第02章 Oracle 9i體系結構

1、2第第2講講 Oracle 9i體系結構體系結構2-2提問提問回顧回顧數(shù)據(jù)模型的三要素中哪一個要素用于描述數(shù)據(jù)模型的動態(tài)特征數(shù)據(jù)模型的三要素中哪一個要素用于描述數(shù)據(jù)模型的動態(tài)特征？說出數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別。說出數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別。Oracle9i數(shù)據(jù)庫能不能在數(shù)據(jù)庫能不能在Linux平臺上運行？平臺上運行？SQL Server 2000能不能？能不能？Oracle9i的產(chǎn)品組成由幾部分構成？的產(chǎn)品組成由幾部分構成？引入引入從邏輯和物理的角度考慮，從邏輯和物理的角度考慮，Oracle的組成如何？的組成如何？Oracle數(shù)據(jù)庫如何保證成千上萬用戶的高性能并

2、發(fā)訪問？數(shù)據(jù)庫如何保證成千上萬用戶的高性能并發(fā)訪問？使用使用Oracle數(shù)據(jù)庫如何構建數(shù)據(jù)庫應用程序？數(shù)據(jù)庫如何構建數(shù)據(jù)庫應用程序？2-3本節(jié)課要講解的內容本節(jié)課要講解的內容Oracle 9i的的邏輯邏輯結構結構：表空間、段、區(qū)間：表空間、段、區(qū)間、數(shù)據(jù)塊、數(shù)據(jù)塊、表表、其他邏輯對象、其他邏輯對象。Oracle 9i的物理結構的物理結構：數(shù)據(jù)文件：數(shù)據(jù)文件、控制文件、日志、控制文件、日志文件文件、初始化參數(shù)初始化參數(shù)文件文件、其他文件、其他文件。Oracle 9i的總體結構的總體結構：內存結構、后臺進程、：內存結構、后臺進程、Oracle例程。例程。Oracle 9i的應用架構的應用架構：多磁

3、盤結構、磁盤映像結構：多磁盤結構、磁盤映像結構、客戶、客戶/服務器系統(tǒng)、服務器系統(tǒng)、共享服務器系統(tǒng)共享服務器系統(tǒng)、并行數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。2-4Oracle 9i數(shù)據(jù)庫的邏輯結構數(shù)據(jù)庫的邏輯結構2-5 表空間表空間（TableSpace）表空間是Oracle數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的邏輯組織單位，通過表空間來組織數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫邏輯上由一個或多個表空間組成，表空間物理上是由一個或多個數(shù)據(jù)文件組成。通過使用表空間，Oracle可以有效的控制數(shù)據(jù)庫所占用的磁盤空間，并控制數(shù)據(jù)庫用戶的空間配額。如果一個用戶的表空間空間不夠用時，可以通過添加數(shù)據(jù)文件來增加空間配

4、額。Oracle通過將表空間的聯(lián)機或脫機來控制數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的可用性，即一個表空間有兩種狀態(tài)：聯(lián)機和脫機。2-6默認表空間默認表空間 表空間名稱說 明CWMLITE用于聯(lián)機分析處理（OLAP）DRSYS用于存放與工作空間設置有關的信息EXAMPLE用于存放例程（Instance）信息INDEX用于存放數(shù)據(jù)庫中的索引信息SYSTEM是每個Oracle數(shù)據(jù)庫都必須具備的部分TEMP用于存儲臨時表TOOLS用于存放數(shù)據(jù)庫工具軟件所需的數(shù)據(jù)庫對象UNDOTBS用于保存回滾段（Rollback Segment）為RBSUSERS用于存放用戶私有信息2-7Data fileSegmentBlocksExten

