oracle体系结构
Oracle体系结构：物理结构，逻辑结构，内存结构，数据库实例和进程，数据字典
物理结构：数据文件，日志文件，控制文件，配置文件
数据文件用来存储数据库中的全部数据，如数据库表中的数据和索引数据。
通常为后缀名为.dbf格式的文件。
日志文件（又称重做日志文件），用于记录数据库所做的全部变更（如增加、删除、修改），以便在系统发生故障时，用它对数据库进行恢复。
名字通常为Log*.dbf格式
控制文件每个Oracle数据库都有相应的控制文件，用于打开、存取数据库。
它们是较小的二进制文件，其中记录了数据库的物理结构。
名字通常为Ctr*.ctl格式
配置文件是一个ASCII文本文件，记录Oracle数据库运行时的一些重要参数。
名字通
常为initsid*.ora格式，如：initCIMS.ora，SID相当于它所控制的数据库的标识符。
每个Oracle 数据库和实例都有它自己惟一的init.ora文件。
逻辑结构：表空间，段，区，数据库块，模式对象
Oracle中除了用户创建的存放数据对象的数据表空间外，还有以下类型的表空间：
（1）System表空间
（2）回滚表空间（RollBack TableSpace）
（3）临时表空间（Temp TableSpace）
段：数据段，索引段，临时段，回退段
区是由很多连续的数据块组成的数据库存储空间。
缺省情况下，数据库会使用表空间中存储的存储参数来管理他们的区。
Oracle数据库的模式对象包括表、视图、序列、同义词、索引、触发器、存储过程等。
内存结构：系统全局区，程序全局区，排序区，软件代码区
系统全局区（SGA，System Global Area.）是内存结构的主要组成部分，是Oracle为一个实例分配的一组共享内存缓冲区，保存着Oracle系统与所有数据库用户的共享信息，包括数据维护、SQL语句分析，重做日志管理等。
是实例的主要部分。
数据块缓冲区中存放着Oracle系统最近从数据文件中读取的数据块。
数据块缓冲区又称用户数据高速缓冲区，为所有与该实例相链接的用户进程所共享。
在Oracle9i中，数据库缓存的大小可以直接由初始化参数DB_ACHESIZE指定，该参数可以直接以K字节或M字节为单位来设置数据库缓存的大小。
字典缓冲区用于保存数据字典中的行。
数据字典缓冲区也通过最近最少使用（LRU）算法来管理。
大小由数据库内部管理。
字典缓存区是SQL共享池的一部分，共享池的大小（以字节为单位）由数据库文件init.ora中的SHARED_POOL_SIZE参数来设置
对数据库进行修改的任何事务（Transaction）在记录到重做日志之前都必须首先放到重做日志缓冲区（Redo Log Buffer.）中。
重做日志缓冲区是专为此开辟的一块内存区域，重做日志缓存中的内容将被LGWR后台进程随时写入重做日志文件
共享SQL池（Shared SQL Pool）相当于程序高速缓冲区，所有的用户程序都存放在共享SQL 池中。
SQL共享池包括库高速缓存、数据字典高速缓存和服务器控制结构
Java池为Java命令提供语法分析。
缓冲池把大数据集与其他的应用程序分开，以减少它们争夺数据块缓冲区内相同的资源。
可以在SGA中创建多个缓冲池
数据库是指物理上的数据库文件或逻辑上的数据库结构。
基于之上管理和控制物理数据库的软件系统，称为数据库管理系统（DBMS）。
数据库实例和进程
数据库实例是指软件系统中用来访问数据库文件集的存储结构以及后台进程的集合，它是存取和控制数据库的软件机制
对Oracle数据库管理系统来说，进程由用户进程、服务器进程和后台进程所组成。
用户进程服务器进程：当用户运行一个应用程序时，系统就为它建立一个用户进程。
用户进程执行的是一个应用程序或Oracle工具程序的代码，以完成用户所指定的任务。
用户进程不是实例
服务器进程处理与应用程序相连的用户进程的请求，它与用户进程相通讯，为相连的用户进程的Oracle请求服务。
Oracle的后台进程主要包括：
（1）SMON系统监控进程（system monitor）
（2）PMON进程监控进程（process monitor）
（3）DBWR数据库写进程
（4）LGWR日志文件写进程
（5）ARCH归档进程（archiver process）
（6）RECO恢复进程
（7）LCKN封锁进程
数据字典
数据字典是Oracle数据库的核心组件，它是对用户来说为只读类型的表和视图组成。
在其中保存着关于数据库系统本身以及其中存储的所有对象的基本信息。
