Системная архитектура и структура RDBMS ORACLE

Системная архитектура и структура RDBMS ORACLE

Содержание

Базы данных и управление информацией................ 2

Структура базы данных и управление пространством.... 4

Реляционные СУБД.................................. 4

Открытые и закрытые базы данных................. 5

Структура базы данных........................... 5

Логические структуры.............................. 5

Табличные пространства.......................... 5

Схемы и объекты схем............................ 6

Блоки данных, экстенты и сегменты............... 11

Физические структуры.............................. 12

Файлы данных.................................... 12

Файлы журнала повторения........................ 12

Управляющие файлы............................... 13

Словарь данных.................................... 14

Системная архитектура ORACLE........................ 14

Структуры памяти и процессы....................... 14

Структуры памяти.................................. 15

Глобальная область системы (SGA)................ 15

Глобальная область программы (PGA).............. 16

Процессы.......................................... 16

Пользовательские процессы (клиенты)............. 17

Процессы ORACLE................................. 17

Программный интерфейс............................. 19

Коммуникационное программное обеспечение и

SQL*Net....................................... 19

Инстанция ORACLE.................................. 20

Параллельный сервер ORACLE: системы с несколькими

инстанциями................................... 20

Базы данных и управление информацией

Программное обеспечение баз данных - это ключ к решению проблем

управления информацией. Вообще говоря, система управления базой

данных (СУБД) должна быть способна надежно управлять большими

объемами данных в многопользовательской среде, так, чтобы все

пользователи могли одновременно обращаться к одним и тем же

данным. Все это должно достигаться при обеспечении высокой

производительности пользователей базы данных. СУБД также должна

быть защищена от несанкционированного доступа, и должна

предоставлять эффективные решения для восстановления от сбоев.

Сервер ORACLE обеспечивает эффективные и действенные решения для

основных средств баз данных:

управление большими базами данных

и контроль управления пространством

ORACLE поддерживает самые большие базы данных, потенциального

размера до сотен гигабайт. Чтобы обеспечить действенный

контроль за использованием дорогостоящих дисковых устройств, он

предоставляет полный контроль распределения пространства.

много одновременных

пользователей базы данных

ORACLE поддерживает большое число пользователей, одновременно

выполняющих разнообразные приложения, которые оперируют одними и

теми же данными. Он минимизирует соперничество за данные и

гарантирует согласованность данных.

высокая производительность

обработки транзакций

ORACLE поддерживает все описанные выше средства, сохраняя

высокую степень суммарной производительности системы.

Пользователи базы данных не страдают от низкой

производительности обработки.

высокая степень готовности

На некоторых установках ORACLE работает 24 часа в сутки, не имея

периодов разгрузки, ограничивающих пропускную способность базы

данных. Нормальные системные операции, такие как откат базы

данных, а также частичные сбои компьютерной системы, не

прерывают работу с базой данных.

управляемая доступность

ORACLE может выборочно управлять доступностью данных, как на

уровне базы данных, так и на более низких уровнях. Например,

администратор может отключить доступ к конкретному приложению (с

тем, чтобы можно было осуществить перезагрузку данных этого

приложения), не затрагивая других приложений.

промышленные стандарты

ORACLE удовлетворяет промышленно принятым стандартам по языку

доступа к данным, операционным системам, интерфейсам с

пользователем и сетевым протоколам. Это "открытая" система,

которая защищает инвестиции заказчика.

Сервер ORACLE7 был сертифицирован Национальным институтом

стандартов и технологий США как 100%-совместимый со стандартом

ANSI/ISO SQL89. ORACLE7 полностью удовлетворяет требованиям

правительственного стандарта США FIPS127-1 и имеет "маркировщик"

для подчеркивания нестандартных применений SQL.

Кроме того, ORACLE7 был оценен Правительственным национальным

центром компьютерной безопасности (NCSC) как совместимый с

критериями защиты Оранжевой книги; сервер ORACLE7 и Trusted

ORACLE7 отвечают соответственно как уровням C2 и B1 Оранжевой

книги, так и сравнимым с ними европейским критериям защиты

ITSEC.

управляемая защита

Для защиты от несанкционированного доступа к базе данных ORACLE

предоставляет защищенные от сбоев средства безопасности,

лимитирующие и отслеживающие доступ к данным. Эти средства

позволяют легко управлять даже наиболее сложными схемами

доступа.

автоматизированное обеспечение целостности

ORACLE автоматически поддерживает целостность данных, соблюдая

"организационные правила", которые диктуют стандарты

приемлемости данных. Как следствие, устраняются затраты на

кодирование и сопровождение проверок в многочисленных

приложениях базы данных.

окружение клиент/сервер

(распределенная обработка)

Чтобы извлечь максимум преимуществ из данной компьютерной

системы или сети, ORACLE позволяет разделять работу между

сервером базы данных и прикладными программами клиентов. Вся

тяжесть управления совместно используемыми данными может быть

сосредоточена в компьютере, выполняющем СУБД, в то время как

рабочие станции, на которых работают приложения, могут

сконцентрироваться на интерпретации и отображении данных.

системы распределенных

баз данных

В компьютерных окружениях, соединенных сетями, ORACLE

комбинирует данные, физически находящиеся на разных компьютерах,

в одну логическую базу данных, к которой имеют доступ все

пользователи сети. Распределенные системы обладают такой же

степенью прозрачности для пользователей и согласованности

данных, что и нераспределенные системы, предоставляя в то же

время преимущества управления локальной базой данных.

переносимость

Программное обеспечение ORACLE переносимо между различными

операционными системами и одинаково во всех системах.

Приложения, разрабатываемые для ORACLE, могут быть перенесены в

любую операционную систему с минимумом модификаций или вообще

без таковых.

совместимость

Программное обеспечение ORACLE совместимо с промышленными

стандартами, включая большинство стандартных операционных

систем. Приложения, разрабатываемые для ORACLE, могут

использоваться в любой операционной системе с минимумом

модификаций или вообще без таковых.

связываемость

Программное обеспечение ORACLE позволяет различным типам

компьютеров и операционных систем совместно использовать

информацию посредством сетей.

Структура базы данных и управление пространством

Этот раздел описывает архитектуру базы данных ORACLE, включая

физическую и логическую структуры, которые образуют базу данных.

Это обсуждение даст вам понимание того, как ORACLE решает

проблемы управляемой доступности данных, разделения физической и

логической структур данных и тонкого контроля за управлением

дисковой памятью.

Реляционные СУБД

----------------

Системы управления базами данных эволюционировали от

иерархических к сетевым, а затем к реляционным моделям. Сегодня

наиболее широко принятой моделью базы данных является

реляционная модель. Эта модель имеет три главных аспекта:

Структуры Структуры - это хорошо определенные

объекты, хранящие данные базы данных.

Структурами и данными, хранящимися в

них, можно манипулировать посредством

операций.

Операции Операции - это четко определенные

действия, позволяющие пользователю

манипулировать данными и структурами

базы данных. Операции на базе данных

должны подчиняться предопределенному

набору правил целостности.

Правила целостности Правила целостности - это законы,

которые определяют, какие операции

допускаются над данными и структурами

базы данных. Правила целостности

защищают структуры и данные базы данных.

Реляционные СУБД обладают следующими достоинствами:

* независимость физической структуры данных и логической

структуры базы данных

* изменяемый и легкий доступ ко всем данным

* полная гибкость в проектировании базы данных

* уменьшение расхода памяти и сокращение избыточности

данных

БАЗА ДАННЫХ ORACLE - это коллекция данных, рассматриваемая как

единица. Главная цель базы данных - хранение и извлечение

взаимосвязанной информации.

Открытые и закрытые базы данных

База данных ORACLE может быть ОТКРЫТА (доступна) или ЗАКРЫТА

(недоступна). В обычных ситуациях база данных открыта и

доступна для использования. Однако иногда база данных

закрывается для специфических административных функций, которые

требуют, чтобы данные в базе данных были недоступны

пользователям.

Структура базы данных

База данных ORACLE имеет как физическую, так и логическую

структуру. За счет разделения физической и логической структуры

базы данных достигается возможность управления физической

структурой данных, не затрагивая доступа к логическим структурам

данных.

Физическая структура базы данных

Физическая структура базы данных ORACLE определяется файлами

операционной системы, из которых состоит база данных. Каждая

база данных ORACLE составляется из файлов трех типов: одного или

нескольких файлов данных, двух или более файлов журнала

повторения работы и одного или нескольких управляющих файлов.

Файлы базы данных предоставляют действительную физическую память

для информации базы данных.

Логическая структура базы данных

Логическая структура базы данных ORACLE определяется:

* одним или несколькими табличными пространствами

* объектами схем базы данных (таблицами, обзорами,

индексами, кластерами, последовательностями, хранимыми

процедурами)

Логические структуры хранения, включая табличные пространства,

сегменты и экстенты, определяют, как используется физическое

пространство базы данных. Объекты схем и отношения между ними

формируют реляционную структуру базы данных.

Логические структуры

--------------------

Последующие подразделы объясняют логические структуры, включая

табличные пространства, объекты схемы, блоки данных, экстенты и

сегменты.

Табличные пространства

База данных разделяется на логические единицы хранения,

называемые ТАБЛИЧНЫМИ ПРОСТРАНСТВАМИ. Табличное пространство

служит для того, чтобы группировать вместе взаимосвязанные

логические структуры. Например, в табличном пространстве обычно

группируются все объекты приложения, чтобы упростить некоторые

административные операции.

Базы данных, табличные пространства и файлы данных

Связи между базами данных, табличными пространствами и файлами

данных иллюстрируются на рис.1-1.

Рис.1-1

Базы данных, табличные пространства и файлы данных

База данных

Табличное |

пространство| Табличное пространство DATA

SYSTEM |

|

Файл Файл Файл

данных данных данных

1 (2 MB) 2 (2 MB) 3 (2 MB)

Устройство 1 Устройство 2

Этот рисунок иллюстрирует следующие факты:

* Каждая база данных логически разделяется на одно или

более табличных пространств.

* Для каждого табличного пространства явно создаются один

или более файлов данных, чтобы физически хранить данные

всех логических структур табличного пространства.

* Общая емкость памяти табличного пространства определяется

суммой размеров файлов данных, составляющих это табличное

пространство (на рисунке SYSTEM имеет емкость 2M, а DATA

- 4M).

* Суммарная емкость всех табличных пространств базы данных

составляет общую емкость базы данных (6M).

Онлайновые и офлайновые табличные пространства

Табличное пространство может находиться в состояниях ОНЛАЙН

(доступно) или ОФЛАЙН (недоступно). Обычно табличное

пространство находится в онлайне, так что пользователи имеют

доступ к информации в нем. Однако иногда табличное пространство

может переводиться в офлайн, чтобы сделать часть базы данных

недоступной, сохраняя в то же время нормальный доступ к

остальной части базы данных. Это облегчает выполнение многих

административных задач.

Схемы и объекты схем

СХЕМА - это коллекция объектов. ОБЪЕКТЫ СХЕМЫ - это логические

структуры, непосредственно относящиеся к данным базы данных.

Объекты схемы включают такие структуры, как таблицы, обзоры,

последовательности, хранимые процедуры, синонимы, индексы,

кластеры и связи баз данных. (Не существует взаимосвязи между

табличным пространством и схемой; объекты одной и той же схемы

могут находиться в разных табличных пространствах, и одно и то

же табличное пространство может содержать объекты из разных

схем.)

Таблицы

ТАБЛИЦА - это основная единица хранения данных в базе данных

ORACLE. Таблицы базы данных хранят все данные, доступные

пользователям.

Данные таблицы хранятся в виде СТРОК и СТОЛБЦОВ. Каждая таблица

определяется с ИМЕНЕМ ТАБЛИЦЫ и набором столбцов. Каждому

столбцу дается ИМЯ СТОЛБЦА, ТИП ДАННЫХ (такой как CHAR, DATE или

NUMBER), а также ШИРИНА (которая может быть предопределена типом

данных, как в случае DATE) или МАСШТАБ и ТОЧНОСТЬ (только для

типа данных NUMBER). После того, как таблица создана, в нее

могут быть вставлены строки действительных данных. После этого

строки таблицы можно опрашивать, удалять или обновлять.

Чтобы учредить организационные правила для данных таблицы, для

таблицы можно также определить ограничения целостности и

триггеры.

Обзоры

ОБЗОР - это настроенное по заказу представление данных из одной

или нескольких таблиц. Обзор можно рассматривать как "хранимый

запрос".

Обзоры в действительности не содержат данных; вместо этого они

доставляют данные из тех таблиц, на которых они основаны (так

называемых БАЗОВЫХ ТАБЛИЦ обзоров). Базовые таблицы, в свою

очередь, могут быть как таблицами, так и обзорами.

Как и таблицы, обзоры можно опрашивать, обновлять и осуществлять

в них вставки и удаления, с некоторыми ограничениями. Все

операции, осуществляемые над обзором, в действительности

затрагивают базовые таблицы этого обзора.

Широкое применение обзоров обусловлено следующими их свойствами:

* Обзоры предоставляют дополнительный уровень защиты

таблиц, ограничивая доступ предопределенным множеством

строк и столбцов базовой таблицы. Например, обзор можно

составить так, что столбцы со специфической информацией

(скажем, сведениями о зарплате) не включаются в

Страницы: 1, 2, 3