Bases de Datos Oracle Conceptos Basicos oscarlin@dc.uba.ar

Temario: 1- ARQUITECTURA DE ORACLE 2- LA INSTANCIA ORACLE 3- CREACIÓN DE UNA BASE DE DATOS 4- AREAS LOGICAS Y ARCHIVOS FISICOS 5- MANEJO DE DATOS 6- OBJETOS FUNDAMENTALES DE LA BASE 7- ADMINISTRACION DE USUARIOS

ARQUITECTURA DE ORACLE La Base de Datos La Capa Física La Capa Lógica

La Capa Fisica Son los archivos fisicos en disco. Hay tres clases Datafiles Contienen la información propiamente dicha. Puede haber uno o mas. Redo Logs Mantienen la historia en los cambios en los datos para revertirlos en caso de fallas. Control FIles Contienen Información sobre localización fisica de Datafiles y Redo Logs.

La Capa Logica Son las estructuras que relacionan los datos con los componentes fisicos. Tablespaces Dividen la información y los objetos en grupos que pueden residir en uno o mas datafiles Esquemas (Schemas) Contienen objetos como Tablas, Vistas, Procedimientos almacenados, Triggers, Indices, Secuencias, Sinonimos, etc,

Relaciones entre Datafiles y Tablespaces Un Tablespace puede estar repartido entre uno o mas datafiles.

Segmentos, Extensiones y Bloques Bloques: Unidad de almacenamiento minimo. Tipicamente 2K. Contiene Datos almacenados y un Header que los describe Extensiones: Grupo de Bloques de Datos. Cada Tablespace tiene una tamaño inicial y crece en extensiones de una cantidad fija de bloques a medida que se requiere. Segmentos: Grupo de Extensiones usado para almacenar un tipo particular de datos. Existen 4 tipos: Datos, Indices, Rollback y Temporales.

Esquemas de Base de Datos (Schema) Colección de Objetos logicos. Tablas: Unidad logica basica de almacenamiento. Clusters:Grupo de tablas almacenadas en conjunto fisicamente como una sola tabla que comparten una columna Indices: Estructura que agrupa datos para acceder rapidamente a la información Vistas: Selección de varias columnas de una o mas tablas Procedimientos: Programas que independizan el manejo de datos desde una aplicación. Actuan desde el motor de la Base de Datos Packages: Agrupan procedimientos y funciones almacenados Triggers: Procedimiento que ejecuta automaticamente asociado a eventos especificos. Secuencias: Generan numeros unicos para todas las sesiones de una instancia DBLink: Nexo de comunicación entre instancias de base de datos. Sinonimos: Son referencias a objetos de la propio esquema, otros esquemas o esquemas de otras instancias de base de datos relacionadas a traves de un DBLink

Arquitectura Oracle

Arquitectura Oracle La instancia Oracle esta compuesta por: Procesos y memoria compartida Procesos: De usuario - Server Process. Comunes - DBWR, LGWR, CKPT, PMON, SMON, ARCH Memoria; SGA - System Global Area PGA - Program Global Area

Arquitectura Oracle Procesos de la Instancia DBWR - Database Writer, responsable de la escritura en disco de la información LGWR - Log Writter, escribe la información en los redo Logs. CKPT - Checkpoint, Avisa al DBWR que debe actualizar la información a disco. PMON - Process Monitor, Supervisa los procesos del servidor y corrige fallas SMON - System Monitor, Actua durante el arranque de la instancia, limpia segmentos temporales y recupera transacciones interrumpidas. Agrupa extensiones libres. ARCH - Archiver, Respalda la informacion de los Redo Logs cuando estos se llenan.

Arquitectura Oracle Areas de Memoria de la Instancia SGA - System Global Area, Area de memoria compartida que almacena información de control y datos de la instancia. Consta de los siguientes elementos, cada uno con un tamaño fijo: Buffer Cache - Almacena los bloques de datos usados recientemente. Buffer de Redo Logs: - Guarda los cambios efectuados en la base de datos antes de ser guardada en los redo logs. Shared Pool Area - Memoria compartida que funciona como dos caches, una para información del diccionario de datos y otra de codigo SQL. PGA - Program Global Area, Contiene datos e información de control para los procesos que se ejecutan en el servidor de oracle.

