第4章 DM数据库体系结构

第4章DM数据库体系结构主讲教师：时间：202x.xx.xx01DM数据库概述02DM数据库体系结构概述03DM数据库的逻辑结构04DM数据库的物理存储结构目录CONTNETS05DM数据库的安装与启动01PARTONE4.1.1DM8数据库主要特点4.1.2DM8的功能特性DM数据库概述多维融合，满足多样需求提出了面向未来的四种架构：关键业务解决方案-DM数据共享集群（DMDSC）；DM分布式事物处理架构-透明分布式数据库；DM分布式动态分析架构-数据库弹性计算；DM混合事物分析处理技术-行列融合2.0精雕细琢，提升用户体验多项细节优化，增强易用性；省心便捷的运维管理；持续增强安全性；技术生态再升级。平滑迁移，实现“软着陆”多环节保证；广泛采用渐进式的替换过程。√√√智创未来，释放多元价值DM8的弹性计算。√01PARTONE4.1.1DM8数据库主要特点4.1.2DM8的功能特性

通用性

高性能

易用性

海量数据存储和管理

全文索引DM数据库概述DM8的功能特性

高安全性高可靠、高可用性对存储模块的支持、对WEB应用的支持01DM数据库概述02DM数据库体系结构概述03DM数据库的逻辑结构04DM数据库的物理存储结构目录CONTNETS05DM数据库的安装与启动DM数据库体系结构物理存储结构存储结构逻辑存储结构DM数据库体系结构概述数据库实例物理存储结构主要用于描述数据库外部数据的存储。逻辑存储结构主要描述数据库内部数据的组织和管理方式，与操作系统没有关系。01DM数据库概述02DM数据库体系结构概述03DM数据库的逻辑结构04DM数据库的物理存储结构目录CONTNETS05DM数据库的安装与启动DM数据库的逻辑结构1.数据库由一个或多个表空间组成。2.每个表空间由一个或多个数据文件组成。3.每个数据文件由一个或多个簇组成。4.段是簇的上级逻辑单元，一个段可以跨多个数据文件。5.簇由磁盘上连续的页组成，一个簇总是在一个数据文件中。6.页是数据库中最小的分配单元，也是数据库中使用的最小的IO单元。034.3.1数据库和实例4.3.2存储结构4.3.3内存结构4.3.4线程结构数据库和实例DM数据库指的是磁盘上存放在DM数据库中的数据的集合。一般包括：数据文件、日志文件、控制文件以及临时数据文件等。实例一般是由一组正在运行的DM后台进程/线程以及一个大型的共享内存组成。简单来说，实例就是操作DM数据库的一种手段，是用来访问数据库的内存结构以及后台进程的集合。数据库实例DM由“数据库”和“实例”组成。数据库和实例03PARTTHREE4.3.1数据库和实例4.3.2逻辑存储结构4.3.3内存结构4.3.4线程结构教学分析

表空间：DM数据库中的所有对象在逻辑上都存放在表空间中。创建DM数据库时，会自动创建5个表空间：SYSTEM表空间，ROLL表空间，MAIN表空间，TEMP表空间和HMAIN表空间。SYSTEM表空间存放有关DM数据库的字典信息。ROLL表空间完全由DM数据库自动维护。该表空间用来存放事物运行过程中执行DML操作之前的值。MAIN表空间用户默认表空间。创建用户时，若没有指定默认表空间，系统自动指定MAIN为用户默认表空间。TEMP表空间当用户的SQL语句需要磁盘空间来完成某个操作时，DM数据库会从TEMP表空间分配临时段，如创建索引、无法在内存中完成的排序操作等。HMAIN表空间默认HTS表空间，完全由DM数据库自动维护。DM数据库的逻辑结构01OPTION03OPTION02OPTION04OPTION页数据页（也称数据块）是DM数据库中最小的数据存储单元。在数据库的整个生命周期内，页的大小不能改变。页头控制信息包含页类型、页地址等信息。页中部放数据。记录数据库中的每一行是一条记录。记录是存储在数据页中的，记录并不是DM数据库的存储单位，页才是。簇簇是数据页的上级逻辑单元，由连续的数据页组成。和数据页一样，一旦创建好数据库后，簇的大小不能改变。段段是簇的上级逻辑分区单元，由一组簇组成。段包括数据段、临时段、回滚段。DM数据库的逻辑结构表空间采用段、簇和页的方式进行管理。03PARTTHREE4.3.1数据库和实例4.3.2逻辑存储结构4.3.3内存结构4.3.4线程结构共享内存池DMServer启动时申请的内存。系统运行过程中需要申请内存是，在共享内存池申请。运行时内存池如会话内存池、排序区、HASH区等。数据缓冲区日志缓冲区字典缓冲区SQL缓冲区内存池缓冲区内存结构DM数据库的内存结构12数据缓冲区是DMServer在将数据页写入磁盘之前以及从磁盘上读取数据页之后，数据页所存储的地方。日志缓冲区是用于存放重做日志的内存缓冲区。字典缓冲区主要存储一些数据字典信息，如模式信息、表信息、列信息、触发器信息等。SQL缓冲区提供在执行SQL语句过程中所需要的内存，包括执行计划、SQL语句和结果集缓存。数据缓冲区日志缓冲区字典排序区SQL缓冲区DM数据库的内存结构缓冲区4231提供数据排序所需要的内存空间。用于SQL哈希连接，HASH分组等。排序区哈希区DM数据库的内存结构运行时内存池2103PARTTHREE4.3.1数据库和实例4.3.2逻辑存储结构4.3.3内存结构4.3.4线程结构

