Oracle数据库-第2章-Oracle体系结构(1).ppt

1、第2章 Oracle体系结构,1,开发一个信息管理系统需要存储数据，需要,2,工作情景： 创建一个新的Oracle数据库,任务分析,任务分解,任务1：认识Oracle系统的体系结构。 任务2：了解Oracle数据库的物理存储结构。 任务3：了解Oracle逻辑存储结构。 任务4：了解Oracle数据库实例的组成。 任务5：使用DBCA创建数据库。 任务6：了解Oracle数据库的启动过程。 任务7：转换数据库的启动模式。 任务8：以不同方式关闭数据库。 任务9：查看数据字典视图。,3,4,任务1,任务1. 认识Oracle系统的体系结构,5,系统的体系结构决定了数据库如何使用内存、硬件和网络，

2、以及哪个进程或程序运行在哪台机器上。 Oracle数据库服务器有两个主要的组成部分：数据库和实例(instance)。数据库的主要功能是保存数据，在物理结构上相当于是存储数据的容器，是数据的集合。Oracle实例是指数据库服务器的内存及相关后台进程。,任务1,6,Oracle 数据库是一个数据的集合，该集合被视为一个逻辑单元,Oracle 服务器,Oracle 数据库,Oracle 实例,管理数据库的后台进程和内存结构的集合称为 Oracle 实例,任务1,Oracle体系结构组件概览,7,实 例 内存结构 后台进程,PMON SMON DBWR LGWR CKPT 其他,数据库,数据文件,数

3、据文件,数据文件,控制文件,控制文件,日志文件,日志文件,参数文件,归档日志文件,口令文件,SGA,用户进程,服务器进程,PGA,共享池,数据缓冲区,日志缓冲区,Oracle体系结构,Oracle 数据库由操作系统文件组成，这些文件为数据库信息提供实际物理存储区 Oracle 数据库包括逻辑结构和物理结构,物理结构,逻辑结构,物理结构包含数据库中的一组操作系统文件。,逻辑结构指数据库创建之后形成的逻辑概念之间的关系,Oracle 数据库,8,Oracle 数据库,9,任务2,任务2. 了解Oracle数据库的物理存储结构 。,物理组件就是Oracle数据库所使用的操作系统物理文件。物理文件可分

4、为三类：,物理组件,数据文件,控制文件,日志文件,数据文件用于存储数据库数据，如表、索引数据等。,控制文件是记录数据库物理结构的二进制文件。,日志文件记录对数据库的所有修改信息，用于故障恢复,10,Oracle 物理组件,数据文件: Oracle在数据文件中存储全部的数据库数据。 它们是物理操作系统文件，它们包括诸如用户数据、系统数据和Overhead 数据等所有数据库数据 数据文件中的数据以块为单位 任何数据库创建时至少包含一个数据文件 内容： 表数据、索引数据、数据字典定义 存储过程、常用来排序的临时数据,11,数据文件,作为system用户或一些其他有特权的用户登录，查询V$DATAFI

5、LE动态性能视图： 【例2.1】查找数据文件的存放位置、大小和状态。 SQL set linesize 600 SQL select status, bytes, name from v$datafile;,12,查找数据文件,日志文件用于记录数据库所做的全部变更，以便在系统发生故障时，用它对数据库进行恢复。 日志文件主要是保护数据库以防止故障。为了防止日志文件本身的故障，ORACLE允许镜象日志(mirrored redo log)，以致可在不同磁盘上维护两个或多个日志副本。 数据库以下面两种模式运行 NOARCHIVELOG MODE ARCHIVELOG MODE,13,日志文件,LGW

6、R,日志组1,日志组2,成员1,日志组3,成员1,成员2,成员3,成员2,成员3,成员1,成员2,成员3,14,具有多个成员的重做日志组,作为system用户或一些其他有特权的用户登录，执行select语句，查询v$logfile视图 select member from v$logfile; member - e:oracleoradata redo04.log f:oracleoradata redo03.log e:oracleoradataredo02.log f:oracleoradata redo01.log,15,查找日志文件,每个数据库都有相应的控制文件，它是一个较小的二进制文

7、件，用于记录数据库的物理结构。 创建数据库时，就创建了控制文件 存储数据库的物理结构 还包括关于数据库的信息 数据库的名称 数据文件和恢复日志文件的名称及其位置 时间戳：数据库建立的日期 有关恢复数据库所需的同步信息,16,控制文件,1.在参数文件中：initxxxx.ora 2.作为system用户或一些其他有特权的用户登录，执行select语句： Select name from v$controlfile; name - e:oracleoradatacontrol01.dbf f:oracleoradatacontrol01.dbf,17,控制文件的名字和位置,initsid.ora：