CREACIÓN DE UNA BASE DE DATOS Crear una instancia La creación de una instancia, generalmente se lleva a cabo desde una herramienta (p/ej, DBA Studio). Tambien puede hacerce desde linea de comandos usando el utilitario ORADIM90. Se define: Nombre de la Instancia de Base de Datos (SID), Password de la cuenta internal o usuario DBA. Iniciar la instancia Puede ser arrancada en forma manual (linea de comandos o Herramientas graficas como Enterprise Manager)o automatica (cron en Unix o Servicio en Windows). Opcionalmente se puede montar una Base de Datos, y abrirla a los usuarios o restringir el acceso al DBA. Crear la Base de Datos Tambien puede ser hecho desde una herramienta como Enterprise Manager o desde linea de comandos. Durante la creación se informa: Nombre de la Base, SID, Passwor de la cuenta internal, ruta a archivos deinicializacion, (initxxx.ora), ruta de archivos de control y tamaño de los datafiles para tablespaces de usuario, sistema y temporales, tamaño de redo logs, etc.

AREAS LOGICAS Y ARCHIVOS FISICOS Las areas logicas se extienden a traves de los arcivos fisicos. Durante la creacion de la Base de Datos se crea por default un Tablespace llamado SYSTEM y un datafile asociado al mismo con Ubicación, Nombre y Tamaño especificados. Durante la creación tambien se generan automaticamente dos usuarios SYS y SYSTEM con caracteristicas de DBA, A traves de estos usuarios se realizan las operaciones de mantenimiento, creacion de nuevos tablespaces, usuarios, esquemas, etc. Se pueden agregar dinamicamente datafiles y aumentarlos de tamaño. Los Rollback segments, contienen la informacion de transacciones en curso que no hayan sido confirmadas con COMMIT o dehechas con ROLLBACK. Los segmentos de Rollback se usan concurrentemente por varias transacciones. Funcionan como un buffer circular con varias extensiones, Pueden estar ONLINE OFFLINE INVALID, NEEDS RECOVERY o PARTLY AVAILABLE. Redo Logs, Llevan registro de todas las transacciones que se ejecutan sobre la base de datos para poder reconstruir la informacion en caso de falla. La instrucción COMMIT, no termina su ejecución hasta que no se completa la escritura de estos archivos. Podria decirse que hasta tanto se ejecuta una instrucción COMMIT, la información de las transacciones realizadas se almacena en los Rollback Segments,Una vez ejecutado el COMMIT, está información pasa a estar en los Redo Logs.

MANEJO DE DATOS EXPORT Genera un archivo binario conteniendo información de los objetos seleccionados. Registra tanto datos como estructuras. Usos: Respaldo del contenido de la base de datos Llevar datos de una base a otra Replicar estructuras en bases de datos diferentes Reconstruir y defragmentar bases de datos Reordenar datafiles Opciones: Se puedenn especificar en linea de comandos o a traves de un archivo de parametros. IMPORT Incporpora a una base de datos la información exportada con el comando EXPORT

MANEJO DE DATOS Opciones del comando EXPORT BUFFER=bytes Especifica el tamaño del buffer de copia (en bytes) usado por el utilitario. Si el valor es cero, se recuperan las filas de a una. COMPRESS=[Y o N] Este parámetro indica cómo se tratará la extensión inicial. “Y” - Se incluirá toda la información en una única extensión. “N” - Se utilizarán los parámetros vigentes para la cláusula storage. El valor por defecto es “Y”. CONSISTENT=[Y o N] Indica si se espera o no a que la información que se está exportando sea confirmada. Esta opción es muy costosa en tiempo El valor por defecto es “N”. CONSTRAINTS=[Y o N] Define si se exportan las restricciones de las tablas. Por defecto siempre se exportan FILE=nombre_archivo Especifica el nombre del archivo de salida donde quedará la información FULL=[Y o N] Este parámetro controla la exportación total o parcial de la base de datos. En caso de responder “N”, habrá que enumerar los objetos a exportar datos. El valor por defecto es “N”.

