Принципы организации СУБД на примере Oracle

Рассмотрим архитектуру Oracle в качестве примера организации СУБД. На сегодняшний день эта СУБД является одним из лидеров полнофункциональных реляционных и объектно-реляционных СУБД, обладающих высокой производительностью и надёжностью, а также обеспечивающих интегрированный подход к управлению информацией. На железнодорожном транспорте она используется при автоматизации задач уровня линейного предприятия.

Основными компонентами сервера Oracle являются процессы, структуры памяти и файлы. Однако не все из этих компонентов используются при обработке команды SQL. Некоторые из них применяются для повышения производительности базы данных, для гарантирования восстановления базы данных в случае программных или аппаратных ошибок или для других задач по сопровождению базы данных. Можно считать, что сервер Oracle состоит из экземпляра Oracle и базы данных Oracle.

Рис. 4.8.3. Основные компоненты архитектура Oracle.

Экземпляр Oracle - это совокупность фоновых процессов и структур памяти. Экземпляр должен быть запущен для обеспечения доступа к информации базы данных. Каждый раз, когда запускается экземпляр, выделяется память для системной глобальной области (System Global Area - SGA) и стартуют фоновые процессы.

SGA представляет собой область памяти, используемую для хранения информации из базы данных и разделяемую процессами базы данных. SGA расположена в той части виртуальной памяти компьютера, где находится сервер Oracle и включает несколько структур памяти:

- разделяемый пул используется для хранения такой информации, как последние выполненные команды SQL и последние использованные данные из словаря данных;

- кэш буферов базы данных используется для хранения последних использованных данных:

- журнальный буфер используется для сбора изменений, внесенных в базу данных серверными и фоновыми процессами.

Фоновые процессы экземпляра выполняют стандартные функции, необходимые для обслуживания запросов нескольких пользователей одновременно, без ущемления целостности и производительности всей системы. Экземпляр Oracle может использовать несколько фоновых процессов, в зависимости от конфигурации, но каждый экземпляр по умолчанию содержит пять следующих основных фоновых процессов:

- процесс записи в базу данных (DBWO) отвечает за запись измененных данных в базу данных;

- процесс записи в журнал (LGWR) записывает изменения из журнального буфера в базу данных;

- системный монитор (SMON), основной функцией которого является проверка целостности и запуск восстановления базы данных при открытии базы данных;

- монитор процессов (PMON) очищает ресурсы при сбое одного из процессов;

- процесс контрольных точек (СКРТ) отвечает за обновление информации статуса базы данных при каждой записи в базу данных изменений, содержащихся в кеше буфера.

Фоновые процессы экземпляра выполняют стандартные функции, необходимые для обслуживания запросов нескольких пользователей одновременно, выполняют операции ввода-вывода и контролируют другие процессы Oracle, обеспечивая параллельную обработку, повышение производительности и надежности.

С экземпляром взаимодействует пользовательский процесс (прикладная программа), который порождает команды SQL. Серверный процесс, в свою очередь, выполняет команды SQL, посылаемые пользовательским процессом. Пользовательский и серверный процессы - это основные процессы, участвующие в обработке команды SQL. Однако другие процессы помогают в завершении обработки команды SQL.

Кроме экземпляра сервер Oracle содержит также собственно базу данных - это файлы операционной системы, в которых на физическом уровне хранится информация. Использование файлов базы данных гарантирует целостность хранимой информации и восстановление в случае сбоев экземпляра Oracle.

База данных Oracle содержит совокупность информации, которая обрабатывается как единое целое. Основное назначение базы данных состоит в хранении и выборе связанной информации. База данных имеет логическую и физическую структуры. Физическую структуру базы данных образуют файлы операционной системы, в которых хранится информация базы данных. База данных Oracle состоит из файлов следующих типов:

- файлов данных;

- журнальные файлы;

- управляющие файлы.

Файлы данных содержат актуальную информацию базы данных. В файлах базы данных содержится словарь данных, образы данных, измененных текущими транзакциями, индексы и другие типы данных. База данных имеет, по крайней мере, один файл данных. Файлы базы данных формируют такую логическую структуру, как табличное пространство, и могут автоматически расширятся при увеличении базы данных:

Журнальные файлы содержат протокол изменений, внесенных в базу данных, который используется для восстановления данных в случае сбоя. База данных подразумевает существование, по крайней мере, двух журнальных файлов.

Управляющие файлы содержат информацию, необходимую для поддержки и контроля целостности БД. Например, в управляющем файле хранится информация о файлах данных и журнальных файлах. Oracle требует, по крайней мере, одного управляющего файла.

Кроме файлов базы данных сервер Oracle использует и другие файлы, такие как файл параметров, файл паролей и архивные журнальные файлы. Они используются для для указания свойств экземпляра Oracle, для аутентификации привилегированных пользователей БД и для восстановления после сбоя носителя соответственно.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: