oracle数据库课件chapt3ORACLE实例结构.ppt

本课程主要内容,数据库系统基本原理 ORACLE的基本结构 管理数据库和数据库对象 数据库安全和保护管理 数据库的备份和恢复 SQL语言,数据库基础知识,数据库概述 数据库是一组互相关联的数据的集合，它是以文件方式存储数据，但它是数据的一种结构化高级组织形式。 以数据库为核心，并对其进行管理的计算机系统称为数据库系统，它实现了有组织地和动态地存储大量关联数据、方便多用户访问。 数据库系统=用户+DBMS+数据+应用+硬件 数据处理是指对各种类型的数据进行收集、存储、分类、计算、加工、检索和传输的过程。,数据库系统的组成,1. 数据 数据是指数据库系统中存储的对象。 2.应用程序和开发工具 针对某一个管理对象(应用)而设计的一个面向用户的软件系统，它是建立在DBMS基础上。 3. 用户 根据工作的内容，可将数据库用户分成三类：终端用户、应用程序员和数据库管理员。 4. 数据库管理系统（DBMS） 是对数据库进行管理和实现对数据库的数据进行操作的管理软件系统。它是数据库系统的核心。 5. 硬件,1. 数据结构化 它不仅描述了数据本身的特性，而且描述了数据与数据之间的种种联系。 2. 实现数据共享 实现了多个应用程序、多种语言及多个用户共享数据库中的数据 3. 减少数据冗余度 减少了存储数据的重复，节省了存储空间 4. 数据独立性 数据与程序相互独立,数据库系统的特征,数据库系统结构,数据库系统有四种结构： 单用户数据库系统 用户独用、不能共享数据。 主多式数据库系统 集中存放在主机、并发、共享数据。 分布式数据库系统 物理上分布在计算机网络的不同结点 客户/服务器数据库系统 (c/s) 客户机、数据库服务器,数据库管理系统,数据库管理系统是对数据库进行管理和实现对数据库的数据进行操作的管理系统。它是建立在操作系统基础之上、位于操作系统与用户之间的一层数据管理软件，负责对数据库的数据进行统一的管理和控制。 DBMS把用户程序和数据库数据隔离开来，用户或应用程序中的各种操作数据库及数据的命令，都要通过DBMS来执行。,用户,本课内容,1.2.1 数据库管理系统的功能: 数据库定义(用户概念物理 数据库) 数据库操纵(查询、增加、删除与修改) 数据库运行与控制(安全、完整、一致) 数据库维护(备份、恢复、监控、分析) 数据字典 数据通信(DBMS与用户程序),数据库管理系统,数据库管理系统的组成,1.数据定义语言及其翻译程序 DDL来正确地描述数据及数据之间的联系。 2.数据操纵语言及其编译程序 应用程序员或者用户使用的语言工具,进行插入、查找、修改等操作。 3. 数据库管理例行程序 系统运行控制程序和系统维护程序,如： 系统总控程序 访问控制程序 并发控制程序、工作日志程序,数据库系统设计,1. 需求分析 需求分析的重点是调查、求精、收集和分析用户在数据管理中的信息要求、处理要求、安全性要求与完整性要求等需求。 2. 数据库设计 概念设计(ERD),逻辑设计(将ER模型转换为关系模型)、物理设计(数据存储的结构和方法，空间) 3. 程序设计 4. 测试 测试可以分成单元测试，集成测试和确认测试。 5.维护 改正、适应、完善、预防性维护。,实体关系图ERD,实体关系图(ERD)是用来描述数据对象及其它们之间关系的图形化工具。ER图包含：数据对象、描述数据对象的属性及数据对象彼此间相互连接的关系。 数据对象是对软件必须理解的复合信息的表示。属性定义了数据对象的性质。数据对象彼此之间相互连接的方式称为关系 一对一关系(1:1) 一对多关系(1:N) 多对多关系(M:N),实体关系图ERD,小结,什么是数据库和数据库系统？数据库系统的组成。分类。 什么是DBMS？DBMS的功能和组成。 数据库系统设计方法。各阶段的任务。 ER图的组成和作用。