MANEJO DE DATOS Opciones del comando EXPORT (Cont.) GRANTS=[Y o N] Permite indicar si se exportaran los permisos (grants) de cada usuario sobre los objetos que son exportados. El valor por defecto es “N” INDEXES=[Y o N] Este parámetro especifica si se exportaran los índices El valor por defecto es “Y”. ROWS=[Y o N] Se utiliza para exportar todos los datos de las tablas o solo la estructura de los objetos “Y” - Exportar Estructuras y datos “N” - Solo exportar estructuras de los objetos OWNER=usuarios Permite enumerar los esquemas que se exportarán, en caso de ser mas de uno, se separan con coma. TABLES=tablas Permite enumerar las tablas que se van a exportar. Este parámetro solo es aplicable cuando se exporta un solo esquema

MANEJO DE DATOS Opciones del comando IMPORT FROMUSER=usuario Indica importar solo los objetos del esquema especificado como usuario TOUSER=usuario Fuerza un esquema (indicado como usuario) donde importar los objetos IGNORE=[Y o N] Indica si se desea ignorar los errores que pudieran ocurrir durante la importación El valor por defecto es “N” OWNER=usuarios Permite enumerar los esquemas que se exportarán, en caso de ser mas de uno, se separan con coma. TABLES=tablas Permite enumerar las tablas que se van a importar

OBJETOS FUNDAMENTALES DE UNA BASE Los objetos fundamentales de una base de datos son: Tablas Vistas Sinonimos Indices Secuencias

OBJETOS FUNDAMENTALES DE UNA BASE Tablas Una tabla se crea en un segmento. Este segmento posee una o más extensiones. Si la tabla crece hasta alcanzar el tamaño máximo de una extensión, entonces se crea un segmento nuevo para esa tabla. Las extensiones crecen de la manera en que se definieron cuando se creó la tabla, dentro de la cláusula STORAGE. Cuando la cláusula anterior no se define para una tabla, se utilizan los parámetros por defecto definidos dentro del tablespace donde reside. Si tampoco existen estos, se utilizan los parámetros del sistema. Las opciones de la clausula STORAGE son las siguientes: INITIAL: Tamaño de la extension inicial en bytes NEXT: Tamaño de la segunda extension PCTINCREASE: Tamaño de las extensiones posteriores a la segunda en porcentaje respecto de la segunda extension. El valor 0 (cero) indica que todas las extensiones tendrán el mismo tamaño que la segunda MINEXTENTS: Cuántas extensiones se crean al mismo tiempo de la tabla MAXEXTENTS: Máxima cantidad de extensiones que podrá tener la tabla

OBJETOS FUNDAMENTALES DE UNA BASE Tablas (Cont.) PCTFREE y PCTUSED - Especifican condiciones de almacenamiento estan en relación con la volatilidad de los datos y cómo gestionar mejor el espacio asignado a cada extensión PCTFREE: Fija el porcentaje de espacio que se reservará en cada bloque de datos de una tabla para futuras actualizaciones de los registros del mismo bloque. El valor que se asigne al parámetro esta relacionado con la frecuencia de updates que se harán a la tabla. Valores recomendados: · Tablas con muchas actualizaciones que no necesariamente hagan crecer el registro: alrededor de 10. ·Tablas en que se incrementa el tamaño de las filas frecuentemente: alrededor de 20 · Tablas sin actualizaciones o con baja frecuencia es de las mismas: del orden de 5 PCTUSED: Este parámetro está relacionado con la frecuencia de inserciones que se hacen en una tabla. Determina el mínimo porcentaje de espacio usado que será mantenido para cada bloque de datos, antes de crear el próximo segmento. En función de esta frecuencia se sugieren los siguientes valores: · Alta: Alrededor de 40. · Alta con muchas actualizaciónes: alrededor de 60. · Baja:u en torno a 60

OBJETOS FUNDAMENTALES DE UNA BASE Tablas (Cont.) Tablas particionadas La caracteristica distintiva de las tablas particionadas es cómo se va a almacenar la información físicamente. En el momento de crearlas, se puede elegir qué rangos de datos van a quedar almacenados en un tablespace u otro. La ventaja de esta organización es que al poder distribuir los datos entre los tablespaces y estos entre los datafiles, se puede determinar donde estará esa información, con las consiguientes posibilidades de optimización a saber: Segmentos de datos más pequeños: influye en forma directa en el rendimiento de las búsquedas ya que cada partición es tratada como si fuera una tabla diferente. Indices más pequeños: con la partición por rangos es posible crear índices individuales para cada partición. Respaldo más rápido: ya que los datos se encuentran en segmentos separados, Se puede paralelizar el procedimiento de respaldo

