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Diplomado Administración en Base de Datos y RedesSignatura : Administración de Base de Datos

Base de Datos I

Docente Msc.Ing. Javier Claros

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA GABRIEL RENÉ MORENO UNIDAD DE POSTGRADO FACULTAD

INTEGRAL DEL NORTE

PostgradoÍNDICE

1. Arquitectura Oracle 11g R2

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Postgrado1.1. Antecedentes Generales

Oracle esta formado por la entidad instancia y base de datos

La instancia esta formado por estructura de memoria y procesos

La base de datos se refiere a los ficheros de disco

Al iniciar Oracle primero se sube la instancia luego la base de datos

Una instancia corresponde a una sola bd, arquitecturas distribuidas de

múltiples instancias y múltiples bd

Funciona en la RAM, esta memoria se llama System Global Area (SGA), el

DBA dimensiona cuánto ocupara la SQA

SQA es una zona de memoria compartida que acceden los procesos

Los procesos Background Processes están presentes mientras la instancia

esta en memoria y controlan el funcionamiento de Oracle

El cliente utiliza Oracle NET Protocol

Tiene una zona de memoria reservada Program Global Área PGA

Estructura física : Ficheros, redo log, ficheros de control (controlfile)

Ficheros de datos :

No se corresponden con las tablas de nuestro diseño

Las tablas son diseño lógico y los ficheros diseño físico

Procesos de Oracle se encargan de relacionar las estructuras físicas y las

lógicas

Cambios sobre los datafiles, nombre, ubicación puede fallar Oracle

Postgrado1.1. Antecedentes Generales

Redo Logs

Registro secuencia de los cambios aplicados a los datos (Operaciones

DML)

Suelen ser, al menos, 2 ficheros físicos

Protegen al sistema de pérdidas de datos

Son útiles, en caso de error, para recuperar el estado anterior de los

datos

El controlfile

Almacena cuál es la ubicación de las estructuras físicas de Oracle

La instancia necesita leer primero el controlfile para poder iniciarse

Postgrado1.2. Arquitectura de una sola Instancia

Ejemplo

Oracle esta formado por la entidad instancia y base de datos

Postgrado1.2. Arquitectura de una sola Instancia

Oracle

Postgrado1.2. Arquitectura de una sola Instancia

Postgrado1.3. Estructura de Memoria

Estructuras de memoria

La instancia de Oracle tiene un bloque de memoria compartida que se

llama SQA y una serie d background processes

La SGA, como mínimo, debe contener estas tres estructuras de memoria

La Database Buffer Cache

El Redo Log Buffer

El Shared Pool

Los procesos de servidor a los que se conectan los clientes también

necesitan memoria, pero no es compartida, así que se almacena en la

PGA. Además, cada proceso de servidor tiene su propia zona de PGA

Opcionalmente, la SGA puede contener :

Un large pool, un pool de Java, un pool de streams

DATABASE BUFFER CACHE

Área de trabajo para ejecutar SQL

Un proceso de usuario no modifica los datos directamente sobre los datos

en disco

Primero, se copian los datos afectados sobre la Database Buffer

Cache

Luego, se aplican los cambios sobre esta copia

Estos datos pueden permanecer la memoria hasta que otros datos

necesiten ese espacio

Los procesos de usuario tampoco acceden a los ficheros de datos

directamente para consultar.

Cuando un proceso quiere consultar datos también se crea una copia

en la Database Buffer Cache.

Cuando copiamos datos a cache, se copian en boques

Los datafiles están formateados en bloques de tamaño fijo

La Datafile Buffer Cache también está formateada para dejar huecos para

bloques de ese tamaño

El tamaño de un bloque lo determina el DBA

Los bloques que contienen datos accedidos con frecuencia, estarán

siempre cargados en memoria, por lo que su acceso será más rápido y

nos ahorraremos tiempos de I/O de disco.

Postgrado1.3. Estructura de Memoria

DATABASE BUFFER CACHE….

Supongamos estos dos accesos a la base de datos

Select last_name, salary, job_id from employees where employee_id

=100;

Update employees set salary*1.1 where employee_id=100;

Commit;

El primer select pone los datos del empleado en caché

El update no necesita leer de disco porque ya tiene los datos disponibles

en caché

En este caso nos ahorramos el 50% de los accesos a disco

Una base de datos bien configurada por el DBA debe ahorrase el 90% de

los accesos a disco.

