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Tutorial sul database Oracle - Che cos'è il database Oracle?

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Questo tutorial completo sul database Oracle spiega cosa sono database, architettura, strumenti e funzionalità Oracle. Include anche il processo di installazione del database:

Nel precedente tutorial di Oracle MySQL di Serie completa ORACLE , abbiamo appreso i vantaggi e le funzionalità come la sicurezza dei dati, l'alta disponibilità e il servizio cloud.

Il database Oracle è uno dei sistemi di gestione del database più comunemente utilizzati che supporta più modelli di dati su un backend integrato. Le organizzazioni che si occupano della manutenzione di data warehouse o dell'esecuzione di transazioni OLTP, preferiscono maggiormente il database Oracle, grazie alla sua varietà di funzionalità che supporta alte prestazioni, sicurezza e scalabilità con facilità d'uso.

Database Oracle

Oracle 19c è l'ultima versione del database lanciata da Oracle Corporation, che supporta gli ambienti seguenti:

  • Locale
  • Oracle Cloud
  • Cloud ibrido

Prima di entrare nei dettagli del database Oracle e delle sue caratteristiche, capiamo la definizione del database e lo scopo dell'utilizzo dello stesso.

Cosa imparerai:

Cos'è un database?

Banca dati

Un database è un archivio di dati o informazioni archiviato nelle tabelle del database in un formato organizzato di righe e colonne. Questi dati possono essere consultati dagli utenti del database previa autenticazione appropriata e possono anche essere manipolati.

In generale, le organizzazioni utilizzano database per archiviare varie informazioni dipartimentali come risorse umane, operazioni, vendite, finanza, ecc. Per mantenerle separate e in un formato consolidato. È possibile accedere a questi database in un secondo momento per elaborare le informazioni pertinenti, derivare report o eseguire analisi aziendali, ecc.

Elementi di un Database Management System (DBMS):

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Ad un livello superiore, qualsiasi Database Management System è composto da 3 elementi. Questi sono:

  1. Codice del kernel: Questo codice gestisce la memoria e si prende cura delle informazioni archiviate nel database.
  2. Dizionario dei dati: Si tratta di un repository all'interno del database, utilizzato per gestire le informazioni sui metadati.
  3. Lingua della query: Query Language viene utilizzato dagli utenti o dalle applicazioni per leggere le informazioni memorizzate nel database.

Sistema di gestione del database relazionale (RDBMS)

Qualsiasi sistema di gestione di database che segue il modello relazionale è noto come Sistema di gestione di database relazionali cioè RDBMS.

Per seguire un modello relazionale, il database deve

  • Definisci tutti gli oggetti archiviati in un database.
  • Applicare regole di integrità a questi oggetti per mantenere una relazione tra loro.

Un database relazionale consente di archiviare i dati in un formato relazionale in modo che possano essere recuperati e manipolati dalle applicazioni mantenendo l'integrità del database. In un database relazionale, i dati vengono archiviati nelle tabelle del database e l'integrità referenziale verrà implementata tramite chiavi primarie ed esterne.

Oracle è entrato a far parte della lega dei database relazionali insieme a Microsoft SQL Server, Sybase e DB2, ecc.

È uscito in una serie di versioni fino ad ora a partire da Oracle v2 fino a Oracle 18c. Con ogni versione, sono stati apportati miglioramenti o miglioramenti. I numeri di versione etichettati con il software seguono uno schema di numerazione personalizzato, come 'c', sta per 'Cloud' in Oracle 18c mentre nelle versioni precedenti, 'g' sta per 'Grid' in Oracle 10g e 'i' per 'Internet' in Oracle 9i.

Il database Oracle è disponibile in cinque edizioni, ciascuna delle quali è progettata per soddisfare uno scopo specifico.

  • Oracle Database Enterprise Edition (EE).
  • Oracle Database Express Edition (XE).
  • Oracle Database Personal Edition (PE).
  • Oracle Database Standard Edition Two (SE2).
  • Oracle Database Standard Edition One (SE1).
  • Oracle Database Standard Edition (SE).

Diverse piattaforme supportate dal database Oracle sono Red Hat Linux, Microsoft Windows, Oracle Solaris, IBM AIX, HP-UX, eccetera.

Passaggi per installare Oracle Database

Per installare un database ( per esempio, Oracle 12c) su un computer, l'utente deve farlo Scarica il programma di installazione o software Oracle autentico dal sito Web ufficiale di Oracle.

Una volta scaricati i file di installazione sul computer, l'utente deve estrarre gli stessi file che verrebbero scaricati in formato ZIP. Inoltre, fare doppio clic sul file di installazione disponibile all'interno dei file estratti, che avvierà il processo di installazione.