数据库对象所有的框架对象的定义（表、视图、索引、群集、同义词、序列、过程、函数、包、触发器等）
为框架对象如何分配和使用空间
列的默认值
完整性约束信息
数据库安全信息，包括用户、权限、角色等
审计信息
一个数据字典包括基础表，动态性能视图及数据字典视图。
数据字典视图又包含ALL视图，USER视图和DBA视图。
Oracle体系结构
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月15日 星期四9时51分 17秒T hursday, October 15, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。09:51:1709:51:1709:5110/15/2020 9:51:17 AM
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2
Oracle实例
实例 SGA
后台进程
wanghailiang
3
Oracle数据库
参数文件
控制文件
口令文件
数据文件
重做日志 归档日志
数据库
wanghailiang
4
SELECT * FROM emp ORDER BY ename;
用户进程
处理查询
Statement Handle Handle
解析
相信相信得力量。20.10.152020年10月 15日星 期四9时51分17秒20.10.15
描述oracle数据库体系结构的组成及其关系。
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8KB大小。
每个数据文件由多个块组成。
以上组成部分之间的关系如下：- 实例与数据库：一个实例可以管理多个数据库，每个数据库都有自己的实例。
- 数据库与数据文件：一个数据库可以由一个或多个数据文件组成，每个数据文件存储数据库的实际数据。
- 实例与控制文件：一个实例通常有一个或多个控制文件，控制文件记录了数据库的结构和状态信息。
Oracle体系结构
一、安装安装过程中的几个关键点：全局数据库名、系统标识符（SID，实例名）、服务器参数文件（SPFILEXXX(实例名).ORA）。
监听器的配置：server\NETWORK\ADMIN 文件夹下的参数文件（listener.ora，tnsnames.ora）。
二、Oracle 体系结构1、实例实例是后台进程和内存结构的集合，必须启动实例才能访问数据库中的数据，一个实例只能打开并使用一个数据库。
实例启动时，将分配一个系统全局区（SGA）并启动一系列的后台进程，每个后台进程执行不同的任务。
2、数据库Oracle 数据库物理上指一组操作系统文件（数据文件），逻辑上指数据库创建后的逻辑关系。
3、会话会话时用户与Oracle 服务器的单个连接，建立连接时创建，断开连接时关闭。
当一个数据库用户同时对服务器产生多个连接时，则为该用户创建多个并行会话。
4、内存Oracle 内存结构包含以下两个内存区：系统全局区（SGA）：实例启动时分配该内存区。
程序全局区（PGA）：服务器进程启动时分配该内存区。
A、系统全局区（SGA，System Global Area 共享全局区）用来存储数据库信息，并由服务器进程共享。
按作用可分为：● 共享池（Shared Pool）【操作共享】共享池包括库缓存区（Shared SQL & PL/SQL）和数据字典缓存。
a.库缓存区：包括最近执行的SQL 解释版本，PL/SQL 过程、函数等程序单元的编译版本，方便用户共享调用，节省开销及提高进程速度。
b.数据字典缓存：把频繁用到的数据字典（表，列，索引、权限等信息）存储到内存中，能减少SQL语句引起的性能上冲突。
● 数据缓冲区（Data Buffer Cache）【记录共享】主要作用是将需要读取或者存取的数据块进行一个缓冲，从而减少太过频繁的对磁盘进行读和写的操作。
所有同时上线的用户都可以共享这个区域。
进程在处理一个查询时，优先查找内存中是否有所需的数据块，提高了读取速度。
oracle 体系结构
三、oracle 体系结构1、oracle内存由SGA+PGA所构成2、oracle数据库体系结构数据库的体系结构是指数据库的组成、工作过程与原理，以及数据在数据库中的组织与管理机制。
oracle工作原理：1)、在数据库服务器上启动Oracle实例；2)、应用程序在客户端的用户进程中运行，启用Oracle网络服务驱动器与服务器建立连接；3)、服务器运行Oracle网络服务驱动器，建立专用的服务器进程执行用户进程；4)、客户端提交事务；5)、服务器进程获取sql语句并检查共享池中是否有相似的sql语句，如果有，服务器进程再检查用户的访问权限；否则分配新的sql共享区分析并执行sql语句；6)、服务器从实际的数据文件或SGA中取得所需数据；7)、服务器进程在SGA中更新数据，进程DBWN在特定条件下将更新过的数据块写回磁盘，进程LGWR在重做日志文件中记录事务；8)、如果事务成功，服务器进程发送消息到应用程序中。
3、oracle服务器i、oracle服务器由oracle数据库和oracle实例组成。
ii、oracle数据库是一个数据的集合，存放在数据文件里，该集合被视为一个逻辑单元。
iii、oracle实例由管理数据库的后台进程和内存结构所构成。
4、oracle实例i、Oracle实例是内存结构和后台进程的集合ii、启动Oracle实例的过程，即：分配内存、启动后台进程iii、Oracle实例的内存包括SGA和PGA；当启动实例的时候分配SGA；当服务器进程建立时分配PGA；一般情况下，SGA:PGA=8:1分配内存。
iiii、Oracle实例的后台进程包括SMON、PMON、DBWR、LGWR、ARC、CKPT等。
5、SGA(System Global Area): 系统全局区i0、数据库信息存储于SGA，由多个数据库进程共享。
i1、SGA包括：共享池、数据缓冲区、日志缓冲区、Large池、Java池、Stream池。
oracle数据库体系结构的构成
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。
5. 区（Extent）区是段的子集，是数据的最小单位。
每个段由一个或多个区组成，每个区的大小是固定的。
当一个段需要存储更多的数据时，会动态地分配新的区来扩展段的大小。
6. 块（Block）块是存储数据的最小单位，是操作系统中文件系统的块大小。
Oracle数据库体系结构
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）3.SGA：系统全局区，所有用户都可以访问的共享内存区域启动Oracle数据库时，系统先在内存内规划一个固定区域，用来储存用户需要的数据，以及Oracle运行时必备的系统信息4.后台进程结构，此处只罗列必须启动的5个后台进程系统监控器SMON：负载检查数据库一致性，有必要会在数据库打开时启动数据库恢复进程监视器PMON：负责一个Orcal数据库进程失败时清理资源，会定期唤醒或者被其他主动事务主动唤醒数据库写进程DBWR：负责将更改的数据从“数据库高速缓冲区”写入“数据文件”日志写进程LGWR：负载把日志数据写到练级日志文件检查点进程SKPT：负责检查点操作，主要检查数据库状态一致性和记录系统变更时间5.三个文件1)控制文件：存储数据库结构，一个控制文件只属于一个数据库，包含数据文件日志文件信息及相关状态归档信息，2)数据文件：存储数据，xxx.dbf文件存储着系统数据，数据字典数据，索引数据及用户存储的数据3)日志文件：存储与事务有关的重做日志三.逻辑存储结构1.块是Oracle用来管理存储的最小单元，也是最小的逻辑存储结构2.区是Oracle数据库分配空间的最小单位3.段由多个区组成，这些区可以是连续的，也可以是不连续的4.表空间是Oracle数据库的最大逻辑划分区域，通常用来存放数据表、索引、回滚段等数据对象。
简述oracle体系结构
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数据库体系结构
在Oracle 9i之前，初始化参数都是以文本格式存放 的。在Windows平台上，建议将PFILE文件存放在 %ORACEL_HOME%\database目录中，文件名为 initSID.ora，其中SID为实例名。
（2）SPFILE
SPFILE是以二进制格式存放的。在Window 平台上，Oracle建议将SPFILE存放在 %ORACLE_HOME%\dbs 目录中。文件名为sp。
2.4.2 段
• 段是用户建立的数据库对象（如：表，索引， 簇等）的存储表示。它是有一个或多个区组 成的。
• 当建立表、索引、簇时，Oracle会为这些对 象分配段，以存放它们的数据信息，并且段 名与对象名完全相同。
• 用户建立的每一个表都会有一个在表空间中 存储的逻辑段。为用户所建立的对象生成的 段都要在磁盘上占用空间。
• 日志文件主要用于数据库恢复。
• 查看重做日志文件
SQL> select member from v$logfile;
MEMBER -------------------------------------------------E:\ORACLE\PRODUCT\10.2.0\ORADATA\ORCL\REDO03.LOG E:\ORACLE\PRODUCT\10.2.0\ORADATA\ORCL\REDO02.LOG E:\ORACLE\PRODUCT\10.2.0\ORADATA\ORCL\REDO01.LOG
db_block_size 指定标准oracle块的尺寸
db_cache_size 指定标准数据高速缓存的尺寸
share_pool_size 指定共享池的尺寸
常用初始化参数（一）
参数名 log_buffer sga_max_size java_pool_size large_pool_size
Oracle体系结构(共79张PPT)
32
日期
第32页，共79页。
分析
在执行COMMIT操作时，后台进程LGWR要 开始工作，所以事务变化被记载到重做日志 中。因为只有在发出检查点时，才会将SCN 值写入控制文件和数据文件头部，所以控制 文件和数据文件的SCN值保持一致，并且存 放的是先前检查点的SCN值。
控制文件和数据文件的SCN值一致，与重做 日志不一致！
28
日期
第28页，共79页。
CKPT工作原理
当Oracle发出检查点时，系统会将检查点时刻的
SCN值写入到控制文件和数据文件头部，同时还会促
使DBWR进程将所有脏缓冲区写入到数据文件中。
29
日期
第29页，共79页。
检查点工作机制
在DBWR进程工作之前，LGWR进程首 先将重做日志缓冲区内容写入到重做日志文 件，即该时刻的SCN值会被写入重做日志。
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。
当CKPT进程工作的时候，会将当前时 刻的SCN值写入数据文件和控制文件。
在发出检查点时刻，数据文件、控制文 件和重做日志的SCN值完全一致。
30
日期
第30页，共79页。
系统恢复
当运行Oracle Server时，在访问数据 文件、控制文件和重做日志时，Oracle会定 期检查并比较每种文件的SCN值，确定文件 是否损坏、系统是否出现异常，最终确定系 统是否需要进行恢复。
Oracle数据库体系结构小结
Oracle数据库体系结构小结——参考文献：Concepts双语版Oracle数据库体系结构分为四大体系结构，即：Oracle网格体系结构、应用体系结构、物理数据库结构、逻辑数据库结构；一、 Oracle网格体系结构：Oracle是第一个为企业网格计算而设计的数据库。
在网格体系中所有资源被统一储备、随需分配。
回顾网格的相关内容：1、网格将相似的IT资源整体地看做一个池。
2、网格中管理的IT资源包括：基础设施：组成数据存储、软件运行环境的硬件和软件；应用：定义业务过程（business process）的程序逻辑(program logic)和流程(flow)；信息：蕴含于各种数据中用于指导业务的数据的内在含义；3、网格中的两个独特核心理念：虚拟化和资源供给；虚拟化，就是将各类独立的资源视为一个池，经过抽象后提供给资源消费者。
这意味着打破了资源提供者与资源消费者之间的硬性联系（也就是说没有明确规定哪一块资源就是某个消费者独有的）。
资源供给，就是当消费者通过虚拟层请求资料时，网格在幕后找出满足需求的资源，并分配给消费者。
注：基础设施、应用、信息三种资源的虚拟化与资源供给的具体方法各不相同，但思路是相通的。
并且通过网格供给三种资源给用户带来的益处也各不相同，但都具备商质量、低造价、及灵活的特点。
将基础设施资源视为一个池并随需分配，提高了资源利用水平，减少了冗余资源，节约了软硬件购买资金。
数据库服务器的网格特性：1、基础设施网格：A、服务能力虚拟化：Oracle实时应用集群（RAC Oracle Real Application Clusters）可以使一个数据库运行在网格中多个集群节点上，即把多个计算机的处理能力作为池。
Oracle是目前唯一不需要将数据分区再分布处理就能利用多个计算机提供的处理能力的数据库。
B、存储能力虚拟化。
Oracle数据库10g的自动存储管理功能（ASM,Automatic Storage Management）在数据库存储硬件之间建立了一个虚拟层，多个磁盘可以被视为一个磁盘组，而且磁盘可以在保持数据库联机的状态下动态地添加或先移除。