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Este tutorial abrangente do banco de dados Oracle explica o que é banco de dados, arquitetura, ferramentas e recursos Oracle. Também inclui o processo de instalação do banco de dados:
No tutorial anterior de Oracle MySQL de Série ORACLE completa , aprendemos sobre os benefícios e recursos como segurança de dados, alta disponibilidade e serviço em nuvem.
O banco de dados Oracle é um dos sistemas de gerenciamento de banco de dados mais comumente usados que oferece suporte a vários modelos de dados em um back-end integrado. As organizações que se dedicam à manutenção de Data Warehouses ou à execução de transações OLTP, preferem a base de dados Oracle, devido à sua variedade de funcionalidades que suportam elevado desempenho, segurança e escalabilidade com facilidade de utilização.
Oracle 19c é a versão mais recente do banco de dados lançada pela Oracle Corporation, que oferece suporte aos ambientes abaixo:
- No local
- Oracle Cloud
- Nuvem Híbrida
Antes de entrar em detalhes sobre o banco de dados Oracle e seus recursos, vamos entender a definição do banco de dados e a finalidade de usá-lo.
O que você aprenderá:
- O que é um banco de dados?
- Conclusão
O que é um banco de dados?
Um banco de dados é um repositório de dados ou informações que são armazenados nas tabelas do banco de dados em um formato organizado de linhas e colunas. Esses dados podem ser acessados pelos usuários do banco de dados mediante autenticação apropriada e também podem ser manipulados.
Geralmente, as organizações usam bancos de dados para armazenar várias informações departamentais, como RH, Operações, Vendas, Finanças, etc. para mantê-los separados e em um formato consolidado. Esses bancos de dados podem ser acessados posteriormente para processar informações relevantes, derivar relatórios ou realizar análises de negócios, etc.
Elementos de um sistema de gerenciamento de banco de dados (DBMS):
qual das seguintes operações não pôde ser aplicada a ponteiros
Em um nível superior, qualquer sistema de gerenciamento de banco de dados consiste em 3 elementos. Esses são:
- Código do Kernel: Este código lida com a memória e cuida das informações armazenadas no banco de dados.
- Dicionário de dados: Este é um repositório dentro do banco de dados, usado para lidar com informações de metadados.
- Linguagem de consulta: A linguagem de consulta é usada por usuários ou aplicativos para ler as informações armazenadas no banco de dados.
Sistema de gerenciamento de banco de dados relacional (RDBMS)
Qualquer sistema de gerenciamento de banco de dados que segue o modelo relacional é conhecido como Sistema de gerenciamento de banco de dados relacional ou seja RDBMS.
Para seguir um modelo relacional, o banco de dados precisa
- Defina todos os objetos armazenados em um banco de dados.
- Aplique regras de integridade a esses objetos para manter um relacionamento entre eles.
Um banco de dados relacional permite que os dados sejam armazenados em um formato relacional para que possam ser recuperados e manipulados por aplicativos enquanto mantém a integridade do banco de dados. Em um banco de dados relacional, os dados são armazenados nas tabelas do banco de dados e a integridade referencial será implementada por meio de chaves primárias e estrangeiras.
A Oracle se juntou à liga dos bancos de dados relacionais junto com o Microsoft SQL Server, Sybase e DB2, etc.
Ele surgiu em uma variedade de versões até agora, começando do Oracle v2 até o Oracle 18c. Com cada versão, ele veio com melhorias ou aprimoramentos. Os números de versão rotulados com o software seguem um padrão de numeração personalizado, como “c”, significa “Nuvem” no Oracle 18c, enquanto nas versões anteriores, “g” significa “Grade” no Oracle 10g e “i” para “Internet” no Oracle 9i.
O banco de dados Oracle está disponível em cinco edições, onde cada uma é projetada para cumprir uma finalidade específica.
- 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).
Várias plataformas suportadas pelo banco de dados Oracle são Red Hat Linux, Microsoft Windows, Oracle Solaris, IBM AIX, HP-UX, etc.
Etapas para instalar o banco de dados Oracle
Para instalar um banco de dados ( por exemplo, Oracle 12c) em um computador, o usuário precisa baixar o instalador ou software Oracle autêntico do site oficial da Oracle.
Uma vez que os arquivos de instalação são baixados no computador, o usuário precisa extrair os mesmos que os arquivos seriam baixados no formato ZIP. Além disso, clique duas vezes no arquivo de instalação disponível nos arquivos extraídos, o que iniciará o processo de instalação.
Há um total de 9 etapas necessárias para concluir a instalação. Vamos ver o passo a passo do processo de instalação.
Passo 1: O usuário é solicitado a fornecer um endereço de e-mail para ser informado sobre problemas de segurança ou atualizações, se houver.
Passo 2: Aqui, o usuário precisa selecionar a opção de instalação, se ele precisa apenas da instalação do software ou a criação do banco de dados é necessária junto com a instalação ou pode optar por uma atualização do banco de dados.
Etapa 3: Nesta etapa, o usuário precisa selecionar a classe do sistema com base no sistema no qual o usuário está instalando o software.
Passo 4: Nesta etapa, o usuário precisa fornecer os detalhes da conta do usuário do Windows usando qual usuário precisa que a instalação seja executada.
Etapa 5: Aqui, o usuário precisa fornecer informações de instalação típicas necessárias para a instalação do banco de dados.
- Forneça o local onde o software precisa ser instalado na máquina.
- Forneça credenciais de banco de dados global.
- Fornece banco de dados plugável.
Etapa # 6: A verificação de pré-requisito é executada nesta etapa.
Etapa # 7: Nesta etapa, informações resumidas sobre a configuração do banco de dados serão exibidas para o usuário.
Etapa # 8: O processo de instalação do banco de dados será iniciado nesta etapa.
Etapa # 9: A instalação do banco de dados levará algum tempo para ser instalada. Depois de instalado, ele alcançará a etapa ‘Concluir’, confirmando os usuários sobre a conclusão bem-sucedida.
Geralmente, a configuração do banco de dados é feita por administradores de banco de dados conhecidos como DBAs. Não apenas a configuração do banco de dados, mas há muitas outras responsabilidades administrativas de um DBA. Isso inclui:
- DBA executa a instalação e configuração do banco de dados.
- Eles avaliam os requisitos de hardware e software e fazem o planejamento da capacidade.
- Executa atividades de migração e atualização de banco de dados.
- Monitora o desempenho do banco de dados e faz o ajuste do banco de dados.
- Responsável pelo processo de backup e recuperação de banco de dados.
Recursos do banco de dados Oracle
Existe uma ampla gama de recursos suportados pelo Banco de Dados Oracle, que garantiram a sustentação da Oracle no mercado mundial hoje.
Os recursos são os seguintes:
# 1) Disponibilidade do Oracle: Para oferecer suporte à disponibilidade 24 * 7 do banco de dados, a Oracle oferece uma funcionalidade chamada Oracle Data Guard. Usando essas funções, os bancos de dados de reserva secundários podem ser mantidos como uma cópia dos bancos de dados primários e podem ser usados como alternativas durante um failover.
# 2) Segurança Oracle: Segurança Avançada Oracle oferece duas soluções para proteger informações confidenciais na própria fonte, ou seja, TDE (criptografia transparente de dados) e Redação de dados. Ele permite a criptografia de dados na própria origem e pós-exportação. A redação é realizada no nível do aplicativo. Outros recursos de segurança desenvolvidos pela Oracle são Oracle Database Vault , que gerencia os privilégios do usuário e Oracle Label Security .
# 3) Escalabilidade Oracle: Oracle RAC (Real Application Cluster) é o exemplo perfeito de Escalabilidade Oracle que oferece recursos como migrações de instância contínua, execução de atualizações, manutenção da continuidade do aplicativo, gerenciamento de qualidade de serviço, etc. em um ambiente em cluster.
# 4) Desempenho Oracle: A Oracle oferece soluções de aprimoramento de desempenho como Oracle Advanced Compression, Oracle Database In-Memory, Oracle Real Application Testing, e Cache de banco de dados de camada de aplicativo Oracle Times Ten que visa otimizar o desempenho do sistema ao melhor nível.
# 5) Oracle Analytics: No campo da análise, a Oracle surgiu com as soluções abaixo.
- OLAP (Oracle Analytic Processing) é a implementação da Oracle usada para analisar dados de negócios por meio da realização de cálculos analíticos complexos.
- Oracle Advanced Analytics: Oracle Advanced Analytics é uma composição técnica de Oracle R Enterprise e Oracle Data Mining e ajuda os usuários a determinar os modelos de negócios preditivos, realizando mineração de dados e texto e computando dados estatísticos.
# 6) Gerenciamento Oracle: A Oracle desenvolveu uma solução de gerenciamento de banco de dados conhecida como Oracle Multitenant , com uma arquitetura consolidada de um único banco de dados de contêiner e vários bancos de dados conectáveis.