5、tSegmentData fileSegmentBlocksExtentSegment表空間表空間表空間表空間/文件文件/段段/區(qū)間區(qū)間/數(shù)據(jù)塊的示意圖數(shù)據(jù)塊的示意圖2-8段段(Segment) 、區(qū)間、區(qū)間(Extent)和數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)塊 段：數(shù)據(jù)段、索引段、臨時段和回滾段。段：數(shù)據(jù)段、索引段、臨時段和回滾段。段由若干個區(qū)間組成。段由若干個區(qū)間組成。區(qū)間：由連續(xù)分配的相鄰數(shù)據(jù)塊組成。區(qū)間：由連續(xù)分配的相鄰數(shù)據(jù)塊組成。數(shù)據(jù)塊：是數(shù)據(jù)庫中最小的、最基本的存儲單數(shù)據(jù)塊：是數(shù)據(jù)庫中最小的、最基本的存儲單位。位。2-9表（表（Table）及其他邏輯對象）及其他邏輯對象 表是用于存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫對象。表

6、是用于存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫對象。按照功能的不同，表分為系統(tǒng)表和用戶表。按照功能的不同，表分為系統(tǒng)表和用戶表。系統(tǒng)表又稱數(shù)據(jù)字典，用于存儲管理用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)表又稱數(shù)據(jù)字典，用于存儲管理用戶數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫本身的數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)、口令、數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)庫本身的數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)、口令、數(shù)據(jù)文件的位置等；用戶表就是用于存放用戶的數(shù)據(jù)。的位置等；用戶表就是用于存放用戶的數(shù)據(jù)。除了表之外，除了表之外， Orac1e 9i 數(shù)據(jù)庫提供了其他邏數(shù)據(jù)庫提供了其他邏輯對象（輯對象（Logic Object），），如高級隊列如高級隊列 、數(shù)組、數(shù)組、過程和函數(shù)、包、觸發(fā)器等。、過程和函數(shù)、包、觸發(fā)器等。2-10Oracle 9i

7、數(shù)據(jù)庫的物理結構數(shù)據(jù)庫的物理結構 物理上，物理上，Oracle 9i數(shù)據(jù)庫由各種物理文件組成，每數(shù)據(jù)庫由各種物理文件組成，每個物理文件又由若干個個物理文件又由若干個Oracle塊組成。物理文件是塊組成。物理文件是構成構成Oracle 9i數(shù)據(jù)庫的基礎。數(shù)據(jù)庫的基礎。Oracle 9i數(shù)據(jù)庫的物理文件主要有以下幾種：數(shù)據(jù)庫的物理文件主要有以下幾種：（1）數(shù)據(jù)文件（）數(shù)據(jù)文件（Data file）；）；（2）控制文件（）控制文件（Control file）；）；（3）日志文件（）日志文件（Redo file）；）；（4）初始化參數(shù)文件（）初始化參數(shù)文件（Parameter file）；）；（5）其

8、他）其他Oracle物理文件。物理文件。2-11各種物理文件關系圖各種物理文件關系圖2-12數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)文件就是用來存放數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的物理文件，數(shù)據(jù)文件就是用來存放數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的物理文件， 文件文件后綴后綴“.DBF”。數(shù)據(jù)文件存放的主要內容如下：數(shù)據(jù)文件存放的主要內容如下：（1）表中的數(shù)據(jù)；）表中的數(shù)據(jù)；（2）索引數(shù)據(jù)；）索引數(shù)據(jù)；（3）數(shù)據(jù)字典定義；）數(shù)據(jù)字典定義；（4）回滾事務所需信息；）回滾事務所需信息；（5）存儲過程、函數(shù)和數(shù)據(jù)包的代碼；）存儲過程、函數(shù)和數(shù)據(jù)包的代碼；（6）用來排序的臨時數(shù)據(jù)。）用來排序的臨時數(shù)據(jù)。 2-13控制文件控制文件 控制文件用于記錄和維護整個數(shù)據(jù)庫的

9、全局物理結控制文件用于記錄和維護整個數(shù)據(jù)庫的全局物理結構，它是一個二進制文件，文件后綴為構，它是一個二進制文件，文件后綴為“.CTL” 。控制文件存放了與控制文件存放了與Oracle 9i數(shù)據(jù)庫物理文件有關的數(shù)據(jù)庫物理文件有關的關鍵控制信息，如數(shù)據(jù)庫名和創(chuàng)建時間，物理文件關鍵控制信息，如數(shù)據(jù)庫名和創(chuàng)建時間，物理文件名、大小及存放位置等信息。名、大小及存放位置等信息。控制文件在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫時生成，以后當數(shù)據(jù)庫發(fā)生控制文件在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫時生成，以后當數(shù)據(jù)庫發(fā)生任何物理變化都將被自動更新。任何物理變化都將被自動更新。每個數(shù)據(jù)庫包含通常兩個或多個控制文件。這幾個每個數(shù)據(jù)庫包含通常兩個或多個控制文件。這幾個

