ORACLE体系结构.

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oracle体系结构

Oracle 体系结构学习总结

接着oracle 1年了，这段时间一直想进行总结一下，但是一直忙于各种活动，比如打游戏，趁着出差，好好学习1个月，好久么有认证研究过了。后面的rac，dg，gg还需要进一步深入。

体系机构图：

可以看出oracle server是由oracle database+instance组成的。

Database主要由datafiles，controlfiles，redologfiles组成的

Instance主要由sga和后台进程组成

Pga User and Server process ：在执行sql语句时产生的进程

内存结构要是sga+pga组成

描述oracle数据库体系结构的组成及其关系。

Oracle数据库体系结构由以下几个部分组成：

1. 实例（Instance）：实例是在计算机内存中运行的一个进程，负责管理数据库的操作。每个实例都有自己的内存空间和进程，可以同时运行多个实例。

2. 数据库（Database）：数据库是一个存储数据的容器，包含

了表、视图、索引等对象。一个实例可以管理多个数据库，每个数据库由一个或多个数据文件组成。

3. 数据文件（Data File）：数据文件是用来存储数据库的实际

数据的文件，包含了表、索引等对象的数据。一个数据库可以有多个数据文件，每个数据文件具有独立的文件名和路径。

4. 控制文件（Control File）：控制文件是用来记录数据库的结

构和状态信息的文件，包括数据库名、数据文件的路径、表空间的信息等。一个数据库通常有一个或多个控制文件。

5. 日志文件（Redo Log File）：日志文件是用来记录数据库的

变化操作的文件，包括数据更改、事务回滚等。日志文件用于实现数据库的恢复和数据的一致性。每个数据库通常有多个日志文件。

6. 表空间（Tablespace）：表空间是数据库中逻辑数据存储的

单位，用来管理和组织对象。每个表空间由一个或多个数据文件组成，不同表空间可以包含不同的数据对象。

7. 段（Segment）：段是逻辑存储结构的基本单位，是指数据

库中的一个连续空间。每个表、索引等对象都占用一个或多个段。

8. 区（Extent）：区是段的扩展单位，是一组连续的数据块。

一个段由多个区组成。

9. 块（Data Block）：块是数据库存储的最小单位，通常是

oracle体系结构总结.

传统上Oracle体系结构由内存结构、进程结构、存储结构组成。其中，内存结构由SGA、PGA组成；进程结构由用户进程和Oracle 进程组成；存储结构由逻辑存储、物理存储组成。通过数据库的启动过程和一条sql的执行过程可以将oracle的内存结构、进程结构、存储结构串起来。

一、内存结构

(1)SGA(System Global Area):一个包含实例数据和控制信息的共享内存区域

(2)PGA(Program Global Area):一个包含服务器进程和后台进程的数据和控制信息的共享内存区域

1.1系统全局区SGA

系统全局区，是DB Server 中实例的必要组成部分，由很多小内存区共同构成，各个小内存区存放不同的信息，系统全局区用于暂存可以被所有进程（包括server process 以及background process）共享的信息，对系统的运行性能

有好处，SGA 在实例启动的时候自动分配，实例关闭时自动释放。

SGA 暂存系统的大量共享数据，对系统有相当的性能影响，所以需要为SGA 选

择适当的管理方式，根据所使用的数据库版本不同，SGA 的管理有三种方式：1）8i:SGA 的大小由所有内存组件大小之和决定，不能直接定义 SGA 大小，对内存组件的大小可后台进行修改，但只能通过直接修改参数文件的内存参数大小，而且修改完数据库必须重起后才能生效，所以这种内存管理方法叫做 SGA 的静态管理。

2）9i:SGA 的大小由初始化参数SGA_MAX_SIZ E 确定，各个内存组件大小之和不能超过这个参数。可以直接通过命令进行修改内存组件大小而不用重启，这种叫做 SGA 的动态管理

oracle数据库体系结构的构成

Oracle数据库是一种关系型数据库管理系统，其体系结构由多个组成部分构成。这些组成部分相互协作，以实现数据库的高效管理和数据的存储、检索和操作。

1. 实例（Instance）

Oracle数据库的实例是指在计算机系统中运行的一组进程，这些进程负责管理数据库的运行和操作。实例包括后台进程（background processes）和前台进程（foreground processes）。后台进程负责监控数据库的状态、管理内存和磁盘空间、处理死锁等问题，而前台进程负责处理用户的请求和查询。

2. 数据库（Database）

数据库是指存储数据的物理文件集合，包括数据文件（data files）、控制文件（control files）和日志文件（log files）。数据文件存储实际的数据，控制文件记录数据库的结构信息和一些关键参数，日志文件用于记录数据库的操作日志。数据库的设计和管理是数据库管理员（DBA）的工作。

3. 表空间（Tablespace）

表空间是数据库中逻辑存储单位，用于管理和组织数据。每个表空间包含一个或多个数据文件，表空间中的表和索引等数据库对象存储在数据文件中。表空间可以根据需求进行创建、扩展和调整，以

满足数据库的存储需求。

4. 段（Segment）

段是逻辑存储单位，是表空间中的子集，用于存储数据库对象。每个表、索引等数据库对象都分配了一个或多个段来存储数据。段可以是数据段（data segment）、索引段（index segment）、临时段（temporary segment）等，根据其存储的数据类型和使用情况而定。

Oracle数据库体系结构

一.Oracle数据库体系结构

1.实例：一组用于管理数据库文件的内存结构，实例对应着数据库；RAC/CDB CDB：CDB为数据库容器，PDB插拔数据库。在ORACLE 12C之前，实例与数据库是一对一或多对一关系（RAC），即一个实例只能与一个数据库相关联，数据库可以被多个实例所加载。而实例与数据库不可能是一对多的关系。当进入ORACLE 12C后，实例与数据库可以是一对多的关系。

RAC：允许多个Oracle数据库实例在多台服务器上共享同一个数据库存储空间，并通过集群来保证高可用性和容错性。简单来说，RAC就是将多个数据库实例连接起来，形成一个“集群”。

2.ShardingSphere:中间件，不同的数据库对应不同的实例，中间有一个中间件，使用者连接中间件；数据库中间件可以简化对读写分离以及分库分表的操作，并隐藏底层实现细节，可以像操作单库单表那样操作多库多表。

常见的中间件有MyCat，Mysql-Proxy，DRDS，Atlas，Zebra

二.Orcal数据库体系结构：Orcal服务器=数据库+实例

1.实例是暂时的，它只不过是一组逻辑划分的内存结构和进程结构，它会随着数据的关闭而消失

数据库它就是一堆物理文件（控制文件、数据文件、日志文件等等）它呢是永久存在的数据库和实例是一对一的，这种结构我们一般称为单实例体系结构；既然有一对一，那就会有一对多，在复杂的分布式结构中，一个数据库可以对多个实例，多个实例之间可以通过网络来进行数据的一个交互或着交换

2.PGA：程序全局区，为单独的服务器进程存储私有数据的内存区域（SAG属于公共资源，PAG是私有的）

简述oracle体系结构

Oracle体系结构

Oracle是一种支持分布式数据库管理系统，其体系结构主要包

括E-R图，表和索引，存储过程和视图， SQL，PL/SQL程序和组件，等等。

1. E-R图

E-R图是一种关系数据库管理系统的基本模型，其中实体表示客观事物，关系表示实体之间的联系。E-R图可以被用来描述实体和它们之间的关系，以及实体的属性和它们之间的关系。

2.表和索引

表是由一系列列组成的逻辑结构，它们包含每行和每列的数据。索引是一种特别的表，可以被用来提高表的搜索速度和性能。

3.存储过程和视图

存储过程是一种特定类型的程序，它们可以被用来完成某些操作，比如查询和更新。视图是一种准备好的查询，它们可以被用来返回数据库中的数据。

4.SQL，PL/SQL程序和组件

SQL（Structured Query Language）是一种用于在数据库中执行查询和更新操作的语言，是一种面向关系型数据库的核心语言。

PL/SQL是一种可以嵌入SQL语句的程序设计语言，用来定义复杂的

查询，更新和实现回调函数。组件是一种模块化的程序，用来构建更复杂的系统。

Oracle体系结构

第11讲Oracle体系结构
一、Oracle体系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构
2
Oracle内存结构
Oracle内存结构统称为SGA(System global area) SGA是由用户进程所共享的区域 SGA主要由以下3部分组成： 1、共享池 Shared pool 2、数据缓冲区 Database buffer cache 3、重做日志区 Redo log buffer
3
Share pool
Share pool用来存放最近执行的SQL语句和数据字典信息包含2部分： 1）库高速缓存 Library cache 用于存放最近执行的SQL语句，包括SQL语句文本、解析代码和执行计划 2) 数据字典高速缓存存放数据字典信息
4
Oracle内存结构
Database buffer cache用于存放最近访问的数据块信息 Redo log buffer用于数据库日志记录
5
Oracle逻辑结构
数据库表空间段区 Oracle块 OS块数据文件
6
DML语句的处理过程
1、解析
与查询相同
7
2、执行
1）检查被修改行在数据高速缓冲中是否存在，如果不存在，则从数据文件中将数据读到数据高速缓冲区中 2）在被修改行上加锁，防止其他用户修改相应行数据，在表上加锁，防止表结构被改变 3）将数据变化写到重做日志缓冲区

