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1、1ORACLE数据库管理员教程SQL*DBASQL*LoaderExport&Import培训专用参考书籍清华大学出版社 ORACLE数据库系统基础俞盘祥 数据库管理及应用开发沈佩娟 汤荷美电子工业出版社 ORACLE数据库管理员教程 孙宏昌 金 毳 培训专用 数据库管理员是一个或一组全面负责管理和控制数据库系统的人员。简称:DBA(Data Base Administrator)序培训专用数据库管理员的主要职责 了解ORACLE数据库的体系结构 负责数据库管理系统的安装和升级 启动和关闭数据库 管理和监控数据库用户 管理数据库特权 管理存储空间 建立数据库 后备和恢复数据库培训专用第 一 章
2、ORACLE的体系结构培训专用ORACLE的体系结构 体系结构概述 物理结构 数据文件、日志文件、控制文件、参数文件 系统全局区（System Global Area）共享池、数据缓冲区、日志缓冲区 进 程 用户进程、服务器进程、后台进程培训专用共享池 数据缓冲区日志缓冲区SGA数据文件日志文件参数文件 控制文件DBWRARCHCKPTLGWRPMON LCKn RECO SMON存储介质ServerUserUserUserORACLE的体系结构 体系结构图示培训专用 数据文件 日志文件 控制文件 参数文件ORACLE的体系结构 物理结构培训专用 数据文件（Data File）是物理存储ORA
3、CLE数据库数据的文件。其特点如下：每一个数据文件只与一个数据库相联系。数据文件一旦被建立则不能修改其大小。一个表空间可包含一个或多个数据文件。ORACLE的体系结构 物理结构培训专用 日志文件（Log File）记录所有对数据库数据的修改，以备恢复数据时使用。其特点如下：每一个数据库至少包含两个日志文件组。日志文件组以循环方式进行写操作。每一个日志文件成员对应一个物理文件。ORACLE的体系结构 物理结构培训专用 日志开关（Log Switch）是为实现日志文件组的循环使用而设置的。出现日志开关的情况如下：当一个日志文件组被填满时 关闭数据库时 DBA手动转移日志开关ORACLE的体系结构
4、物理结构培训专用日志文件写操作图示Log File 1 Log File 2Group 1 Group 1Group 2 Group 2Member 2.1Member 1.1ORACLE的体系结构 物理结构培训专用 镜像日志文件是为防止日志文件的丢失，在不同磁盘上同时维护两个或多个联机日志文件的副本。其特点如下：每个日志文件组至少包含两个日志文件成员。每组的成员数目相同。同组的所有成员同时被修改。同组的成员大小相同，不同组的成员大小可不同。ORACLE的体系结构 物理结构培训专用镜像日志文件图示Group 1 Group 1Group 2 Group 2Log File 1 Log File
5、 2Member 2.1Member 1.1Log File 3 Log File 4Member 2.2Member 1.2Disk 1Disk 2ORACLE的体系结构 物理结构培训专用 控制文件（Control File）是一个较小的二进制文件，用于描述数据库结构。描述信息如下：数据库建立的日期。数据库名。数据库中所有数据文件和日志文件的文件名及路径。恢复数据库时所需的同步信息。要点注意：在打开和存取数据库时都要访问该文件。镜像控制文件。记录控制文件名及路径的参数为：CONTROL_FILESORACLE的体系结构 物理结构培训专用 参数文件（Parameter File）是一个文本文件
6、，可直接使用操作系统下的文本编辑器对其内容进行修改。该文件只在建立数据库或启动实例时才被访问，在修改该文件之前必须关闭实例。初始参数文件：init.ora生成参数文件：initSID.ora config.oraORACLE的体系结构 物理结构培训专用参数文件的作用：确定存储结构的大小。设置数据库的全部缺省值。设置数据库的范围。设置数据库的各种物理属性。优化数据库性能。ORACLE的体系结构 物理结构培训专用参数文件中参数的数据类型：整型 例：DB_BLOCK_SIZE=2048 字符型 例：DB_NAME=ora7 逻辑型 例：CHECKPOINT_PROCESS=trueORACLE的体系
7、结构 物理结构培训专用 共 享 池 数据库缓冲区 日 志 缓 冲 区ORACLE的体系结构 系统全局区培训专用实例（INSTANCE）是存取和控制数据库的软件机制，它由系统全局区（System Global Area，简称SGA）和后台进程组成。ORACLE的体系结构 系统全局区培训专用 SGA是ORACLE系统为实例分配的一组共享缓冲存储区，用于存放数据库数据和控制信息，以实现对数据库数据的管理和操作。ORACLE的体系结构 系统全局区培训专用共享池（Shared Pool）由共享SQL区和数据字典区组成。参数SHARED_POOL_SIZE 确定共享池的大小。共享SQL区包括 SQL或PL
8、/SQL语句的文本 SQL或PL/SQL语句的语法分析形式 SQL或PL/SQL语句的执行方案数据字典区用于存放数据字典信息行。ORACLE的体系结构 系统全局区培训专用数据缓冲存储区（Database Buffer Cache）用于存储从数据文件中读的数据的备份。数据缓冲区数据文件DB_BLOCK_SIZE 确定数据块的大小，一般为2K或4K，对于大数据块的数据库，此参数值为物理块的倍数。DB_BLOCK_BUFFERS 确定数据块的数目。ORACLE的体系结构 系统全局区培训专用数据缓冲存储区分为 脏列表 包括被修改过但尚未写到数据文件的缓冲块。LRU（Least Recently Use
9、d）列表 包括空闲缓冲块、正在存取的缓冲块、已被修改但尚未移到脏列表的缓冲块。ORACLE的体系结构 系统全局区培训专用日志缓冲存储区（Log Buffer）以记录项的形式备份数据库缓冲区中被修改的缓冲块，这些记录将被写到日志文件中。LOG_BUFFER 确定日志缓冲区的大小。日志缓冲区日志文件ORACLE的体系结构 系统全局区培训专用 用 户 进 程 服务器进程 后 台 进 程ORACLE的体系结构 进 程培训专用 ORACLE实例分为单进程实例和多进程实例两种。SINGLE_PROCESS 单进程/多进程实例的转换。ORACLE的体系结构 进 程培训专用单进程/单用户 一个进程执行全部OR
10、ACLE代码。S G AORACLE Server数据库应用ORACLE的体系结构 进 程培训专用多进程/多用户 使用多个进程执行ORACLE的不同代码，对于每一个连接的用户都有一个进程。S G A服务器进程用户进程后 台 进 程ORACLE的体系结构 进 程培训专用专用服务器方式 为每个用户单独开设一个服务器进程。适用于实时系统。不设置参数：MTS_SERVICEMTS_DISPATCHERSMTS_SERVERSMTS_LISTERNET_ADDRESSS G A服务器进程用户进程后 台 进 程服务器进程用户进程ORACLE的体系结构 进 程培训专用多线索服务器方式 通过调度器为每个用户进
11、程分配服务器进程。设置参数：MTS_SERVICEMTS_DISPATCHERSMTS_SERVERSMTS_LISTERNET_ADDRESS用户进程S G A服务器进程后 台 进 程服务器进程用户进程用户进程调度器ORACLE的体系结构 进 程培训专用参数的涵义 MTS_SERVICE：服务器名，缺省值为DB_NAME MTS_DISPATCHERS：调度器个数 MTS_SERVERS：可以启动的服务器进程的个数 MTS_LISTERNET_ADDRESS：SQL*NET监听器地址 MTS_MAX_SERVERS：服务器进程的最大数ORACLE的体系结构 进 程培训专用用户进程 当用户运行
12、一个应用程序时，就建立一个用户进程。ORACLE的体系结构 用户进程培训专用服务器进程 处理用户进程的请求。处理过程 分析SQL命令并生成执行方案。从数据缓冲存储区中读取数据。将执行结果返回给用户。ORACLE的体系结构 服务器进程培训专用后台进程 为所有数据库用户异步完成各种任务。主要的后台进程有 DBWR 数据库写进程 LGWR 日志写进程 CKPT 检查点写进程 SMON 系统监控进程 PMON 进程监控进程 ARCH 归档进程 RECO 恢复进程 LCKn 封锁进程ORACLE的体系结构 后台进程培训专用DBWR（Data Base Writer）将数据缓冲区中所有修改过的缓冲块数据写