DM服务器使用“对称服务器构架”的单进程、多线程结构。服务器在运行时由各种内存数据结构和一系列的线程组成，不同类型的线程完成不同的任务。线程通过一定的同步机制对数据结构进行并发访问和处理，以完成客户提交的各种任务。DM进程中主要包括监听线程、IO线程、工作线程、调度线程、日志线程等。DM数据库的线程结构01020304工作线程工作线程是DM服务器的核心线程，它从任务队列中取出任务，并根据任务的类型进行相应的处理，负责所有实际的数据相关操作。调度线程调度线程用于接管系统中所有需要定时调度的任务。每秒钟轮训一次。IO线程DMServer需要进行IO操作的时机主要有三种：1）需要处理的数据页不在缓冲区时，将相关数据页读入缓冲区。2）缓冲区满或系统关闭时，将部分脏数据页写入磁盘。3）检查点到来时，将所有脏数据页写入磁盘。监听线程监听线程主要任务是在服务器端口上进行循环监听，一旦有来自客户的连接请求，监听线程被唤醒并生成一个会话申请任务，加入工作线程的任务队列，等待工作线程处理。DM数据库的线程结构01DM数据库概述02DM数据库体系结构概述03DM数据库的逻辑结构04DM数据库的物理存储结构目录CONTNETS05DM数据库的安装与启动DM数据库的物理存储结构DM数据库使用了磁盘上大量的物理存储结构来保存和管理用户数据。典型的物理存储结构包括：用于进行功能设置的配置文件；用于记录文件分布的控制文件；用于保存用户实际数据的数据文件、重做日志文件、归档日志文件、备份文件；用来进行问题跟踪的跟踪日志文件等，如图所示。数据文件以dbf为扩展名，是数据库中最重要的文件类型，数据文件是真实数据存储的地方，每个数据库至少有一个与之相关的数据文件。3.数据文件2.控制文件每个DM数据库都有一个dm.ctl的控制文件。控制文件是一个二进制文件，记录数据库的必要初始信息。4.重做日志文件指在DM数据库中添加、删除、修改对象，或者改变数据，DM都会按照特定的格式，将这些操作执行的结果写入到当前重做日志文件中。重做日志文件主要用于数据库的备份和恢复。1.配置文件配置文件是DM数据库用来设置功能选项的一些文本文件的集合。修改其中的某些参数可以达到两个目标：1）启动/禁用特定功能项。2）针对当前系统运行环境设置更优的参数值以提升系统性能。5.归档日志文件归档日志文件，就是在归档模式下，重做日志被连续写入到归档日志后，所生成了归档日志文件。DM数据库的物理存储结构备份文件以bak为扩展名。当数据库出现故障时，备份文件可用于数据库的还原。8.备份文件7.物理逻辑日志文件物理逻辑日志，是按照特定的格式存储的服务器的逻辑操作，专门用于DBMS_LOGMNR包挖掘获取数据库系统的历史执行语句。9.跟踪日志文件跟踪日志文件主要用于分析错误和分析性能问题，基于跟踪日志可以对系统运行状态有一个分析。6.逻辑日志文件如果在DM数据库上配置了复制功能，复制源就会产生逻辑日志文件。10.事件日志文件事件日志文件对DM数据库运行时的关键事件进行记录，如系统启动、关闭、内存申请失败、IO错误等一些致命错误。主要用于系统出现严重错误时查看并定位问题。11.数据重演文件重演文件用于数据重演，存储了从抓取开始到结束时DM数据库与客户端的通信消息。DM数据库的物理存储结构01DM数据库概述02DM数据库体系结构概述03DM数据库的逻辑结构04DM数据库的物理存储结构目录CONTNETS05DM数据库的安装与启动DM不同的产品系列DM标准版是为政府部门、中小型企业及物联网/内部网应用提供的数据管理和分析平台。它拥有数据库管理、安全管理、开发支持等基本功能，支持TB级数据量，支持多用户并发访问。企业版是伸缩性良好、功能齐全的数据库。支持多CPU，支持TB级海量数据存储和大量的并发用户，为高端应用提供数据复制、数据守护等数据管理能力。安全版拥有企业版的所有功能，并加强了其安全特性，引入强制访问控制功能，采用数据库管理员、数据库审计员、数据库安全员、数据库操作员四权分立安全机制。DMStandardEdition标准版DMEnterpriseEdition企业版DMSecurityEdition安全版DM数据库的安装与启动DM是基于客户/服务器方式的数据库管理系统，可以安装在多种计算机操作系统平台上，有Windows，Linux,HP-UNIX,Solaris,FreeBSD和AIX等。不同的系统平台有不同的安装步骤。05PARTFIVE4.5.1DM数据库安装环境需求

