My OperaOracle 10g Tutorials
Sunday, June 7, 2009 9:41:31 AM
Chương 1: KIẾN TRÚC ORACLE SERVER
Oracle server là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu đối tượng-quan hệ cho phép quản lý thông tin một cách toàn diện. Oracle server bao gồm hai thành phần chính là Oracle instance và Oracle database.
1. Oracle Instance
- Oracle instance bao gồm một cấu trúc bộ nhớ System Global Area (SGA) và các background processes (tiến trình nền) được sử dụng để quản trị cơ sở dữ liệu.
- Oracle instance được xác định qua tham số môi trường ORACLE_SID của hệ điều hành.
1.1. System Global Area - SGA
+ SGA là vùng bộ nhớ chia sẻ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và các thông tin điều khiển của Oracle server.
+ SGA bao gồm một vài cấu trúc bộ nhớ chính:
* Shared pool: là một phần trong SGA và được sử dụng khi thực hiện phân tích câu lệnh (parse phase). Tham số xác định: SHARED_POOL_SIZE. Các thành phần của Shared pool gồm có: Library cache và Data dictionary cache.
* Database buffer cache: Khi thực hiện một truy vấn, Server process sẽ tìm các blocks cần thiết trong database buffer cache. Nếu không tìm thấy block trong database buffer cache, Server process mới đọc các block từ data file và tạo luôn một bản sao của block đó vào trong vùng nhớ đệm (buffer cache). Như vậy, với các lần truy xuất tới block đó sau này sẽ không cần thiết phải truy xuất vào datafile nữa.Tương tự như kích thước của blocks dữ liệu được xác định bởi tham số DB_BLOCK_SIZE, kích thước của vùng đệm trong buffer cache cũng được xác định bởi tham số DB_BLOCK_BUFFERS.
* Redo log buffer: Được sử dụng cho việc dò tìm lại các thay đồi trong cơ sở dữ liệu và được thực hiện bởi các background process.
Có một số đặc điểm cần quan tâm của Redo log buffer:
1.2. Background process
Background process (các tiến trình nền) thực hiện các chức năng thay cho lời gọi tiến trình xử lý tương ứng. Nó điều khiển vào ra, cung cấp các cơ chế xử lý song song nâng cao hiệu quả và độ tin cậy. Tùy theo từng cấu hình mà Oracle instance có các Background process như:
2. Oracle Database
+ Oracle database là tập hợp các dữ liệu được xem như một đơn vị thành phần (Unit).
+ Database có nhiệm vụ lưu trữ và trả về các thông tin liên quan.
+ Database được xem xét dưới hai góc độ cấu trúc logic và cấu trúc vật lý . Tuy vậy, hai cấu trúc dữ liệu này vẫn tồn tại tách biệt nhau, việc quản lý dữ liệu theo cấu trúc lưu trữ vật lý không gây ảnh hưởng tới cấu trúc logic
+ Oracle database được xác định bởi tên một tên duy nhất và được quy định trong tham số DB_NAME của parameter file.
Cấu trúc vật lý database[
Cấu trúc vật lý bao gồm tập hợp các control file, online redo log file và các datafile:
Datafiles
Mỗi một Oracle database đều có thể có một hay nhiều datafiles. Các database datafiles chứa toàn bộ dữ liệu trong database. Các dữ liệu thuộc cấu trúc logic của database như tables hay indexes đều được lưu trữ dưới dạng vật lý trong các datafiles của database.
Một số tính chất của datafiles:
Dữ liệu trong một datafile có thể đọc ra và lưu vào vùng nhớ bộ đệm của Oracle. Ví dụ: khi một user muốn truy cập dữ liệu trong một table thuộc database. Trong trường hợp thông tin yêu cầu không có trong cache memory hiện thời, nó sẽ được đọc trực tiếp từ các datafiles ra và lưu trữ vào trong bộ nhớ.
Tuy nhiên, việc bổ sung hay thêm mới dữ liệu vào database không nhất thiết phải ghi ngay vào các datafile. Các dữ liệu có thể tạm thời ghi vào bộ nhớ để giảm thiểu việc truy xuất tới bộ nhớ ngoài (ổ đĩa) làm tăng hiệu năng sử dụng hệ thống. Công việc ghi dữ liệu này được thực hiện bởi DBWn background process.
Redo Log Files
Mỗi Oracle database đều có một tập hợp từ 02 redo log files trở lên. Các redo log files trong database thường được gọi là database's redo log. Một redo log được tạo thành từ nhiều redo entries (gọi là các redo records).
