Architektura Oracle

2. Architektura

Instancja i SGA

Baza danych przechowuje dane w plikach na dysku twardym i umożliwia dostęp do tych

plików za pośrednictwem systemu operacyjnego. Aby umożliwić efektywne operowanie

danymi, Oracle używa pamięci współdzielonej, dostępnej dla wszystkich użytkowników

bazy danych, nazywanej Globalnym Obszarem Współdzielonym (SGA – System Global

Area). Instancja Oracle to właśnie wymienione wyżej uruchomione procesy tła oraz

alokowany globalny obszar współdzielony SGA. Użytkownik podłączając się do bazy

danych, nie pobiera danych bezpośrednio z pliku bazy danych. Polecenie języka SQL

wystosowane przez użytkownika trafia do odpowiedniego bufora w strukturze SGA, a

następnie, po jego przetworzeniu i zanalizowaniu pobierane są bloki z pliku danych do

obszaru SGA. Dopiero stąd informacja przekierowana zostaje do użytkownika. W

przypadku, kiedy dane, do których odwołuje się użytkownik znajdują się już w obszarze

SGA, pomijana jest faza pobierania danych z pliku i od razu informacja zwracana jest

użytkownikowi. Relacyjna baza danych Oracle posługuje się standardowym językiem

zapytań SQL, oraz posiada wbudowany wewnętrzny język tworzenia procedur

składowanych PL/SQL. Od wersji 8i jako języka tworzenia procedur składowanych w

bazach danych Oracle można używać również języka Java.

Sesje i transakcje

Architektura klient – serwer bazy danych Oracle zapewnia wielu użytkownikom

równoczesny dostęp do tej samej bazy. Operacje odczytu tych samych danych przez wielu

użytkowników równocześnie nie powodują konfliktów ani niespójności. Inaczej rzecz się

ma w przypadku modyfikacji tych samych danych. Wówczas mogłyby wystąpić

niespójności. W celu zachowania spójności danych w czasie równoczesnej próby ich

modyfikacji wprowadzono mechanizm transakcji, jako jednostki, w ramach, której

użytkownicy wykonują swoje operacje w bazie danych. W sytuacjach konfliktowych system

zarządzania bazą danych (DBMS) szereguje operacje różnych transakcji w taki sposób,

aby nie powstały niespójności danych. Moment podłączenia się użytkownika do bazy

danych jest jednocześnie początkiem sesji danego użytkownika. Trwa ona aż do momentu

zakończenia pracy z bazą danych. Równolegle jeden użytkownik może mieć otwartych

więcej niż jedną sesję. W ramach jednej sesji użytkownik może realizować jedną lub

więcej transakcji, jedna po drugiej. Transakcja jest jednostką interakcji użytkownika z bazą

danych i składa się z pojedynczych operacji realizowanych w bazie danych. Użytkownik

realizuje swoje transakcje albo przez polecenia języka SQL, które kierowane są

bezpośrednio do systemu zarządzania bazą danych (DBMS), albo pośrednio – przy użyciu

wcześniej przygotowanych aplikacji bazy danych, odwołujących się do DBMS.

Mechanizm blokowania danych

Transakcje wykonujące operacje odczytu nie wpływają na siebie wzajemnie, ich działania

nie kolidują ze sobą. Problem pojawia się w przypadku operacji zmieniających

jednocześnie te same dane w bazie. Jeśli dwóch użytkowników zmienia jednocześnie dwa

różne obiekty w bazie danych, nie wywołuje to konfliktu. Jeśli natomiast te dwie operacje

dotyczyć będą tego samego obiektu, powstaje sytuacja konfliktowa. Aby uniknąć

zakleszczeń będących efektem takich sytuacji Oracle opracował złożony mechanizm

zakładania blokad na obiekty. W przypadku kiedy rozpocznie się transakcja pierwszego

użytkownika, drugi użytkownik może odczytywać dane właśnie modyfikowane przez

pierwszego, ale nie może ich zmieniać do czasu zakończenia transakcji pierwszego

użytkownika. Polecenie drugiego użytkownika zostanie skolejkowane jako oczekujące na

wykonanie.

Użytkownicy i schematy

Kiedy użytkownik bazy danych tworzy obiekt, jednocześnie staje się jego właścicielem.

Obiekty te tworzone są w tak zwanym schemacie użytkownika, czyli logicznej przestrzeni

bazy danych. Schemat użytkownika jest tworzony automatycznie podczas definiowania

użytkownika i posiada on unikalną nazwę, która jest identyczna z nazwą użytkownika.

Nazwa schematu wykorzystywana jest do wskazania obiektów bazy danych stanowiących

własność danego użytkownika. Odwołanie do obiektu znajdującego się w innym

schemacie umożliwia następująca składnia:

NAZWA_UŻYTKOWNIKA.NAZWA_OBIEKTU

Nazwy obiektów muszą być unikalne w obrębie schematu. Dwóch użytkowników może

posiadać obiekt o tej samej nazwie w swoich schematach, natomiast różnie będą się do

nich odwoływać. Jeśli użytkownik Kowalski oraz Nowak mają w swoich schematach

obiekty o nazwie Towary mogą się do nich odwoływać (przy założeniu że mają do tego

uprawnienia) dodając nazwę użytkownika kolegi przed nazwą obiektu. Użytkownik

Kowalski odnosząc się do swojego obiektu wywołuje go:

TOWARY

Jeśli zechce odnieść się do obiektu kolegi:

NOWAK.TOWARY

Obiekty bazy danych

W bazie danych Oracle istnieje wiele różnych obiektów zarówno do przechowywania

samych danych, jak i pełniących funkcje wspomagające zarządzaniem tymi danymi.

Wszystkie obiekty tworzone są przez użytkowników bazy danych. Użytkownik musi mieć

jednak przypisane uprawnienie tworzenia danego rodzaju obiektu. W systemie Oracle

można zdefiniować np. takie obiekty:

Tabele – służą do przechowywania danych.

Indeksy – są strukturami danych zmniejszającymi koszt dostępu do danych

Tabele tymczasowe – Służą do przechowywania danych potrzebnych na czas jednej

transakcji lub jednej sesji oraz do wspomagania zarządzania tymi danymi:

Widoki – to logiczna struktura, wirtualna tabela wyliczana w locie, określona przez

zapytanie SQL, umożliwia dostęp do podzbioru kolumn i wierszy tabeli lub tabel.

Sekwencje – Sekwencja to obiekt bazy danych generujący kolejne liczby. Sekwencje są

stosowane przede wszystkim do tworzenia kolejnych wartości sztucznych kluczy

podstawowych.

Wyzwalacz – jest to procedura wykonywana automatycznie jako reakcja na pewne

zdarzenia w tabeli bazy danych.

Tabela

Tabela to nieuporządkowany zbiór rekordów, informacji tego samego typu. Pole to

pojedynczy niepodzielny element informacji, zawierający:

Nazwę – identyfikującą pole,

Typ – określający zbiór wartości, które to pole może przyjąć,

Wartość – będącą informacją zapisaną w polu.

Rekord - uporządkowany zbiór różnych pól.

Kolumna - zbiór pól tego samego rodzaju z zakresu wszystkich rekordów