4.5.2Windows下DM的安装与卸载4.5.3DM数据库启动和关闭1硬件环境需求

用户应根据DM及应用系统的需求来选择合适的硬件配置，如CPU的指标、内存及磁盘容量等。名称要求CPUIntelPentium4(建议Pentium41.6G以上)处理器内存256M(建议512M以上)硬盘5G以上可用空间网卡10M以上支持TCP/IP协议的网卡光驱32倍速以上光驱显卡支持1024*768*256以上彩色显示显示器SVGA显示器键盘/鼠标普通键盘/鼠标DM数据库的安装与启动2软件环境需求名称要求操作系统Windows(简体中文服务器版sp2以上)/Linux(glibc2.3以上，内核2.6，已安装KDE/GNOME桌面环境，建议预先安装UnixODBC组件)网络协议TCP/IP系统盘至少1G以上的剩余空间DM数据库的安装与启动05PARTFIVE4.5.1DM数据库安装环境需求

4.5.2Windows下DM的安装与卸载4.5.3DM数据库启动和关闭安装前准备工作用户在安装DM之前需要检查或修改操作系统的配置，以保证DM正确安装和运行。安装程序说明将以WindowsServer系统为例。（1）检查系统信息用户在安装DM前，需要检查DM安装程序与当前操作系统是否匹配。用户可以在终端中输入systeminfo命令进行查询。如图所示。查询系统信息DM数据库的安装（2）检查系统内存与存储空间1）检查内存。为了保证DM的正确安装和运行，要尽量保证操作系统至少1GB的可用内存(RAM)。用户可以通过“任务管理器”查看可用内存。如图所示。2）检查存储空间。DM完全安装需要2GB的存储空间，用户需要提前规划好安装目录，预留足够的存储空间。查看内存DM数据库的安装2.安装DM（1）运行安装程序用户将DM安装光盘放入光驱中，插入光盘后安装程序自动运行或直接双击“setup.exe”安装程序后，程序将检测当前计算机系统是否已经安装其他版本DM。如果存在其他版本DM，将弹出提示对话框，如图所示。

点击“确定”继续安装，将弹出语言与时区选择对话框。点击“取消”则退出安装。确认界面DM数据库的安装（2）语言与市区选择

请根据系统配置选择相应语言与时区，点击“确定”按钮继续安装。如下图所示。选择语言与时区DM数据库的安装（3）欢迎页面点击“开始”按钮继续安装。如下图所示。欢迎界面DM数据库的安装（4）许可证协议

在安装和使用DM之前，该安装程序需要用户阅读许可协议条款，用户如接受该协议，则选中“接受”，并点击“下一步”继续安装；用户若选中“不接受”，将无法进行安装。如下图所示：许可证协议DM数据库的安装（5）查看版本信息用户可以查看DM服务器、客户端等各组件相应的版本信息。如下图所示：版本信息DM数据库的安装（6）验证Key文件

用户点击“浏览”按钮，选取Key文件，安装程序将自动验证Key文件信息。如果是合法的Key文件且在有效期内，用户可以点击“下一步”继续安装。如下图所示。Key文件DM数据库的安装（7）选择安装组件DM安装程序提供四种安装方式：“典型安装”、“服务器安装”、“客户端安装”和“自定义安装”，用户可根据实际情况灵活地选择。如下图所示。典型安装包括：服务器、客户端、驱动、用户手册、数据库服务。服务器安装包括：服务器、驱动、用户手册、数据库服务。客户端安装包括：客户端、驱动、用户手册。自定义安装包括：用户根据需求勾选组件，可以是服务器、客户端、驱动、用户手册、数据库服务中的任意组合。选择组件DM数据库的安装（8）选择安装目录

