第3章Oracle数据库系统结构课件.ppt
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1、第3章 Oracle数据库系统结构主要内容 Oracle数据库系统结构概述 Oracle数据库存储结构 Oracle数据库内存结构 Oracle数据库后台进程3.1 Oracle数据库系统结构概述 Oracle数据库的存储结构(Storage Structure)分为物理存储结构和逻辑存储结构两种,分别描述了在操作系统中和数据库系统内部数据的组织与管理方式。Oracle数据库的软件结构,即Oracle实例(Instance),包括内存结构与后台进程结构两个部分。3.2 Oracle数据库存储结构数据库存储结构 存储结构概述 物理存储结构概述 逻辑存储结构概述3.2.1存储结构概述 一个数据库在
2、物理上包含多个数据文件,在逻辑上包含多个表空间。一个表空间包含一个或多个数据文件,一个数据文件只能从属于某个表空间。数据库的逻辑块由一个或多个操作系统块构成。一个逻辑区只能从属于某一个数据文件,而一个数据文件可包含一个或多个逻辑区。3.2.2 物理存储结构概述 数据文件 控制文件 重做日志文件 归档重做日志文件 初始化参数文件 跟踪文件 告警文件数据文件 数据文件是数据库中所有数据的实际存储空间,所有数据文件大小的和构成了数据库的大小。根据数据信息类型不同,数据文件分为永久性数据文件和临时数据文件两种。控制文件 控制文件是记录数据库结构信息的重要的二进制文件,由Oracle系统进行读写操作,D
3、BA不能直接操作控制文件。数据库启动时,根据初始化参数文件中的CONTROL_FILES参数找到控制文件,然后根据控制文件中的信息,进行数据库数据文件和重做日志文件的加载,最后打开数据库。一个数据库至少需要一个控制文件,如果控制文件损坏将导致数据库无法启动。重做日志文件 重做日志文件是以重做记录的形式记录、保存用户对数据库所进行的变更操作,是数据库中最重要的物理文件。利用重做日志文件可以进行事务的重做(REDO)或回退(UNDO),是数据库实例恢复的基础。归档重做日志文件 归档重做日志文件是历史联机重做日志文件的集合,是联机重做日志文件被覆盖之前备份的副本。如果数据库工作在归档模式,数据库归档
4、进程会自动将写满的重做日志文件在覆盖之前复制到指定的位置。归档重做日志文件是数据库出现介质故障后实现数据库完全恢复的必要条件初始化参数文件 初始化参数文件是数据库启动过程所必需的文件,记录了数据库显式参数的设置。数据库启动的第一步就是根据初始化参数文件中的设置,创建并启动实例,即分配内存空间、启动后台进程。跟踪文件 跟踪文件是数据库中重要的诊断文件 跟踪文件中包含数据库系统运行过程中所发生的重大事件的有关信息,可以为数据库运行故障的解决提供重要信息。告警文件 告警文件也是数据库中重要的诊断文件,记录数据库在启动、关闭和运行期间后台进程的活动情况。在数据库出现故障时,应首先查看该文件,但文件中的
5、信息与任何错误状态没有必然的联系。3.2.3逻辑存储结构的构成与关系 Oracle数据块 区 段 表空间 Oracle数据库的逻辑存储结构分为Oracle数据块(Oracle Data Block)、区(Extent)、段(Segment)和表空间(Table space)。Oracle数据块 数据库中最小的逻辑存储单元。在Oracle 11g数据库中,数据块分为标准块和非标准块两种。Oracle数据库的默认数据缓冲区就是由标准数据块构成,由数据库初始化参数DB_BLOCK_SIZE设置。区 区是由一系列连续的数据块构成的逻辑存储单元,是存储空间分配的最小单位。当创建一个数据库对象时,Orac
6、le为对象分配若干个区,以构成一个段来为对象提供初始的存储空间。当段中已分配的区都写满后,Oracle会为段分配一个新区,以容纳更多的数据。段 段是由一个或多个连续或不连续的区组成的逻辑存储单元。段分类 表段 索引段 临时段 回退段 利用回退段中保存的回退信息,可以实现 事务回滚 数据库恢复 数据的读一致性 闪回查询表空间 表空间是Oracle数据库最大的逻辑存储单元,数据库的大小从逻辑上看就是由表空间决定 表空间与数据库文件直接关联,一个表空间包含一个或多个数据文件,一个数据文件只能从属于某一个表空间,数据库对象就是存储在表空间对应的一个或多个数据文件中表空间分类:系统表空间 非系统表空间
7、撤销表空间 临时表空间 用户表空间3.3 Oracle数据库内存结构数据库内存结构 Oracle内存结构概述 SGA PGA3.3.1Oracle内存结构概述 用户的所有操作都在内存中进行,最后由数据库后台进程将操作结果写入各种物理文件中永久性保存。内存结构类型:系统全局区(System Global Area,SGA)程序全局区(Program Global Area,PGA)。3.3.2SGA SGA是由Oracle分配的共享内存结构,包含一个数据库实例的数据和控制信息。SGA数据供所有的服务器进程和后台进程共享,所以SGA又称为共享全局区(Shared Global Area)。SGA构
8、成 数据高速缓冲区(Database Buffer Cache)共享池(Shared Pool)重做日志缓冲区(Redo Log Cache)大型池(Large Pool)Java池(Java Pool)流池(Streams Pool)其它结构(如固定SGA、锁管理等)数据高速缓冲区功能 存储从数据文件中检索出来的数据拷贝。应用程序要访问的数据必须从磁盘的数据文件读到数据缓冲区中处理。在数据缓冲区中被修改后的数据由数据写入进程写到硬盘的数据文件中永久保存。提高获取和更新数据的性能。数据高速缓冲区的工作过程 缓冲块的类型 脏缓存块(Dirty Buffers):脏缓存块中保存的是已经被修改过的数
9、据。空闲缓存块(Free Buffers):空闲缓存块中不包含任何数据,它们等待后台进程或服务器进程向其中写入数据。命中缓存块(Pinned Buffers):命中缓存块是那些正被使用的数据块,同时还有很多会话等待修改或访问的数据块。干净缓存块(Clean Buffers):干净缓存块是指那些当前没有被使用,即将被换出内存的缓存块。缓存块的管理 脏缓存块列表:包含那些已经被修改但还没有写入数据文件的脏缓存块。LRU列表(Least Recently Used):包含所有的空闲缓存块、命中缓存块和那些还没有来得及移入到脏缓存块列表中的脏缓存块。在该列表中,最近被访问的缓存块被移动到列表的头部,而
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