Системная архитектура и структура ORACLE

Процессы Oracle: 
- Системные: 
PMON - процесс, который осуществляет слежение (монитор процессов) 
SMON - системный монитор 
DBWR - процесс записи данных в базу 
LGWR - процесс, обеспечивающий запись информации в журнал транзакции или журнал повторов (LogWriter) 
- Пользовательские (для подключения к базе данных): 
код сервера + инструментальная часть 
Инструментальная часть — код какого-либо программного средства (утилита с помощью которой пользователь подключается к базе данных, например, SQL * Plus, SQL Navigator). 
Процессы Oracle используют файлы, совокупность которых является физическим представлением базы данных:

• файлы данных
• управляющие файлы
• журнальные файлы

Управляющие файлы  и журнальные файлы поддерживают функционирование сервера. Должны присутствовать в БД, быть открытым и доступными серверу.

Память, используемая Oracle 
Системная память для всей базы данных — SGA (system global area) — глобальная системная область (ГСО). 
Используется совместно разными процессами. 
Последняя запрошенная информация сохраняется в определенных частях ГСО. Части ГСО:

• Кэш-буфер данных
• Разделяемый пул SQL
• Большой пул
• Пул Java

Эти части в  сумме могут составлять до 95% ГСО.

Для процесса (пользовательского  или системного) в памяти сервера  выделяется PGA (process global area — глобальная область процесса):

• содержит данные и управляющую информацию одного процесса;
• между процессами не разделяется.

Экземпляр (сервер) базы данных — набор структур памяти и фоновых процессов, обращающихся к группе файлов базы данных.

Файл конфигурации — обычный текстовый файл, может быть изменен администратором БД с целью настроек сервера. 
Параметры файла определяют объем ресурсов, ассоциированных с конкретной базой данных 
Запущенный экземпляр получает уникальный идентификатор — SID (Server Identifier) 
Параметры, определяющие размер и состав экземпляра:

• файл параметров инициализации (init.ora)
• файл параметров сервера (spfile.ora)

Файл параметров инициализации — читается при загрузке экзмепляра и может быть изменен администратором БД. Все сделанные изменения вступают в силу после повторного запуска экзмепляра.

Словарь  данных 
Логически база данных — это множество схем, каждая из которых идентифицируется своим именем, уникальным в данной БД. Информация о структуре объектов базы данных, их расположении, правах доступа и т.п. хранится в словаре данных (базе метаданных). 
Информация словаря данных хранится в виде таблиц, над которыми созданы многочисленные представления.

Представления словаря данных: (префиксы) 
DBA — сведения обо всех объектах базы данных 
ALL — сведения только о тех объектах, которые доступны пользователю 
USER — сведения обо всех объектах базы данных, принадлежащих пользователю

Например, USER_TABLES — сведения о таблицах, которые  находятся в схеме текущего пользователя.

Просмотр текущей  активности сервера — обеспечивают специальные представления с  префиксом V$ 
Например, V$SESSION — сведения о текущих сеансах. 
После создания базы данных и ее запуска требуется, используя системные учетные записи SYS или SYSTEM, войти в СУБД для создания учетных записей других пользователей.

Учетная запись пользователя — не является физической структурой, но связана важными взаимоотношениями с объектами базы данных, поскольку пользователям принадлежат объекты. 
Пользователь SYS — владеет таблицами словаря данных, содержащими информацию об остальных структурах базы данных 
Пользователю SYSTEM принадлежат представления, обращающиеся к этим таблицам словаря данных.

Схема — набор объектов, принадлежащих учетной записи пользователя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. СТРУКТУРЫ ПАМЯТИ ORACLE

3.1 Основные структуры памяти

Основные структуры памяти, связанные с экземпляром Oracle:

• Системная глобальная область (System Global Area– SGA), разделяемая всеми серверными и фоновыми процессами
• Программная глобальная область (Program Global Area – PGA), частная для каждого серверного  и фонового процесса; для каждого процесса выделяется одна PGA.
• Системная глобальная область (SGA) – это область разделяемой памяти, в которой содержатся данные и управляющая информация экземпляра.

SGA содержит следующие  структуры данных:

• Кэш буферов БД (Database buffer cache) - для блоков данных выбираемых из БД.
• Журнальный буфер (Redo log buffer) - для кэширования информации повторного выполнения (используемой при восстановлении экземпляра) до момента их записи в журнальные файлы.
• Разделяемый пул (Shared pool) - для кэширования различных структур, которые могут совместно использоваться пользователями.
• Большой пул (Large pool) – необязательная область, в которой отводится память  для буферов, требуемых большими операциями ввода/вывода.
• Java-пул, используемый для Java-кода сеансов и данных внутри виртуальной Java-машины (Java Virtual Machine – JVM).

При запуске экземпляра с помощью Enterprise Manager или SQL*Plus выводится  информация о памяти, выделенной для SGA. В рамках динамической инфраструктуры SGA можно без остановки экземпляра менять размеры кэша буферов БД, разделяемого пула, большого пула, Java-пула и пула потоков.

Преконфигурированная база данных уже настроена и использует подходящие параметры распределение  оперативной памяти. Однако по мере роста базы данных может возникнуть необходимость внести изменения  в эти параметры.

Oracle позволяет выдавать  сигнальные сообщения (alerts) для  своевременного определения проблем,  связанных с размером структур  памяти, и содержит советчики  (advisors), которые помогают установить  подходящие значения для параметров.

