《Oracle体系架构》课件

Oracle体系架构深入了解Oracle数据库的内部工作原理，揭示其强大功能的秘密。Oracle简介Oracle是全球领先的数据库管理系统（DBMS）之一。Oracle公司成立于1977年，总部位于美国加州红木城。Oracle数据库被广泛应用于各种行业和应用领域，例如金融、电信、政府和教育。Oracle软件分类11.数据库软件Oracle数据库软件，是Oracle公司核心产品，主要用于存储、管理和访问数据。22.中间件软件Oracle中间件软件，提供应用程序和数据库之间通信、集成和管理功能，包括WebLogicServer、FusionMiddleware。33.应用程序软件Oracle应用程序软件，面向特定业务领域，例如ERP、CRM、供应链管理等，涵盖各种业务功能。44.开发工具Oracle提供各种开发工具，用于构建、调试和部署基于Oracle平台的应用程序，例如SQLDeveloper、PL/SQLDeveloper。Oracle体系结构概述Oracle体系结构分为物理体系结构和逻辑体系结构。物理体系结构是指Oracle数据库在硬件上的部署方式，包括服务器、存储设备、网络等。逻辑体系结构是指Oracle数据库的软件层面的组织方式，包括数据库实例、数据库文件、进程等。物理体系结构服务器硬件服务器是Oracle数据库运行的物理基础，包括CPU、内存、磁盘和网络等组件。存储系统存储系统用于存储数据库文件，包括数据文件、控制文件和日志文件等。网络连接网络连接允许客户端连接到数据库服务器，并执行数据库操作。操作系统操作系统提供了数据库运行的环境，并管理数据库资源。逻辑体系结构逻辑结构概览Oracle数据库的逻辑结构由多个逻辑组件组成，包括数据库、模式、表、视图、索引等。模式架构每个数据库包含多个模式，每个模式代表一个用户或角色，包含一系列表、视图、索引和其他对象。表结构表是存储数据的基本单位，包含多个列和行，用于组织和管理数据。内存体系结构系统全局区(SGA)存储数据库的共享数据和控制信息，包括数据字典、缓存、日志缓冲区等。程序全局区(PGA)为每个用户会话分配，存储用户会话的私有数据和控制信息，例如SQL语句、数据缓冲区等。用户进程与用户会话关联，负责处理用户请求，访问SGA和PGA。数据缓冲区(DBBufferCache)存储最近访问的数据块，提高数据访问速度。进程体系结构服务器进程服务器进程负责管理数据库中的所有操作，并处理用户请求。它们通过后台进程来完成各种任务，如数据读写、事务处理等。用户进程用户进程代表数据库用户，并向服务器进程发出请求。它们与服务器进程通过SQL*Net通信，实现数据访问和操作。后台进程SMON系统监控进程，负责检查数据库的一致性，清理死锁的进程，并将数据库恢复到一致状态。PMON进程监控进程，负责监控数据库中所有用户进程，如果某个进程异常终止，则PMON会负责清理该进程占用的资源。DBWR数据库写入进程，负责将数据从缓冲区写入数据文件。LGWR日志写入进程，负责将更改日志从缓冲区写入日志文件。数据库文件数据文件存储实际用户数据，例如表、索引和视图。数据文件是Oracle数据库的核心组成部分，所有用户数据都存储在数据文件中。控制文件包含数据库的元数据信息，例如数据文件位置、表空间定义、日志文件路径等，用于管理和维护数据库。重做日志文件记录对数据库进行的所有更改，用于恢复数据库到一致状态，防止数据丢失。重做日志文件是Oracle数据库的重要组成部分。控制文件控制文件控制文件是Oracle数据库的关键组件之一，它包含有关数据库结构和状态的信息。控制文件记录了数据库中的所有数据文件、日志文件、表空间和用户的信息。作用它用于在数据库启动和恢复期间识别和定位数据库文件。控制文件还包含有关数据库状态的信息，例如数据库的打开模式、当前的日志序列号和最新的数据文件号。日志文件记录数据库更改用于记录数据库操作的详细信息，例如插入、更新、删除等。重做日志用于在恢复数据库时重新应用已提交的更改。撤销日志用于回滚未提交的事务，确保数据一致性。参数文件11.初始化参数包含数据库启动时所需的配置信息，如内存大小、数据库名称和数据文件位置。22.动态参数可以在数据库运行时修改，影响数据库性能和行为，例如连接数量限制和日志记录级别。33.静态参数在数据库启动时设置，通常在数据库创建时初始化，在运行时不可更改。44.存储位置存储在操作系统文件系统中，通常称为SPFILE（服务器参数文件）或PFILE（参数文件）。临时表空间11.临时数据存储用于存储排序、联接和其他数据库操作所需的中间结果。22.高速缓存临时表空间可以提高数据库性能，减少磁盘I/O。33.会话级别每个会话都有自己的临时表空间，用于隔离数据。44.自动清理当会话结束时，临时表空间中的数据会被自动清除。数据表空间存储数据数据表空间用于存储数据库中的所有数据，包括表、索引、视图等。数据段数据表空间由多个数据段组成，每个段包含一个或多个数据块。表空间类型Oracle提供多种数据表空间类型，例如SYSTEM、USERS、SYSAUX等。撤销表空间数据恢复撤销表空间用于保存事务未提交的数据，在恢复数据库时，撤销表空间可以帮助恢复未提交的事务。回滚段撤销表空间包含多个回滚段，每个回滚段都是一个数据文件，用于存储回滚信息，以便回滚未提交的事务。管理撤销表空间管理员需要配置撤销表空间的大小和数量，以确保数据库具有足够的撤销空间来支持事务。联机备份实时备份在数据库运行时进行备份，不会中断用户访问。增量备份只备份自上次备份以来更改的数据，提高备份效率。归档日志记录数据库更改归档日志文件记录数据库中所有可恢复操作。它们包含对数据文件执行的修改的日志信息。例如，插入、删除、更新和提交操作都记录在归档日志文件中。用于恢复归档日志文件用于恢复数据库到某个时间点。如果数据文件由于任何原因损坏，可以使用归档日志文件恢复数据库。如果数据库在发生崩溃或错误后恢复，归档日志文件非常重要。物理备份11.备份目的保护数据完整性和一致性，防止数据丢失，确保数据可恢复。22.备份类型完整备份、增量备份、差异备份，选择合适的备份策略。33.备份方法使用备份工具或脚本，将数据库文件和日志文件复制到备份介质。44.备份介质磁带、磁盘、云存储，选择可靠且安全的备份介质。逻辑备份逻辑备份逻辑备份仅备份数据库中的数据，包括表、视图、索引和存储过程等。数据模式逻辑备份不包含数据库的物理结构信息，如数据文件、控制文件和日志文件等。导出工具可以使用Oracle的导出工具(exp或expdp)创建逻辑备份。备份策略定期备份定期备份数据库，确保数据安全，降低数据丢失风险。增量备份只备份自上次完整备份以来更改的数据，节省时间和存储空间。差异备份备份自上次增量备份以来更改的数据，在恢复时需要结合上次完整备份和增量备份。备份验证定期验证备份数据的完整性和可用性，确保备份有效。恢复策略数据恢复恢复数据库到指定时间点，确保数据完整性和一致性。故障恢复恢复数据库系统故障，使数据库正常运行。备份恢复根据备份策略，恢复数据库到最新状态。安全恢复恢复数据安全，防范数据丢失和安全威胁。高可用性关键业务需求高可用性是企业数据库系统的重要需求，确保数据库系统在任何情况下都能正常运行，避免停机导致业务中断。提高可靠性通过冗余配置、故障切换机制和备份恢复策略，确保数据库系统在硬件故障、软件错误或网络中断时保持可用。数据复制技术数据卫士数据卫士(DataGuard)是一项数据库复制技术，提供高可用性和灾难恢复功能。金门金门(GoldenGate)是一个通用的数据复制和集成工具，支持多种数据库平台和数据类型。流复制流复制(Streams)是Oracle10g中引入的复制技术，使用日志捕获和应用来实现数据同步。Oracle网格计算Oracle网格计算是一种基于标准的计算模型，它允许将不同类型的计算资源（如服务器、存储和网络）整合到一个统一的资源池中。通过网格计算，可以提高资源利用率、降低成本，并提供更高的性能和可用性。OracleRACOracleRAC（RealApplicationClusters）是一种高可用性数据库技术，它允许多个数据库实例共享同一个数据库。这使数据库能够在多个节点上并行运行，从而提高性能和可用性。在OracleRAC中，每个实例都有自己独立的内存和进程，但它们共享同一组数据文件、控制文件和日志文件。这样，所有实例都可以访问相同的数据，并且任何实例都可以处理用户的请求。Oracle虚拟化Oracle虚拟化技术可以将物理服务器虚拟化为多个虚拟服务器。这样可以提高服务器利用率，降低硬件成本。Oracle虚拟化技术支持多种平台，包括x86、SPARC和Exadata。Oracle虚拟化技术可以与Oracle数据库、中间件和应用程序完美集成。Oracle云技术Oracle云技术提供了全面的云服务，涵盖基础设施、平台和软件。用户可以根据需求选择不同的服务，例如数据库、应用程序、分析和安全。Oracle云技术整合了Oracle的强大功能和云平台的灵活性和可扩展性，为企业提供安全、可靠的云解决方案。未来发展趋势11.云原生数据库Oracle将继续加强云原生数据库功能，提供更强大的数据管理和分析能力，提高数据可靠性、可扩展性和安全性。22.人工智能与机器学习Oracle将整合人工智能和机器学习技术，实现自动化的数据库管理和优化，提高数据库效率和性能。33.区块链技术Oracle将探索区块链技术在数据库安全、数据完整性和可信度方面的应用，提升数据管理的可靠性和透明度。44.数据治理与安全Oracle将进一步加强数据治理和安全措施，确保数据隐私、安全性和合规性，建立更加可靠的数据管理体系。总结与展望数据库技术发展数据库技术持