Oracle体系结构

3.1 Oracle服务器体系结构概述
数据字典
1.数据字典的概念数据字典是Oracle数据库中最重要的逻辑结构之一，它是由一些只读的基础表和视图组成。在这些基础表中，保存着Oracle服务器所有的信息。
3.1 Oracle服务器体系结构概述
数据字典 1.数据字典的概念数据字典中的信息主要包括：数据库物理结构和逻辑结构的定义数据的完整性约束信息数据库的安全信息审计信息数据库运行时的性能和统计信息其它关于数据库的基本信息
参数文件口令文件
数据文件数据文件
控制文件控制文件
日志文件归档日志文件日志文件
数据文件
数据库
Oracle构架
3.1 Oracle服务器体系结构概述
Oracle 服务器
1、Oracle数据库 Oracle数据库是一个存储数据的容器，由一些操作系统文件组成，它的基本功能是存储数据库全部的数据，数据的种类主要包括用户数据、控制数据以及操作信息等。数据库文件可分为数据文件、控制文件和重做日志文件三类。
Net
User process
Instance
Server process
PGA
Shared pool Library cache Data dict. cache
SGA Data buffer cache Redo log buffer RAM

Oracle体系结构

一个数据库中至少有一个表空间，即System 表空间。
Oracle 10g自动创建的表空间有Example, System, Sysaux, Temp, Undotbs1, users 表空间。
Oracle数据库的逻辑存储结构
段是用于存储表空间中某种特定的具有独立存储结构的对象的所有数据，它由一个或多个区组成。
➢ 每个数据库至少包含两个重做日志文件。 Oracle是采用循环方式来使用日志文件的。
Oracle数据库的物理存储结构
其他文件
➢
参数文件
➢
口令文件
➢
归档日志文件
➢
后台进程跟踪文件
➢
服务进程跟踪文件
Oracle实例的基本知识
Oracle数据库服务器主要由两部分组成：物理数据库和数据库管理系统。物理数据库是保存数据的物理存储文件。数据库管理系统是用户与物理数据库的一个中间层，是软件层。
Oracle体系结构
学习目标
➢ 理解Oracle数据库逻辑存储结构的基本概念和结构组成
➢ 理解Oracle数据库物理存储结构的基本概念和结构组成
➢ 了解Oracle实例的基本知识 ➢ 了解数据字典的基本知识
Oracle数据库的逻辑存储结构
Oracle数据库都是按照一定的逻辑结构进行组织和管理的。它的逻辑存储结构包括。
SGA区主要由以下几个部分组成。

ORACLE体系结构

ORACLE体系结构
ORACLE基本管理
• Oracle数据库系统结构 • 物理存储结构 • 逻辑存储结构
Oracle数据库系统结构
• Oracle 数据库系统结构由数据库实例和物理存储结构组成
Oracle数据库系统结构
• 在Oracle数据库的存储结构包括物理存储结构和逻辑存储结构。
– 物理存储结构主要用于描述Oracle数据库外部数据的存储，即在操作系统中如何组织和管理数据，与具体的操作系统有关；
– 逻辑存储结构主要描述Oracle数据库内部数据的组织和管理方式，与操作系统没有关系。
– 物理存储结构是逻辑存储结构在物理上的、可见的、可操作的、具体的体现形式。
Oracle数据库系统结构
表空间逻
辑
结
段
构
区
块
数据库
数据文件
控制文件
物
理
结重做日志文件
构
OS块
Oracle数据库系统结构
• Oracle数据库物理存储结构
Oracle数据库系统结构
• 数据文件：用于存储数据库中的所有数据； • 控制文件：用于记录和描述数据库的物理存储结构信息； • 重做日志文件：用于记录外部程序（用户）对数据库的改变操作； • 归档文件：用于保存已经写满的重做日志文件； • 初始化参数文件：用于设置数据库启动时的参数初始值； • 跟踪文件：用于记录用户进程、数据库后台进程等的运行情况； • 口令文件：用于保存具有SYSDBA，SYSOPER权限的用户名和SYS用户口

Oracle体系结构(共79张PPT)

