Oracle數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)

2024-08-29 13:37:50

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　　Oracle數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)包括四個方面：數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)、邏輯結(jié)構(gòu)、內(nèi)存結(jié)構(gòu)及進(jìn)程。
　　
　　1. 物理結(jié)構(gòu)
　　
　　物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是由構(gòu)成數(shù)據(jù)庫的操作系統(tǒng)文件所決定，Oracle數(shù)據(jù)庫文件包括：
　　
　　數(shù)據(jù)文件（Data File）
　　數(shù)據(jù)文件用來存儲數(shù)據(jù)庫中的全部數(shù)據(jù)，例如數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù)和索引數(shù)據(jù).通常以為*.dbf格式，例如:userCIMS.dbf 。
　　
　　日志文件（Redo Log File）
　　日志文件用于記錄數(shù)據(jù)庫所做的全部變更（如增加、刪除、修改）、以便在系統(tǒng)發(fā)生故障時，用它對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行恢復(fù)。名字通常為Log*.dbf格式，如：Log1CIMS.dbf,Log2CIMS.dbf 。
　　
　　控制文件（Control File）
　　每個Oracle數(shù)據(jù)庫都有相應(yīng)的控制文件，它們是較小的二進(jìn)制文件，用于記錄數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，如：數(shù)據(jù)庫名、數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)文件和日志文件的名字和位置等信息。用于打開、存取數(shù)據(jù)庫。名字通常為Ctrl*ctl 格式，如Ctrl1CIMS.ctl。
　　
　　配置文件
　　配置文件記錄Oracle數(shù)據(jù)庫運(yùn)行時的一些重要參數(shù)，如：數(shù)據(jù)塊的大小，內(nèi)存結(jié)構(gòu)的配置等。名字通常為init*.ora 格式，如：initCIMS.ora 。
　　
　　2 邏輯結(jié)構(gòu)
　　
　　Oracle數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)描述了數(shù)據(jù)庫從邏輯上如何來存儲數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。邏輯結(jié)構(gòu)包括表空間、段、區(qū)、數(shù)據(jù)塊和模式對象。數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)將支配一個數(shù)據(jù)庫如何使用系統(tǒng)的物理空間.模式對象及其之間的聯(lián)系則描述了關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的設(shè)計(jì).
　　
　　一個數(shù)據(jù)庫從邏輯上說是由一個或多個表空間所組成，表空間是數(shù)據(jù)庫中物理編組的數(shù)據(jù)倉庫，每一個表空間是由段(segment)組成，一個段是由一組區(qū)(extent)所組成，一個區(qū)是由一組連續(xù)的數(shù)據(jù)庫塊(database block)組成，而一個數(shù)據(jù)庫塊對應(yīng)硬盤上的一個或多個物理塊。一個表空間存放一個或多個數(shù)據(jù)庫的物理文件（即數(shù)據(jù)文件）.一個數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)被邏輯地存儲在表空間上。
　　
　　表空間（tablespace）
　　Oracle數(shù)據(jù)庫被劃分為一個或多個稱為表空間的邏輯結(jié)構(gòu)，它包括兩類表空間，System表空間和非System表空間，其中，System表空間是安裝數(shù)據(jù)庫時自動建立的，它包含數(shù)據(jù)庫的全部數(shù)據(jù)字典，存儲過程、包、函數(shù)和觸發(fā)器的定義以及系統(tǒng)回滾段。除此之外，還能包含用戶數(shù)據(jù)。。
　　
　　一個表空間包含許多段，每個段有一些可以不連續(xù)的區(qū)組成，每個區(qū)由一組連續(xù)的數(shù)據(jù)塊組成，數(shù)據(jù)塊是數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作的最小單位。
　　
　　每個表空間對應(yīng)一個或多個數(shù)據(jù)文件，每個數(shù)據(jù)文件只能屬于一個表空間。
　　
　　數(shù)據(jù)庫塊（database block）
　　數(shù)據(jù)庫塊也稱邏輯塊或ORACLE塊，它對應(yīng)磁盤上一個或多個物理塊，它的大小由初始化參數(shù)db-block-size（在文件init.ora中）決定，典型的大小是2k。Pckfree 和pctused 兩個參數(shù)用來優(yōu)化數(shù)據(jù)塊空間的使用。
　　
　　區(qū)（extent）
　　區(qū)是由一組連續(xù)的數(shù)據(jù)塊所組成的數(shù)據(jù)庫存儲空間分配的邏輯單位。
　　
　　段（segment）
　　段是一個或多個不連續(xù)的區(qū)的集合，它包括一個表空間內(nèi)特定邏輯結(jié)構(gòu)的所有數(shù)據(jù)，段不能跨表空間存放。Oracle數(shù)據(jù)庫包括數(shù)據(jù)段、索引段、臨時段、回滾段等。
　　
　　模式對象（schema object）
　　Oracle數(shù)據(jù)庫的模式對象包括表、視圖、序列、同意詞、索引、觸發(fā)器、存儲.過程等，關(guān)于它們將重點(diǎn)在后面章節(jié)介紹。
　　
　　3．Oracle Server系統(tǒng)進(jìn)程與內(nèi)存結(jié)構(gòu)
　　
　　當(dāng)在計(jì)算機(jī)服務(wù)器上啟動Oracle數(shù)據(jù)庫后，稱服務(wù)器上啟動了一個Oracle實(shí)例（Instance）。ORACLE 實(shí)例（Instance）是存取和控制數(shù)據(jù)庫的軟件機(jī)制，它包含系統(tǒng)全局區(qū)（SGA）和ORACLE進(jìn)程兩部分。SGA是系統(tǒng)為實(shí)例分配的一組共享內(nèi)存緩沖區(qū)，用于存放數(shù)據(jù)庫實(shí)例和控制信息，以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的治理和操作。
　　
　　進(jìn)程是操作系統(tǒng)中一個極為重要的概念。一個進(jìn)程執(zhí)行一組操作，完成一個特定的任務(wù).對ORACLE數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)來說，進(jìn)程由用戶進(jìn)程、服務(wù)器進(jìn)程和后臺進(jìn)程所組成。
　　
　　當(dāng)用戶運(yùn)行一個應(yīng)用程序時，系統(tǒng)就為它建立一個用戶進(jìn)程。服務(wù)器進(jìn)程處理與之相連的用戶進(jìn)程的請求，它與用戶進(jìn)程相通訊，為相連的用戶進(jìn)程的ORACLE請求服務(wù)。
　　
　　為了提高系統(tǒng)性能，更好地實(shí)現(xiàn)多用戶功能，ORACLE還在系統(tǒng)后臺啟動一些后臺進(jìn)程，用于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)操作。
　　
　　系統(tǒng)進(jìn)程的后臺進(jìn)程主要包括：
　　SMON 系統(tǒng)監(jiān)控進(jìn)程：（system monitor）負(fù)責(zé)完成自動實(shí)例恢復(fù)和回收分類（sort）表空間。
　　PMON 進(jìn)程監(jiān)控進(jìn)程：（PRocess monitor）實(shí)現(xiàn)用戶進(jìn)程故障恢復(fù)、清理內(nèi)存區(qū)和釋放該進(jìn)程所需資源等。
　　DBWR 數(shù)據(jù)庫寫進(jìn)程：數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)的治理進(jìn)程。
在它的治理下，數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)中總保持有一定數(shù)量的自由緩沖塊，以確保用戶進(jìn)程總能找到供其使用的自由緩沖塊。
　　LGWR 日志文件寫進(jìn)程：是日志緩沖區(qū)的治理進(jìn)程，負(fù)責(zé)把日志緩沖區(qū)中的日志項(xiàng)寫入磁盤中的日志文件上。每個實(shí)例只有一個LGWR進(jìn)程。
　　ARCH 歸檔進(jìn)程：（archiver process）把已經(jīng)填滿的在線日志文件拷貝到一個指定的存儲設(shè)備上。僅當(dāng)日志文件組開關(guān)（switch）出現(xiàn)時，才進(jìn)行ARCH操作。ARCH不是必須的，而只有當(dāng)自動歸檔可使用或者當(dāng)手工歸檔請求時才發(fā)出。
　　RECO 恢復(fù)進(jìn)程：是在具有分布式選項(xiàng)時使用的一個進(jìn)程，主要用于解決引用分布式事務(wù)時所出現(xiàn)的故障。它只能在答應(yīng)分布式事務(wù)的系統(tǒng)中出現(xiàn)。
　　LCKn 封鎖進(jìn)程：用于并行服務(wù)器系統(tǒng)，主要完成實(shí)例之間的封鎖。
　　內(nèi)存結(jié)構(gòu)（SGA）
　　SGA是Oracle為一個實(shí)例分配的一組共享內(nèi)存緩沖區(qū)，它包含該實(shí)例的數(shù)據(jù)和控制信息。SGA在實(shí)例啟動時被自動分配，當(dāng)實(shí)例關(guān)閉時被收回。數(shù)據(jù)庫的所有數(shù)據(jù)操作都要通過SGA來進(jìn)行。
　　
　　SGA中內(nèi)存根據(jù)存放信息的不同，可以分為如下幾個區(qū)域：
　　 Oracle數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)