13、到数据文件中，并使用LRU算法来保持缓冲区中的数据块为最近经常使用的，以减少I/O次数。该进程在启动实例时自动启动。ORACLE的体系结构 后台进程培训专用DBWR进行写操作的情况：脏列表达到最低限制。相当于参数DB_BLOCK_WRITE_BATCH值的一半。一个进程在LRU列表中扫描指定数目的缓冲块，未找到空闲缓冲块。参数DB_BLOCK_MAX_SCAN_CNT确定扫描数目。ORACLE的体系结构 后台进程培训专用DBWR进行写操作的情况：出现超时 3秒钟内该进程未活动，则该进程将在LRU列表中查找尚未查找的缓冲块，这组缓冲块的数目相当于参数DB_BLOCK_WRITE_BATCH值的2
14、倍。出现检查点。ORACLE的体系结构 后台进程培训专用LGWR（Log Writer）将日志缓冲区中的所有记录项写到日志文件中。该进程在启动实例时自动启动。ORACLE的体系结构 后台进程培训专用LGWR进行写操作的情况：用户进程提交一个事务（Commit）日志缓冲区达到1/3范围 DBWR对一个检查点需要清除缓冲块 出现超时（3秒钟内未活动，则进行一次写操作。）ORACLE的体系结构 后台进程培训专用检查点（Checkpoint）：在检查点出现期间，DBWR进程将数据缓冲区中的所有脏缓冲块写到数据文件中，LGWR进程将日志缓冲区中的所有记录项写到日志文件中，以确保上一个检查点至今修改过的所
15、有数据块都被写到磁盘上。ORACLE的体系结构 后台进程培训专用检查点：预定数目的记录项被填满。参数LOG_CHECKPOINT_INTERV AL确定了预定数目。设置指定的秒数。参数LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT确定了间隔秒数。每个日志开关处 关闭实例时 DBA手动操作。表空间离线。ORACLE的体系结构 后台进程培训专用CKPT(Checkpointer)在控制文件中记录检查点。参数CHECKPOINT_PROCESS 确定了检查点的启动/不启动状态。若CKPT进程不启动，则该进程的工作将由LGWR进程代劳。（如果数据库的数据文件过多，这样操作会降低系统性能。）ORACLE的
16、体系结构 后台进程培训专用ARCH(Archiver)在日志文件组出现切换时，将旧日志文件的内容拷贝到脱机存储介质上，出现介质失败时用于恢复数据。LOG_ARCHIVE_START 确定了该进程的启动/不启动状态。ARCH存储介质ORACLE的体系结构 后台进程培训专用ARCH(Archiver)LOG_ARCHIVE_DEST 当数据库在归档模式下操作时，该参数确定了日志文件的归档目标。LOG_ARCHIVE_FORMAT 当数据库在归档模式下操作时，该参数确定了归档日志文件的缺省文件名格式。ARCH存储介质ORACLE的体系结构 后台进程培训专用SMON（System Monitor）负责
17、完成自动实例恢复。该进程在启动实例时自动启动。PMON（Process Monitor）撤消异常中断的用户进程，并释放该进程已获得的系统资源或锁。ORACLE的体系结构 后台进程培训专用RECO（Recover）在分布式操作的情况下，恢复一个事务的失败。LCKn（Lock）在并行服务器系统间加锁，最多可加10个锁，分别为LCK0，LCK1，LCK9。ORACLE的体系结构 后台进程培训专用处理SQL语句的三个阶段 语法分析 执行 返回指令Server共享池 数据缓冲区日志缓冲区SGAUserUserUserSQL SELECT ename FROM emp;Server共享池 数据缓冲区日志缓
18、冲区SGAUserUserUserSMITHALLENWARD Server共享池 数据缓冲区日志缓冲区SGAORACLE的体系结构 示 例培训专用 SELECT操作SQL SELECT sal FROM emp WHERE job=CLERK;Server共享池 数据缓冲区SGAUserUserUserB1B2EMP TableBlock 1 Block2ORACLE的体系结构 示 例培训专用UPDATE操作 为了支持读一致性，恢复和回滚，所有修改操作需要回滚段。修改操作执行：将数据块送到数据缓冲区 将回滚块送到数据缓冲区 在修改行上设置行锁 保存回滚数据到回滚段块 将修改写到数据块ORAC