10、控制文件的內容上保持一致。控制文件的內容上保持一致。2-14日志文件日志文件 日志文件用于記錄對數(shù)據(jù)庫進行的修改操作和事務操作日志文件用于記錄對數(shù)據(jù)庫進行的修改操作和事務操作，文件后綴為，文件后綴為“.LOG” 。每個數(shù)據(jù)庫至少包含兩個重做日志組，這兩個日志組是每個數(shù)據(jù)庫至少包含兩個重做日志組，這兩個日志組是循環(huán)使用的。日志寫入進程（循環(huán)使用的。日志寫入進程（LGWR）會將數(shù)據(jù)庫發(fā)生）會將數(shù)據(jù)庫發(fā)生的變化寫入到日志組一，當日志組一寫滿后，即產(chǎn)生日的變化寫入到日志組一，當日志組一寫滿后，即產(chǎn)生日志切換，志切換，LGWR會將數(shù)據(jù)庫發(fā)生的變化寫入到日志組二會將數(shù)據(jù)庫發(fā)生的變化寫入到日志組二，當日志組

11、二也寫滿后，產(chǎn)生日志切換，當日志組二也寫滿后，產(chǎn)生日志切換，LGWR會將數(shù)會將數(shù)據(jù)庫發(fā)生的變化再寫入日志組一，依次類推。據(jù)庫發(fā)生的變化再寫入日志組一，依次類推。日志文件分為聯(lián)機重做日志文件和歸檔日志文件。歸檔日志文件分為聯(lián)機重做日志文件和歸檔日志文件。歸檔日志，是當前非活動重做日志的備份，可以使用歸檔日日志，是當前非活動重做日志的備份，可以使用歸檔日志進行恢復。志進行恢復。2-15日志文件的模式日志文件的模式歸檔模式歸檔模式Archivclog、非歸檔模式、非歸檔模式NoArchivelog歸檔模式，將保留所有的重做日志內容。這樣數(shù)歸檔模式，將保留所有的重做日志內容。這樣數(shù)據(jù)庫可以從所有類型的

12、失敗中恢復，是最安全的據(jù)庫可以從所有類型的失敗中恢復，是最安全的數(shù)據(jù)庫工作方式。對于非常重要的數(shù)據(jù)庫工作方式。對于非常重要的Oraclc 9i 數(shù)數(shù)據(jù)庫應用，比如銀行系統(tǒng)等，必須采用歸檔模式據(jù)庫應用，比如銀行系統(tǒng)等，必須采用歸檔模式。非歸檔模式，不保留以前的重做日志內容，適合非歸檔模式，不保留以前的重做日志內容，適合于對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)要求不高的場合。于對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)要求不高的場合。2-16初始化參數(shù)文件初始化參數(shù)文件 初始化參數(shù)文件初始化參數(shù)文件INIT.ORA是一個文本文件，定義是一個文本文件，定義了要啟動的數(shù)據(jù)庫及內存結構的大約了要啟動的數(shù)據(jù)庫及內存結構的大約200多項參數(shù)多項參數(shù)信息。啟動

13、任何一個數(shù)據(jù)庫之前，信息。啟動任何一個數(shù)據(jù)庫之前，Oracle系統(tǒng)都要系統(tǒng)都要讀取初始化參數(shù)文件中的各項參數(shù)。讀取初始化參數(shù)文件中的各項參數(shù)。初始化參數(shù)文件的主要內容如下：初始化參數(shù)文件的主要內容如下：（1）設置內存大小；）設置內存大?。唬?）設置數(shù)據(jù)庫回滾段；）設置數(shù)據(jù)庫回滾段；（3）設置要使用的數(shù)據(jù)庫和控制文件；）設置要使用的數(shù)據(jù)庫和控制文件；（4）設置檢查點；）設置檢查點；（5）設置數(shù)據(jù)庫的控制結構；）設置數(shù)據(jù)庫的控制結構；（6）非強制性后臺進程的初始化）非強制性后臺進程的初始化 2-17其他其他Oracle 物理文件物理文件 跟蹤文件跟蹤文件(Trace file)：存放著后臺進程的警