Oracle使用的主要内存结构包括系统全局区SGA和程序全局区PGA。
9
日期
第9页，共79页。
SGA区
日期
10 第10页，共79页。
数据高速缓存
保存最近从数据文件中读取的数据块。分为脏缓存块、空闲缓存块和命中缓存块三类。
脏缓冲块：当执行INSERT、UPDATE以及 DELETE操作时，服务器进程修改数据高速缓存的相应数据，此时缓冲区的内容与数据文件中的内容不一致。
Oracle数据库
服务器
数据库
日期
Oracle进程
SGA区
物理存储
逻辑存储
后台进程
服务进程
数据文件控制文件日志文件
初始化文件密码文件
归档文件
表空间
段
区
块
7 第7页，共79页。
请大家看一下书上§2.2 Oracle内存结构
8
日期
第8页，共79页。
Oracle内存结构
内存是Oracle重要的信息缓存和共享区域，主要存储执行的程序代码、连接的会话信息以及程序执行期间所需数据和共享的信息等。
该过程被称为应急恢复，正是由SMON完成的，SMON还负责
在启动实例时清理临时段和合并区碎片。
34
日期
第34页，共79页。
一致性处理
如果数据文件、控制文件、重做日志的当前SCN值完全一致，

Oracle数据库的体系结构介绍

Oracle数据库的体系结构介绍Oracle数据库是目前世界领先的企业级关系数据库管理系统，其卓

越的性能、可靠性以及安全性被广泛地应用于企业级应用系统中。本

文将详细介绍Oracle数据库的体系结构，帮助读者更好地了解Oracle

数据库。

一、概述

Oracle数据库的体系结构分为三层：物理层、逻辑层和视图层。物

理层描述了数据在物理介质上的存储方式和管理方式；逻辑层主要由Oracle数据库的核心服务组成，该层体现了Oracle数据库的最核心功能；视图层则提供给应用程序用户和管理员使用，是Oracle数据库的

最外层。

二、物理层

Oracle数据库的物理层包括数据文件、控制文件和重做日志文件。

其中，数据文件用于存储数据表、索引和其他对象的数据；控制文件

则记录了数据库的结构信息和操作日志，是维护数据库一致性和恢复

数据的关键元素；重做日志文件用于记录正在进行的操作和已经完成

的操作，以便在系统崩溃或停机时进行恢复。

三、逻辑层

Oracle数据库的逻辑层包括多个服务组件，如SQL解析器、优化器、缓存池、锁管理器、存储管理器等。其中，SQL解析器用于解析SQL

语句，将其转换成可执行的优化器，并进行语法和语义检查；优化器

则负责分析并优化SQL执行计划，以提高查询效率；缓存池用于存储查询结果和表空间等数据对象，提高查询响应速度；锁管理器则负责管理并发访问，防止数据冲突，保证数据库的一致性和稳定性。

四、视图层

Oracle数据库的视图层提供了多种视图和接口，包括SQL*Plus、SQL Developer、Toad等。其中，SQL*Plus是Oracle自带的命令行工具，提供简单的SQL语句执行和结果输出；SQL Developer是Oracle 提供的图形化界面工具，提供更为便捷的数据库管理和开发支持；Toad则是第三方软件，提供了更为强大和灵活的数据库管理和开发支持。

《ORACLE系统架构》课件

ORACLE系统的性能调优
1 性能调优的目标
性能调优的目标是提高数据库的响应速度和吞吐量，减少资源的消耗。
2 常见的性能问题及解决方法
常见的性能问题包括查询缓慢、死锁等，可以通过索引优化、语句重写等方式进行解决。
3 优化SQL查询语句的技巧
通过合理的索引设计、使用绑定变量、避免过度连接等技巧可以提高SQL查询的性能。
ORACLE数据库的工作原理
1
数据库的启动和关闭过程
ORACLE数据库的启动过程包括加载ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数
连接和会话
2
文件、创建后台进程等步骤，关闭过程则是相反的操作。
连接是指应用程序与数据库之间建立的
通信链路，而会话是连接上下文中的一
个操作环境。
3
数据库请求的处理流程
当应用程序提交一个数据库请求时， ORACLE数据库会按照一定的流程对请求进行处理，包括解析SQL语句、执行优化等。
ORACLE数据库的组成部分
数据库实例
数据库实例是ORACLE数据库在内存中的一个运行实例，包括各种后台进程和内存结构。
数据文件和表空间
数据文件是物理存储在磁盘上的数据库文件，而表空间是逻辑上划分的存储单元。
逻辑结构和物理结构
逻辑结构定义了数据库中表、视图等对象的逻辑关系，而物理结构则定义了数据在磁盘上的存储方式。