Программная глобальная область (PGA) – это область памяти, выделяемая для каждого серверного процесса, содержащая данные и управляющую  информацию этого процесса. Серверный  процесс – это процесс, который  обрабатывает запросы клиента. Каждый серверный процесс имеет свою приватную область PGA, которая создается  при старте серверного процесса. Доступ к этой области имеет только этот серверные процесс, чтения и запись в эту область выполнятся через  код Oracle, вызываемый из этого серверного процесса.

Совокупный размер памяти, выделяемый под области PGA и их содержимое, зависит от того, сконфигурирован  ли в экземпляре режим разделяемого сервера. Обычно PGA содержит:

• Приватную область SQL (Private SQL area), в которой находятся информация привязки и структуры памяти, создаваемые при выполнении команд. Каждый сеанс, в котором выполняется команда SQL, имеет приватную область  SQL.
• Память сеанса (Session memory), выделяемая для обработки переменных сеанса и другой связанной с сеансом информацией.

 

 

 

3.2 Процессы Oracle

Когда вызывается прикладная программа или инструментальное средство, например, Enterprise Manager, Oracle создает  серверный процесс для выполнения команд, порождаемых приложением.

Кроме того, Oracle создает  набор фоновых процессов для  экземпляра. Эти процессы взаимодействуют  друг с другом и с операционной системой. Они управляют структурами  памяти, записывают информацию на диск в асинхронном режиме ввода/вывода и выполняют общесистемные служебные  действия.

Состав работающих в  текущий момент фоновых процессов  зависит от используемых функциональных возможностей базы данных. Наиболее общие  процессы следующие:

• Системный монитор (System monitor – SMON); выполняет восстановление после отказа экземпляра при старте экземпляра.
• Монитор процессов (Process monitor – PMON); выполняет очистку после аварийного завершения пользовательского процесса.
• Процесс записи в БД (Database writer – DBWn); пишет модифицированные блоки из кэша буферов БД в файлы на диск.
• Процесс контрольной точки (Checkpoint – CKPT); сигнализирует DBWn о контрольной точке и изменяет все файлы данных и управляющие файлы, внося в них информацию о самой последней контрольной точке.
• Процесс записи в журнал (Log writer – LGWR); пишет журнальные записи на диск.
• Архиватор (Archiver – ARCn); копирует файлы оперативного журнала в архив после заполнения оперативных журнальных файлов или после выполнения переключения журнала.

 

3.3 Словарь данных

Словарь данных – централизованный набор таблиц и представлений, используемых в режиме «только чтение» для  получения данных о БД. В словаре  хранится, например:

• логическая и физическая структура БД;
• информация о пользователях БД;
• ограничения целостности;
• данные о выделенном для объектов схем пространстве и сколько из этого пространства используется.

Словарь создается, когда  создается база данных, и автоматически  изменяется при изменении структур базы данных. Enterprise Manager получает информацию об объектах БД из словаря. Вы можете только выполнять запросы информации из таблиц словаря данных. Enterprise Manager делает тоже самое для вас и представляет информацию в удобном для использования  виде. Представление DICTIONARY содержит описание таблиц и представлений словаря  данных. В именах представлений обычно имеется один из трех префиксов:

• USER– информация, относящаяся к объектам, принадлежащим пользователю.
• ALL – информация, относящаяся к объектам, доступным пользователю.
• DBA – информация о всех объектах базы данных.

Сейчас вы познакомились  с основными понятиями, которыми придется оперировать во время работы с Oracle. Подробнее о структуре памяти Oracle, процессах и т.д. будет рассказано в следующих выпусках.

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование различным методов и средств представления и управления данными в информационных системах проведем на примере интерактивной базы данных патентного обеспечения (ПО) конструкторско-технологического проектирования (КТП). Патент - это документ, свидетельствующий о праве изобретателя на его изобретение. Для стандартизации и облегчения поиска информации были введены различные классификации патентов: (Национальная Классификация Патентов (НКИ), Универсальная Десятичная Классификация (УДК), Международная Классификация Изобретений (МКИ)). Все эти классификации призваны служить инструментом для упорядоченного хранения патентных документов, что облегчает доступ к содержащейся в них информации, быть основой для избирательного распределения информации среди потребителей патентной информации и для получения систематических данных в области промышленного соответствия, что в свою очередь, определяет уровень развития различных областей техники.

Классификации патентов имеют сложную  структуру, и для поиска необходимой  информации может потребоваться  много времени. Возможна организация  поиска по всем имеющимся классификациям изобретений, но пока, в качестве примера, мы рассмотрим только Международную  Классификацию Изобретений, которая  являясь средством для единообразного в международном масштабе классифицирования  патентных документов, представляет собой эффективный инструмент для  патентных ведомств и других потребителей, осуществляющих поиск патентных  документов с целью установления новизны и оценки вклада изобретения  в заявленное техническое решение (включая оценку технической прогрессивности  и полезности или результата).

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бобровские. Oracle8. Архитектура. - М.: ЛОРИ, 1999.
2. ПейджВ., ХьюзК, Остин Д. Использование Огас1е8. -К.; М.; СПб.: Вильяме, 1998.
3. Баженова И. Ю. Oracle 8/8i. Уроки программирования. —М.: Диалог-МИФИ, 2000.
4. Урман С. Огас1е8. Программирование на языке PL/SQL. - М.: Изд-во ЛОРИ, 1999.    .
5. Эбби М, Кори М. Огае1е8: Первое знакомство. — М.: ЛОРИ, 1998.
6. Энсор Д.,  Стивенсон Й. Oracle. Проектирование баз данных. — К.: BHV, 1999.
7. Koch G., Loney К Oracle8: The complete Reference. -Osborne/McGraw-Hill, 1997.
8. Theriault    M.,     Heney    W.     Oracle    Security.    -O'Reilly&Associates, Inc., 1998.
9. www.oracle.com