,Oracle安装,2.1 Oracle数据库管理组成 数据库服务器 它是Oracle的核心，是DBMS的主要内容，它完成DBMS的功能。 客户 它是安装在用户端的软件，它也有相应的管理工具和开发工具。 网络通讯 它要通常自动安装在服务器端和客户端 开发工具 Developer 2000,JAVA等,阅读随机文档，看系统更新和升级信息 系统最小需求是否能满足。 以管理员成员组登录计算机(NT或2000) 如果有要升级的数据库，请备份数据库 安装并测试网络硬件和软件。 如果有，停止所有ORACLE进程。管理工具 开始安装：如果是128M内存，先选择只安装软件，然后用ONCA和ODCA配置网络和数据库。,安装前的准备,数据库名：它是一个数据库的名称标识，在创建数据库时由初始化参数DB_NAME指定。 全局数据库名：它是在整个网络中数据库的唯一标识，它包含数据库的名称和所在的域名，由初始化参数DB_NAME和DB_DOMAIN共同组成。 系统标识描述符SID：它是Oracle实例的惟一名称标识。如果数据库只具有一个实例，SID与数据库名相同，由DB_NAME来指定。,几个概念,ORACLE服务器安装类型,企业版数据库服务器针对高端的应用环境，适用于对安全性和性能要求很高的联机事务处理以及数据仓库等应用环境。 标准版数据库服务器提供了大部分核心的数据库功能和特性，适用部门级或工作组应用环境 个人版数据库只提供基本的数据库管理服务，它适合单用户开发环境，对系统配置要求较低。 自定义安装允许用户自由选择要安装的组件，通过用户的定制能够创建于特定环境、配置和应用程序需求的数据库服务器。,ORACLE数据库安装类型,通用类型：这类数据库能够为并发事务处理和复杂查询都提供较为优异的性能。通用类型既可支持大量并发用户对数据的快速访问，也可快速地对大量的历史数据进行数据扫描和处理，以满足DDS环境的性能需求。 事务处理：即联机事务处理( OLTP)数据库。该类型的数据库主要针对具有大量并发用户连接，并且用户主要执行简单事务处理的应用环境。银行系统数据库等。,数据仓库：该类型的数据库主要针对有大量的对某个主题大量数据进行快速访问以及复杂查询的应用环境。数据仓库也被称做“决策支持系统（DSS）”，如客户订单研究、支持呼叫、销售预测、采购模式以及其他战略性业务问题的数据处理等。,ORACLE数据库安装类型,小结,1.概念 数据库名 全局数据库名 SID(系统标识描述符) 2.服务器端和客户端的区别,第三章 ORACLE实例,实例概念及实例结构 实例的内存结构 SGA(System Global Area) PGA(Program Global Area) 实例的进程结构 ORACLE进程 后台进程,3.1 ORACLE实例结构,数据库实例(instance)是用来访问数据库文件集的内存结构及ORACLE进程的集合。一个数据库可以被多个实例访问。,一个数据库至少有一个与之对应的实例。启动数据库时先创建一个实例，然后由实例加载(即将数据库与实例联系起来)并打开数据库。用户连接到实例中，然后由实例负责与数据库通信，将处理结果返回给用户,用户、实例和数据库的关系,一个数据库至少有一个与之对应的实例。启动数据库时先创建一个实例，然后由实例加载(即将数据库与实例联系起来)并打开数据库。用户连接到实例中，然后由实例负责与数据库通信，将处理结果返回给用户,用户、实例和数据库的关系,3.2 实例内存结构,内存结构主要记录如下数据： 解析后的SQL或PL/SQL程序代码。 用户连接会话信息。 缓存的数据。 程序运行时所需的各种信息。,SGA（System Global Area）和PGA（Program Global Area）。SGA是由所有服务进程和后台进程所共享的内存段。PGA区是存放每个服务进程和后台进程所私有的数据和控制信息。Oracle中每个进程都拥有自己的PGA区。,ORACLE内存结构,系统全局区SGA,每个Oracle实例只有一个SGA，SGA区中的信息能够被所有Oracle进程共享使用。 