Oracle体系架构

体系架构概念
·系统的体系架构指系统有哪些组成部分，以及这些组成部分之间的关系。
·Oracle的体系架构，是指Oracle数据库管理系统的组成部分和这些组成部分之间的相互关系，如进程(程序，如word,excel都算是一个进程)、内存、数据库的物理与逻辑结构等。

Oracle引入体系架构原因
·为了高效地使用计算机最宝贵的资源：内存，同时保证不会丢失数据库中的任何数据。所以Oracle引入了一个非常复杂的体系结构。

问题：为什么计算机中内存是最宝贵的？
·访问内存中的数据是电子速度，硬盘是机械速度，电子速度远远大于机械速度。在内存中计算的速度是最快的。如计算得到一个结果，先放到硬盘中，要的时候再从硬盘中读取；第二种：先将结果放到内存中，要的时候再从内存中读取，后者的速度要快很多。而用户都需要速度快(如游戏加载的时间都希望越短越好)。
·内存是有限的，同时内存也比硬盘昂贵

系统架构基础
·基础：程序运行以后 = 进程(process) + 内存 + 读取的文件 (如WORD)
·扩展：Oracle运行以后，要用程序要管理数据库文件，所以它的结构变为
·Oracle = (程序部分)+(数据部分)
·程序部分 = 进程(instance,实例)+内存(SGA+PGA)

Oracle体系架构分为实例和数据库，而实例分为内存和进程。

下面先来看看内存，‍理解内存组成和作用。
SGA：system global area(系统全局区，全局就是都能访问，如全局变量),指所有程序都能共享的内存区。
共享SQL编译结果：大家知道，运行SQL真正运行前要先编译、分析而且消耗的时间很长，所以编译分析的结果保留在服务器的内存中；一个用户登录可能执行:select * from 用户表 where 帐号=? and 密码=？;另一个用户登录时执行SQL就不会再编译分析了，直接取前一个用户的编译分析结果。这叫共享。
共享数据字典：还有查询时需要表结构(如 select * from stu,*在查询时要取出stu表真正的字段。如果一个用户最先查询时，则必须取；另一个用户再查询时就不需要再取了。一个表的有哪些字段，这是数据字典中的一个部分。)
PGA：program global area(程序全局区)。程序一登录时和数据库要连接，数据库就为这个程序单独分区一块小的专用内存。程序一与数据库断开，则内存释放。
作用：SGA和PGA都是内存，通常由DBA用来设计大小，从而调整数据库的速度(性能)。一般程序员用不着。

PGA和SGA区别
·SGA相当于公司(数据库)的大厅；PGA相当于会客室。
·SGA是在数据库启动时自动分配。PGA是在客户端程序与数据库连接自动分配。
·SGA通常较大，PGA较小。

SGA组成 = 日志～ + 数据～ + 共享池 + 大池
日志缓冲区
·重做日志(增删改)：每次修改数据(增删改)时，除了要在表中写入数据外，还要在日志文件中记录相关信息。Oracle将日志先写到内存，积累到一定数量，再一次性写入到磁盘，从而提高了效率。(为什么会提高效率？因为写入内存的速度>磁盘的速度)。所以加大日志缓冲区的设置，可以提高增删改的速度。
·数据缓冲区(查)：第一个用户查询商品信息，数据必须从磁盘上读取；Oracle可以将查询的数据保存内存中，其它用户查询商品则直接从内存中读取，从而提高查询效率。这个内存区叫～。从数据缓冲区中读取数据，又叫缓存命中率(cache hit)。所以加大数据缓冲区，可以提高查询速度(因为减少磁盘读取而加快)。
·共享池(语句)：主要的作用是保存了SQL的编译结果，从而执行相同的SQL语句不需要再次编译，节约了CPU资源。所以加大共享缓冲区，可以提高查询速度(因为减少SQL的分析时间而加快)。
·大池：主要为大的内存操作提供相对独立的操作空间，如数据库的备份和恢复。所以加大大池区，可以提高备份和恢复速度。

PGA = 排序区 + 会话信息 + 游标状态 + 堆栈空间 (了解)
·排序区：某个程序发出了order by语句，将临时排好顺序的数据放在此区。就象是要将公司员工的工资进行排序，就要在草稿上先将数据排好。草稿 = 排序区。设置大一些，有利于加快order by语句的执行。
·会话信息：包括了如权限、角色等信息。
·游标状态：所执行的SQL语句相关的信息。
·堆栈空间：保存SQL中的变量信息。

 

再来了解一下Oracle有哪些进程。

PMON 进程监控进程： process  清洁工
·清理出现故障的进程。
·释放所有当前挂起的锁定。
·释放故障进程使用的资源。
SMON 系统监控进程 system moniter
·在Oracle因断电而重启时，进行数据库进行必要的修复。
DBWR 数据写入进程 ： database writer
·管理数据缓冲区，将最近使用过的块保留在内存中。
·将修改后的缓冲区数据写入数据文件中。
LGWR 日志写入进程 ：log writer  (记录员)
·负责将日志缓冲区中的日志数据写入日志文件。
·系统有多个日志文件，该进程以循环的方式将数据写入文件。
ARCH  归档进程
·将记录员记录的东西放到档案室
CKPT 检查点进程
· 与Oracle事务相关

体会：Oracle是一个庞大的系统(如跨国公司)，分工很明确。
问题：分工的好处是什么？  (提高效率)。

 

 

数据库的概念：本义是指数据所在仓库(数据的集合)。
数据库管理的信息，分为：
·系统数据：如配置文件，如指定SGA的大小
·用户数据：业务系统数据

 

物理结构：就是从操作系统的角度，有哪些文件。因为文件，又叫物理文件。删除一个文件，又叫物理删除。

如：
CONTROL01.CTL ctl = control，控制文件(数据库实体的结构，如表结构)
CONTROL02.CTL
CONTROL03.CTL

CWMLITE01.DBF dbf = database file = 真正存储数据的文件(如员工具体信息)
DRSYS01.DBF
EXAMPLE01.DBF
INDX01.DBF    以index打头的dbf专门保存索引
ODM01.DBF
ODM02.DBF

REDO01.LOG 专门保存日志文件
REDO02.LOG
REDO03.LOG

SYSTEM01.DBF
TEMP01.DBF
TOOLS01.DBF
UNDOTBS01.DBF
USERS01.DBF
XDB01.DBF

XXX.ORA oracle = 初始化参数文件
XXX2.ORA

 

逻辑结构：指Oracle数据库文件的内部组成。

计算机管理基础
·计算机管理最小的单位是bit，相当一个带电开关(闭1断0)，这就是二进制。
·计算机要通过数据类型来区别不同的数据，所以通过字节Byte来管理，一个字节有32位(32位计算机，或64位，对应64位计算机。计算机数位越多，管理的内存越大。如2的32次方，小于64次方。如电话号码用完了，要升位)。不同的数据类型分配不同的字节。如整数通过4个Byte，小数8个Byte。字符串由字符组成，字符本质是数字，如A就是65(整数)。

Oracle管理 块→区→段→表空间
·块，Block：最小的磁盘存储单位，通常是2K或2K的整数位。即使保存1,至少也用2K。
·区，extend:最小的磁盘分区单位，通常为8K。表示Oracle一次性最小给你分配8K。
·段，segment:不同类型的数据，保存在不同的段。如数据段，索引段。
·表空间,table space:不同的业务系统需要一个单独的存储空间，这个空间在SQLServer叫做“databse”(通过create databse获取)，而在Oracle中叫表空间。至少要有5个表空间(system,user,index,tool,temp)，用户表空间数量不限。也就是说，开发一个新的业务系统，通常就要在Oracle中新建一个表空间。
·模式,Schema：包含一个用户所有对象的的逻辑结构，模式名称就是控制该模式的用户名称。
·关系：一个数据文件只能归到某一个表空间上，每个表空间可以含一个或多个数据文件。

区别：
·物理结构：人有男人，女人组成
·逻辑结构：人由细胞组成。

块区段表空间比喻
·块：抽屉，放东西最少要占有一个抽屉；区：桌子，最少要买一个桌子；段：这几个桌子的抽屉放衣服，另外几个桌子的抽屉放裤子。
·表空间：就是用户的房间。张三所有桌子，衣服，在张三相对独立的房间中。

实例与数据库关系
·一个保安只在守一个数据库(单实例数据库)
·一个数据库可能雇佣多个保安(多实例数据库

三种进程
·用户进程=顾客，服务进程=跑堂，后台进程=(厨师，会计，出纳……)

 

 

 

相关概念：

理解“联机”的含义
·全称：联机重做日志缓冲区 。
·联机就是Online，联机日志，就是数据库运行以后时刻使用的日志，叫联机日志(肯定不能删除，受数据库保护)；联机反过来就是脱机，如以前的日志备份。

理解日志的作用和“重做日志”的含义
·日志的作用是用于恢复数据。
·简单理解就是今天买了一本JAVA书，写日记“书名：JAVA……”。后来书丢掉了，于是看日记，购买了一本相同的书，这样就恢复了数据。本质上理解就是执行一条Insert，日志文件也有一件Insert。1号有10条数据，2号insert5条,2号晚上数据丢掉了。恢复数据步骤如下：首先要恢复数据到1号的数据有10条(通常DBA要备份原始数据)，再执行日志，于是就有了15条。这就表示“重新做了一次”，所以恢复数据的动作叫“重做日志”。

理解数据缓冲区
·图书馆看报纸：第一个人从报架取下来，在阅读室看，然后不拿回报架；其它同学可以直接在阅读室看报纸。阅读室 = 数据缓冲区，报架 = 磁盘。

理解共享池
·看英文小说：第一个同学看英文小说，翻译为中文(时间比较长)；其它同学直接看中文小说。

进程和线程
·进程：就是一个程序。如：单线程的孙只能一次打一个妖怪，打完一个再打另一个。如:dos中dir/s，停止以前不能做其它的事情。
·线程：就是程序运行以后，在内存中的一个COPY，两者在功能上是完全一样的。多线程的孙能变出很多个孙，每个孙单独一个妖怪。 但实际上电脑往往只有一个CPU，做不到真正的多线程。那就要求孙一个妖怪打一会儿，但是打得很快，好像就在同时和很多人打(如以前单核CPU电脑也能同时听歌和上网，只是切换得很从，体会不出来)
·打开一个WORD程序，同时读取两个WORD文档，WORD就要单独启动两份(要求两份独立的内存)
打开一个QQ程序，同时和两个好友聊天，QQ只要启动一份份(只要求一份独立的内存，好处在于可以共享内存中的相同的数据)

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