8、初始化参数文件(PFILE)是一个ASCII文本文件，记录Oracle数据库运行时的一些重要参数，决定着数据库和实例的特性，如：共享池、高速缓存、重做日志缓存分配、后台进程的自动启动、控制文件的读取、为数据库指出归档日志的目标，自动联机回滚段等。 在Oracle9i之后的版本中增加了服务器端二进制参数文件(SPFILE)，默认情况下使用服务器端参数文件启动实例，初始化参数文件不仅可以在运行时修改，还可以通过scope选项决定修改过的参数值是只在本次运行中有效。,18,初始化参数文件,实训1,了解和体验数据库服务器的工作过程与原理 。,完成了任务1，请尝试实训1,实训2,给本系统创建控制文件副本

9、。,学完了文件物理结构，请尝试实训2,实训2,创建联机重做日志组和联机重做日志文件 。,学完了重做日志文件 ，请尝试实训2,22,任务3,任务3. 通过管理表空间了解Oracle逻辑存储结构,数据库的逻辑结构是从逻辑的角度分析数据库的组成。Oracle 的逻辑组件包括：,23,Oracle 逻辑组件,表空间,数据库逻辑结构包含表空间、段、扩展区、数据块组成。 表空间、段、扩展区和数据块将支配一个数据库的物理空间如何使用。,数据块:数据块是Oracle服务器所能分配、读取或写入的最小存储单元。 区:是数据库存储空间分配的一个逻辑单位，它由连续数据块所组成。区为段分配空间，它由连续的数据块组成。

10、段:是构成表空间的逻辑存储结构，段由一组区组成。 表空间: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。,数据文件,24,逻辑结构,表空间中存储在数据库空间分配中的逻辑单位称为段。 定义为分配给逻辑数据库结构的扩展区集合。 不同类型的段： 数据段 索引段 回滚段 临时段,25,段,扩展区是在表空间中被段使用的大块空间. 段在以下情况扩展区被分配: 创建 扩展 修改 段在以下情况扩展区被释放: 删除 修改 截断,26,扩展区,代表数据库存储的最佳粒度级别 在数据库创建时指定,27,数据块,28,数据文件和表空间之间的映射,Oracle存储数据逻辑上在表空间，物理上存储在数据文件中 表

11、空间: 只能属于一个数据库 能存在一个或多个数据文件 被分成逻辑的单元 数据文件: 只能属于一个表空间和一个数据库,表空间的类型：分为系统表空间和非系统表空间。 非系统表空间可以分为以下三类：永久表空间、临时表空间和回滚表空间。 Oracle10g 数据库中的典型表空间是： SYSTEM 表空间 ：系统创建数据库时自动创建，用于存储系统数据字典、系统管理信息、用户数据表、索引等对象 SYSAUX 表空间：是10g新增的辅助SYSTEM的表空间，由系统内部自动维护，不存储用户数据 USER 表空间：表空间一般主要存用户数据 UNDOTBS1 表空间：表空间用来存储撤销信息，只能存回退段，不能存其

12、他类型的段 TEMP 表空间：存储执行SQL语句时产生的临时数据（主要是排序或统计），一般此表空间所有用户通用。 状态：表空间主要有以下几种状态：联机、脱机和只读或可读写。,29,表空间的类型和状态,30,表空间的作用,数据库的控制空间分配（例如表和索引） 为数据库用户设置空间配额 备份或恢复数据 跨越设备分配数据存储可提高性能,31,创建表空间 更改表空间 设置表空间选项，如最小范围，是否自动扩展等 删除表空间 查看表空间信息,管理表空间,32,企业管理控制台创建表空间 SQL命令创建表空间,创建表空间,CREATE TABLESPACE 表空间名 DATAFILE 文件标识符,文件标识符.

13、 AUTOEXTEND ONNEXT n MAXSIZE UNLIMITED|n|OFF DEFAULT STORAGE(存储配置参数)； 例 CREATE TABLESPACE userdata DATAFILE D:Oracle11goradataorcluserdata01.dbf SIZE 10M DEFAULT STORAGE( initial 128K next 128K minextents 1 maxextents unlimited pctincrease 0 );,33,利用企业管理控制台修改表空间 使用命令行方式修改表空间 语法格式: ALTER TABLESPCE 表空

14、间名 (ADD DATAFILE 文件标识符,文件标识符. -增加数据文件 RENAME DATAFILE 文件名,文件名.TO 文件名,文件名. -修改表空间数据文件的路径 DEFAULT STORAGE(存储配置参数) -修改表空间的存储参数 ONLINEOFFLINENORMALIMMEDIATE -表空间联机/脱机 (BEGINEND)BACKUP); -修改表空间的备份状态 例 修改表空间，增加一10M的数据文件。 SQL alter tablespace userdata add datafile D:Oracle11goradataorcluserdata02.dbf size