OBJETOS FUNDAMENTALES DE UNA BASE Vistas Una vista es una ventana dentro de una tabla. Permite aislar el uso de la información protegiendola y facilitar operaciones que requieran de un modo especial de acceso a las mismas. Se forman de la misma manera en que se realizan las selecciónes de registros (instrucción SELECT) sobre una o mas tablas, tambien facilitan el mantenimiento, al poderse modificar las condiciones de selección sin afectar a la estructura de datos retornada

OBJETOS FUNDAMENTALES DE UNA BASE Indices Los indices permiten acceso mas rapido a los datos contenidos en una tabla. Son independientes. Inmediatamente luego de creado el índice, Oracle comienza a mantenerlo de acuerdo a las inserciones, actualizaciones y eliminaciones de registros de la tabla en la cual se ha implementado. Existen tres tipos de índices cuya naturaleza depende de la forma en que se crean a saber: Indice único funciona como una clave primaria, obligando a que el valor de la columna indexada no se repita Indice no único, no impone la restricción antes descripta- Indice compuesto agrupa varias columnas de la tabla. Es importante el orden en que se ponen las columnas al crear el índice; la columna más referenciada debe ser puesta en primer lugar y así sucesivamente. Cuando se crea un índice también se crea un segmento de datos para guardarlo el espacio de almacenamiento usado se ve afectado por la cláusula storage que tiene la misma estructura que la explicada para las tablas

OBJETOS FUNDAMENTALES DE UNA BASE Indices (cont) Consideraciones para el uso de indices: - Indexar solo tablas cuando las consultas no accedan a mas del 5% de las filas de una tabla. - No indexar tablas que son actualizadas frecuentemente - Las consultas con condiciones (WHERE) muy complejas generalmente no usan indices Reglas para elegir columnas a indexar: - Eleqir aquellas que se utilizan con mayor frecuencia en las cláusulas WHERE de las consultas. No indexar columnas o grupos de columnas en que se repitan muchos vaores - Indexe las columnas que sirven para unir una tabla con otras (join en las consultas). Sintaxis de creación de índices: CREATE INDEX nombre_indice ON [esquema.]nombre_tabla (columna1 [, columna2, ...]) TABLESPACE nombre_tablespace ; Al igual que las tablas, los indices tambien pueden ser particionados

OBJETOS FUNDAMENTALES DE UNA BASE Sinonimos Los sinónimos son objetos del sistema que apuntan a otros objetos. implementan alias de tablas, vistas, secuencias o unidades de programa. Se utilizan para proteger u ocultar al usuario final ciertos detalles del objeto al que apuntan Los sinónimos pueden ser públicos o privados. Los primeros son aquellos que residen en el esquema PUBLIC y son vistos por todos los usuarios de la misma base de datos. Los sinónimos privados se crean dentro del esquema de un usuario en particular y sólo son visibles para quienes él de acceso Sintaxis de creación de sinónimos: CREATE [PUBLIC] SYNONYM [schema.]synonym FOR [schema.]objeto

OBJETOS FUNDAMENTALES DE UNA BASE Sinonimos Devuelven numeros de acuerdo a un orden definido en su creación, garantizando su irrepetibilidad En la creación de una secuencia, se deben indicar, como mínimo, el valor de partida (valor mínimo) y el incremento. La sintaxis de creación de una secuencia es la siguiente: CREATE SEQUENCE [schema.]nombre opciones Las opciones pueden ser: INCREMENT BY numero, START WITH numero MAXVALUE numero | NOMAXVALUE MINVALUE numero | NOMINVALUE CYCLE | NOCYCLE CACHE numero | NOCACHE ORDER | NOORDER

ADMINISTRACION DE USUARIOS Usuario: Tiene asociada información especifica como nombre, esquema, password Rol: Utilizado para asignar privilegios a los usuarios Perfil: Denota la cantidad de recursos del sistema que se permite consumir a un usuario o grupo de ellos.

