ORACLE系统概述教学提纲

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1、ORACLE系统概述,秦勇 2003.5,介绍要点,数据库的发展 ORACLE公司及其数据库产品 ORACLE数据库体系结构技术综述 数据库性能调整,什么是数据库,数据库是数据、信息的集合 信息记录在纸上，按照各种规则，以方便访问和检索。 信息量大，如何管理、使用和分析信息？,计算机产生以前,数据库的发展,早期 无DB管理系统，数据存放在文件中，必须编写程序使用这些文件 缺点： 数据文件定义，文件结构确定 ； 程序很长； 数据改变，要改变文件结构和使用这些文件的程序，复杂 现在 DBMS 把数据的物理存储和操纵从使用它的程序中分离出来,数据库的类型,层次数据库按照一种树型结构存储数据，数据库纪

2、录之间有父子联系,层次数据库,存放很多冗余和重复的数据 数据之间的联系用硬编码的方 式反映在数据库中 创建库时，必须指定父子记录之间的联系,数据库的类型,网状数据库是层次数据库的增强版本。不同在网状模型中记录可以预定义与若干个记录相联系，而不止有父子联系,网状数据库,数据之间的联系用硬编码的方 式反映在数据库中 编程复杂,数据库的类型,关系数据库包括数据结构，管理数据的操作和完整性规则，它是基于关系代数和关系理论的。,关系数据库,以表的方式存放数据 表间联系不是硬编码 不需要用户理解它的物理实现 用系统表提供其本身的内容和结构 通过SQL命令来操作 支持NULL的概念,Oracle公司及其产品

3、,Oracle公司,Oracle是全球领先的信息管理软件供应商和全球第二大独立软件公司。 年收入达110亿美元，在全世界145个国家为客户提供数据库系统、工具、应用产品以及相关的咨询、培训和支持服务，拥有42,700名员工。 Oracle是第一家可开发和交付100%的基于互联网的数据库、企业业务应用、应用开发和决策支持工具等企业级软件的软件公司；,Oracle中国公司,1989年 正式进入中国市场 是第一家进入中国的世界软件巨头 1991年 在北京建立独资公司 目前在上海、广州、成都设有办事处 在电信、金融保险、政府、部队等行业拥有广泛的用户群,Oracle主要数据库产品,数据服务器产品（RD

4、BMS） 应用服务器产品（iAS） 开发工具产品 Designer/Develop/programer/Jdeveloper 决策支持产品（Express/Discover） 应用软件（人事、财务、制造业等） 其他产品(Video/Mail/Message/OEM),Oracle系统特点,支持大数据库、多用户的高性能的事务处理 ORACLE遵守数据存取语言、操作系统、用户接口和网络通信协议的工业标准 实施安全性控制和完整性控制 支持分布式数据库和分布处理 具有可移植性、可兼容性和可连接性,Oracle Internet Platform,Tools,Enterprise Manager,App

5、lications,Oracle8i,Oracle Internet Application Server,RDBMS产品,可选件 Standard Management Pack Jserver InterMedia,内含选项 Options 64 Bit VLM Basic Replication Distributed Option Star Queries Net8 Object ODBC Driver Enterprise Manager NLS Support External Procedures PL/SQL Stored Procedures,Oracle标准版数据库-中小企

6、业的最佳选择 数据库服务器产品 - Oracle8i,8,Oracle8i 企业版的功能特性,数据库的可选件 Partition Option Parallel Server Option Advanced Security Spatial Visual Information Retrieval WebDB,个人用户开发人员的最佳选择 Oracle8i Personal Edition,定位于个人用户及开发人员 运行于 Desktop 平台 Windows95/98/NT等 可伸缩性 与Oracle8i完全兼容 与Oracle8i进行数据复制 应用可平滑移植 支持远程连接 便于安装、管理,P

7、artitioning Option,表和索引都可分区 适用于大型OLTP和数据仓库系统 分区对应用透明,Parallel Server Option,提高系统的可用性和伸缩性,与企业后端系统的有效连接,9iAS 可以连接任何的企业后端系统 任何企业应用, 任何主机平台, 任何非Oracle数据库 IBM 只连接他的 DB/2数据库和自己的主机 Microsoft 只连接 SQL-Server和 Oracle,Oracle关系数据库体 系 构 架,Database,Oracle构架,Instance,SGA,Redo logbuffer,Data buffercache,PMON,DBWR,S

8、MON,LGWR,CKPT,Others,Userprocess,Serverprocess,PGA,Control files,Data files,Redo logfiles,Archived log files,Parameter file,Password file,Oracle数据库文件,Passwordfile,Parameterfile,Archivedlog files,Control files,Data files,Redo logfiles,Database,其他关键物理结构,Database,Passwordfile,Parameterfile,Archivedlog