15、10M;,修改表空间,使用企业管理控制台删除表空间 使用命令行方式删除表空间 语法格式: DROP TABLESPACE表空间名INCLUDING CONTENTS; 例 删除表空间(包括对应的数据文件) SQL drop tablespace usertbs including contents and datafiles;,34,删除表空间,35,控制台查看有关表空间信息。 命令行方式查看有关表空间信息借助数据字典视图或动态性能视图。如：V$TABLESPACE、DBA_TABLESPACE，USER_TABLESPACE, DBA_DATA_FILES等。 例 查看表空间的名称及大小。

16、SQL select t.tablespace_name, round(sum(bytes/(1024*1024),0) ts_size from dba_tablespaces t, dba_data_files d where t.tablespace_name = d.tablespace_name group by t.tablespace_name;,查看表空间信息,实训3,管理表空间 。,学完了逻辑存储结构 ，请尝试实训3,37,任务4,任务4. 了解Oracle数据库实例的组成。,Oracle 实例是后台进程和内存结构的集合,Oracle 实例,内存结构,后台进程,分配,启动,3

17、8,Oracle 实例,系统全局区 (SGA),程序全局区 (PGA),Oracle 实例启动时分配系统全局区,当服务器进程启动时分配程序全局区,Oracle 的内存结构包含以下两个内存区：,内存区,39,Oracle 实例内存结构,数据库信息存储于SGA，由多个数据库进程共享,40,SGA的内存结构,数据高速缓冲区,共享池,重做日志缓冲区,系统全局区 2-1,41,数据高速缓冲区,用于存储从磁盘数据文件中读入的数据，服务器进程将读入的数据保存在数据缓冲区中，当后续的请求需要这些数据时可以在内存中找到，不再从磁盘读取，提高了读取速度。 数据高速缓冲区中存放着Oracle系统最近使用过的数据库数

18、据块。 数据缓冲区的大小对数据库的读取速度有直接的影响。,共享池,共享池是对SQL、PL/SQL程序进行语法分析、编译、执行的内存区域。 共享池由库缓存和数据字典缓存组成。 库缓存含有最近执行的SQL、PL/SQL语句的分析码和执行计划； 数据字典缓存含有从数据字典中得到的表、索引、列定义和权限等信息。共享池的大小直接影响数据库的性能。,重做日志缓冲区,日志记录数据库的所有修改信息，日志信息首先产生于日志缓冲区。 日志缓冲区日志数据达到一定数量时，由后台进程将日志数据写入日志文件中。,系统全局区 2-1,重做日志缓冲区,在初始化参数文件中查询参数log_buffer 。 SQL show pa

19、rameter log_buffer,数据高速缓冲区,数据缓冲区直接由初始化参数文件中的db_cache_size参数决定 db_block_size用于定义标准块的大小 SQL show parameter db_cache_size,共享池,共享池的大小由初始化参数shared_pool_size决定，该参数以KB或MB为单位。默认的大小为8MB。 SQL show parameter shared_pool_size,42,系统全局区 2-2,程序全局区,PGA是用户进程私有的内存区域，不能共享。 PGA包含单个服务器进程或单个后台进程的数据和控制信息，有进程会话变量及内部数组等等。 P

20、GA 是用户进程连接到数据库并创建一个会话时自动分配, 进程中的不同部分可以相互通信，但与外界没有联系。当一个用户会话结束后，PGA释放。,43,Oracle 实例进程结构,Oracle 实例有几种不同类型的进程，它们是：,实例进程,用户进程,服务器进程,后台进程,用户进程是一个需要与Oracle服务器进行交互的程序。当用户运行一个应用程序准备向数据库服务器发送请求时，即创建了用户进程,服务器进程用于处理连接到该实例的用户进程的请求。当用户连接至 Oracle 数据库实例创建会话时，即产生服务器进程,后台进程是Oracle数据库为了保持最佳系统性能和协调多个用户请求而设置的。 Oracle 实

21、例启动时即创建一系列后台进程,44,后台进程,PMON,实例的各种后台进程是：,SMON,DBWR,LGWR,CKPT,ARCH,45,后台进程,数据库写入进程（DBWR） 管理数据缓冲区和字典缓冲区的内容，分批将修改后的数据块写回数据库文件。 日志写入进程（LGWR） 用于将联机重做日志缓存区的内容写入到联机重做日志文件中，是唯一能够读写日志文件的进程。 系统监控进程（SMON） 检查数据库的一致性。在数据库系统启动时执行恢复性工作的强制进程，对有故障的CPU或实例进行恢复。,46,后台进程,进程监控进程（PMON） 用于恢复失败的数据库用户的强制性进程，当用户进程失败后，进程监控器后台进程

