1.4 Oracle 12c体系架构

一个完整的数据库体系结构包括数据库的组成、工作过程与原理，以及数据在数据库中的组织与管理机制。Oracle 12c数据库的体系结构相当庞大，开发人员可以从Oracle的官方网站下载相应的体系结构图。从开发及管理的角度来讲，本节简单介绍内存结构、进程结构和物理结构。

1.4.1 内存结构

Oracle内存由SGA（System Global Area，系统全局区）和PGA（Process Global Area，程序全局区）构成。

SGA中存储数据库信息，由多个数据库进行共享，包括共享池、数据缓冲区、日志缓冲区、大池、Java池、Streams池和数据库字典缓冲区等。

1．共享池

共享池是对SQL、PL/SQL程序进行语法分析、编译和执行的内存区域。共享池的大小直接影响数据库的性能，它由库高度缓冲区和数据字典缓冲区组成，其中，库高度缓冲区又包括共享SQL区、私有SQL区（只在共享服务器内存）、共享PL/SQL区和控制结构区。

2．数据库缓冲区

数据库缓冲区是SGA中的一个高速缓冲区域，用来存储最近从数据库中读出的数据块（如表）。数据库缓冲区的大小对数据库的读取速度有直接的影响。当用户处理查询时，服务器进程会先从数据库缓冲区查找所需要的数据库，当缓冲区中没有时才会访问磁盘数据。

3．日志缓冲区

当用户通过INSERT、SELECT和DELETE等语句更改数据库时，服务器进程会将这些修改记录到重做日志缓冲区内，这些修改记录也叫重做记录。相对来说，日志缓冲区对数据库的性能影响较小。当数据库发生意外时，可以从日志缓冲区内读取修改记录来恢复数据库。

4．大池

为了进行大的后台操作而分配的内存空间，主要指备份恢复、大型I/O操作和并行查询等。

5.Java池

Java池内存储了Java语句的文本和语法分析表等信息，如果要安装Java虚拟机，就必须启用Java池。

6.Streams池

Streams池是高级复制技术的一部分，其功能是存放消息，这些消息是共享的。

7．数据字典缓冲区

数据字典缓冲区是共享池的一部分，又称为数据字典区或行缓冲区，包含数据库的结构、用户信息和数据表、视图等信息。数据字典缓冲区存储数据库的所有表和视图的名称、数据库基表的列名和列数据类型以及所有Oracle用户的权限等。

PGA包括会话信息、堆栈空间、排序分区以及游标状态。会话信息存放会话的权限、角色和会话性能统计信息等；堆栈空间存放的是变量、数组和属于会话的其他信息；排序区则是用于排序的一段专用空间；游标状态存放当前使用的各种游标的处理阶段。

1.4.2 进程结构

Oracle数据库的进程结构包括用户进程、服务器进程和后台进程这三种类型。用户进程位于客户端，服务器进程和后台进程位于服务器端。

1．用户进程

用户进程是一个需要与Oracle服务器进行交互的程序。当用户运行一个应用程序准备向数据库服务器发送请求时，即创建了用户进程。对于专用连接来说，用户在客户端启用一个应用程序，就是在客户端启用一个用户进程。

2．服务器进程

服务器进程用于处理连接到该实例的用户进程的请求。当用户连接到Oracle数据库实例创建会话时，即产生服务器进程。当用户与Oracle服务器端连接成功后，会在服务器端生成一个服务器进程，该服务器进程作为用户进程的代理进程，代替客户端执行各种命令并把结果返回给客户端。用户进程一旦中止，服务器进程立刻中止。

3．后台进程

后台进程是Oracle数据库为了保持最佳系统性能和协调多个用户请求而设置的。Oracle实例启动时即创建一系列后台进程，如PMON监视用户进程运行是否正常，SMON实时监控整个Oracle状况，其他进程这里不再说明。

【范例2】

执行以下语句可以查询启动的后台进程信息：

      SELECT * FROM v$process;

执行以下语句查看启动DBWR进程个数：

        SHOW PARAMETER db_wr;

1.4.3 物理结构

物理结构就是Oracle数据库所使用的操作系统的物理文件，在数据库中的所有数据都保存在物理文件中，它是存放在磁盘上的结构文件。主要的物理文件包括数据文件、控制文件、重做日志文件和参数文件4类。

1．数据文件

数据文件用于存储数据库的全部数据（如表和索引的数据），每一个Oracle数据库都有一个或多个物理的数据文件。

2．控制文件

控制文件用于控制数据库的物理结构，它记录数据库中所有文件的控制信息，包含数据库名称、数据库建立日期、数据库中数据文件与日志文件的名称和位置、表空间信息、归档日志信息、当前的日志序列号以及检查点信息等。

3．重做日志文件

Oracle用重做日志文件保存所有数据库事务的日志。当数据库被破坏时，用该文件恢复数据库。

4．参数文件

参数文件保存与Oracle配置有关的信息，一般有以下三种参数文件。

（1）初始化参数文件用于在数据库启动实例时配置数据库，该文件主要设置数据库实例名称、主要使用文件的位置和实例所需要的内存区域大小等。

（2）配置参数文件一般被命名为config.ora，由初始化参数文件调用。在数据库对应多个实例的时候才会存在，如果一个数据库只对应一个实例则不会产生此文件。

（3）二进制参数文件pfile（Parameter File，参数文件）和spfile（Server Parameter File，服务器参数文件）都属于二进制文件。pfile包含数据库的配置信息，是基于文本格式化的参数文件；spfile包含数据库及例程的参数和数值，是基于二进制格式的参数文件。

思考与练习

一、填空题

1.Oracle 12c的数据库版本包括企业版、标准版、__________和个人版。

2.Oracle程序开发中必须启动的两个服务是数据库监听服务和__________。

3.Oracle内存由SGA和__________构成。

4.__________的大小对数据库的读取速度有直接的影响。

5.Oracle数据库的进程结构包括用户进程、__________和后台进程三种。

6.__________一般被命名为config.ora，由初始化参数文件调用。

二、选择题

1. Oracle 12c是在__________年发布的。

A. 2006

B. 2007

C. 2013

D. 2014

2. Oracle 12c的新特性不包括__________。

A. 放宽多种数据类型长度限制

B. SELECT语句的改善

C. 使用FETCH实现TOP N的查询

D. WITH语句的改善

3. SGA中的内容不包括__________。

A. Java池

B. 程序全局区

C. 数据库字典缓冲区

D. 数据缓冲区

4.__________记录数据库中所有文件的信息，包括数据库的名称、数据库建立日期、表空间信息、归档日志信息以及检查点信息等。

A. 参数文件

B. 数据文件

C. 重做日志文件

D. 控制文件

三、简答题

1．简单描述Oracle 12c数据库的各个版本。

2．请说出Oracle 12c数据库的新增特性（至少三点）。

3．登录到Oracle 12c数据库的方法有哪些？