Sono necessari un totale di 9 passaggi per completare l'installazione. Vediamo passo dopo passo il processo di installazione.

Passo 1: All'utente viene chiesto di fornire un indirizzo e-mail per essere informato su eventuali problemi di sicurezza o eventuali aggiornamenti.

Passaggio 1: configurare gli aggiornamenti di sicurezza

Passo 2: Qui, l'utente deve selezionare l'opzione di installazione, se ha bisogno solo dell'installazione del software o la creazione del database è richiesta insieme all'installazione o può optare per un aggiornamento del database.

Passaggio 2: selezionare l

Passaggio 3: In questa fase, l'utente deve selezionare la classe di sistema in base al sistema su cui sta installando il software.

Passaggio 3: classe di sistema

Passaggio 4: In questo passaggio, l'utente deve fornire i dettagli dell'account utente di Windows utilizzando l'utente che deve eseguire l'installazione.

Passaggio 4: dettagli dell

Passaggio 5: Qui l'utente deve fornire le informazioni di installazione tipiche richieste per l'installazione del database.

  • Fornire la posizione in cui il software deve essere installato sulla macchina.
  • Fornisci le credenziali del database globale.
  • Fornire un DB collegabile.

Passaggio 5: informazioni di installazione tipiche

Passaggio 6: In questo passaggio viene eseguito il controllo dei prerequisiti.

step6: controllo dei prerequisiti

Passaggio 7: In questo passaggio, all'utente verranno visualizzate le informazioni di riepilogo sulla configurazione del database.

step7: riepilogo

Passaggio 8: Il processo di installazione del database verrà avviato in questo passaggio.

Step8: installa il prodotto

Passaggio 9: L'installazione del database richiederà del tempo per essere installata. Una volta installato, raggiungerà il passaggio 'Fine' che conferma agli utenti il ​​completamento con successo.

Step9: completamento con successo

Per lo più, la configurazione del database viene eseguita da amministratori di database noti come DBA. Non solo la configurazione del database, ma ci sono molte altre responsabilità amministrative di un DBA. Questi includono:

  • DBA esegue l'installazione e la configurazione del database.
  • Valutano i requisiti hardware e software e fanno la pianificazione della capacità.
  • Esegue attività di migrazione e aggiornamento del database.
  • Monitora le prestazioni del database e esegue l'ottimizzazione del database.
  • Responsabile del processo di backup e ripristino del database.

Caratteristiche del database Oracle

Esiste un'ampia gamma di funzionalità supportate da Oracle Database, che ha garantito il sostentamento di Oracle nel mercato mondiale di oggi.

Caratteristiche di Oracle Database

Le caratteristiche sono le seguenti:

# 1) Disponibilità Oracle: Per supportare la disponibilità del database 24 ore su 24, 7 giorni su 7, Oracle offre una funzionalità denominata Oracle Data Guard. Utilizzando queste funzioni, i database secondari in standby possono essere mantenuti come una copia dei database primari e possono essere utilizzati come alternative durante un failover.

# 2) Oracle Security: Oracle Advanced Security offre due soluzioni per proteggere le informazioni sensibili alla fonte stessa, ovvero TDE (Transparent Data Encryption) e Redazione dei dati. Consente la crittografia dei dati alla fonte stessa e la successiva esportazione. La redazione viene eseguita a livello di applicazione. Altre funzionalità di sicurezza sviluppate da Oracle sono Oracle Database Vault , che gestisce i privilegi degli utenti e Oracle Label Security .

# 3) Scalabilità Oracle: Oracle RAC (Real Application Cluster) è l'esempio perfetto di Scalabilità Oracle che offre funzionalità come migrazioni di istanze in sequenza, esecuzione di aggiornamenti, mantenimento della continuità dell'applicazione, gestione della qualità del servizio, ecc. in un ambiente cluster.

# 4) Prestazioni Oracle: Oracle offre soluzioni per il miglioramento delle prestazioni come Oracle Advanced Compression, Oracle Database In-Memory, Oracle Real Application Testing, e Oracle Times Ten Application-Tier Database Cache che mira a ottimizzare le prestazioni del sistema al livello migliore.

# 5) Oracle Analytics: Nel campo dell'analisi, Oracle ha escogitato le soluzioni seguenti.

  • OLAP (Oracle Analytic Processing) è l'implementazione di Oracle utilizzata per analizzare i dati aziendali eseguendo calcoli analitici complessi.
  • Oracle Advanced Analytics: Oracle Advanced Analytics è una composizione tecnica di Oracle R Enterprise e Oracle Data Mining e aiuta gli utenti a determinare i modelli di business predittivi eseguendo data mining e text mining e calcolando dati statistici.

# 6) Gestione Oracle: Oracle ha sviluppato una soluzione per la gestione di database nota come Oracle Multitenant , con un'architettura consolidata di un singolo database contenitore e più database collegabili.

Oracle Tools

Per aiutare i non sviluppatori, le organizzazioni stanno entrando in ambienti basati su procedure guidate, in modo da poter sviluppare semplici applicazioni software senza possedere competenze tecniche. Anche Oracle ha sviluppato molti strumenti, soddisfacendo diversi tipi di requisiti di sviluppo attraverso ogni strumento.

Di seguito sono menzionati alcuni degli strumenti più utilizzati sviluppati da Oracle Corporation.

# 1) Oracle APEX

Gli strumenti Oracle APEX (Application Express) vengono forniti solo con il database Oracle e aiutano gli sviluppatori nella progettazione di applicazioni software basate su database.

# 2) Sviluppatore OracleSQL

Questo è un altro strumento gratuito che consente agli sviluppatori di sfruttare le proprie competenze SQL e PL / SQL sviluppando applicazioni software. Consente ai programmatori di esplorare gli oggetti del database all'interno di una struttura ad albero, eseguire comandi e script SQL, eseguire il debug del codice e altre attività amministrative.

# 3) Strumenti basati su Java

Oracle offre agli utenti un'opzione per sviluppare applicazioni che potrebbero essere basate su Java e PL / SQL, utilizzando gli strumenti seguenti.

  • Oracle JDeveloper
  • Oracle Forms
  • Rapporti Oracle

# 4) Oracle Rest Data Services (ORDS)

ORDS è un'applicazione basata su Java, un'applicazione di livello intermedio che aiuta i programmatori a sviluppare interfacce REST per i dati disponibili in Oracle Database. Consente la mappatura delle transazioni DB con metodi HTTP come POST, GET, PUT, ecc. E i risultati verranno restituiti in formato JSON.

# 5) Oracle Database Upgrade Assistant (DBUA)

Questo strumento fornisce un'interfaccia che supporta l'aggiornamento del database.

# 6) Oracle OPatch

Utilizzando Oracle OPatch, è possibile applicare patch provvisorie al software Oracle. Se necessario, anche la patch applicata può essere ripristinata utilizzando lo strumento Opatch.

# 7) Oracle SQLTXPLAIN

È di nuovo uno strumento gratuito, sviluppato da Oracle, che facilita l'ottimizzazione del codice Oracle SQL.

Oracle Utilities

Per servire gli utenti del database, Oracle ha creato diverse utilità che hanno semplificato il lavoro degli sviluppatori automatizzando le attività e risparmiando molto tempo.

Di seguito sono elencate alcune delle utilità sviluppate da Oracle:

# 1) Data Pump: Data Pump è un'utilità Oracle che aiuta gli utenti a eseguire attività di importazione ed esportazione dei dati all'interno dei database.

# 2) SQL * Loader: SQL * Loader è un'altra utilità che aiuta il caricamento dei dati da qualsiasi origine dati non Oracle a un database Oracle con prestazioni elevate. Di seguito sono elencate le varie funzionalità supportate da questo strumento.

Questo strumento,

  • Ha la capacità di caricare dati con un'ampia gamma di formati.
  • Può caricare più file di origine contemporaneamente in più tabelle di database.
  • Può eseguire il caricamento dei dati da file di origine che esistono su dischi fisici, pipe denominate o nastri nei database.

# 3) OradeBug: Questa utility è stata progettata per supportare gli sviluppatori con le funzionalità di debug e traccia contro gli errori del database Oracle.

Oracle Database Cloud

Oracle Database Cloud

(Immagine fonte )

Un database cloud è quello progettato per un ambiente virtuale che potrebbe essere pubblico, privato o ibrido. Lo scopo della creazione di un database cloud è ottimizzare le spese di archiviazione e larghezza di banda pagando per utente.

Provata dalle aziende, Oracle Cloud è stata una soluzione di successo, supportando una vasta gamma di carichi di lavoro a partire dalla fase di sviluppo o test fino a implementazioni di produzione massiccia. Essendo nell'ambiente Cloud, il database Oracle non compromette la sicurezza del database, le funzionalità o altri aspetti. Offre comunque lo stesso livello di fiducia ai suoi utenti come in locale, pur mantenendo la facilità d'uso.

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Oracle Cloud manterrebbe comunque le seguenti caratteristiche come su Oracle On-premise.

