Oracle Database – to oficjalna nazwa systemu zarządzania relacyjnymi bazami danych (ang. RDBMS) stworzonego przez firmę Oracle Corporation. Nazwa Oracle pochodzi od nazwy kodowej jednego z projektów sponsorowanych przez CIA, nad którymi pracował współzałożyciel korporacji Oracle – Larry Ellison.
Opis systemu
Relacyjna baza danych Oracle posługuje się standardowym językiem zapytań SQL oraz ma wbudowany wewnętrzny język tworzenia procedur składowanych PL/SQL – będący proceduralnie obudowanym językiem SQL. Jako języka tworzenia procedur składowanych w bazach danych Oracle (od wersji 8i) da się używać także języka Java.
Struktura
System bazy danych Oracle składa się z:
- instancji – struktur pamięciowych oraz procesów systemu operacyjnego obsługujących bazę danych. W skład typowego procesu wchodzi PMON (process monitor) oraz SMON (system monitor).
- struktur przechowywania danych
Struktura instancji
SCHEMA – Schemat jest to zbiór obiektów należących do użytkownika.
Przeważajaca ilość instalacji bazy Oracle ma domyślną schema o nazwie SCOTT. Po tym jak w procesie instalacji zostaną utworzone przykładowe tabele, użytkownik (user) może zalogować się do systemu bazy danych podając nazwę użytkownika: scott oraz domyślne hasło: tiger. Nazwa schemy SCOTT pochodzi od jednego z pierwszych pracowników Oracle Corp. (Bruce Scott), którego kot wabił się Tiger.
Inne domyślne schemy zawierają:
- SYS (podstawowe struktury bazy danych oraz narzędzia)
- SYSTEM (dodatkowe struktury bazy danych oraz narzędzia oraz konto uprzywilejowane)
- OUTLN (wykorzystywana do przechowywania metadanych dla query-optimizera.
- BI, IX, HR, OE, PM, SH (rozszerzone przykładowe schemy zawierające więcej danych oraz struktur niż oryginalna schema SCOTT)
Struktury pamięciowe
Instancja bazy danych Oracle składa się ze współdzielonych struktur pamięciowych (do których dostęp posiadają wszystkie procesy obsługujące instancję) oraz ze struktur prywatnych, dostępnych tylko dla procesów, które te struktury zaalokowały.
Podstawową strukturą pamięciową jest SGA, czyli System Global Area albo Shared Global Area zależnie od nazewnictwa. W skład SGA wchodzą:
- Shared Pool – pula współdzielona
- Library Cache
- Shared SQL Area – przestrzeń przechowująca sparsowane zapytania SQL oraz programy PL/SQL
- PL/SQL Area – przestrzeń kodu PL/SQL
- SQL Area – przestrzeń ostatnio wykonywanych zapytań SQL
- Data Dictionary Cache – bufor słowników bazy danych
- Database Buffer Cache – obszar bufora danych zorganizowany w listy LRU
- Redo Log Buffer Cache – obszar bufora rekordów powtórzeń, stanowiącego log transakcyjny bazy danych
- Large Pool (struktura opcjonalna) – służy pomiędzy innymi do komunikacji pomiędzy procesami równoległymi
- Java Pool (struktura opcjonalna) – przestrzeń przeznaczona do wykorzystania przez procedury składowane napisane w języku Java
Do struktur współdzielonych trzeba także Software Code Area będący strukturą przechowującą kod wykonywalny procesów Oracle. Zachodzenie tego obszaru jest zależne od systemu operacyjnego.
Poza strukturami współdzielonymi dostępna jest przestrzeń PGA czyli Program Global Area. PGA jest dostępne tylko dla jednego procesu, który je stworzy oraz zawiera:
- Przestrzeń Stosu (Stack Space)
- Informacje o Procesie
- Sort Area – obszar sortowania
Procesy
Procesy drugoplanowe wchodzące w skład instancji Oracle:
- Database Writer (DBWn) – proces "przeglądający" bufor bazy oraz zapisujący zmienione bloki na dyski
- Log Writer (LGWR) – proces zapisujący historię transakcji do plików dzienników powtórzeń
- Checkpoint (CKPT) – proces realizujący wykonanie punktów kontrolnych
- System Monitor (SMON) – monitoruje działanie instancji bazy danych
- Process Monitor (PMON) – monitoruje działanie procesów użytkownika oraz wykonuje "sprzątanie" po nieprawidłowo zakończonych procesach użytkowników
- Archiver (ARCn) – proces kopiujący zapełnione pliki dzienników powtórzeń
- Recovery (RECO) – proces odpowiedzialny za odtworzenie rozproszonych transakcji, które uległy awarii w trakcie wykonywania protokołu 2PC
- Lock (LCKn) – istnieje tylko w konfiguracji RAC oraz służy do synchronizowania dostępu do zasobów
- Queue Monitor (QMNn) – monitoruje kolejki komunikatów
Z każdym użytkownikiem przyłączonym do instancji bazy danych związany jest proces przeznaczony do jego obsługi. Baza danych Oracle ma dwa tryby obsługi klientów: dedykowany oraz współdzielony. W przypadku trybu dedykowanego, dla każdego klienta powoływany jest nowy proces, który w uproszczeniu jest odpowiedzialny za przetwarzanie zapytań, odczyt danych z dysków do buforów albo lokalizowanie istniejących danych w buforze, zapis zmienionych w wyniku operacji klienta bloków do bufora. Dla konfiguracji współdzielonej powoływane są do życia procesy:
- Dispatcher (Dnnn)
- Shared Server (Snnn)
Użytkownik łącząc się z bazą danych przyłącza się do jednego z istniejących procesów Dispacher oraz jego żądanie jest odpowiednio kolejkowane oraz przesyłane do procesu obsługującego zwanego Shared Server. W konfiguracji współdzielonej liczba procesów użytkowników jest określona przez odpowiednie parametry bazy danych, natomiast w konfiguracji dedykowanej liczba procesów jest równa liczbie równocześnie przyłączonych użytkowników.
Poza wymienionymi podczas działania instancji Oracle bywają uruchamiane różnorodne procesy związane pomiędzy innymi z wykorzystaniem specyficznych opcji bazy danych.
Na platformie Windows baza danych Oracle działa w architekturze wielowątkowej a nie wieloprocesowej, w związku z tym opisane procesy realizowane są jako wątki procesu głównego obsługującego instancję bazy danych.
Struktury przechowywania danych
W skład bazy danych Oracle wchodzą:
- plik parametrów – plik opisujący parametry instancji bazy danych Oracle oraz ścieżki do plików kontrolnych
- pliki kontrolne – przechowują zmultiplikowaną informację na temat struktury bazy danych (informacje o plikach danych, historie backupów, numery SCN, informacje na temat archiwalnych dzienników powtórzeń, trybu pracy bazy danych)
- dzienniki powtórzeń – przechowują powtórzoną informację na temat przeprowadzonych w systemie transakcji oraz posiadają charakter dookolny – po zapełnieniu informacja jest nadpisywana
- archiwalne dzienniki powtórzeń – kopie dzienników powtórzeń wykonywane po ich zapełnieniu
- pliki danych – w których przechowywane są wszystkie gromadzone w systemie dane oraz struktury wspomagające (np. indeksy).
Baza danych Oracle zamiast plików potrafi także wykorzystywać tak zwane surowe urządzenia (niesformatowane partycje).
Dane w bazie Oracle przechowywane są w tabelach znajdujących się w przestrzeniach tabel (tablespace). Pojedyncza przestrzeń tabel może rozciągać się na wiele plików danych natomiast pojedynczy plik może należeć tylko do jednej przestrzeni. Przestrzeń tabel może logicznie składać się z różnego rodzaju segmentów (zbiorów bloków danych zaalokowanych na rzecz obiektu bazodanowego). Segment jest natomiast grupą extentów, które z kolei są ciągłymi zestawami bloków danych. Bloki są najmniejszą jednostką alokacji przestrzeni. Baza danych Oracle potrafi posługiwać się blokami różnej wielkości.
Najważniejszą przestrzenią tabel dla działania bazy danych jest przestrzeń SYSTEM przechowująca wszelkie słowniki bazy.
Edycje/Wersje
Aktualnie system zarządzania bazą danych (SZBD) (ang. DBMS) Oracle jest dystrybuowany w wersji 11g (Oficjalna premiera odbyła się 11.07.2007). Dostępne są różnorodne edycje SZBD Oracle różniące się możliwościami, a co za tym idzie oraz ceną.
W tej chwili dostępne są:
- Oracle Enterprise Edition jest sztandarowym oraz najbardziej rozbudowanym produktem firmy Oracle oraz bywa dodatkowo rozszerzany o opcje np. takie jak: RAC, zaawansowane bezpieczeństwo itp.
- Oracle Standard Edition tańsza edycja bazy danych Oracle pozbawiona możliwości rozbudowy o opcje, nie posiadająca wszystkich możliwości edycji Enterprise (brak np. mechanizmu DataGuard) oraz ograniczona ilością procesorów na jakiej da się ją uruchomić.
- Oracle Standard Edition One pierwszy raz ukazała się wraz z wersją 10g. Jest to tania edycja bazy danych Oracle nie różniąca się niczym w stosunku do Oracle Standard Edition poza ograniczeniami licencyjnymi takimi pomiędzy innymi jak: niedobór możliwości uruchomienia w konfiguracji klastrowej, ograniczenie na pracę w maszynach mających możliwość instalacji maksymalnie dwóch procesorów.
- Oracle Express Edition (nie trzeba jej mylić z wielowymiarową bazą danych Oracle Express) jest darmową, ale bardzo ograniczoną (między innymi wykorzystanie jednego procesora, wykorzystanie maksymalnie 1 GB RAM, obsługa maksymalnie 4 GB danych użytkownika) edycją SZBD Oracle. Oracle Express Edition jest prezentowana po raz pierwszy w wersji 10gR2.
- Oracle Personal jest edycją w pełni funkcjonalną, kompatybilną z dowolną wersją rodziny relacyjnych baz danych Oracle, przeznaczoną do użytku indywidualnego.
- Oracle Lite jest systemem zarządzania bazą danych przeznaczonym do zastosowań mobilnych.
Od wersji 9i silnik bazy danych pomiędzy wszystkimi edycjami (wyłączając edycję Lite) jest ten sam z wprowadzeniem do niego adekwatnych dla edycji ograniczeń. W wersjach wcześniejszych silniki wersji Standard oraz Enterprise były wykonywane osobno.
Linki zewnętrzne