9、files,Oracle实例,后台进程,Oracle实例： 是访问Oracle数据库的途径 通常是一个数据库对应一个实例,内存结构,Instance,SGA,PMON,DBWR,SMON,LGWR,CKPT,Others,执行SQL语句,连接到一个实例的方法： 通过用户进程直接连接 通过应用服务器进程连接 Oracle服务进程类型和数量与要执行的SQL语句有关 执行结果返回的行数 DML语句日志的变化大小 是否保证事务是可恢复的 一些Oracle服务进程不会参与SQL语句的处理,执行查询,分析： 搜寻同样的SQL语句 检查语法是否正确、对象名称是否存在以及是否有权限访问 锁住在分析阶段使用的对

10、象 生成和存储执行计划 执行：确定选择的行 提取：把数据行返回给用户进程,共享池,库缓存区（library cache）存储SQL语句、分析代码和执行计划 字典缓存区（data dictionary cache）存储表、列和其他对象的定义和权限 大小由SHARED_POOL_SIZE参数确定,Shared pool,Datadictionarycache,Librarycache,数据块缓存区,存储最近被使用到的数据块 每个缓存区大小由DB_BLOCK_SIZE参数确定 缓存区数量由DB_BLOCK_BUFFERS参数确定,Data buffercache,程序全局区,不共享 只有服务进程可以

11、写入 包含： 排序区 会话信息 游标状态 堆栈空间,重做日志缓存区,大小由LOG_BUFFER参数确定 记录实例对数据进行的修改 用于前滚操作 循环使用,Redo log buffer,回滚段,DML语句,旧的数 据镜像,新的数 据镜像,回滚段,数据表,Database,Instance,提交（COMMIT）,1,2,3,4,Userprocess,Serverprocess,Control files,Data files,Redo logfiles,日志写入进程(LGWR),LGWR写发生在： Commit命令 当有1/3重做缓存区写满日志时 当有1M的重做内容 在DBW0写入数据文件前,

12、Database,Instance,LGWR,Control files,Data files,Redo logfiles,其他实例进程：,其他必要的进程： 数据库写入进程(DBW0) 进程监控进程(PMON) 系统监控进程(SMON) 检查点进程(CKPT) 归档进程(ARC0)在成品数据库中经常出现,Database,Control files,Data files,Redo logfiles,数据库写入进程 (DBWR),DBWR写发生在： 有太多的修改数据缓存 空的数据缓存太少 检测点出现,Instance,DBWR,SMON:系统监控进程,自动进行实例恢复 前滚记录在重做日志的数据修

13、改 打开数据库供用户使用 回滚未提交的事务 合并自由空间 回收临时段,PMON:进程监控进程,清除失败的用户进程： 回滚事务 释放锁资源 释放其他资源,归档,数据库归档模式 当发生磁盘失效时不需要做恢复操作的数据库使用非归档模式 成品数据库使用归档模式 ARC0进程 自动归档联机重做日志 保存所有对数据库做的修改,Database,Logical,Physical,Tablespace,Data file,OS block,Oracle block,Segment,Extent,Oracle存储结构,TABLESPACE,一个数据库划分为一个或多个逻辑单位，该逻辑单位称为表空间（TABLESP

14、ACE）。一个表空间可将相关的逻辑结构组合在一起。DBA可利用表空间作下列工作： l 控制数据库数据的磁盘分配。 l 将确定的空间份额分配给数据库用户。 l 通过使单个表空间在线或离线，控制数据的可用性。 l 执行部分数据库后备或恢复操作。 l 为提高性能，跨越设备分配数据存储。,数据库、表空间和数据文件之间的关系,每个数据库可逻辑划分为一个或多个表空间 。每一个表空间是由一个或多个数据文件组成，该表空间物理地存储表空间中全部逻辑结构的数据。DBA可以建立新的表空间，可为表空间增加数据文件或可删除数据文件，设置或更改缺省的段存储位置。,各种类型的段（一）,表,表分区,索引,索引组织表,回滚段,

15、各种类型的段（二）,LOB索引,LOB段,Bootstrapsegment,嵌套表段,索引分区,临时段,盘区的分配与释放,当段在如下情况时分配盘区： 创建 扩展 修改 当段在如下情况时释放盘区： 删除 修改 截断 自动分配大小（只有回滚段）,使用和空闲的盘区,数据文件,空闲盘区,已使用的盘区,文件头,数据库块,I/O的最小单元 有一块或多块OS块组成 由DB_BLOCK_SIZE参数设定 在数据库创建时设定,数据库块组成,Header,Free space,Data,数据字典视图,Tablespaces DBA_TABLESPACES,Segments DBA_SEGMENTS,Data fi

16、les DBA_DATA_FILES,Free extents DBA_FREE_SPACE,Used extents DBA_EXTENTS,数据库性能调整,性能调整,谁来调整？ 应用程序的设计者 应用程序的开发者 数据库管理员 系统管理员 为什么要调整 怎样调整,调整目标, 数据库的响应时间 数据库的高可用性 数据库的命中率 内存利用率 访问最少的数据块 内存中cache的数据块 共享的程序代码 尽可能快的读写数据 保证用户不需等待资源,调整步骤,1. 对设计进行调整 2. 对应用进行调整 3. 对内存进行调整 4. 对磁盘I/O进行调整 5. 调整减少资源冲突 6. 对操作系统进行调整,诊断信息,Trace文件: 警告日志文件 后台进程的trace文件 用户的tr