第一和二章 Oracle体系结构

数据库工具北京理工大学软件学院赵小林北京理工大学1-22教材、参考资料、先修课教材ORACLE9I中文版基础教程(第2版)参考资料先修课数据库原理北京理工大学1-33课程目标通过学习能够了解数据库的体系结构,掌握数据库的安装、配置、启动，能够熟练使用和进行基本的管理和维护。了解数据库的编程，为配置合维护和管理能够进行编写简单的SQL程序。北京理工大学1-44课程安排总学时：80学时。其中，上机操作，32学时，讲授48学时。讲授的安排如下：课程介绍与数据库系统基础知识，2学时***Oracle体系结构，6学时***Oracle操作初步，4学时创建数据库，2学时**数据库物理文件及存储空间的管理，4学时**表与其它对象，4学时**SQL基础，6学时数据库保护，2学时**安全管理，4学时数据库的备份与恢复，4学时北京理工大学1-55课程安排（续）*PL/SQL基础，6学时分布式数据库，2学时Oracle7与Oracle8的区别，2学时北京理工大学1-66数据库管理员的主要职责了解ORACLE数据库的体系结构负责数据库管理系统的安装和升级启动和关闭数据库管理和监控数据库用户管理数据库特权管理存储空间建立数据库备份和恢复数据库第2章数据库系统基础知识计算机数据管理的演变人工管理阶段没有支持数据管理的软件在程序中要规定数据的逻辑结构和物理结构数据与程序不独立。数据组织面向应用，数据不能共享，数据重复。数据处理－批处理。计算机数据管理的演变文件系统阶段信息以文件为单位存储，且由OS统一管理。逻辑结构与物理结构脱钩，使数据与程序有了一定的独立性。实现了以文件为单位的共享。数据组织（逻辑结构）仍面向应用，所以不同应用的数据存在冗余。文件之间相互独立，不能反映现实世界中事物之间的联系。数据处理－分时、批处理。计算机数据管理的演变文件系统阶段应用程序3应用程序2应用程序1文件1文件2存取方法OS计算机数据管理的演变数据库系统阶段面向企业或部门以数据为中心组织数据，形成综合性的数据库，为各应用共享。数据冗余小，节省存储空间，有利于保持数据的一致性程序和数据有较高的独立性，数据易修改，易扩充。具有良好的用户接口，用户可方便地开发和使用数据库。提供了数据的安全性、完整性，以及并发控制。计算机数据管理的演变数据库系统阶段应用程序3应用程序2应用程序1DBMSOracle关系数据库概述硬件操作系统DBMS应用软件开发工具应用系统子程序调用接口OCIDevelop2000Pro*C预编译接口SQL*PlusSQL*Forms、Menu..操作系统RDBMSORACLE核心DB：Oracle工具RDBMSSQL*NET终端Oracle工具SQL*NETSQL*NETRDBMSDBDB网络虚终端北京理工大学1-1717习题1.数据处理经历哪几个阶段?2.何谓数据的逻辑独立性和物理独立性?3.什么是关系数据库的完整性?第二章ORACLE的体系结构北京理工大学1-1919Oracle数据库基本结构Oracle数据库表空间表数据区间索引段数据段数据块数据块物理文件物理块索引区间NNNNNN11111ORACLE的体系结构体系结构概述物理结构数据文件、日志文件、控制文件、参数文件系统全局区（SystemGlobalArea）共享池、数据缓冲区、日志缓冲区进程用户进程、服务器进程、后台进程共享池数据缓冲区日志缓冲区SGA数据文件日志文件参数文件控制文件DBWRARCHCKPTLGWRPMONLCKnRECOSMON存储介质ServerUserUserUserORACLE的体系结构体系结构图示北京理工大学1-2222OracleServer一个OracleServer是：是一个数据库管理系统，它能够提供一个开放的、综合的和集成的信息管理方法包括Oracle实例（OracleInstance）和Oracle数据库（OracleDatabase）OracleServer北京理工大学1-2323Oracle实例（OracleInstance）实例（INSTANCE）是存取和控制数据库的软件机制，它由系统全局区（SystemGlobalArea，简称SGA）和后台进程组成。SGA重做日志缓存数据缓存区共享池DBWRSMONPMONCKPTLGWROthers数据字典缓存库缓存实例北京理工大学1-2424Oracle数据库（OracleDatabase）Oracle数据库指的是Oracle的物理文件，包括控制文件、数据文件、重做日志文件和参数文件实例SGA日志缓存区共享池数据字典缓存区库缓存区DBWRSMONPMONCKPTLGWROthers用户进程服务器进程PGA控制文件数据文件归档日志文件参数文件口令文件重做日志文件数据库数据缓存区北京理工大学1-2525Oracle体系结构—物理结构数据文件日志文件控制文件参数文件口令文件北京理工大学1-2626Oracle数据文件数据文件（DataFile）是物理存储ORACLE数据库数据的文件。其特点如下：每一个数据文件只与一个数据库相联系。一个数据文件只能属于一个表空间。一个表空间可包含一个或多个数据文件。北京理工大学1-2727Oracle重做日志文件日志文件（LogFile）记录所有对数据库数据的修改，以备恢复数据时使用。其特点如下：每一个数据库至少包含两个日志文件组。日志文件组以循环方式进行写操作。每一个日志文件成员对应一个物理文件。北京理工大学1-2828日志切换日志切换（LogSwitch）是为实现日志文件组的循环使用而设置的。出现日志切换的情况如下：当一个日志文件组被填满时关闭数据库时DBA手动转移日志开关LogFile1LogFile2Group1Group2Member2.1Member1.1北京理工大学1-2929日志切换如果在发生日志切换时，LGWR进程无法得到下一个重做日志文件（比如下一个可用的日志文件正在进行归档），ORACLE实例将被迫暂停止工作（相当于进入到挂起状态），直到LGWR得到可用的重做日志文件为止。北京理工大学1-3030镜像重做日志文件镜像日志文件是为防止日志文件的丢失，在不同磁盘上同时维护两个或多个联机日志文件的副本。其特点如下：每个日志文件组至少包含两个日志文件成员。每组的成员数目相同。同组的所有成员同时被修改。同组的成员大小相同，不同组的成员大小可不同。北京理工大学1-3131镜像日志文件示意图Group1Group2LogFile1LogFile2Member2.1Member1.1LogFile3LogFile4Member2.2Member1.2Disk1Disk2北京理工大学1-3232当前重做日志文件正在被LGWR使用的重做日志文件被称处于“当前状态”，它是当前重做日志文件；当前被实例用于数据库恢复的重做日志文件称为处于“活动状态”；其它的重做日志文件称为“未活动状态”。可以通过数据字典V$LOGFILE查询重做日志文件的状态。北京理工大学1-3333重做日志文件组相互镜像的多个重做日志文件组成一个“重做日志文件组”，重做日志文件组中的每个重做日志文件称为“成员”，重做日志文件组中的所有成员必须具有相同的大小。不同组的日志文件成员可以具有不同的大小。ORACLE必须通过日志文件组使用日志文件。北京理工大学1-3434归档重做日志文件在重做日志文件被覆盖前，如果ORACLE工作在归档方式下，ORACLE自动将已经写满的日志文件通过复制操作系统文件的方式保存到指定的位置，保存下来的重做日志文件称为“归档重做日志文件”，复制的过程称为“归档”。归档操作由ARCH后台进程自动完成，也可以由DBA手工进行归档。归档重做日志文件是已经写满的重做日志文件的一个精确复制文件。北京理工大学1-3535Oracle控制文件控制文件（ControlFile）是一个较小的二进制文件，用于描述数据库结构。描述信息如下：•数据库建立的日期。•数据库名。•数据库中所有数据文件和日志文件的文件名及路径。•恢复数据库时所需的同步信息。要点注意：•在打开和存取数据库时都要访问该文件。•镜像控制文件。•记录控制文件名及路径的参数为：CONTROL_FILES北京理工大学1-3636初始化参数文件的类型有两种参数：显式：在参数文件中定义的项隐式：没有出现在参数文件中的项，使用Oracle的缺省值对于一个Oracle数据库可以使用多个参数文件以适应用不同的应用环境修改文件中的项后，所产生的影响依参数文件的种类不同而不同静态参数文件PFILE服务器参数文件SPFILE北京理工大学1-3737初始化参数文件的作用参数文件的作用：•确定存储结构的大小。•设置数据库的全部缺省值。•设置数据库的范围。•设置数据库的各种物理属性。•优化数据库性能。北京理工大学1-3838初始化参数的数据类型参数文件中参数的数据类型：整型例：DB_BLOCK_SIZE=2048字符型例：DB_NAME=‘ora7’逻辑型例：CHECKPOINT_PROCESS=true北京理工大学1-3939动态初始化参数从Oracle8i开始，有许多初始化参数都成了动态参数，也就是可以在数据库运行期间使用ALTERSYSTEM（或ALTERSESSION）语句修改初始化参数，并且不需要重新启动数据库，修改就可以立即生效。北京理工大学1-4040PFILEinitSID.ora静态初始化参数文件PFILE是一个文本文件，可以使用操作系统的编辑程序进行修改修改是手工进行的修改只有在数据库下次启动时才会生效缺省的位置在$ORACLE_HOME/dbs.北京理工大学1-4141PFILE示例#InitializationParameterFile:initdb01.oradb_name=db01instance_name=db01control_files=(/u03/oradata/db01/control01db01.ctl,/u03/oradata/db01/control02db01.ctl)db_block_size=4096db_block_buffers=500shared_pool_size=31457280#30MSharedPooldb_files=1024max_dump_file_size=10240background_dump_dest=/u05/oracle9i/admin/db01/bdumpuser_dump_dest=/u05/oracle9i/admin/db01/udumpcore_dump_dest=/u05/oracle9i/admin/db01/cdumpundo_management=autoundo_tablespace=undtbs北京理工大学1-4242服务器端初始化参数文件在Oracle9i中提供了“服务器端初始化参数文件（Server-SideInitializationParameterFile,SPFILE）”特性，它是一个二进制格式文件，始终存放在数据库服务器端。如果在数据库的任何一个实例中使用ALTERSYSTEM语句对初始化参数进行了修改，在默认情况下（SCOPE=BOTH），都会被永久的记录在服务器端初始化参数文件中。这样当下次启动数据库时，这些修改就会自动生效。北京理工大学1-4343启动时使用初始化参数文件的顺序在执行STARTUP语句时，它将按照如下顺序寻找初始化参数文件：首先检查是否使用SPFILE参数指定了初始化参数文件再检查是否使用了PFILE参数指定了文本初始化参数文件如果没有使用SPFILE参数或PFILE参数，则在默认位置上寻找默认名称的服务器端初始化参数文件如果没有在找到默认服务器端初始化参数文件，则在默认位置上寻找默认名称的文本初始化参数文件北京理工大学1-4444ALTERSYSTEM语句的影响范围在使用ALTERSYSTEM语句修改初始化参时可以使用SCOPE选项确定修改的影响范围：