Сарсенова Д, студентка 3 курса
специальности «Информационные системы»
КГУ им. А.Байтурсынова
Бевз И.А., ст.преподаватель кафедры ИС
КГУ им. А.Байтурсынова
Архитектурные особенности помогут понять как
ORACLE поддерживает многопользовательский
доступ к базе данных, и как
обеспечивается высокая
производительность, требующаяся в многопользовательских, многозадачных
системах баз данных.
Механизмы ORACLE работают через использование структур
памяти и процессов. Все структуры памяти располагаются в
основной памяти (иногда называемой виртуальной памятью или памятью
произвольного доступа)
компьютеров, составляющих систему
базы данных. ПРОЦЕССЫ -
это задания или
задачи, работающие в памяти этих компьютеров.
ORACLE создает и использует свои структуры памяти для
выполнения некоторых задач.
Например, память используется
для размещения исполняемого программного кода и данных,
разделяемых между пользователями. С
ORACLE ассоциируются несколько
базовых структур памяти:
глобальная область системы
(которая включает буфера базы данных и
журнала повторения, а также разделяемый пул) и глобальные области программ.
ГЛОБАЛЬНАЯ
ОБЛАСТЬ СИСТЕМЫ (SGA)
- это область разделяемой памяти,
распределяемая ORACLE, которая
содержит данные и управляющую информацию для одной
инстанции ORACLE. Область SGA и
фоновые процессы ORACLE
составляют инстанцию ORACLE. SGA
распределяется при запуске
инстанции и освобождается при закрытии инстанции. Каждая
запускающаяся инстанция имеет
свою собственную область SGA. Данные
в SGA разделяются (т.е.
совместно используются) всеми пользователями, присоединенными к базе
данных. Для оптимальной производительности
SGA должна быть
максимально большой (пока позволяет
реальная память), чтобы
держать как можно больше данных в памяти и
минимизировать дисковые операции.
Информация, хранящаяся в SGA,
подразделяется на несколько
типов структур памяти, включая буфера базы данных, буфера журнала повторения и разделяемый пул. Эти области
имеют фиксированные размеры и создаются
при запуске инстанции.
БУФЕРА
БАЗЫ ДАННЫХ в
SGA хранят наиболее
недавно использовавшиеся
блоки данных из
базы данных; все множество
буферов базы данных в инстанции составляет БУФЕРНЫЙ КЭШ БАЗЫДАННЫХ. Эти буфера
могут содержать модифицированные
данные, которые еще не
записаны на диск
для постоянного хранения.
Поскольку
последние использовавшиеся (в
том числе и наиболее часто использующиеся) данные поддерживаются в
памяти, требуется меньше дисковых
операций, и производительность увеличивается.
БУФЕР ЖУРНАЛА ПОВТОРЕНИЯ в SGA хранит ЗАПИСИ
ПОВТОРЕНИЯ – журнал изменений,
осуществленных в базе
данных. Записи повторения, хранящиеся в буферах журнала
повторения, записываются в онлайновый файл журнала, который
используется при необходимости восстановления
базы данных. Его размер статичен.
Разделяемый
пул - это часть SGA,
содержащая конструкты разделяемой памяти,
такие как разделяемые области SQL. Разделяемая
область SQL требуется
для обработки каждого уникального предложения SQL, выданного базе данных. Разделяемая область
SGA содержит такую информацию, как дерево разбора и план исполнения для
соответствующего
предложения. Единственная разделяемая
область SGA используется всеми приложениями, которые выдают то же самое предложение. Это позволяет оставлять больше разделяемой памяти для других целей.
ГЛОБАЛЬНАЯ
ОБЛАСТЬ ПРОГРАММЫ (PGA) - это буфер
памяти, содержащий данные и
управляющую информацию для процесса сервера.PGA создается ORACLE при запуске
процесса сервера. Информация вобласти
PGA зависит от конфигурации ORACLE.
