Oracle9i 基础知识-体系结构20060302

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重做日志缓冲区
• • • • 记录对数据库数据块所做的全部更改 主要用于恢复 其中记录的更改称作重做条目 重做条目包含用于重新构造或重做更改的 信息 • 大小由LOG_BUFFER 定义
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程序全局区
• 为连接到Oracle 数据库的每个用户进程保留的内 存 • 在创建进程时分配 • 在终止进程时回收 • 仅供一个进程使用 • 工作区的大小可以进行自动的全局管理
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集簇表
• 集簇表为存储表数据提供另一种可选的方法。簇由一个表 或共享相同数据块的一组表构成，它们之所以被组织在一 起，是因为它们共享共同的列并且经常一起使用。 • 簇具有以下特征：
– – – – – – – – 簇有一个集簇键，用来标识需要存储在一起的多个行。 集簇键可由一个或多个列组成。 簇中的表具有与集簇键相对应的列。 集簇是一种对使用表的应用程序透明的机制。可以象操作存储在 常规表中的数据那样操作集簇表中的数据。 更新集簇键中的一列可能需要移植该行。 集簇键独立于主键。簇中的表可有一个主键，它可以是集簇键， 也可以是另一组列。 创建簇通常是为了改善性能。随机访问集簇数据更快，而对集簇 表进行全表扫描通常较慢。 簇会重新规范表的物理存储，但不影响其逻辑结构。
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Oracle9i 基础知识 体系结构
徐爱兵
2006-03-02
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目
• • • • • • Oracle服务器 Oracle数据库 内存结构 进程结构 逻辑结构 表
录
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基本组件概览
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– Oracle 数据库内的数据存储在数据块内，数据块为最精 细的粒度等级。 – Oracle 数据块是Oracle 服务器能够分配、读或写的最小 存储单元。 – 一个数据块对应一个或多个从现有数据文件中分配的 操作系统块。 – 每个Oracle 数据库的标准数据块大小是在创建数据库时 由初始化参数DB_BLOCK_SIZE 指定的。 – 数据块大小应当是操作系统块大小的整数倍以避免不 必要的I/O。 – 数据块大小最大值取决于操作系统。
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数据库缓冲区高速缓存
• 存储已从数据文件中检索到的数据块的副 本 • 能够大幅提高获取和更新数据时的性能 • 通过LRU 算法管理 • 主块的大小由DB_BLOCK_SIZE 确定 • 由独立的子高速缓存组成：
– DB_CACHE_SIZE – DB_KEEP_CACHE_SIZE – DB_RECYCLE_CACHE_SIZE
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数据库写入程序(DBWn)
• 在以下情况下写入：
– – – – – – – – – 出现检查点 灰数据缓冲区达到阈值 没有空闲缓冲区 出现超时 执行了RAC ping 请求 表空间处于OFFLINE 状态 表空间处于READ ONLY 状态 对表执行DROP 或TRUNCATE操作 对表空间执行BEGIN BACKUP操作
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日志写入器(LGWR)
• LGWR 在以下情况下写入：
– – – – – 提交时 三分之一填满时 有1 MB 的重做时 每隔三秒 DBWn 写入前
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系统监控程序(SMON)
• 职责：
– 实例恢复
• 前滚重做日志中的更改 • 打开数据库供用户访问 • 回退未提交的事务处理
• 当段创建后，它至少由一个区组成。 • 随着段的增长，需要向该段添加区。 • DBA 可以手动向段添加区。
– 一个区就是一组连续的Oracle 块。 – 区无法跨越数据文件，所以，它必须存在于一 个数据文件内。
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数据块
• Oracle 服务器以Oracle 块或者数据块为单位来管 理数据文件中的存储空间
•
Oracle 数据库
– Oracle 数据库包含操作系统文件（也称为数据库文件），这些 文件为数据库信息提供了实际的物理存储。
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Oracle数据库
• Oracle 数据库（物理结构）包含以下三类文件：
– 控制文件：包含维护和验证数据库完整性所需的信息 – 数据文件：包含数据库中的实际数据 – 重做日志文件：包含数据库的更改记录，可以在出现 故障时恢复数据
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表
• 在Oracle 数据库中有几种存储用户数据的方 法：
– – – – 常规表 分区表 按索引组织的表 集簇表