在SGA中保存着Oracle系统与所有数据库用户的共享信息，包括在进行数据管理、重做日志管理以及 SQL程序分析时所必需的共享信息。 显示SGA的大小： SQLSHOW SGA; 动态性能视图V$SGA，V$SGASTAT。,SGA的组成,1.数据库缓存：它保存的是最近从数据文件中读取的数据(脏缓存块、空闲块、命中块） 大小：DB_BLOCK_SIZE和DB_BLOCK_BUFFERS 2.重做日志缓存:它是存储对数据库所做修改信息的缓存区。重做记录形式存储。LGWR 大小：LOG_BUFFER 3.共享池:包括库缓存、数据字典缓存和用于存储并行操作信息和控制结构的缓存。库缓存用于存放已经解析并执行过的SQL语句、PL/SQL程序代码。SHARED_POOL_SIZE,SGA的组成,4.Java池:SGA中专门为所有Java代码或JVM中的数据而分配的内存。主要存储每个会话中每个类的共享部分，包括代码向量、类的方法等只读内存。 大小：JAVA_POOL_SIZE 5.大型池：主要用于共享服务的会话内存、I/O服务进程、ORACLE备份和恢复操作和并行执行的消息缓存。 大小:LARGE_POOL_SIZE。,程序全局区PGA,程序全局区PGA是保存服务进程的数据和控制信息的内存结构，只有服务进程本身才能够访问它自己的PGA区。每个服务进程都有它自己PGA区，各个服务进程PGA区的总和 即为实例的PGA区的大小。 实例PGA的内容一般有私有SQL区和会话内存组成。私有SQL区中包含有联编变量以及 SQL语句运行时的内存结构等信息。会话内存区用于保存用户会话的变量（登录信息）以及其他与会话相关的信息。,查询PGA区内存分配信息： V$SYSSTAT 系统统计信息 V$SESSTAT 用户会话统计信息 V$PGASTAT 显示内存使用统计信息 V$SQL_WORKAREA SQL游标所用工作区信息 V$SQL_WORKAREA_ACTIVE 当前系统工作区的信息,查询PGA区,3.3 实例的进程结构,进程是操作系统中一组用于完成指定任务的动态执行的程序。进程是一个动态概念，可以动态地创建，完成任务后即会消亡。每个进程都有它自己的专用内存区。进程执行两类代码：服务器端和客户端应用 一、进程分类 1.用户进程(User Process) 用户进程运行应用程序或ORACLE工具代码，它在用户方(如客户端)工作。用户进程是通过SGA区与服务器中的Oracle进程进行通讯。,进程分类,2. Oracle进程(Oracle Process) Oracle进程是在创建实例时由Oracle本身产生，执行的是Oracle自已的服务器端的代码，用于完成特定的服务功能。 Oracle进程又分为服务进程(Server Process)和后台进程(Background Process)。 服务进程是Oracle自身创建，用于处理连接到实例中的用户进程所提出的请求。后台进程是以最有效的方式为并发用户进程提供Oracle的系统服务。,进程之间的关系,ckpt,服务进程,服务进程是Oracle自身创建，用于处理连接到实例中的用户进程所提出的请求。Oracle通过创建服务进程为连接到数据库实例中的用户进程提供服务，用户进程总是通过服务进程与ORACLE进行通讯。 服务进程主要完成如下任务： 解析并执行应用程序所提交的SQL语句。 从数据文件中读数据到SGA数据库缓存。 将数据返回给用户进程。,专用服务器进程,专用服务进程操作模式中，Oracle为每一个连接到实例的用户进程启动一个专用的服务进程。一个专用服务进程仅为一个用户进程提供服务。专用服务进程之间是完全独立的，它们不需要共享数据。在用户进程连接到实例的过程中，专用服务进程一直存在，不论用户进程是否活动，直到用户进程断开连接时专用服务进程才被终止。 