　　Buffer Cache：存放數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)庫塊的拷貝。它是由一組緩沖塊所組成，這些緩沖塊為所有與該實(shí)例相鏈接的用戶進(jìn)程所共享。緩沖塊的數(shù)目由初始化參數(shù)DB_BLOCK_BUFFERS確定，緩沖塊的大小由初始化參數(shù)DB_BLOCK_SIZE確定。大的數(shù)據(jù)塊可提高查詢速度。它由DBWR操作。
　　
　　b. 日志緩沖區(qū)Redo Log Buffer：存放數(shù)據(jù)操作的更改信息。它們以日志項(xiàng)（redo entry）的形式存放在日志緩沖區(qū)中。當(dāng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫恢復(fù)時，日志項(xiàng)用于重構(gòu)或回滾對數(shù)據(jù)庫所做的變更。日志緩沖區(qū)的大小由初始化參數(shù)LOG_BUFFER確定。大的日志緩沖區(qū)可減少日志文件I/O的次數(shù)。后臺進(jìn)程LGWR將日志緩沖區(qū)中的信息寫入磁盤的日志文件中，可啟動ARCH后臺進(jìn)程進(jìn)行日志信息歸檔。
　　
　　c. 共享池Shared Pool：包含用來處理的SQL語句信息。它包含共享SQL區(qū)和數(shù)據(jù)字典存儲區(qū)。共享SQL區(qū)包含執(zhí)行特定的SQL語句所用的信息。數(shù)據(jù)字典區(qū)用于存放數(shù)據(jù)字典，它為所有用戶進(jìn)程所共享。
　　
　　Cursors：一些內(nèi)存指針，執(zhí)行待處理的SQL語句
　　其他信息區(qū)：除了上述幾個信息區(qū)外，還包括一些進(jìn)程之間的通訊信息（如封鎖信息）；在多線索服務(wù)器配置下，還有一些程序全局區(qū)的信息，請求隊(duì)列和響應(yīng)隊(duì)列等。

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