19、LE的体系结构 示 例培训专用 UPDATE操作SQL SELECT sal FROM emp WHERE job=CLERK;Server1UserUserUser1Server2UserUserUser2共享池 数据缓冲区SGAB1B2R2 R1EMP TableBlock 1 Block2RB01R1 R2Data File 1Data File 2 SQL UPDATE emp SET sal=sal*1.1 WHERE job=CLERK;ORACLE的体系结构 示 例培训专用第 二 章ORACLE的逻辑结构培训专用ORACLE的逻辑结构 ORACLE的逻辑结构是由一个或多个表空间组
20、成。一个表空间由一组分类段组成 一个段由一组范围组成 一个范围由一批数据库块组成 一个数据库块对应一个或多个物理块培训专用Tablespace逻辑结构图示Database BlocksExtent84KSegment112KDatabaseDataFile培训专用 数据库块（Database Block）是数据库使用的I/O最小单元，又称逻辑块或ORACLE块。一个数据库块对应一个或多个物理块，块的大小由参数DB_BLOCK_SIZE确定。ORACLE的逻辑结构 数据库块培训专用 标题：包括通用的块信息，如块地址/段类型等，最佳大小为85-100bytes。表目录：存储聚集中表的信息，这些信息
21、用于聚集段。行目录：包括这块中的有效行信息，允许使用每行开头的2bytes。自由空间：这块中能插入或修改的一组空间。行数据：存储表或索引的数据。ORACLE的逻辑结构 数据库块培训专用数据库块的格式Command and Variable HeaderTable DirectoryRow DirectoryFree SpaceROW DATAORACLE的逻辑结构 数据库块培训专用PCTUSED 用于行的INSERT的操作，当块的百分比小于PCTUSED时，可通过行DELETE或UPDATE来减少列存储。PCTFREE 用于行的UPDATE操作，在遇到PCTFREE后，这块被填满且不能进行IN
22、SERT操作。ORACLE的逻辑结构 数据库块培训专用ROW DATAPCTFREE=20%PCTUSED=40%PCTFREE=20%PCTUSED=40%Free SpaceORACLE的逻辑结构 数据库块培训专用 范围（Extent）是数据库存储空间分配的逻辑单位，一个范围由一组数据库块组成，范围是由段分配的，分配的第一个范围称初始范围，以后分配的范围称增量范围。ORACLE的逻辑结构 范 围培训专用FREELISTS 为INSERT操作保留的空闲块列表数目。OPTIMAL 为回滚段指定最佳大小，默认值为 NULL。PCTINCREASE 每个增量范围的增量百分比，默认值为50%。MIN
23、EXTENTS 这个段中可分配的范围最大数目，默认值为1。MAXEXTENTS 这个段中可分配的范围最大数目，默认值为99。NEXT 增量范围的大小，默认值为5个数据库块。逻辑结构范 围控制范围分配的参数INITIAL 初始范围的大小，默认值为5个数据库块。INITIAL NEXT MAXEXTENTS MINEXTENTS PCTINCREASE OPTIMAL FREELISTS培训专用 段（Segment）是表空间中一个指定类型的逻辑存储结构，它由一个或多个范围组成，段将占用并增长存储空间。ORACLE的逻辑结构 段培训专用引导段（Bootstrap Segment）存储数据字典表的定义
24、回滚段（Rollback Segment）存储为读一致性、回滚或恢复用数据临时段（Temporary Segment）存储排序操作期间建立的临时表的数据索引段（Index Segment）存储表或聚集上最佳查询的所有索引数据段的分类数据段（Data Segment）存储表或聚集的所有数据ORACLE的逻辑结构 段培训专用 表空间（Tablespace）是数据库中物理编组的数据仓库，对应一个或多个数据文件，表空间的大小是它所对应的数据文件大小的总和。ORACLE的逻辑结构 表空间培训专用System Tablespace Data TablespaceTableTableTableTableTa
25、bleTableTableIndexIndexIndexIndexTableTableTableTableTableIndexIndexIndexIndexTableTableTableClusterTableTableIndexIndex IndexClusterClusterDBFiles1 DBFiles2 DBFiles3ORACLE的逻辑结构 表空间培训专用 ORACLE数据库中的数据逻辑存储在表空间中，物理存储在数据文件中。数据库结构数据文件日志文件控制文件参数文件物理结构表空间段范围数据库块逻辑结构ORACLE的逻辑结构 数据库结构培训专用第 三 章数据库的安装培训专用硬件结构终
26、端方式服务器终端 1终端 3终端 5终端 2终端 4终端 6服务器微机 1微机 3微机 5微机 2微机 4微机 6客户/服务器方式1客户/服务器方式2主服务器微机 1微机 3微机 5微机 2微机 4微机 6子服务器微机 1微机 3微机 5微机 2微机 4微机 6培训专用数据库的安装 硬件需求 服务器CPU Intel 486网卡 支持TCP/IP协议内存 16M外存 1GB 客 户Intel 486支持TCP/IP协议16M400MB培训专用 服务器 操作系统 TCP/IP协议 客 户 操作系统 TCP/IP协议数据库的安装 软件需求培训专用1.修改OS参数 SEMMNI 20 SEMMNS
27、60 SHMMAX 20971520 SHMMNI 100 SHMSEG 152.重新启动系统3.建立一个ORACLE用户（DBA组），并登录到ORACLE用户下。数据库的安装 安装示例培训专用4.设置环境变量vi.profile追加下列语句：ORACLE_HOME=/目录名/用户名（/oracle/oracle7）ORACLE_SID=数据库名（ora7）TK2DEV=终端类型（ansi）数据库的安装 安装示例培训专用5.读介质磁盘：$dd ibs=8k if=/dev/rdsk/f0q18dt|uncompress|cpio-icBmvd磁带：$cpio-icBvd/dev/rct0（磁带
28、设备号）数据库的安装 安装示例培训专用6.设置安装环境$cd newoi$./orainst$su#cd/home/oracle/orainst#./rootpre.sh 设置安装环境#exit$数据库的安装 安装示例培训专用数据库的安装 安装示例$cd/home/oracle/orainst$./orainst培训专用$su#cd/home/oracle/orainst#./root.sh 设置SQL NET环境#cd/etc#vi services追加：orasrv 1525/tcp listener 1521/tcp#exit$tcpctl start SQL NET V1或$lsnrc
29、tl start SQL NET V2数据库的安装 安装示例培训专用 一个产品对应一个子目录 公共目录（命令）bin 管理和维护软件 dbs 有关安装的软件 orainst数据库的安装 安装示例培训专用DBA应用程序 SQL*DBA SQL*Loader Export/ImportSQL*DBA 允许DBA控制和监视ORACLE数据库。(只有DBA特权的用户可以使用)培训专用DBA应用程序 SQL*DBA SQL*Loader Export/Import命令执行方式：行命令：$sqldba mode=line 或$sqldba lmode=y SQLDBA 输入行命令点菜单：$sqldba培训
30、专用DBA应用程序 SQL*DBA SQL*Loader Export/ImportSQL*Loader 将标准操作系统文件（文本文件或C数据格式文件）中的数据安装到ORACLE数据基表中。(DBA和用户都可以使用)培训专用DBA应用程序 SQL*DBA SQL*Loader Export/ImportExport/Import 允许DBA卸出/恢复ORACLE格式的数据。培训专用ORACLE特殊用户 internal system sysinternal 只能在服务器端使用的超级用户，它具有DBA的所有特权。连接方式与普通用户相同。培训专用ORACLE特殊用户 internal system sysSystem(manager)在建立数据库时自动建立的一个超级用户，它拥有显示管理信息的附加表和视图，以及由ORACLE工具使用的所有表和视图。连接方式与普通用户相同。培训专用ORACLE特殊用户 internal system sysSys(change_on_install)只能在服务器端使用的超级用户，它具有DBA的所有特权。连接方式与普通用户相同。培训专用