选择安装目录DM数据库的安装

DM默认安装在%HOMEDRIVE%\dmdbms目录下，用户可以通过点击“浏览”按钮自定义安装目录。如果用户所指定的目录已经存在，则弹出下图所示警告消息框提示用户该路径已经存在。若确定在指定路径下安装请点击“确定”，则该路径下已经存在的DM某些组件，将会被覆盖；否则点击“取消”，返回到上图所示界面，重新选择安装目录。说明：安装路径里的目录名由英文字母、数字和下划线等组成，不建议使用包含空格和中文字符的路径等。一般不建议安装在C盘，防止系统破坏时丢失数据。DM数据库的安装（9）安装前小结

显示用户即将进行的安装的有关信息，例如产品名称、版本信息、安装类型、安装目录、可用空间、可用内存等信息，用户检查无误后点击“安装”按钮进行DM的安装。如下图所示。安装前小结DM数据库的安装（10）安装过程DM数据库的安装（11）初始化数据库

如用户在选择安装组件时选中服务器组件，数据库自身安装过程结束时，将会提示是否初始化数据库，如下图所示。若用户未安装服务器组件，安装“完成”后，点击完成将直接退出。点击“取消”将完成安装，关闭对话框。初始化数据库DM数据库的安装

若用户选中创建数据库选项，点击“初始化”将弹出数据库配置工具。如下图所示。DM数据库配置助手详细初始化步骤请参考后续章节的DM数据库的配置。DM数据库的安装3.卸载DM

DM提供的卸载方式为全部卸载。在Windows操作系统中在菜单里面找到“DM数据库”，然后点击“卸载”菜单；也可以在DM安装目录下，找到卸载程序uninstall.exe来执行卸载。具体卸载步骤如下。

1）运行卸载程序。程序将会弹出提示框确认是否卸载程序。点击“确定”进入卸载小结页面，点击“取消”退出卸载程序。如下图所示。确认卸载DM数据库的卸载2）卸载小结页面。显示DM的卸载目录信息。点击“卸载”，开始卸载DM。如下图所示。卸载小结DM数据库的卸载3）执行卸载。此时会显示卸载进度。如下图所示。卸载进度

点击“完成”按钮结束卸载。卸载程序不会删除安装目录下有用户数据的库文件以及安装DM后使用过程中产生的一些文件。用户可以根据需要手工删除这些内容。如下图4所示。卸载完成DM数据库的卸载05PARTFIVE4.5.1DM数据库安装环境需求

4.5.2Windows下DM的安装与卸载4.5.3DM数据库启动和关闭启动和关闭DM数据库的方式有三种：达梦系统服务、系统服务器、命令提示符（DOS）。将以Windows操作系统为例介绍三种方式，并创建了一个实例名为DMSERVER的DM数据库。DM数据库的启动和关闭通过达梦系统服务启动和关闭DM数据库选择“开始”-->“DM数据库”-->“DM服务查看器”命令打开达梦系统服务，在服务的列表中找到“DmServiceDMSERVER”服务并右击，在弹出的快捷菜单中，完成DmServiceDMSERVER服务的各种操作（启动、停止、重新启动等）；或者在菜单栏中选择各种操作（停止、启动、重启动）。如图所示。通过DM系统服务启动、停止DM数据库DM数据库的启动和关闭2.通过系统服务管理器启动、关闭DM数据库选择“控制面板”-->“管理工具”-->“服务”命令打开Windows服务管理器。在服务器的列表中找到DmServiceDMSERVER服务并右击，在弹出的快捷菜单中或界面右边的菜单栏左上角，可完成DmServiceDMSERVER服务的各种操作（启动、停止、暂停、恢复、重新启动），如图所示。通过系统服务启动、关闭DM数据库DM数据库的启动和关闭3.在命令提示符下启动、关闭DM数据库有两种方式启动、关闭DM数据库。进入DM安装目录下的bin目录，直接打开应用程序dmserver就可以启动DM数据库。选择“搜索框”命令，在弹出的搜索框中输入“cmd”命令，按【Enter】键进入DOS窗口（建议以管理员身份打开，否则权限不够会拒绝访问）。在命令行提示符下输入cdc:\dmdbms\bin进入DM服