  • Alte prestazioni
  • Scalabilità
  • Sicurezza
  • Facile da usare

Oracle Database Architecture

Oracle Database Architecture

L'immagine sopra mostra l'architettura Oracle di alto livello, con diversi segmenti progettati per servire a scopi diversi. Esploriamo lo stesso in dettaglio.

L'architettura Oracle può essere suddivisa in 4 categorie principali. Questi sono elencati di seguito:

  1. Strutture di memoria (istanza).
  2. Strutture fisiche.
  3. Processi.
  4. Componenti logici.

Esamina ogni segmento per comprendere l'architettura del database in modo dettagliato.

Per comprendere le strutture della memoria, vediamo prima l'istanza del database.

Istanza Oracle

Un'istanza è un gruppo di strutture di memoria e processi in background che aiutano nella gestione dei dati, esistenti all'interno dei file fisici del database. Aiuta inoltre gli utenti ad accedere a un database alla volta.

Istanza Oracle

Ora, un'istanza è composta principalmente da due componenti:

  1. Strutture di memoria (SGA, PGA).
  2. Processi in background
    • Obbligatorio (PMON, SMON, DBWR, LGWR, CKPT).
    • Opzionale

Raccogliamo alcune informazioni sui componenti di un'istanza di database.

# 1) Strutture di memoria

Questi vengono utilizzati per memorizzare diversi tipi di informazioni di database come,

  • Informazioni sulla sessione utente
  • Codice di programma
  • Blocchi dati memorizzati nella cache e voci del registro di ripristino, ecc.

All'interno di Oracle, le strutture di memoria sono costituite principalmente da due aree:

  • SGA (System Global Area)
  • PGA (Program Global Area)

Ora, cos'è SGA e PGA e in che modo sono diversi l'uno dall'altro?

Ogni volta che viene avviata un'istanza di database, una parte della memoria viene allocata e tale memoria viene definita come SGA cioè Area globale del sistema . Insieme all'allocazione della memoria, verranno avviati anche uno o più processi in background per lo stesso servizio.

I processi Oracle, che potrebbero essere server o processi in background, condividono questa area di memoria comune, che è SGA, e quindi, SGA è talvolta chiamata anche Shared Memory Area. SGA viene utilizzato per memorizzare dati e informazioni di controllo su un'istanza di database attraverso i suoi vari sottocomponenti, in cui ogni componente è dedicato per uno scopo specifico.

Di seguito sono elencati i componenti all'interno di SGA.

  • Cache buffer del database
  • Redo Log Buffer
  • Java Pool
  • Grande piscina
  • Piscina condivisa
    • Library Cache
    • Cache dizionario dati

La dimensione di questi componenti di memoria può essere definita in File dei parametri di inizializzazione (PFILE) da un DBA prima dell'avvio dell'istanza e la dimensione dell'intero SGA può essere decisa utilizzando il parametro SGA_MAX_SIZE.

PGA è l'area di memoria che contiene i dati e controlla le informazioni sui processi del server. Questa area di memoria viene allocata, ogni volta che viene avviato un processo del server e, a differenza di SGA, questa area di memoria non è condivisa con altri processi. Ogni processo del server avrà il proprio PGA dedicato che viene rilasciato al termine del processo del server.

Ora vediamo cosa sono i processi in background Oracle.

# 2) Processi in background

Oracle dispone di una raccolta di processi in cui i processi in background gestiscono la memoria, eseguono operazioni di I / O del disco e altre attività di manutenzione. Questi processi sono classificati come processi obbligatori e facoltativi.

Di seguito sono elencati alcuni dei processi richiesti dal database, quindi processi in background obbligatori.

  • Processo di monitoraggio del sistema (SMON): Questo processo esegue il ripristino a livello di sistema e le attività di manutenzione come il ripristino delle istanze in caso di errore, la gestione del dizionario dei dati, il riutilizzo di spazi temporanei e la gestione degli spazi tabelle di annullamento, ecc.
  • Process Monitor Process (PMON): Questo processo continua a monitorare altri processi in background ed esegue il ripristino del processo ogni volta che un processo del server termina bruscamente.
  • Processo di scrittura del database (DBWR) : Come suggerisce il nome, questo processo scrive i blocchi di dati dal Database Buffer Cache (SGA) nei file di dati fisici.
  • Log Writer Process (LGWR): Allo stesso modo, questo processo scrive i blocchi di ripristino dalla cache del buffer di ripristino nei file di registro di ripristino in linea.
  • CheckPoint (CKPT): Questo processo conserva i file di dati e di controllo con le informazioni più recenti sul punto di controllo.

Altri processi in background opzionali sono Archiver (ARCn), Coordinator Job Queue (CJQ0), e Coordinatore della gestione dello spazio (SMCO).