Chức năng chính của redo log là ghi lại tất cả các thay đổi đối với dữ liệu trong database. Redo log files được sử dụng để bảo vệ database khỏi những hỏng hóc do sự cố. Oracle cho phép sử dụng cùng một lúc nhiều redo log gọi là multiplexed redo log để cùng lưu trữ các bản sao của redo log trên các ổ đĩa khác nhau.
Các thông tin trong redo log file chỉ được sử dụng để khôi phục lại database trong trường hợp hệ thống gặp sự cố và không cho phép viết trực tiếp dữ liệu trong database lên các datafiles trong database. Ví dụ: khi có sự cố xảy ra như mất điện bất chợt chẳng hạn, các dữ liệu trong bộ nhớ không thể ghi trực tiếp lên các datafiles và gây ra hiện tượng mất dữ liệu. Tuy nhiên, tất cả các dữ liệu bị mất này đều có thể khôi phục lại ngay khi database được mở trở lại. Việc này có thể thực hiện được thông qua việc sử dụng ngay chính các thông tin mới nhất có trong các redo log files thuộc datafiles. Oracle sẽ khôi phục lại các database cho đến thời điểm trước khi xảy ra sự cố.
Công việc khôi phục dữ liệu từ các redo log được gọi là rolling forward.
Control Files
Mỗi Oracle database đều có ít nhất một control file. Control file chứa các mục thông tin quy định cấu trúc vật lý của database như:
Mỗi khi nào một instance của Oracle database được mở, control file của nó sẽ được sử dụng để xác định data files và các redo log files đi kèm. Khi các thành phần vật lý cả database bị thay đổi (ví dụ như, tạo mới datafile hay redo log file), Control file sẽ được tự động thay đổi tương ứng bởi Oracle.
Control file cũng được sử dụng đến khi thực hiện khôi phục lại dữ liệu.
Cấu trúc logic databse
Cấu trúc logic của Oracle database bao gồm các đối tượng tablespaces, schema objects, data blocks, extents, và segments.
Cấu trúc logic của Oracle database bao gồm các đối tượng tablespaces, schema objects, data blocks, extents, và segments.
Tablespaces
Một database có thể được phân chia về mặt logic thành các đơn vị gọi là các tablespaces, Tablespaces thường bao gồm một nhóm các thành phần có quan hệ logic với nhau.
Mối quan hệ giữa Databases, Tablespaces, và Datafiles
Schema và Schema Objects
Schema là tập hợp các đối tượng (objects) có trong database. Schema objects là các cấu trúc logic cho phép tham chiếu trực tiếp tới dữ liệu trong database. Schema objects bao gồm các cấu trúc như tables, views, sequences, stored procedures, synonyms, indexes, clusters, và database links.
Data Blocks, Extents, and Segments
Oracle điểu khiển không gian lưu trữ trên đĩa cứng theo các cấu trúc logic bao gồm các data blocks, extents, và segments.
Oracle Data Blocks
Là mức phân cấp logic thấp nhất, các dữ liệu của Oracle database được lưu trữ trong các data blocks. Một data block tương ứng với một số lượng nhất định các bytes vật lý của database trong không gian đĩa cứng. Kích thước của một data block được chỉ ra cho mỗi Oracle database ngay khi database được tạo lập. Database sử dụng, cấp phát và giải phóng vùng không gian lưu trữ thông qua các Oracle data blocks.
Extents
Là mức phân chia cao hơn về mặt logic các vùng không gian trong database. Một extent bao gồm một số data blocks liên tiếp nhau, cùng được lưu trữ tại một thiết bị lưu giữ. Extent được sử dụng để lưu trữ các thông tin có cùng kiểu.
Segments
Là mức phân chia cao hơn nữa về mặt logic các vùng không gian trong database. Một segment là một tập hợp các extents được cấp phát cho một cấu trúc logic
Oracle server là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu đối tượng-quan hệ cho phép quản lý thông tin một cách toàn diện. Oracle server bao gồm hai thành phần chính là Oracle instance và Oracle database.
1. Oracle Instance
- Oracle instance bao gồm một cấu trúc bộ nhớ System Global Area (SGA) và các background processes (tiến trình nền) được sử dụng để quản trị cơ sở dữ liệu.
- Oracle instance được xác định qua tham số môi trường ORACLE_SID của hệ điều hành.
1.1. System Global Area - SGA
+ SGA là vùng bộ nhớ chia sẻ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và các thông tin điều khiển của Oracle server.
+ SGA bao gồm một vài cấu trúc bộ nhớ chính:
* Shared pool: là một phần trong SGA và được sử dụng khi thực hiện phân tích câu lệnh (parse phase). Tham số xác định: SHARED_POOL_SIZE. Các thành phần của Shared pool gồm có: Library cache và Data dictionary cache.
* Database buffer cache: Khi thực hiện một truy vấn, Server process sẽ tìm các blocks cần thiết trong database buffer cache. Nếu không tìm thấy block trong database buffer cache, Server process mới đọc các block từ data file và tạo luôn một bản sao của block đó vào trong vùng nhớ đệm (buffer cache). Như vậy, với các lần truy xuất tới block đó sau này sẽ không cần thiết phải truy xuất vào datafile nữa.Tương tự như kích thước của blocks dữ liệu được xác định bởi tham số DB_BLOCK_SIZE, kích thước của vùng đệm trong buffer cache cũng được xác định bởi tham số DB_BLOCK_BUFFERS.
* Redo log buffer: Được sử dụng cho việc dò tìm lại các thay đồi trong cơ sở dữ liệu và được thực hiện bởi các background process.
Có một số đặc điểm cần quan tâm của Redo log buffer:
- Kích thước được xác định bởi tham số LOG_BUFFER.
- Lưu trữ các redo records (bản ghi hồi phục) mỗi khi có thay đổi dữ liệu.
- Redo log buffer được sử dụng một cách thường xuyên và các thay đổi bởi một transaction có thể nằm đan xen với các thay đổi của các transactions khác.
- Bộ đệm được tổ chức theo kiểu circular buffer (bộ đệm nối vòng) tức là dữ liệu thay đổi sẽ tiếp tục được nạp lên đầu sau khi vùng đệm đã được sử dụng hết.
1.2. Background process
Background process (các tiến trình nền) thực hiện các chức năng thay cho lời gọi tiến trình xử lý tương ứng. Nó điều khiển vào ra, cung cấp các cơ chế xử lý song song nâng cao hiệu quả và độ tin cậy. Tùy theo từng cấu hình mà Oracle instance có các Background process như:
- Database Writer (DBW0): Ghi lại các thay đổi trong data buffer cache ra các file dữ liệu.
- Log Writer (LGWR): Ghi lại các thay đổi được đăng ký trong redo log buffer vào các redo log files.
- System Monitor (SMON): Kiểm tra sự nhất quán trong database.
- Process Monitor (PMON): Dọn dẹp lại tài nguyên khi các tiến trình của Oracle gặp lỗi.
- Checkpoint Process (CKPT): Cập nhật lại trạng thái của thông tin trong file điều khiển và file dữ liệu mỗi khi có thay đổi trong buffer cache.
2. Oracle Database
+ Oracle database là tập hợp các dữ liệu được xem như một đơn vị thành phần (Unit).
+ Database có nhiệm vụ lưu trữ và trả về các thông tin liên quan.
+ Database được xem xét dưới hai góc độ cấu trúc logic và cấu trúc vật lý . Tuy vậy, hai cấu trúc dữ liệu này vẫn tồn tại tách biệt nhau, việc quản lý dữ liệu theo cấu trúc lưu trữ vật lý không gây ảnh hưởng tới cấu trúc logic
+ Oracle database được xác định bởi tên một tên duy nhất và được quy định trong tham số DB_NAME của parameter file.
Cấu trúc vật lý database[
Cấu trúc vật lý bao gồm tập hợp các control file, online redo log file và các datafile:
Datafiles
Mỗi một Oracle database đều có thể có một hay nhiều datafiles. Các database datafiles chứa toàn bộ dữ liệu trong database. Các dữ liệu thuộc cấu trúc logic của database như tables hay indexes đều được lưu trữ dưới dạng vật lý trong các datafiles của database.
Một số tính chất của datafiles:
- Mỗi datafile chỉ có thể được sử dụng trong một database.
- Bên cạnh đó, datafiles cũng còn có một số tính chất cho phép tự động mở rộng kích thước mỗi khi database hết chỗ lưu trữ dữ liệu.
- Một hay nhiều datafiles tạo nên một đơn vị lưu trữ logic của database gọi là tablespace.
- Một datafile chỉ thuộc về một tablespace.
Dữ liệu trong một datafile có thể đọc ra và lưu vào vùng nhớ bộ đệm của Oracle. Ví dụ: khi một user muốn truy cập dữ liệu trong một table thuộc database. Trong trường hợp thông tin yêu cầu không có trong cache memory hiện thời, nó sẽ được đọc trực tiếp từ các datafiles ra và lưu trữ vào trong bộ nhớ.
Tuy nhiên, việc bổ sung hay thêm mới dữ liệu vào database không nhất thiết phải ghi ngay vào các datafile. Các dữ liệu có thể tạm thời ghi vào bộ nhớ để giảm thiểu việc truy xuất tới bộ nhớ ngoài (ổ đĩa) làm tăng hiệu năng sử dụng hệ thống. Công việc ghi dữ liệu này được thực hiện bởi DBWn background process.