ORACLE можно конфигурировать на различное число
пользовательских процессов на один
процесс сервера. В КОНФИГУРАЦИИ ВЫДЕЛЕННОГОСЕРВЕРА каждый процесс сервера обрабатывает запросы для
одного пользовательского
процесса. КОНФИГУРАЦИЯ МНОГОКАНАЛЬНОГОСЕРВЕРА позволяет
многим пользовательским процессам
совместно использовать небольшое число
процессов сервера, минимизируя количество процессов сервера и
максимизируя утилизацию доступных системных ресурсов.
ORACLE создает множество ФОНОВЫХ ПРОЦЕССОВ для каждой
инстанции. В фоновых процессах
сосредоточены те функции, которые иначе пришлось бы выполнять множеством программ ORACLE, запускаемых для
каждого пользовательского процесса.
Фоновые процессы асинхронно
выполняют операции ввода-вывода и отслеживают
другие процессы ORACLE, обеспечивая
лучший параллелизм и
улучшая производительность и надежность.
ПИСАТЕЛЬ
БАЗЫ ДАННЫХ записывает
модифицированные блоки из буферного кэша базы данных в файлы данных. Благодаря способу, которым ORACLE
осуществляет журнализацию, процессу
DBWR не требуется
записывать эти блоки при завершении транзакции Вместо этого DBWR оптимизирован так, чтобы минимизировать обращения к диску.
В общем случае, DBWR выполняет запись
лишь тогда, когда
в SGA требуется прочитать очередную порцию данных, а в буферном кэше недостает свободных буферов.
Первыми записываются те
данные, к которым было самое давнее
обращение.
ПИСАТЕЛЬ ЖУРНАЛА записывает на диск записи журнала
повторения. Эти записи генерируются в буфере журнала повторения в SGA. Когда транзакция завершается
и буфер журнала
заполняется, LGWR переписывает записи
журнала повторения в
файл журнала повторения.
МОНИТОР СИСТЕМЫ осуществляет восстановление инстанции во
время запуска инстанции. В
системе с несколькими
инстанциями (при использовании
Параллельного сервера), процесс
SMON одной инстанции может также
осуществлять восстановление
других сбившихся инстанций. SMON
также очищает временные
сегменты, которые больше не
используются, и восстанавливает мертвые транзакции, пропущенные после сбоя и восстановления
инстанции в результате сбоев файлов
или офлайновых ошибок.
МОНИТОР
ПРОЦЕССОВ осуществляет восстановление процесса после сбоя пользовательского процесса. PMON отвечает за очистку КЭШа и освобождение ресурсов,
использовавшихся процессом. PMON также контролирует
диспетчерские и серверные процессы, и рестартует их, если они
сбиваются.
АРХИВАТОР
копирует онлайновые файлы
журнала повторения в архивную
память, когда они
переполняются. ARCH активен лишь
тогда, когда журнал повторения используется в режиме ARCHIVELOG.
ДИСПЕТЧЕРЫ - это
необязательные фоновые процессы,
существующие лишь в конфигурации
многоканального сервера. По
меньшей мере один диспетчерский процесс
создается для каждого
используемого коммуникационного
протокола (D000, ...,
Dnnn).
ПРОГРАММНЫЙ ИНТЕРФЕЙС
- это механизм, посредством которого пользовательский процесс
общается с процессом
сервера. Он выступает как метод стандартной коммуникации между любым инструментом или
приложением клиента (таким как SQL*Forms) и программным
обеспечением ORACLE.
Если пользовательский и серверный процессы находятся
на разных компьютерах в сети,
или если пользовательские процессы присоединяются к
разделяемым серверным процессам
через диспетчерские
процессы, то программный интерфейс включает физическое сетевое
соединение, программное обеспечение коммуникации и
SQL*Net. SQL*Net -
это интерфейс ORACLE к стандартным коммуникационным
протоколам, обеспечивающий должную
передачу данных между компьютерами.
Некоторые
архитектуры оборудования (например,
слабосвязанные процессоры) позволяют нескольким компьютерам разделять
доступ к данным, программному обеспечению или периферийным устройствам. ORACLE с опцией Параллельного сервера
использует преимущества такой архитектуры, выполняя несколько инстанций, которые"разделяют"
единую физическую базу данных.
В соответствующих приложениях,
Параллельный сервер ORACLE
предоставляет доступ к одной базе
данных пользователей на разных машинах, обеспечивая увеличенную
производительность.