ADMINISTRACION DE USUARIOS Creación de Usuarios Cuando se da de alta a un usuario como mínimo, debe indicarse el nombre y el password de la cuenta (esquema) que se está creando. Se asigna un espacio físico al nuevo esquema dentro de la base de datos con los parámetros por defecto. CREATE USER nombre_usuario IDENTIFIED BY password [DEFAULT TABLESPACE nombre_tablespace] [TEMPORARY TABLESPACE nombre_tablespace] [QUOTA [número, K o M o UNLIMITED] ON nombre_tablespace1] [, QUOTA [número, K o M o UNLIMITED] ON nombre_tablespace2] [PROFILE nombre_perfil] [PASSWORD EXPIRE] [ACCOUNT LOCK o ACCOUNT UNLOCK]

ADMINISTRACION DE USUARIOS Modificación de Usuarios En la modificación de usuarios, todos los parámetros que fueron establecidos en el instante de la creación pueden cambiarse ALTER USER nombre_usuario IDENTIFIED BY password [DEFAULT TABLESPACE nombre_tablespace] [TEMPORARY TABLESPACE nombre_tablespace] [QUOTA [número, K o M o UNLIMITED] ON nombre_tablespace1] [, QUOTA [número, K o M o UNLIMITED] ON nombre_tablespace2] [PROFILE nombre_perfil] [PASSWORD EXPIRE] [ACCOUNT LOCK o ACCOUNT UNLOCK]

ADMINISTRACION DE USUARIOS Eliminación de Usuarios Para eliminar un usuario se utiliza la siguiente instrucción: DROP USER nombre_usuario [CASCADE] La opción Cascade es obligatoria cuando el usuario posee objetos en su esquema (tablas, vistas, etc.) para borrarlos junto con él. Sin esta opción, no se puede eliminar un usuario con objetos.

ADMINISTRACION DE USUARIOS Mantenimiento de Perfiles Los perfiles se usan para limitar las posibilidades de los usuarios del sistema de base de datos. Tipicamente se establecen tres tipos de usuarios Administradores: Tienen acceso a recursos ilimitados Desarrolladores: Múmero ilimitado de sesiones Restricciónes en utilización de la CPU Otros. CREATE PROFILE y ALTER PROFILE Los recursos que se puede administrar para un perfil son: SESSIONS_PER_USER, CPU_PER_SESSION, CPU_PER_CALL CONNECT_TIME, IDLE_TIME LOGICAL_READS_PER_SESSION, LOGICAL_READS_PER_CALL COMPOSITE_LIMIT, PRIVATE_SGA Con las siguientes posibilidades: UNLIMITED | DEFAULT | cantidad

ADMINISTRACION DE USUARIOS Creación y asignación de Roles, control Privilegios Los Roles son la forma más segura y rápida de asignar recursos a los grupos de usuarios CREATE ROLE nombre_rol NOT IDENTIFIED o IDENTIFIED BY password Para asignar y eliminar roles y privilegios a un usuario se usan los siguientes comandos: Grant: Otorga privilegios a un rol (o a un usuario cualquiera) o también asigna un rol a un usuario. GRANT Rol o Privilegio1, Rol o privilegio 2 TO Usuario o Rol; Revoke: Elimina privilegios otorgados previamente a un rol (o a un usuario). REVOQUE Rol o Privilegio 1, Rol o privilegio 2 FROM Usuario o Rol;

ADMINISTRACION DE USUARIOS Creación y asignación de Roles, control Privilegios (Cont.) Hay algunas opcionas adicionales para administrar Roles y Privilegios GRANT nombre_rol o nombre_privilegio [, nombre_rol o nombre_privilegio] TO nombre_usuario o nombre_rol o PUBLIC [, nombre_usuario o nombre_rol] [WITH ADMIN OPTION] Si los privilegios se otorgan a PUBLIC, significa que tidis los usuarios gozaran del mismo. Si los privilegios se otorgan con la cláusula “with admin option” esto quiere decir que los usuarios que reciben los privilegios pueden a su vez otorgarlos a otros.