14、告和錯：存放著后臺進程的警告和錯誤信息，每個后臺進程都有相應的跟蹤文件。誤信息，每個后臺進程都有相應的跟蹤文件。警告文件警告文件( Alert file)：由連續(xù)的消息和錯誤組成，：由連續(xù)的消息和錯誤組成，可以看到可以看到Oracle內部錯誤、塊損壞錯誤等。內部錯誤、塊損壞錯誤等。備份文件備份文件( Backup file)：包含恢復數(shù)據(jù)庫結構和數(shù)：包含恢復數(shù)據(jù)庫結構和數(shù)據(jù)文件所需的副本。據(jù)文件所需的副本。口令文件口令文件( Password file)：存放用戶口令的加密：存放用戶口令的加密文件。文件。2-18Oracle 9i 數(shù)據(jù)庫服務器的總體結構數(shù)據(jù)庫服務器的總體結構Oracle 9i

15、數(shù)據(jù)庫服務器由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)數(shù)據(jù)庫服務器由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫組成。據(jù)庫組成。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)由內存結構（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)由內存結構（PGA和和SGA）、）、后臺進程和服務器進程組成。后臺進程和服務器進程組成。數(shù)據(jù)庫主要由數(shù)據(jù)文件、控制文件和日志文件數(shù)據(jù)庫主要由數(shù)據(jù)文件、控制文件和日志文件組成。組成。2-19Oracle 9i數(shù)據(jù)庫服務器的總體結構圖數(shù)據(jù)庫服務器的總體結構圖2-20內存結構內存結構 內存結構是內存結構是Oracle存放常用信息和所有運行在存放常用信息和所有運行在該機器上的該機器上的Oracle程序的內存區(qū)域。程序的內存區(qū)域。Oracle有兩種類型的內存結構：有兩種類型的內存結

16、構： 系統(tǒng)全局區(qū)系統(tǒng)全局區(qū)System Global Area，SGA 程序全局區(qū)程序全局區(qū)Program Global Area，PGA2-21系統(tǒng)全局區(qū)系統(tǒng)全局區(qū) SGA 系統(tǒng)全局區(qū)（系統(tǒng)全局區(qū)（SGA），是客戶機上的用戶進程和服），是客戶機上的用戶進程和服務器上的服務器進程都使用的內存區(qū)域。務器上的服務器進程都使用的內存區(qū)域。在在Oracle例程中，例程中，SGA是所有通信的中心，所有的是所有通信的中心，所有的用戶進程和服務器進程都可以訪問這部分內存區(qū)域用戶進程和服務器進程都可以訪問這部分內存區(qū)域，也就是說，也就是說SGA內的數(shù)據(jù)是共享的。內的數(shù)據(jù)是共享的。在數(shù)據(jù)庫非安裝階段，當創(chuàng)建例程

17、時，分配在數(shù)據(jù)庫非安裝階段，當創(chuàng)建例程時，分配SGA；當例程關閉時，釋放當例程關閉時，釋放SGA。 SGA分成分成4部分：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、字典緩沖區(qū)、日志緩部分：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、字典緩沖區(qū)、日志緩沖區(qū)和沖區(qū)和SQL共享池。共享池。 2-22程序全局區(qū)（程序全局區(qū)（PGA） PGA是存儲區(qū)中被單個用戶進程使用的內存區(qū)域。是存儲區(qū)中被單個用戶進程使用的內存區(qū)域。每一個連接到每一個連接到Oracle數(shù)據(jù)庫的進程都需要自己的數(shù)據(jù)庫的進程都需要自己的PGA，存放單個進程工作時需要的數(shù)據(jù)和控制信息，存放單個進程工作時需要的數(shù)據(jù)和控制信息，其中包括進程會話變量和數(shù)組及不需要與其他進，其中包括進程會話變量和數(shù)組及不需

18、要與其他進程共享的信息等。程共享的信息等。PGA是用戶進程私有的，不能共享。是用戶進程私有的，不能共享。PGA內部的不內部的不同部分可以相互通信，但與外界沒有聯(lián)系。同部分可以相互通信，但與外界沒有聯(lián)系。 2-23后臺進程后臺進程 所謂用戶進程指在客戶機上運行的程序，如客戶機上運所謂用戶進程指在客戶機上運行的程序，如客戶機上運行的行的SQL Plus、企業(yè)管理器等，用戶進程向服務器進程、企業(yè)管理器等，用戶進程向服務器進程請求信息。請求信息。所謂服務器進程指在服務器上運行的程序，接受用戶進所謂服務器進程指在服務器上運行的程序，接受用戶進程發(fā)出的請求，根據(jù)請求與數(shù)據(jù)庫通信。程發(fā)出的請求，根據(jù)請求與數(shù)

19、據(jù)庫通信。 Oracle 9i數(shù)據(jù)庫支持成千上百用戶的并行訪問，而且還數(shù)據(jù)庫支持成千上百用戶的并行訪問，而且還保證了數(shù)據(jù)的完整性和高性能，這其中離不開保證了數(shù)據(jù)的完整性和高性能，這其中離不開Oracle后后臺進程的支持。臺進程的支持。后臺進程幫助用戶進程和服務器進程進行通信，無論是后臺進程幫助用戶進程和服務器進程進行通信，無論是否有用戶連接數(shù)據(jù)庫它們都在運行，負責數(shù)據(jù)庫的后臺否有用戶連接數(shù)據(jù)庫它們都在運行，負責數(shù)據(jù)庫的后臺管理工作，這也是稱之為后臺進程的原因。管理工作，這也是稱之為后臺進程的原因。 2-24系統(tǒng)全局區(qū)系統(tǒng)全局區(qū)SMONARCHLGWRDBWRCKPTRECOPMONQMONOr

20、acle 9i數(shù)據(jù)庫的后臺進程數(shù)據(jù)庫的后臺進程2-25Oracle 9i數(shù)據(jù)庫的主要后臺進程數(shù)據(jù)庫的主要后臺進程系統(tǒng)監(jiān)視進程（系統(tǒng)監(jiān)視進程（SMON）：是在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)啟動時執(zhí)行恢復）：是在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)啟動時執(zhí)行恢復性工作的強制性進程性工作的強制性進程 。進程監(jiān)視進程（進程監(jiān)視進程（PMON）：用于恢復失敗的數(shù)據(jù)庫用戶的強）：用于恢復失敗的數(shù)據(jù)庫用戶的強制性進程制性進程 。數(shù)據(jù)庫寫入進程（數(shù)據(jù)庫寫入進程（DBWR）：主要管理數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和字典緩）：主要管理數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和字典緩沖區(qū)的內容，它從數(shù)據(jù)文件讀取數(shù)據(jù)，寫入到?jīng)_區(qū)的內容，它從數(shù)據(jù)文件讀取數(shù)據(jù)，寫入到SGA。 日志寫入進程（日志寫入進程（LGWR）

21、：用于將內存中的日志內容分批寫）：用于將內存中的日志內容分批寫入到日志文件中入到日志文件中 。2-26歸檔進程（歸檔進程（ARCH）：是可選進程，在當數(shù)據(jù)庫服務器以歸）：是可選進程，在當數(shù)據(jù)庫服務器以歸檔模式運行時，將已經(jīng)寫滿的聯(lián)機重做日志文件的內容拷檔模式運行時，將已經(jīng)寫滿的聯(lián)機重做日志文件的內容拷貝到歸檔日志文件中才發(fā)生。貝到歸檔日志文件中才發(fā)生。 檢查點進程（檢查點進程（CKPT）：是可選進程。用于減少例程恢復時）：是可選進程。用于減少例程恢復時間。間。 恢復進程（恢復進程（RECO）：用于分布式數(shù)據(jù)庫中的失敗處理，只）：用于分布式數(shù)據(jù)庫中的失敗處理，只有在運行分布式選項時才能使用該進程。有在運行分布式選項時才能使用該進程。 鎖進程（鎖進程（LCKn）：是可選進程。當用戶在并行服務器模式）：是可選進程。當用戶在并