Oracle数据库体系结构总结

Oracle DB 体系结构 Oracle DB 服务器由一个 Oracle DB 以及一个或多个数据库实例组成。实例由内存结构和后台进程构成。每当启动一个实例时，都会分配一个称为系统全局区 (SGA) 的共享内存区，并启动后台进程。 数据库包括物理结构和逻辑结构。由于物理结构

Oracle DB 体系结构
Oracle DB 服务器由一个 Oracle DB 以及一个或多个数据库实例组成。实例由内存结构和后台进程构成。每当启动一个实例时，都会分配一个称为系统全局区 (SGA) 的共享内存区，并启动后台进程。
数据库包括物理结构和逻辑结构。由于物理结构和逻辑结构是分开的，因此管理数据的物理存储时不会影响对逻辑存储结构的访问。

Oracle的体系结构确保将逻辑结构从物理结构中抽象出来

Oracle DB 内存结构
Oracle DB 针对各种用途创建和使用内存结构。例如，使用内存来存储正在运行的程序代码、在各用户之间共享的数据以及所连接的每个用户的专用数据区域。 一个实例有两个关联的基本内存结构：

系统全局区 (SGA)：称为 SGA 组件的共享内存结构组，这些组件包含一个 Oracle DB 实例的数据和控制信息。SGA 由所有服务器和后台进程共享。SGA 中存储的数据示例包括高速缓存的数据块和共享 SQL 区域。

程序全局区 (PGA)：包含某个服务器进程或后台进程的数据及控制信息的内存区域。PGA 是 Oracle DB 在服务器进程或后台进程启动时创建的非共享内存。服务器进程对 PGA 的访问是互斥的。每个服务器进程和后台进程都具有自己的 PGA。

SGA 是包含实例的数据和控制信息的内存区。SGA 包含以下数据结构：

数据库缓冲区高速缓存：用于缓存从数据库中检索到的数据块
重做日志缓冲区：用来缓存用于实例恢复的重做信息，直到可以将其写入磁盘中存储的物理重做日志文件
共享池：用于缓存可在用户间共享的各种结构
大型池：为某些大型进程（例如 Oracle 备份和恢复操作）和 I/O 服务器进程提供大型内存分配的可选区域。
Java 池：用于 Java 虚拟机 (JVM) 中特定于会话的所有 Java 代码和数据
流池：Oracle Streams 使用它来存储捕获和应用操作所需的信息

非 RAC、非 ASM 环境中的常见后台进程包括：

数据库写进程 (DBWn)
日志写进程 (LGWR)
检查点进程 (CKPT)
系统监视器进程 (SMON)
进程监视器进程 (PMON)
恢复器进程 (RECO)
作业队列进程
归档进程 (ARCn)
队列监视器进程 (QMNn)

构成 Oracle DB 的文件可划分为以下类别：

控制文件：包含与数据库本身相关的数据，即物理数据库结构信息。这些文件对数据库至关重要。没有这些文件，就无法打开数据文件以访问数据库中的数据。
数据文件：包含数据库的用户或应用程序数据，以及元数据和数据字典
联机重做日志文件：用于进行数据库的实例恢复。如果数据库服务器发生崩溃，但未丢失任何数据文件，那么实例便可使用这些文件中的信息恢复数据库。

下列附加文件对成功运行数据库非常重要：
参数文件：用于定义实例启动时的配置
口令文件：允许 sysdba、sysoper 和 sysasm 远程连接到实例并执行管理任务
备份文件：用于进行数据库恢复。如果原始文件在发生介质故障或用户错误时被损坏或删除，通常要还原备份文件。
归档重做日志文件：包含实例发生的数据更改（重做）的实时历史记录。使用这些文件和数据库备份，可以恢复丢失的数据文件。也就是说，归档日志能够恢复还原的数据文件。
跟踪文件：每个服务器和后台进程都可以写入关联的跟踪文件。当进程检测到内部错误时，进程会将有关该错误的信息转储到相应的跟踪文件中。写入跟踪文件的一些信息是为数据库管理员提供的，而其它信息是为 Oracle Support Services 提供的。
预警日志文件：这些文件包含特殊的跟踪条目。数据库的预警日志是按时间顺序列出的消息日志和错误日志。Oracle 建议您定期查看预警日志。

逻辑和物理数据库结构
数据库具有逻辑结构和物理结构。

方案
“方案”是数据库用户拥有的数据库对象的集合。方案对象是直接引用数据库数据的逻辑结构。方案对象包括诸如表、视图、序列、存储过程、同义词、索引、集群和数据库链接等结构。通常，方案对象包括应用程序在数据库中创建的所有内容。
数据库、表空间和数据文件

表空间
数据库分为多个逻辑存储单元，这些单元称为“表空间”，用于将相关逻辑结构组合在一起。例如，表空间一般会将应用程序的所有对象分成一组，以简化一些管理操作。您可以使用一个表空间存放应用程序数据，使用另一个存放应用程序索引。

数据块
从最底层来看，Oracle DB 的数据存储在“数据块”中。一个数据块与磁盘中特定字节数的物理数据库空间相对应。每个表空间的数据块大小是在表空间创建时指定的。数据库使用和分配 Oracle 数据块中的空闲数据库空间。

区
下一层逻辑数据库空间是“区”。区是特定数量的相邻数据块（通过一次分配获得），用于存储特定类型的信息。

段
区之上的逻辑数据库存储层称为“段”。段是为某个逻辑结构分配的一组区。例如：

数据段：每个非集群的、不按索引组织的表都有一个数据段，但外部表、全局临时表和分区表除外，这些表中的每个表都有一个或多个段。表中的所有数据都存储在相应数据段的区中。对于分区表，每个分区都有一个数据段。每个集群也都有一个数据段。集群中每个表的数据都存储在集群的数据段中。
索引段：每个索引都有一个索引段，存储其所有数据。对于分区索引，每个分区都有一个索引段。
还原段：为每个数据库实例创建一个 UNDO 表空间。该表空间包含大量用于临时存储还原信息的还原段。还原段中的信息用于生成读一致性数据库信息，并且在数据库恢复过程中，用于为用户回滚未提交的事务处理。
临时段：临时段是在需要临时工作区来执行 SQL 语句时，由 Oracle DB 创建的。语句完成执行后，临时段的区将返回到实例以备将来使用。为每个用户指定一个默认临时表空间，或指定一个在数据库范围内使用的默认临时表空间。
Oracle DB 对空间进行动态分配。如果段中的现有区都已满，将会再增加一些区。因为区是根据需要进行分配的，因此段中的区在磁盘中可能是相邻的，也可能是不相邻的。

表空间和数据文件
数据库被划分为多个“表空间”，表空间是可用于将相关逻辑结构组合在一起的逻辑存储单元。每个数据库在逻辑上都分为一个或多个表空间。对每个表空间均显式创建一个或多个数据文件，以在物理上将所有逻辑结构的数据都存储在表空间中。

YSTEM 和 SYSAUX 表空间是在创建数据库时创建的必须存在的表空间。这些表空间必须联机。
SYSTEM 表空间用于核心功能（例如，数据字典表）。
辅助的 SYSAUX 表空间用于附加的数据库组件（例如，Enterprise Manager Repository）。

数据库体系结构：结构组件汇总：

内存结构：
系统全局区 (SGA)：数据库缓冲区高速缓存、重做缓冲区以及各种池
程序全局区 (PGA)
进程结构：
用户进程和服务器进程
后台进程：SMON、PMON、reco、DBWn、CKPT、LGWR、ARCn 等
存储结构：
逻辑：数据库、方案、表空间、段、区和 Oracle 块
物理： 数据文件、控制文件和重做日志文件