Ferramentas Oracle
Para ajudar os não desenvolvedores, as organizações estão entrando em ambientes baseados em assistente, para que possam desenvolver aplicativos de software simples sem possuir conhecimento técnico. A Oracle também desenvolveu muitas ferramentas, atendendo a diferentes tipos de requisitos de desenvolvimento por meio de cada ferramenta.
Algumas das ferramentas mais utilizadas desenvolvidas pela Oracle Corporation são mencionadas a seguir.
# 1) Oracle APEX
As ferramentas Oracle APEX (Application Express) vêm com o banco de dados Oracle apenas e ajudam os desenvolvedores a projetar aplicativos de software baseados em banco de dados.
# 2) Desenvolvedor OracleSQL
Esta é outra ferramenta gratuita que permite aos desenvolvedores alavancar suas habilidades em SQL e PL / SQL desenvolvendo aplicativos de software. Ele permite que os programadores naveguem por objetos de banco de dados em uma estrutura semelhante a uma árvore, executem comandos e scripts SQL, depurem o código e outras tarefas administrativas.
# 3) Ferramentas baseadas em Java
A Oracle oferece aos usuários a opção de desenvolver aplicativos que podem ser baseados em Java e PL / SQL, usando as ferramentas abaixo.
- Oracle JDeveloper
- Oracle Forms
- Oracle Reports
# 4) Oracle Rest Data Services (ORDS)
ORDS é um aplicativo de camada intermediária baseado em Java que ajuda os programadores a desenvolver interfaces REST para dados disponíveis no banco de dados Oracle. Ele permite o mapeamento de transações de banco de dados com métodos HTTP (s) como POST, GET, PUT, etc. e os resultados seriam retornados no formato JSON.
# 5) Assistente de atualização do banco de dados Oracle (DBUA)
Esta ferramenta fornece uma interface que suporta atualização de banco de dados.
# 6) Oracle OPatch
Usando o Oracle OPatch, patches provisórios podem ser aplicados ao software Oracle. Se necessário, o patch aplicado também pode ser revertido, usando a ferramenta Opatch.
# 7) Oracle SQLTXPLAIN
É novamente uma ferramenta gratuita, desenvolvida pela Oracle, que facilita o ajuste do código Oracle SQL.
Oracle Utilities
Para atender aos usuários de banco de dados, a Oracle construiu diversos utilitários que simplificaram o trabalho dos desenvolvedores, automatizando as tarefas e economizando muito tempo.
Alguns dos utilitários desenvolvidos pela Oracle estão listados abaixo:
# 1) Data Pump: Data Pump é um utilitário Oracle que ajuda os usuários a realizar atividades de importação e exportação de dados em bancos de dados.
# 2) SQL * Loader: SQL * Loader é outro utilitário que auxilia no carregamento de dados de qualquer fonte de dados não Oracle para um banco de dados Oracle com alto desempenho. Vários recursos suportados por esta ferramenta estão listados abaixo.
Esta ferramenta,
- Tem a capacidade de carregar dados em uma ampla variedade de formatos.
- Pode carregar vários arquivos de origem de uma vez em várias tabelas de banco de dados.
- Pode executar o carregamento de dados de arquivos de origem que existem em discos físicos, pipes nomeados ou fitas para bancos de dados.
# 3) OradeBug: Este utilitário foi projetado para oferecer suporte aos desenvolvedores com recursos de depuração e rastreamento contra erros do banco de dados Oracle.
Oracle Database Cloud
(imagem fonte )
Um banco de dados em nuvem é aquele projetado para um ambiente virtual que pode ser público, privado ou híbrido. O objetivo de construir um banco de dados em nuvem é otimizar as despesas de armazenamento e largura de banda, pagando por usuário.
Comprovado por empresas, o Oracle Cloud tem sido uma solução de sucesso, suportando uma variedade de cargas de trabalho, desde a fase de desenvolvimento ou teste até implementações de produção em massa. Estando no ambiente de nuvem, o banco de dados Oracle não compromete a segurança do banco de dados, recursos ou outros aspectos. Ele ainda oferece o mesmo nível de confiança aos usuários que o local, ao mesmo tempo em que mantém a facilidade de uso.
O Oracle Cloud ainda manteria as características abaixo como no Oracle On-Premises.
- Alta performance
- Escalabilidade
- Segurança
- Fácil de usar
Arquitetura de banco de dados Oracle
A imagem acima mostra a arquitetura Oracle de alto nível, com diferentes segmentos projetados para atender a diferentes propósitos. Vamos explorar o mesmo em detalhes.
A arquitetura Oracle pode ser dividida em 4 categorias principais. Eles estão listados abaixo:
- Estruturas de memória (instância).