Redo Log Files
Mỗi Oracle database đều có một tập hợp từ 02 redo log files trở lên. Các redo log files trong database thường được gọi là database's redo log. Một redo log được tạo thành từ nhiều redo entries (gọi là các redo records).
Chức năng chính của redo log là ghi lại tất cả các thay đổi đối với dữ liệu trong database. Redo log files được sử dụng để bảo vệ database khỏi những hỏng hóc do sự cố. Oracle cho phép sử dụng cùng một lúc nhiều redo log gọi là multiplexed redo log để cùng lưu trữ các bản sao của redo log trên các ổ đĩa khác nhau.
Các thông tin trong redo log file chỉ được sử dụng để khôi phục lại database trong trường hợp hệ thống gặp sự cố và không cho phép viết trực tiếp dữ liệu trong database lên các datafiles trong database. Ví dụ: khi có sự cố xảy ra như mất điện bất chợt chẳng hạn, các dữ liệu trong bộ nhớ không thể ghi trực tiếp lên các datafiles và gây ra hiện tượng mất dữ liệu. Tuy nhiên, tất cả các dữ liệu bị mất này đều có thể khôi phục lại ngay khi database được mở trở lại. Việc này có thể thực hiện được thông qua việc sử dụng ngay chính các thông tin mới nhất có trong các redo log files thuộc datafiles. Oracle sẽ khôi phục lại các database cho đến thời điểm trước khi xảy ra sự cố.
Công việc khôi phục dữ liệu từ các redo log được gọi là rolling forward.
Control Files
Mỗi Oracle database đều có ít nhất một control file. Control file chứa các mục thông tin quy định cấu trúc vật lý của database như:
- Tên của database.
- Tên và nơi lưu trữ các datafiles hay redo log files.
- Time stamp (mốc thời gian) tạo lập database, ...
Mỗi khi nào một instance của Oracle database được mở, control file của nó sẽ được sử dụng để xác định data files và các redo log files đi kèm. Khi các thành phần vật lý cả database bị thay đổi (ví dụ như, tạo mới datafile hay redo log file), Control file sẽ được tự động thay đổi tương ứng bởi Oracle.
Control file cũng được sử dụng đến khi thực hiện khôi phục lại dữ liệu.
Cấu trúc logic databse
Cấu trúc logic của Oracle database bao gồm các đối tượng tablespaces, schema objects, data blocks, extents, và segments.
Cấu trúc logic của Oracle database bao gồm các đối tượng tablespaces, schema objects, data blocks, extents, và segments.
Tablespaces
Một database có thể được phân chia về mặt logic thành các đơn vị gọi là các tablespaces, Tablespaces thường bao gồm một nhóm các thành phần có quan hệ logic với nhau.
Mối quan hệ giữa Databases, Tablespaces, và Datafiles
- Mỗi database có thể phân chia về mặt logic thành một hay nhiều tablespace.
- Mỗi tablespace có thể được tạo nên, về mặt vật lý, bởi một hoặc nhiều datafiles.
- Kích thước của một tablespace bằng tổng kích thước của các datafiles của nó. Ví dụ: trong hình vẽ ở trên SYSTEM tablespace có kích thước là 2 MB còn USERS tablespace có kích thước là 4 MB.
- Kích thước của database cũng có thể xác định được bằng tổng kích thước của các tablespaces của nó.
Schema và Schema Objects
Schema là tập hợp các đối tượng (objects) có trong database. Schema objects là các cấu trúc logic cho phép tham chiếu trực tiếp tới dữ liệu trong database. Schema objects bao gồm các cấu trúc như tables, views, sequences, stored procedures, synonyms, indexes, clusters, và database links.
Data Blocks, Extents, and Segments
Oracle điểu khiển không gian lưu trữ trên đĩa cứng theo các cấu trúc logic bao gồm các data blocks, extents, và segments.
Oracle Data Blocks
Là mức phân cấp logic thấp nhất, các dữ liệu của Oracle database được lưu trữ trong các data blocks. Một data block tương ứng với một số lượng nhất định các bytes vật lý của database trong không gian đĩa cứng. Kích thước của một data block được chỉ ra cho mỗi Oracle database ngay khi database được tạo lập. Database sử dụng, cấp phát và giải phóng vùng không gian lưu trữ thông qua các Oracle data blocks.
Extents
Là mức phân chia cao hơn về mặt logic các vùng không gian trong database. Một extent bao gồm một số data blocks liên tiếp nhau, cùng được lưu trữ tại một thiết bị lưu giữ. Extent được sử dụng để lưu trữ các thông tin có cùng kiểu.
Segments
Là mức phân chia cao hơn nữa về mặt logic các vùng không gian trong database. Một segment là một tập hợp các extents được cấp phát cho một cấu trúc logic