Oracle数据库体系结构(详细版)

Oracle体系结构

Oracle核心竞争力

可扩充性：

Oracle系统有能力承担增长的工作符合，并且相应的扩充系统资源利用情况。

可靠性：

无论出现系统资源崩溃，电源断电还是系统故障的时候，我们都可以对Oracle进行配置。以保证检索用户数据事务处理的时候，不受到影响。

可管理性：

数据库管理员可以微调Oracle使用内存的方式，以及Oracle向磁盘写入数据的频率。并且管理可以调整，数据库为连接到数据库的用户分配操作系统进程的方式。

Oracle总体结构分为三个部分

第一部分：系统全局区（SGA）

第二部分：程序全局区和后台进程

第三部分：Oracle的文件

如果从功能上划分的话：

存储结构：由这些文件就构成了Oracle的物理存储结构。

内存结构：使用内存最多的是SGA，也是影响数据库系统性能最大的一个参数。

进程结构：前台进程服务进程和用户进程，是根据实际需要而运行的，并在需要结束后立刻结束。后台进程是指Oracle数据库启动后自动启动的几个操作系统进程。

存储结构

包括物理结构和逻辑结构，既独立又相互联系的。

物理结构：是和操作系统平台有关的。

逻辑结构：逻辑存储结构是和操作系统平台无关的。

_______________________________________________________________________________

这个图是两种存储结构中的对应关系

表空间包括系统表空间和用户表空间。表空间也是最大的逻辑单位。

块是最小的一个逻辑单位。

逻辑结构的表空间对应着物理结构的数据文件，也就是创建表空间的时候要给它指定数据文件，但是一个表空间可以对应多个数据文件。表空间的大小也就是他包含的数据文件大小的总和。

【Oracle体系结构】

Oracle 体系结构 1

Oracle 体系结构

1、 ORACLE 实例——包括内存结构与后台进程

2、 ORACLE 数据库——物理操作系统文件的集合

3、了解内存结构的组成

4、了解后台进程的作用

5、了解数据库的物理结构

6、了解数据库的逻辑结构

一、ORACLE 实例

1、ORACLE 实例

System Global Area(SGA) 和 Background Process 称为数据库的实例。

2、ORACLE 数据库

即一系列物理文件的集合：

@数据文件：存储数据，以.dbf 做后缀。一句话：一个表空间对多个数据文件，一个数据文件只对一个表空间。dba_data_files/v$datafile 。

@控制文件：存储实例、数据文件及日志文件等信息的二进制文件。alter system set control_files=‘路径’。V$CONTROLFILE 。

@日志文件：即Redo Log Files 和Archivelog Files 。记录数据库修改信息。ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE; 。V$LOG 。

@参数文件：记录基本参数。spfile 和pfile 。

@警告文件：show parameter background_dump_dest---使用共享服务器连接

@跟踪文件：show parameter user_dump_dest---使用专用服务器连接

（Ps ：专用服务器适用于开发阶段，简单，连接少。反之，共享服务器适用于实际应用环境，多应用，高并发。这两种其他更详细的区别就劳驾谷歌度娘了。）

Oracle体系结构详解

Oracle体系结构就是围绕这张图展开的，要想深入了解oracle，就必须把这张图搞明白。如图：

一、基本组成：

Oracle server：

一般情况下是一个instance和一个database组成

1个instance只能对应一个数据库。

特殊：1个数据库可以有多个instance（rac）

一台服务器上同时可装多套版本的数据库软件，每个数据库软件可建多个数据库，但是每个数据库只对应一个instance，也可以理解成每个数据库只有一个SID 。

利用DBCA建出的每个库都是相对独立的，在同一服务器上如果创建多库必须将环境变量的参数文件做区分，并且在对实例切换时需如下操作：

connect 用户名/密码@实例的服务名

Oracle Instance：

是由内存（SGA）和后台进程（backupground Process）组成

通过instance来访问database

一个实例只能打开一个数据库

Oracle database：

数据文件（Data files）：

数据文件永远存储数据库的数据，包括数据字典、用户数据（表、索引、簇）、undo数据等

重做日志（Redo log）：

“先记后写”

重做日志用于记录数据库的变化，当进行例程恢复或介质恢复时需要使用重做日志

执行DDL或DML操作时，事物变化会被写到重做日志缓冲区，而在特定的时刻LGWR会将重做日志缓冲区中的内容写入重做日志。

控制文件（Control file）

控制文件用于记录和维护数据库的物理结构，并且每个Oracle数据库至少要包含一个控制文件。

归档日志（Archive log）: