Oracle9i数据库系统基础论述

1、Oracle 9i 数据库系统基础数据库系统基础n数据库：n是信息的载体，是一个服务于一个核心目标的数据有组织的集合。其系统主要包括：数据、硬件、软件和数据库用户。n数据库管理员：DataBase Administrator（DBA）n其主要任务是：n了解ORACLE数据库的体系结构n安装并且升级数据库服务器和应用工具。n为数据库系统分配存储空间并规划存储空间。n启动和关闭数据库，管理和监控数据库用户。n建立数据库，维护系统安全。n控制并监视数据库用户对数据库的存取操作。n备份并恢复数据库。前言：数据库与数据库管理员nOracle 9i 的版本n企业版：n构建安全可靠的、大容量的互联网应用和各

2、种大集中系统，面向企业级应用。n标准版n提供能够通过Web浏览器进行管理的高性能数据库服务，面向部门级应用。n个人版n全功能单用户版本，面向开发技术人员。 Oracle 9i介绍nOracle体系结构决定了数据库如何使用内存、硬盘、cpu和网络。n一个Oracle server是由Oracle实例实例(instance)和数据库两部分组成。数据库两部分组成。n实例 = 内存结构 + 一组后台进程n一个 Oracle 数据库是一个数据单位的集合。 主要目的是为了储存和读取信息。Oracle 数据库可以分为逻辑结构逻辑结构和物理结构物理结构。Oracle 9i 的体系结构Oracle数据库数据库表

3、空间表空间逻辑对象（表、视图等）逻辑对象（表、视图等）数据区间数据区间索引段索引段数据段数据段数据块数据块数据块数据块物理文件物理文件物理块物理块索引区间索引区间NNNNN1111逻辑结构物理结构N1N1OracleOracle数据库基本结构数据库基本结构n逻辑结构主要是从数据库使用者的角度考查数据库的组成。Oracle 数据库表空间视图索引表回滚段临时段索引段数据段数据段数据区段数据块表空间表空间数据区段数据块数据库表空间逻辑对象数据区间数据段数据块逻辑结构nORACLEORACLE的逻辑结构的逻辑结构是由一个或多个表空间组成。n 一个数据库由若干个表空间组成n 一个表空间由逻辑对象组成 n

4、 一个逻辑对象由多个数据段组成 n 一个数据段由一批数据区间组成 n 一个数据区间由若干个连续的数据块组成n 一个数据库块对应一个或多个物理块 ORACLEORACLE的逻辑结构的逻辑结构n数据块（数据块（Data BlockData Block）n是数据库使用的I/O最小单元，又称逻辑块或ORACLE块。常用大小为2KB或者4KB（是OS块的倍数）。 n一个数据库块对应一个或多个物理块，块的大小由参数DB_BLOCK_SIZE确定。（ init.ora ) init.ora ) 数据块n区间（区间（ExtentExtent）是数据库存储空间分配的逻辑单位，一个区间由一组数据块组成，区间是由段

5、分配的，分配的第一个区间称初始区间，以后分配的区间称增量区间。n段（段（SegmentSegment）是表空间中一个指定类型的逻辑存储结构，它由一个或多个区间组成，段将占用并增长存储空间。回滚段回滚段 （Rollback Segment）存储为读一致存储为读一致 性、回滚或恢性、回滚或恢 复用数据复用数据临时段临时段 （Temporary Segment）存储排序操作存储排序操作 期间建立的临期间建立的临 时表的数据时表的数据索引段索引段 （Index Segment）存储索引存储索引的所有数据的所有数据段的分类段的分类 数据段数据段 （Data SegmentData Segment）存储表

6、存储表的所有数据的所有数据ORACLEORACLE的逻辑结构的逻辑结构 段段 n表空间表空间(Table spaces)(Table spaces) 是数据库的逻辑组成部分，对应一个或多个数据文件，表空间的大小是它所对应的数据文件大小的总和。n一个表空间表空间只能同时属于一个database。n一个表空间表空间可能包含一个或多个段，但段不能跨越表空间表空间; n 数据文件 n 日志文件 n 控制文件 n 参数文件物理结构n 数据文件（数据文件（Data FileData File）用于物理存储ORACLE数据库数据数据，如：系统数据、用户数据等。其特点如下：n每一个数据文件只与一个数据库相联系

7、。n在oracle数据库中，至少要包含一个数据文件。 n当数据库空间不足时，数据文件具有自动扩展的特性。n一个或者多个数据文件构成数据库的逻辑存储单元叫做表空间(table space). 数据库表空间逻辑数据文件物理数据文件n日志文件（Log File）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： n每一个数据库包含多个日志文件。 n日志文件以循环方式进行写操作。 n每一个日志文件成员对应一个物理文件。n工作模式为：归档模式和非归档模式日志文件n日志切换（Log Switch）是为实现日志文件的循环使用而设置的。n 出现日志切换的情况如下：n 当一个日志文件被填满时 n DB

8、A手动切换日志Log File 1 Log File 2 Member 2.1 Member 1.1 日志文件写操作图示日志文件写操作图示n 控制文件（控制文件（Control FileControl File）是一个较小的二进制文件，用于记录和维护数据库的物理结构。描述信息如下： 数据库名称及创建时间。 数据文件的位置及大小。 重做日志文件的位置及大小。 日志序列号。要点注意： 在打开和存取数据库时都访问该文件。数据库至少包含一个控制文件。 镜像控制文件。 记录控制文件名及路径的参数为： CONTROL_FILESCONTROL_FILES 控制文件n 参数文件（参数文件（Parameter

9、 FileParameter File）是一个文本文件，可直接使用操作系统下的文本编辑器对其内容进行修改。该文件只在建立数据库或启动实例时才被访问，在修改该文件之前必须关闭实例。n初始参数文件初始参数文件：init.ora n生成参数文件生成参数文件：initSID.ora 参数文件n 确定存储结构的大小。 n 设置数据库的全部缺省值。 n 设置数据库的区间。 n 设置数据库的各种物理属性。 n 优化数据库性能。参数文件的作用n参数文件中参数的数据类型： 整型 n 例：DB_BLOCK_SIZE = 8192 字符型 n 例：DB_NAME = ora9 逻辑型 n 例：LOG_ARCHIVE

10、_START= truen物理结构物理结构 数据文件、日志文件、控制文件、参数文件 n系统全局区（系统全局区（System Global Area） 共享池、数据缓冲区、日志缓冲区 n进进 程程 用户进程、服务器进程、后台进程 体系结构n使用计算机的内存存放常用的信息和所有调度运行的程序。n系统全局区（SGA）：n由所有用户进程共享的一块内存区域。n数据缓冲区：存储最近从数据库中读取出来的数据块n重做日志缓冲区：记录事务n共享池：程序高速缓冲区。n程序全局区（PGA）排序区会话信息堆栈空间Oracle 9i的内存结构数据缓冲区（数据缓冲区（Database Buffer Cache）用于存储最

11、近从数据库中读取出来的数据块。数据缓冲区 数据文件 DB_BLOCK_SIZE 确定数据块的大小，一般为2K或4K，对于大数据块的数据库，此参数值为物理块的倍数。 DB_nK_CACHE_SIZE 定义非标准数据块的大小。 数据缓冲区数据缓冲区 重做日志缓冲区（重做日志缓冲区（Redo Log Redo Log BufferBuffer）是由一条条重做记录组成，每条记录记载了被修改数据块的位置和变化后的数据。 LOG_BUFFER 确定日志缓冲区的大小。 日志缓冲区 日志文件 n共享池：共享池：nSQL程序的高速缓冲区n存放的是所有通过SQL语法分析并准备执行的SQL语句n主要由库高速缓存和数

12、据字典高速缓存组成nSHARED_POOL_SIZE定义其大小n用户进程：向服务器进程提出操作请求n 当用户运行一个应用程序时，就建立一个用户进程。n后台进程：多进程系统中，使用的一些附加进程n 为所有数据库用户异步完成各种事务。n服务器进程：接受用户进程发出的请求并完成其相应的操作。n服务器进程主要包括：分析、优化和执行SQL语句，将硬盘数据读到系统全局区（SGA），将SQL语句的结果返回给用户进程，完成系统的维护等。Oracle 9i的进程结构主要的后台进程有主要的后台进程有 DBWR (Database Writer) 数据库写进程 LGWR (Log Writer) 日志写进程 CKP

13、T（Checkpoint process）检查点写进程 SMON（System Monitor） 系统监控进程 PMON（Process Monitor） 进程监控进程 ARCH（Archive Process） 归档进程 RECO 恢复进程 LCKn 封锁进程后台进程nDBWR（Database Writer） n将数据缓冲区中所有修改过的缓冲块数据写到数据文件中，并使用LRU算法（最近最少使用算法）来保持缓冲区中的数据块为最近使用的，以减少I/O次数。该进程在启动实例时自动启动。n通过设置DB_Writer_processes定DBWR个数。nLGWR（Log Writer） n将日志缓冲

14、区中的所有记录项写到日志文件中。 n该进程在启动实例时自动启动。nLGWR进行写操作的情况： n用户进程提交一个事务（Commit） n重做日志缓冲区达到1/3区间 n在DBWR进程将脏缓冲区写入到数据文件之前 n出现超时（3秒钟内未活动，则进行一次写操作。）nOracle总是“先日志后修改”。n检查点（检查点（Checkpoint） ： n在检查点出现期间，DBWR进程将数据缓冲区中的所有脏缓冲块写到数据文件中，LGWR将日志缓冲区中的所有记录项写到日志文件中，以确保上一个检查点至今修改过的所有数据块都被写到磁盘上。n用于执行例程恢复、合并空间碎片并释放临时段n主要包括：nREDOn打开数据库nUNDOSMON进程n监视服务器进程的执行，并且在服务器进程失败时清除该服务器进程。n主要执行以下操作：n回退用户的当前事务n释放服务器进程所占用的所有表锁和行锁n释放用户所占用的其他资源PMON进程 ORACLE数据库中的数据逻辑存储在表空间中，物理存储在数据文件中。数 据 库 结 构 数据文件 日志文件 控制文件 参数文件 物理结构 表空间 逻辑对象段 区间 数据库块逻辑结构 数据库结构数据库结构n访问oracle数据库时，必须首先连接到Oracle Server，才能执行各种数据库访问操作。n连接到oracle S