Los datos que se modifican en la cache, luego tienen que almacenarse en

disco. Existe un background processs dedicado exclusivamente a eso.

Dimensionar bien esta cache es crítico para el rendimiento. Debe tener un

tamaño tal que puedan caber los bloques accedidos con mas frecuencia.

Si no damos suficiente memoria, no caben los bloques mas accedidos y

hay mas acceso a disco

Si se sobredimensiona, a la hora de arrancar la instancia tarda más, por

que debe preparar una zona de memoria mayor.

Postgrado1.3. Estructura de Memoria

DATABASE BUFFER CACHE….

La mayoría de base de datos operativas utilizan una database buffer cache

entre 100 megas y 5 gigas.

LOG BUFFER

Zona de la SGA en la que se almacenan los cambios que se hacer sobre

los datos

Los procesos de servidor que hacer cambios en los datos de la database

buffer cache también lo apuntan en log buffer.

Estos cambios, se acaban almacenando en los redo logs, en disco

Existen un background process encargado de escribir a redo log: el log

writer (LGWR)

Postgrado1.3. Estructura de Memoria

SHARED POOL

Es la estructura de memoria mas compleja de la SGA

Esta formada por muchas subestructuras, pero las más importantes son:

Library Cache

Data Dictionary Cache

SQL query results

SHARED POOL: Library Cache

Almacena código ejecutado recientemente ya parseado. Esto quiere

decir que Oracle se ahora el tiempo de comprobar si la sentencia es

correcta o no e interpretarla

Supongamos lla consulta

• SELECT * FROM EMPLOYESS WHERE LAS_NAME = ‘MARTS’

Cuando Oracle recibe esta consulta debe mirar cosas como :

• Existe employees

• Si me dan ‘*’, que columnas debo leer

• El usuario actual, tiene permiso apra acceder a esta tabla

• Y además, se crea un plan de ejecución para recuperar los datos

Postgrado1.3. Estructura de Memoria

SHARED POOL

SHARED POOL: Dictionary Cache

Almacena la definición de objetos que se han accdedido hace poco.

Por ejemplo, la descripción de una tabla.

Supongamos que esta dos consultas se hacen seguidas

• Select sum(salary) from employees;

• Select * from employees where last_name = ‘SMITH’

Al realizar la 1er consulta, se debe parsear e intepretar, acceder al

diccionario de datso en disco para saber la definición de tabla de

employees.

La segunda consulta también se deberá parsear e interpretar, dado

que es un consulta diferente, pero nos ahorraremos el acceso al

diccionario de datos, dado que la definición de la tabla employees ya

esta cargada en memoria.

Postgrado1.3. Estructura de Memoria

SHARED POOL

SHARED POOL: SQL query results

Es una nueva característica de Oracle 11g

Una misma consulta puede ser ejecutada varias veces y obtener los

mismo resultados

En esta zona de memoria, se almancenan los resultado para una

consulta, de manera que no es necesario volverla a hacer.

El mecanismo es lo suficientemente inteligente como para invalidar los

resultado si los datos han sufrido cambios.

Estructuras de procesos

Los procesos de background se inician con las instancia y están

trabajando hasta que la instancia se apaga

Existen 5 procesos que siempre han coexistido con Oracle

System Monitor (SMON)

Process Monitor (PMON)

Database Writer (DBWN)

Log Writer (LGWR)

Checkpoint Process (CKPT)

Postgrado1.4. Estructuras de Procesos

Estructuras de procesos……

Otros vienen de versiones más recientes

Manageability Monitor (MMON)

Memory Manager (MMAN)

Otros, se utilizan a veces

Archiver (ARCn)

Recoverer (RECO)

Postgrado1.4. Estructuras de Procesos

Estructuras de procesos: System Monitor (SMON)

Tiene asignada la tarea de abrir la base de datos

Valida que los datos que se dan en la controlfile sean correctos

Se encarga de localizar espacio libre en los datafiles para guardar más

datos

Estrcuturas de procesos : Process Monitor (PMON)

Se encarga de localizar problemas con los procesos de servidor

Si alguno de estos procesos falla, el PMON se encarga de destruir el

proceso de servidor y liberar la memoria que ocupa

Postgrado1.4. Estructuras de Procesos

Estructuras de procesos: Database Writer (DBWn)

Los procesos de servidor no escriben directamente sobre los ficheros de

datos, sino en la database buffer cache.

Es el Database Write el encargado de escribir a disco estos datos

Una instancia puede tener mas de un DBWn funcionando. A cada uno se

les llama: DBW0, DBW1,…

Con DBW nos referimos a todos lo Database Writer que hayan.

El n

El número de DBWn que suelen haber es 1 por cada 8 CPUs

Postgrado1.4. Estructuras de Procesos

Estructuras de procesos: Log Writer (LGWR)

Este procesos es el encargado de escribir los cambios que hay en el log

buffer a los log files de disco

Como los procesos de servidor escriben los cambios en el log buffer de

memoria, la memoria puede borrarse, el objetivo es que el LGWR escriba

estos datos en los log files lo antes posible.

Postgrado1.4. Estructuras de Procesos

Estructuras de procesos: Checkpoint Process (CKPT)

Va asignando checkpoints dentro de los buffers de cambio, para poder

recuperar la base de datos en caso de fallo.

Manageability Monitor (MMON)

MMON se dedica a capturar estadísticas del funcionamiento de la base de

datos y las almacena en el diccionario de datos.

Con esta información, la herramienta ADDM (Automatic Database

Diagnostic Monitor) da recomendaciones sobre cómo mejorar el

rendimiento de Oracle.

Manageability Monitor Light (MMNL)

Es un proceso que sirve para ayuda al MMON

Memory Manager (MMAN)

Gestiona la memoria de la SGA y la PGA

Permite que se puedan hacer redimensionamientos de memoria con la

base de datos en marcha.

Postgrado1.4. Estructuras de Procesos

Postgrado1.5. Estructura de Almacenamiento

Estructuras Físicas

Controlfile

Una instancia de Oracle tiene un único controlfile

El DBA que administra requiere varias copias por si se daña

Online Redo Log Files

Almacenan los cambios que se van haciendo en la base de datos por

si hubiera que volver a un estado anterior

Data Files

Desde la versión 10g, se necesitan 2 datafiles como mínimo

1 almacena el diccionario de datos y el otro para el resto

Estructuras Lógicas

Un administrador debe conocer las estructuras físicas y las lógicas

El programador trabaja con estructuras lógicas, como por ejemplo, tablas.

Un tabla tiene asociado:

Filas con información

Indices, que son un mecanismo para acceder mas rápidamente a la

información

Información de undo, por si queremos que la tabla vuelva a un estado

anterior

Toda esta información se guarda en los segmentos

Postgrado1.5. Estructura de Almacenamiento

Estructuras Lógicas….

Un tablespace es

A nivel lógico, un conjunto de segmentos, por lo que puede contener

varias tablas

A nivel físico, uno o mas datafiles

Una tabla puede estar distribuida en uno o mas datafiles

En un datafile pueden haber datos de más de una tabla

Al instalar Oracle, se crean también una serie de segmentos que forman el

diccionario de datos. Estos segmentos se guardan en 2 tablespaces

SYSTEM

SYSAUX

Cada uno de estos tablespace tienen un datafile asignado

Postgrado1.5. Estructura de Almacenamiento

Estructuras Lógicas….

Un segmento, a su vez, esta formado por una serie de bloques

Los datafiles tiene un formato basado en bloques

Los segmentos tiene una serie de bloques asignados

Como gestionar el espacio de bloque en bloque puede ser muy costoso,

los bloques en van seguidos se agrupan en extents

Postgrado1.5. Estructura de Almacenamiento

Diccionario de datos

Se almacena en el conjunto de segmentos que forman los tablespaces de

SYSTEM y SYSAUX

Los datos que almacena son una descripción de los contenidos físico y

lógicos que tiene la base de datos:

Definición de usuarios

Información de seguridad

Restricciones de integridad…..

No podemos acceder al diccionario de datos directamente, a no ser que

nos conectemos como usuario DBA

Si hacemos modificaciones de forma irreparable la base de datos y Oracle

no nos daría soporte.

Oracle, sin embargo, nos proporciona una serie de vistas con las que

podemos consultar alguna información : DBA_, ALL_, USER_...

Ejemplo si nos conectamos como HR y hacemos select * from

users_tables, tendremos todas las tablas que son propiedad de este

usuario

Postgrado1.5. Estructura de Almacenamiento

Postgrado

GRACIAS