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常规表
• 常规表（通常称为“表”）是存储用户数 据最常用的形式。数据库管理员对表中行 分布的控制很有限。行可能按任意顺序存 储，具体顺序取决于在表中进行的操作。
• 可选的后台进程
– – – – – – – – – – LCKn： RAC 锁管理器– 实例锁 LMON：RAC DLM 监控程序– 全局锁 LMDn：RAC DLM 监控程序– 远程锁 RECO：恢复程序 QMNn：高级排队 ARCn：归档程序 CJQ0：协调程序作业队列后台进程 Dnnn：调度程序 Snnn：共享服务器 Pnnn：并行查询从属
进程结构
• Oracle 有以下几种进程：
– 用户进程：在数据库用户请求连接到Oracle 服 务器时启动 – 服务器进程：与Oracle 实例相连接，在用户建 立会话时启动 – 后台进程：在Oracle 实例启动时启动
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用户进程
• 请求与Oracle 服务器交互的程序 • 必须先建立连接 • 不与Oracle 服务器直接交互
• 大小由共享池的大小确定
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共享池--数据字典高速缓存
• 数据库中最近使用的定义的集合 • 包括与数据库文件、表、索引、列、用户、 权限和其它数据库对象相关的信息 • 在语法分析阶段，服务器进程会在数据字 典中查找用于解析对象名和验证访问的信 息 • 将数据字典信息高速缓存到内存中，可缩 短查询和DML的响应时间 • 大小由共享池的大小决定
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归档程序(ARCn)
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逻辑结构
• Oracle 数据库体系结构包括：
– 物理结构：包括构成数据库的控制文件、联机重做日 志文件和数据文件。 – 逻辑结构：包括表空间、段、区和数据块。
• 逻辑结构的层次：
– – – – – Oracle 数据库至少包含一个表空间。 表空间包含一个或多个段。 段由区组成。 区由逻辑块组成。 块是读写操作的最小单元。
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表空间
• Oracle 数据库内的数据存储在表空间内
– Oracle 数据库可以从逻辑上分组到称为表空间的更小的 逻辑空间区。 – 一个表空间在某一时刻只能属于一个数据库。 – 每个表空间由一个或多个称为数据文件的操作系统文 件组成。 – 表空间可能包含一个或多个段。 – 表空间可以在数据库运行时联机。 – 除了SYSTEM 表空间或者有活动还原段的表空间，可 将其它表空间置于脱机状态而不会影响数据库运行。 – 表空间可以在可读写和只读状态之间切换。
• 其它关键文件结构，这些文件并不是数据库的一 部分：
– 参数文件：用来定义Oracle 实例的特性。例如，它包含 调整SGA 中一些内存结构大小的参数 – 口令文件：验证哪些用户有权启动和关闭Oracle 实例 – 归档日志文件：是重做日志文件的脱机副本，当必须 从介质失败中进行恢复时可能会需要这些副本
Oracle服务器
• Oracle 服务器
– Oracle 服务器中包含文件结构、内存结构和进程结构。 – Oracle 服务器包括一个Oracle 实例和一个Oracle 数据库。
• Oracle 实例
– Oracle 实例是后台进程和内存结构的组合。只有启动实例后， 才能访问数据库中的数据。每次启动实例时，会分配系统全 局区(SGA) 并启动Oracle 后台进程。
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分区表
• 分区表使您可以生成可伸缩的应用程序。它具有 以下特征：
– 每个分区表有一个或多个分区，每个分区存储已分区 （使用范围分区、散列分区、组合分区或列表分区） 的行。 – 分区表中的每个分区为一个段，可各自位于不同的表 空间中。 – 对于能够同时使用几个进程进行查询或操作的大型表， 分区非常有用。 – 有一些特殊的命令可用来管理一个表内的分区。
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服务器进程
• 直接与Oracle 服务器交互的程序 • 执行生成的调用并返回相关结果 • 可以是专用服务器或共享服务器
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后台进程
• 维护并加强物理结构与内存结构之间的关系 • 必备的后台进程
– DBWn，PMON，CKPT，LGWR，SMON
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内存结构
• Oracle 的内存结构由两个内存区组成：
– 系统全局区(SGA) ：在实例启动时分配，是 Oracle实例的基本组件 – 程序局区(PGA) ：在服务器进程启动时分配
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系统全局区
• SGA 主要包括以下几种内存结构：
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段
• 段是在表空间中为特定逻辑存储结构分配 的空间。 • 表空间可以由一个或多个段组成。 • 段无法跨越表空间；但是段可以跨越属于 同一表空间的多个数据文件。 • 每个段由一个或多个区组成。