- Estruturas Físicas.
- Processos.
- Componentes lógicos.
Passe por cada segmento para entender a arquitetura do banco de dados de maneira detalhada.
Para entender as estruturas de memória, vamos entender a instância do banco de dados primeiro.
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Instância Oracle
Uma instância é um grupo de estruturas de memória e processos em segundo plano que ajuda no gerenciamento de dados, existentes nos arquivos físicos do banco de dados. Ele também ajuda os usuários a acessar um banco de dados por vez.
Agora, uma instância é composta principalmente de dois componentes:
- Estruturas de memória (SGA, PGA).
- Processos de Fundo
- Obrigatório (PMON, SMON, DBWR, LGWR, CKPT).
- Opcional
Vamos reunir algum conhecimento sobre os componentes de uma instância de banco de dados.
# 1) Estruturas de memória
Eles são usados para armazenar diferentes tipos de informações de banco de dados, como,
- Informações da sessão do usuário
- Código do programa
- Blocos de dados em cache e entradas de redo log, etc.
No Oracle, as estruturas de memória consistem principalmente em duas áreas:
- SGA (área global do sistema)
- PGA (área global do programa)
Agora, o que é SGA e PGA, e como eles são diferentes um do outro?
Sempre que uma instância de banco de dados é iniciada, alguma memória é alocada e essa memória é denominada SGA ou seja Área Global do Sistema . Junto com a alocação de memória, um ou mais processos em segundo plano também serão iniciados para servir ao mesmo.
Os processos Oracle, que podem ser processos de servidor ou de segundo plano, compartilham essa área de memória comum, que é SGA e, portanto, SGA às vezes também é chamada de Área de Memória Compartilhada. O SGA é usado para armazenar dados e também controlar informações sobre uma instância de banco de dados por meio de seus vários subcomponentes, onde cada componente é dedicado a uma finalidade específica.
Abaixo estão listados os componentes do SGA.
- Cache de Buffer de Banco de Dados
- Redo Log Buffer
- Java Pool
- Piscina Grande
- Pool Compartilhado
- Cache de biblioteca
- Cache de Dicionário de Dados
O tamanho desses componentes de memória pode ser definido em Arquivo de parâmetro de inicialização (PFILE) por um DBA antes da inicialização da instância e o tamanho do SGA completo pode ser decidido usando o parâmetro SGA_MAX_SIZE.
PGA é a área da memória que contém dados e informações de controle sobre os processos do servidor. Esta área de memória é alocada sempre que um processo do servidor é iniciado e ao contrário do SGA, esta área de memória não é compartilhada com outros processos. Cada processo do servidor terá seu PGA dedicado, que será liberado assim que o processo do servidor terminar.
Agora vamos ver quais são os processos em segundo plano do Oracle.
# 2) Processos em segundo plano
A Oracle tem uma coleção de processos em que os processos em segundo plano gerenciam a memória, executam operações de E / S de disco e outras atividades de manutenção. Esses processos são categorizados como processos obrigatórios e opcionais.
Abaixo estão listados alguns dos processos necessários do banco de dados, portanto, processos em segundo plano obrigatórios.
- Processo de monitoramento do sistema (SMON): Este processo executa tarefas de recuperação e manutenção no nível do sistema, como recuperação de instância em caso de falha, gerenciamento de dicionário de dados, reutilização de espaços temporários e gerenciamento de espaços de tabela de desfazer, etc.
- Processo do Monitor de Processo (PMON): Esse processo monitora outros processos em segundo plano e executa a Recuperação de processos sempre que um processo do servidor é encerrado abruptamente.
- Processo de Gravador de Banco de Dados (DBWR) : Como o nome sugere, esse processo grava os blocos de dados do Database Buffer Cache (SGA) em arquivos de dados físicos.
- Processo do gravador de log (LGWR): Da mesma forma, esse processo grava blocos de redo do cache de buffer de redo em arquivos de log de redo on-line.
- CheckPoint (CKPT): Este processo mantém os arquivos de dados e arquivos de controle com as informações mais recentes do ponto de verificação.
Outros processos opcionais em segundo plano são Arquivador (ARCn), Fila de Trabalho do Coordenador (CJQ0), e Coordenador de Gerenciamento de Espaço (SMCO).
Estrutura física
Os componentes físicos de um banco de dados são os arquivos físicos que mantêm e gerenciam os dados da organização. Esses arquivos são divididos em 3 categorias.
- Arquivos de dados: Esses arquivos contêm os dados reais em um banco de dados.
