。但是物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)并不是獨(dú)立存在的，它與數(shù)

5、據(jù)庫(kù)邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間有著不可分割的聯(lián)系。從整體上看，Oracle的數(shù)據(jù)在邏輯上存儲(chǔ)在表空間中，而物理上存儲(chǔ)在表空間所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)文件中。92.3.1 數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在物理上保存在若干個(gè)操作系統(tǒng)文件中，這些操作系統(tǒng)文件就是數(shù)據(jù)文件。一個(gè)表空間在物理上對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)文件，而一個(gè)數(shù)據(jù)文件只能屬于一個(gè)表空間。數(shù)據(jù)文件是操作系統(tǒng)文件，Oracle通過(guò)表空間創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件，從硬盤中獲取存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所需的物理存儲(chǔ)空間，一個(gè)數(shù)據(jù)文件只能屬于惟一的一個(gè)表空間。102.3.2 控制文件 數(shù)據(jù)庫(kù)控制文件是一個(gè)很小的二進(jìn)制文件，在其中包含了關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)的重要信息。通過(guò)在加載數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)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(shù)據(jù)文件、重做日志文件等）。 控制文件對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的成功啟動(dòng)和正常運(yùn)行是至關(guān)重要的。在加載數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，實(shí)例必須首先找到數(shù)據(jù)庫(kù)的控制文件。如果控制文件正常，實(shí)例才能加載并打開數(shù)據(jù)庫(kù)。但是如果控制文件中記錄了錯(cuò)誤的信息，或者實(shí)例無(wú)法找到一個(gè)可用的控制文件，數(shù)據(jù)庫(kù)將無(wú)法加載，當(dāng)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(shù)文件、歸檔日志文件、跟蹤和密碼文件等。本節(jié)將對(duì)這些類型的文件進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹。122.4 實(shí)例的內(nèi)存結(jié)構(gòu) 內(nèi)存結(jié)構(gòu)是Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)中最為重要的部分之一，內(nèi)存也是影響數(shù)據(jù)庫(kù)性能的

7、主要因素。在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中，服務(wù)器內(nèi)存的大小將直接影響數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行速度，特別是多個(gè)用戶連接數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，服務(wù)器必須有足夠的內(nèi)存支持，否則有的用戶可能連接不到服務(wù)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(nèi)存結(jié)構(gòu)組成，它是由所有用戶進(jìn)程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域。如果多個(gè)用戶連接到同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例，則實(shí)例的SGA區(qū)中的數(shù)據(jù)可被多個(gè)用戶共享。在數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例啟動(dòng)時(shí)，SGA的內(nèi)存被自動(dòng)分配；當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例關(guān)閉時(shí)，SGA被回收。SGA區(qū)中的主要包含如下內(nèi)存結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)緩存區(qū)、共享池、重做日志緩存、Java池和大型池等結(jié)構(gòu)。142.4.2 程序全局區(qū) 程序全局區(qū)（PGA）是保存特定服

8、務(wù)進(jìn)程的數(shù)據(jù)和控制信息的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，這個(gè)內(nèi)存結(jié)構(gòu)是非共享的，只有服務(wù)進(jìn)程本身才能夠訪問它自己的PGA區(qū)。每個(gè)服務(wù)進(jìn)程都有它自己的PGA區(qū)，各個(gè)服務(wù)進(jìn)程PGA區(qū)的總和即為實(shí)例的PGA區(qū)的大小。152.5 實(shí)例的進(jìn)程結(jié)構(gòu) 進(jìn)程是操作系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)立的可以調(diào)度的活動(dòng)，用于完成指定的任務(wù)。進(jìn)程與程序的區(qū)別在于前者是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，后者是一個(gè)靜態(tài)實(shí)體。程序僅僅是指令的有序集合，而進(jìn)程則強(qiáng)調(diào)執(zhí)行過(guò)程。進(jìn)程可以動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建，當(dāng)完成任務(wù)后即會(huì)消亡。162.5.1 用戶進(jìn)程 連接是一個(gè)用戶進(jìn)程與數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例之間的一條通信路徑，這條通信路徑通過(guò)操作系統(tǒng)平臺(tái)中的進(jìn)程間通信機(jī)制或網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。會(huì)話則是一個(gè)用戶到數(shù)據(jù)庫(kù)的指定連

9、接。例如當(dāng)一個(gè)用戶啟動(dòng)SQL*Plus，并輸入正確的用戶名和密碼連接到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)后，就為該用戶創(chuàng)建了一個(gè)會(huì)話。會(huì)話在用戶連接到實(shí)例的過(guò)程中始終存在，直到用戶斷開連接或終止應(yīng)用程序?yàn)橹埂?7SQL 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(wù)器進(jìn)程 服務(wù)器進(jìn)程就是

10、代表用戶會(huì)話完成工作的進(jìn)程，應(yīng)用向數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送的SQL語(yǔ)句就是由這些進(jìn)程接收并執(zhí)行。在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中可以同時(shí)存在兩種類型的服務(wù)器進(jìn)程：一種類型是專用服務(wù)器進(jìn)程，一個(gè)專用服務(wù)進(jìn)程只能為一個(gè)用戶進(jìn)程提供服務(wù)；另一種是共享服務(wù)進(jìn)程，一個(gè)共享服務(wù)進(jìn)程可以為多個(gè)用戶進(jìn)程提供服務(wù)。182.5.3 后臺(tái)進(jìn)程 Oracle實(shí)例包括兩部分：SGA和一組后臺(tái)進(jìn)程。在任意一個(gè)刻，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)可以處理多個(gè)并發(fā)用戶請(qǐng)求，進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)操作，與些同時(shí)還要維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)使其始終具有良好的性能。為了完成這些任務(wù)，Oracle具有一組后臺(tái)進(jìn)程保證數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行所需的實(shí)際維護(hù)任務(wù)。192.6 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典是Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的核心組件，它是由一系列對(duì)于用戶而言是只讀的基礎(chǔ)表和視圖組成，它保存了關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)本身以及其中存儲(chǔ)的所有對(duì)象的基