专用服务进程模式下，用户进程数量与实例中的服务进程数量是一样的。,专用服务进程工作方式,适用于： 数据库的类型为数据仓库或DSS； 只有少数客户机并发连接数据库； 建立持久的、长时间的请求,共享服务器进程Shared Server Process,在共享服务器进程模式下，Oracle在创建实例时启动指定数目的服务进程（由初始化参数决定），在一个调度进程的管理下，这些服务进程可以为任意数量的用户进程提供服务。每个共享服务器进程可以为多个用户进程提供服务。减少每个连接要求的服务进程的数量。 使用资源省。 适用于：在联机事务处理(OLTP)环境中使用数据库、有大量用户需要连接到数据库、受系统内存的限制。,共享服务器进程的工作方式,后台进程,Oracle数据库将不同的工作交给多个系统进程专门进行处理。每个系统进程的大部分操作都是相互独立并且完成指定的一类任务，这些系统进程称为后台进程。 后台进程的主要作用是以最有效的方式为并发建立的多个用户进程提供Oracle的系统服务，如进行 I/O操作、监视各个进程的状态、维护系统的性能和可靠性。,后台进程与数据库进行交互的过程,数据库写进程（DBWn）,DBWn负责将数据库缓存中的脏缓存块成批写入到数据文件中。通常Oracle只在创建实例时启动一个DBWn进程(称为DBW0)。 0racle最多允许20个额外的DBWn进程(DBW1到DBW9DBWaDBWj)。由DB_WRITER_PROCESSES来决定DBWn进程的数量。 写入时间：当用户执行INSERT等更新操作时，服务进程找不到可用的空闲块；当检查点发生时，将启动DBWn进程；若发生超时；LRU列表的长度达到初始化指定值的一半时。,日志写进程（LGWR）,LGWR负责将重做日志缓存中的重做记录写入到联机重做日志文件。在LGWR进程将缓存中的数据写入重做日志文件的同时，还能够继续向缓存中写入新的数据。 写入时间： 用户进程通过COMMIT语句提交当前事务。 重做日志缓存被写满三分之一。 DBWn进程开始将脏缓存块写人数据文件。 每隔3秒(发生超时)，此时会启动LGWR。,检查点进程（CKPT）,在指定时间让DBWn进程将所有SGA数据库缓存中修改过的数据写入到数据文件，这个事件叫检查点。当检查点发生时，Oracle必须更新所有数据文件的头信息以记录检查点的详细信息。 执行检查点后所有已提交事务对数据库所做的更改全部写入硬盘，同时将对数据库控制文件和数据文件进行更新，以记录下当前的数据库结构的状态，此时数据库处于一个完整状态。,系统监视进程（SMON）,SMON在实例启动时负责对数据库进行崩溃恢复操作。如果上一次数据库是非正常关闭的，当下一次启动实例时，SMON进程会自动读取重做日志文件，对数据库进行恢复，即将已提交的事务写入数据文件、回滚末提交的事务等操作。 SMON从临时段中回收不用的存储空间和碎片。 SMON进程在实例运行期间会被定期地唤醒以检查是否有工作需要它来做。,进程监视进程（PMON）,进程监视进程PMON负责对那些失败的用户进程或服务进程进行恢复，并且释放这些进程所占用的资源。 PMON进程还会定期地检查调度程序和服务进程的状态，如果它们失败，将会尝试重新启动它们，并释放它们所占用的各种资源。与SMON进程类似，PMON进程在实例运行期间会被定期地唤醒，检查是否有工作需要它来做。如果任何其他进程需要使用到PMON进程的功能，它们将随时唤醒PMON进程。,恢复进程（RECO）,恢复进程RECO负责在分布式数据库环境中自动恢复那些失败的分布式事务。 如果将数据库配置为分布式事务处理，即将初始化参数 DISTRIBUTED_TRANSACTIONS的值设置为大于0，RECO进程会自动启动。 当分布式事务由于网络连接故障原因而失败时，RECO进程将尝试与事务相关的所有数据库进行联系，以完成对失败事务的处理工作。RECO进程一般不需要管理员进行干预，它会自动完成自己的任务。,归档进程（