- Arquivos de log refazer: Esses arquivos são usados para conter todas as alterações feitas no banco de dados. Os arquivos de log de redo podem ser utilizados durante o processo de recuperação do banco de dados para recuperar as informações originais.
- Arquivos de controle: É um arquivo binário que contém informações relacionadas ao status do banco de dados, como nome do banco de dados, arquivo de dados e nomes de arquivos de log de redo, localizações de arquivos e número de sequência de log, etc.
Conforme listado abaixo, existem mais alguns arquivos que contribuem para o gerenciamento do banco de dados.
- Arquivo de parâmetro: Este arquivo contém os parâmetros, que definem a forma como o banco de dados deve inicializar.
- Arquivo de senha: Conforme indicado pelo nome, este arquivo contém senhas de usuários e, portanto, mantém a segurança do banco de dados.
- Arquivos de redo log arquivados: Esses são os arquivos de log de redo mantidos arquivados. Eles são preservados para oferecer suporte à recuperação do banco de dados em caso de travamento do banco de dados.
Processos
Os processos em um banco de dados podem ser categorizados em 3 tipos diferentes.
- Processos do usuário: O usuário ou um processo cliente é estabelecido assim que o usuário envia uma solicitação de conexão ao Oracle Server.
- Processos do servidor: O processo do servidor conecta o usuário ao banco de dados e realiza atividades em nome do cliente de acordo com o programa do cliente, como a execução de instruções SQL ou recuperação de dados do banco de dados, etc.
- Processos de Fundo : Eles começam junto com a inicialização do banco de dados e realizam diferentes tarefas de manutenção, como recuperação de banco de dados, limpeza de instância, arquivos de redo log arquivados, etc.
Arquitetura Lógica de Banco de Dados
Logicamente, a arquitetura do banco de dados é dividida nos componentes abaixo:
- Tablespaces
- Segmentos
- Extensões
- Blocos de Dados
Agora, vamos ver os componentes lógicos em detalhes.
# 1) Tablespaces
Enquanto os dados são armazenados em arquivos de dados físicos em um banco de dados, um espaço de tabela é um espaço de armazenamento lógico para esses dados. Esses dados serão armazenados na forma de objetos de banco de dados como tabelas, visualizações, índices, restrições, clusters, etc. Cada espaço de tabela pode ser associado a um ou mais arquivos de dados físicos, mas pode pertencer a apenas um banco de dados.
SYSTEM e SYSAUX são dois espaços de tabela de sistema obrigatórios que existem em todos os bancos de dados e são usados para manter o Dicionário de Dados e as informações de Metadados. Exceto por esses dois espaços de tabela, outros podem ser colocados offline para fins de manutenção, como backup, recuperação e limpeza, etc.
Um espaço de tabela pode ter vários arquivos de dados, mas um arquivo de dados pode armazenar objetos de banco de dados apenas de um único espaço de tabela.
# 2) Segmento
Um espaço de tabela é normalmente dividido em vários segmentos que são usados para armazenar um tipo específico de objetos ou estruturas de banco de dados em um espaço de tabela. Normalmente, cada objeto de banco de dados será referido como seu segmento. Por exemplo , os dados em uma tabela de banco de dados serão armazenados em seu segmento de tabela específico.
# 3) Extensões
Um segmento é dividido em extensões e um objeto de banco de dados pode ser armazenado em uma ou mais extensões. Conforme o tamanho de um objeto, como tabela ou índice, aumenta, o DBA pode adicionar outras extensões ao segmento conforme a necessidade.
# 4) Blocos de dados
Um bloco ou bloco de dados é a menor unidade de armazenamento e os dados são armazenados nesses blocos. O tamanho de um Bloco de Dados é definido usando o parâmetro DATA_BLOCK_SIZE no momento da criação do banco de dados e não pode ser alterado posteriormente.
Resumindo a arquitetura física e lógica do banco de dados Oracle conforme abaixo:
- A estrutura física consiste em arquivos de dados, arquivos de log de redo e arquivo de controle.
- A estrutura lógica é composta por espaços de tabela, segmentos, extensões e blocos de dados.
Conclusão
Neste artigo, aprendemos o banco de dados Oracle em detalhes, começando com as etapas de instalação e, em seguida, avançando para aprender os recursos, a arquitetura e a lista das ferramentas mais usadas desenvolvidas pela Oracle Corporation.
Espero que a leitura deste artigo tenha dado a você uma compreensão clara do banco de dados Oracle e sua arquitetura e possa beneficiá-lo na área de tecnologia de banco de dados.
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