22、会进行清理工作，它回滚用户进程还没做完的事务，释放该用户占用的所有数据库资源。 归档进程(ARCH) 数据库设置为归档日志模式情况下，每次日志切换时把已满的日志组进行备份或归档。 检查点进程(CKPT) 确保缓冲区内的内容隔一定时间以后进行一次对数据文件的更新。不然在数据库发生毁损时，就只能用很长时间从日志文件的记录中才能还原回来，造成系统的负担。,47,后台进程,48,任务5,任务5.使用DBCA创建数据库，深入了解数据库的整个体系结构。,任务5,49,一、利用DBCA创建数据库,案例演示,任务5,50,二、使用OEMC查看数据库信息,启动企业管理控制台 连接数据库 查看默认用户信息 查看默

23、认的控制文件 查看默认的表空间,51,查看数据库信息,实训5,掌握DBCA创建数据库的步骤和方法 。,学完了任务5 ，请尝试实训：创建数据库,52,53,任务6,任务6 了解Oracle数据库启动过程。,54,数据库的启动,启动 STARTUP FORCE NOMOUNT|MOUNT|OPEN STARTUP NOMOUNT 启动实例，但不装载数据库，用于建立和维护数据库。 STARTUP MOUNT 启动实例，装载数据库，但不打开数据库。 MOUNT：只为DBA操作安装数据库。 STARTUP OPEN或STARTUP 启动实例，装载数据库，打开数据这库，以这种方式启动的数据库允许任何有效的

24、用户连接到数据库。,启动数据库NOMOUNT,OPEN,MOUNT,NOMOUNT,SHUTDOWN,STARTUP,SHUTDOWN,启动实例,启动数据库MOUNT,OPEN,MOUNT,NOMOUNT,SHUTDOWN,STARTUP,SHUTDOWN,启动实例,打开控制文件,启动数据库OPEN,OPEN,MOUNT,NOMOUNT,SHUTDOWN,STARTUP,SHUTDOWN,启动实例,打开控制文件,打开在控制文件中的所有文件,58,任务7,任务7 转换数据库的启动模式 。,改变数据库的启动状态由NOMOUNT到MOUNT 到OPEN ALTER DATABASE MOUNT |

25、OPEN 启动实例 ，修改数据库的读写状态: ALTER DATABASE OPEN READ WRITE| READ ONLY READ WRITE: READ ONLY:,ALTER DATABASE 命令,60,任务8,任务8 以不同方式关闭数据库 。,关闭数据库用命令： SHUTDOWN NORMAL|IMMEDIATE|TRANSCATIONAL|ABORT 正常（NORMAL）关闭方式 立即（IMMEDIATE）关闭方式，立即关闭数据库 事务（TRANSACTIONAL）关闭方式 终止（ABORT）关闭方式,直接关闭数据库，系统立即将数据库实例关闭,数据库的关闭,61,实训6,7,

26、8,体验数据库的不同关闭方式 。,学完了以不同方式关闭数据库 ，请尝试实训6,7,8,63,任务9,任务9 通过查看数据字典视图获取数据库的重要信息。,想了解系统的有关内容和问题 Q 当前数据库的详细信息$DATABASE 取得oracle版本的详细信息 V$VERSION 当前数据库所有日志文件的信息v$logfile 当前数据库所有控制文件的信息。 V$CONTROLFILE 当前数据库所有数据文件的详细信息。 V$DATAFILE,64,Oracle数据字典,静态数据字典 记录了系统资源信息、用户登录信息及数据库信息等几乎所有内容 动态性能表 是一组虚拟表，记录当前数据库的活动情况和性能

27、参数。,65,Oracle数据字典,对数据库的重要性 描述Oracle系统的活动信息和所有用户对象的定义信息 包含只读表和视图信息 存放在system表空间 由SYS用户拥有 由 Oracle server维护 通过select查询信息,Control files,Data files,Redo Log files,Database,Data Dictionarytables,66,Oracle静态数据字典,静态数据字典提供有关该数据库的信息 : 数据库的逻辑结构和物理结构信息 有关数据库中对象定义、空间分布情况 关于完整性约束的信息; 用户 角色 权限 审计,67,Oracle静态数据字典,静态数据字典中的视图分为三类 范围区别: DBA:数据库中所有对象 ALL:当前用户能够访问的对象 USER:当前用户所拥有的对象,USER_xxx 当前用户所拥有的对象的信息,ALL_xxx 当前用户能够访问的对象的信息,DBA_xxx 数据库中所有对象的信息,68,静态数据字典分类,全部数据字典表的名称和解释 : dictionary全部数据字典表的名称和解释，同义词dictdict_column全部数据字典表里字段名称和解释 数据库对象: DBA_TABLES, DBA_INDEXES, DBA_TAB_COLUMNS, DBA_CONS