Struttura fisica

Struttura fisica

I componenti fisici all'interno di un database sono i file fisici che contengono e gestiscono i dati dell'organizzazione. Questi file sono divisi in 3 categorie.

  1. File di dati: Questi file contengono i dati effettivi all'interno di un database.
  2. File di registro di ripristino: Questi file vengono utilizzati per contenere tutte le modifiche apportate al database. I file di registro di ripristino possono essere utilizzati durante il processo di ripristino del database per recuperare le informazioni originali.
  3. File di controllo: È un file binario che contiene informazioni relative allo stato del database come nome database, file di dati e nomi dei file di registro di ripetizione, posizioni dei file e numero di sequenza del registro, ecc.

Come elencato di seguito, ci sono alcuni altri file che contribuiscono alla gestione del database.

  • File dei parametri: Questo file contiene i parametri, che definiscono il modo in cui il database dovrebbe essere avviato.
  • File password: Come indicato dal nome, questo file contiene le password degli utenti e quindi mantiene la sicurezza del database.
  • File di registro di ripristino archiviati: Questi sono i file del registro di ripetizione mantenuti archiviati. Vengono conservati per supportare il ripristino del database in caso di crash del database.

Processi

I processi all'interno di un database possono essere classificati in 3 diversi tipi.

  • Processi utente: L'utente o un processo client viene stabilito una volta che l'utente invia una richiesta di connessione a Oracle Server.
  • Processi server: Il processo del server collega l'utente al database ed esegue attività per conto del cliente secondo il programma del cliente, come l'esecuzione di istruzioni SQL o il recupero di dati dal database, ecc.
  • Processi in background : Iniziano insieme all'avvio del database ed eseguono diverse attività di manutenzione come ripristino del database, pulizia delle istanze, file di registro di ripristino archiviati, ecc.

Architettura logica del database

Architettura logica del database

Logicamente, l'architettura del database è suddivisa nei seguenti componenti:

  • Spazi tavoli
  • Segmenti
  • Estensioni
  • Blocchi dati

Vediamo ora i componenti logici in dettaglio.

# 1) Spazi tavoli

Sebbene i dati siano archiviati in file di dati fisici in un database, uno spazio tabella è uno spazio di archiviazione logico per quei dati. Questi dati verranno memorizzati sotto forma di oggetti di database come tabelle, viste, indici, vincoli, cluster, ecc. Ciascun tablespace può essere associato a uno o più file di dati fisici, ma può appartenere a un solo database.

SYSTEM e SYSAUX sono due tablespace di sistema obbligatori presenti in ogni database e utilizzati per la gestione delle informazioni del dizionario dei dati e dei metadati. Ad eccezione di questi due spazi tabella, altri possono essere portati offline per scopi di manutenzione come backup, ripristino e pulizia, ecc.

Uno spazio tabella può avere più file di dati, ma un file di dati può memorizzare solo oggetti DB di uno spazio tabella singolo.

# 2) Segmento

Uno spazio tabella è in genere suddiviso in più segmenti utilizzati per memorizzare un tipo specifico di oggetti o strutture di database all'interno di uno spazio tabella. Di solito, ogni oggetto di database verrà indicato come il suo segmento. Per esempio , i dati all'interno di una tabella di database verranno archiviati nel suo particolare segmento di tabella.

# 3) Estensioni

Un segmento viene ulteriormente suddiviso in estensioni e un oggetto database può essere archiviato in una o più estensioni. Man mano che la dimensione di un oggetto come una tabella o un indice cresce, DBA può aggiungere ulteriori estensioni al segmento secondo i requisiti.

# 4) Blocchi di dati

Un blocco o un blocco dati è la più piccola unità di archiviazione e i dati vengono memorizzati in questi blocchi. La dimensione di un blocco dati viene definita utilizzando il parametro DATA_BLOCK_SIZE al momento della creazione del database e non può essere modificata in seguito.

Riassumendo l'architettura fisica e logica del database Oracle come di seguito:

  1. La struttura fisica è composta da file di dati, file di registro di ripristino e file di controllo.
  2. La struttura logica comprende spazi tabella, segmenti, estensioni e blocchi dati.

Conclusione

In questo articolo, abbiamo imparato in dettaglio il database Oracle iniziando con i passaggi di installazione e poi andando avanti per apprendere le funzionalità, l'architettura e l'elenco degli strumenti più utilizzati sviluppati da Oracle Corporation.

Spero che la lettura di questo articolo ti abbia fornito una chiara comprensione del database Oracle e della sua architettura e ti possa aiutare nell'area della tecnologia dei database.

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