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Este completo tutorial de base de datos Oracle explica qué es una base de datos, arquitectura, herramientas y características de Oracle. También incluye el proceso de instalación de la base de datos:
En el tutorial anterior de Oracle MySQL de Serie ORACLE completa , hemos aprendido sobre los beneficios y características como seguridad de datos, alta disponibilidad y servicio en la nube.
La base de datos Oracle es uno de los sistemas de administración de bases de datos más utilizados que admite múltiples modelos de datos en un backend integrado. Las organizaciones que están en el negocio de mantener almacenes de datos o ejecutar transacciones OLTP, prefieren más la base de datos Oracle, debido a su variedad de características que soportan alto rendimiento, seguridad y escalabilidad con facilidad de uso.
Oracle 19c es la última versión de base de datos lanzada por Oracle Corporation, que admite los siguientes entornos:
- En las instalaciones
- Oracle Cloud
- Nube híbrida
Antes de entrar en detalles de la base de datos Oracle y sus características, comprendamos la definición de la base de datos y el propósito de usarla.
Lo que vas a aprender:
- ¿Que es una base de datos?
- Conclusión
¿Que es una base de datos?
Una base de datos es un depósito de datos o información que se almacena en las tablas de la base de datos en un formato organizado de filas y columnas. Los usuarios de la base de datos pueden acceder a estos datos mediante la autenticación adecuada y también pueden manipularse.
Por lo general, las organizaciones utilizan bases de datos para almacenar diversa información departamental como RR.HH., Operaciones, Ventas, Finanzas, etc. para mantenerlas segregadas y en un formato consolidado. Posteriormente se puede acceder a estas bases de datos para procesar información relevante, derivar informes o realizar análisis comerciales, etc.
Elementos de un sistema de gestión de bases de datos (DBMS):
En un nivel superior, cualquier sistema de gestión de bases de datos consta de 3 elementos. Estos son:
- Código de Kernel: Este código maneja la memoria y se encarga de la información almacenada dentro de la base de datos.
- Diccionario de datos: Este es un repositorio dentro de la base de datos, utilizado para manejar información de metadatos.
- Lenguaje de consulta: Los usuarios o las aplicaciones utilizan el lenguaje de consulta para leer la información almacenada en la base de datos.
Sistema de gestión de bases de datos relacionales (RDBMS)
Cualquier sistema de gestión de bases de datos que siga el modelo relacional se conoce como Sistema de gestión de bases de datos relacionales es decir RDBMS.
Para seguir un modelo relacional, la base de datos debe
- Defina todos los objetos almacenados en una base de datos.
- Aplique reglas de integridad en estos objetos para mantener una relación entre ellos.
Una base de datos relacional permite que los datos se almacenen en un formato relacional para que las aplicaciones puedan recuperarlos y manipularlos mientras se mantiene la integridad de la base de datos. En una base de datos relacional, los datos se almacenan dentro de las tablas de la base de datos y la integridad referencial se implementará a través de claves primarias y externas.
Oracle se ha unido a la liga de bases de datos relacionales junto con Microsoft SQL Server, Sybase y DB2, etc.
Ha aparecido en una variedad de versiones hasta ahora, desde Oracle v2 hasta Oracle 18c. Con cada versión, se han presentado mejoras o mejoras. Los números de versión etiquetados con software siguen un patrón de numeración personalizado, como 'c', significa 'Cloud' en Oracle 18c, mientras que en versiones anteriores, 'g' significa 'Grid' en Oracle 10g e 'i' para 'Internet' en Oracle 9i.
La base de datos Oracle está disponible en cinco ediciones donde cada una está diseñada para cumplir un propósito específico.
- Oracle Database Enterprise Edition (EE).
- Edición Oracle Database Express (XE).
- Oracle Database Personal Edition (PE).
- Oracle Database Standard Edition Two (SE2).
- Oracle Database Standard Edition One (SE1).
- Oracle Database Standard Edition (SE).
Varias plataformas compatibles con la base de datos Oracle son Red Hat Linux, Microsoft Windows, Oracle Solaris, IBM AIX, HP-UX, etc.
Pasos para instalar la base de datos Oracle
Para instalar una base de datos ( por ejemplo, Oracle 12c) en una computadora, el usuario debe descargar el instalador o software auténtico de Oracle del sitio web oficial de Oracle.
Una vez que los archivos de instalación se descargan en la computadora, el usuario debe extraer los mismos que los archivos que se descargarían en formato ZIP. Además, haga doble clic en el archivo de instalación disponible dentro de los archivos extraídos, que iniciará el proceso de instalación.
Hay un total de 9 pasos necesarios para completar la instalación. Veamos el proceso de instalación paso a paso.
Paso 1: Se solicita al usuario que proporcione una dirección de correo electrónico para estar informado de problemas de seguridad o actualizaciones, si las hubiera.
Paso 2: Aquí, el usuario debe seleccionar la opción de instalación, ya sea que solo necesite la instalación del software o que se requiera la creación de la base de datos junto con la instalación o que pueda optar por una actualización de la base de datos.
Paso 3: En este paso, el usuario debe seleccionar la clase de sistema en función del sistema en el que el usuario está instalando el software.
Paso 4: En este paso, el usuario debe proporcionar los detalles de la cuenta de usuario de Windows utilizando qué usuario necesita que se realice la instalación.
Paso # 5: Aquí el usuario debe proporcionar la información de instalación típica necesaria para la instalación de la base de datos.
- Proporcione la ubicación donde debe instalarse el software en la máquina.
- Proporcione las credenciales de la base de datos global.
- Proporcione DB conectable.
Paso # 6: En este paso se realiza la verificación de requisitos previos.
Paso # 7: En este paso, se mostrará al usuario información resumida sobre la configuración de la base de datos.
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Paso # 8: El proceso de instalación de la base de datos se iniciará en este paso.
Paso # 9: La instalación de la base de datos tardará algún tiempo en instalarse. Una vez instalado, llegará al paso 'Finalizar' que confirma a los usuarios sobre la finalización exitosa.
Principalmente, la configuración de la base de datos la realizan administradores de bases de datos conocidos como DBA. No solo la configuración de la base de datos, sino que hay muchas otras responsabilidades administrativas de un DBA. Estos incluyen:
- DBA realiza la instalación y configuración de la base de datos.
- Evalúan los requisitos de hardware y software y planifican la capacidad.
- Realiza actividades de actualización y migración de bases de datos.
- Supervisa el rendimiento de la base de datos y realiza DB Tuning.
- Responsable del proceso de respaldo y recuperación de la base de datos.
Características de la base de datos Oracle
Existe una amplia gama de funciones compatibles con Oracle Database, que aseguraron el sustento de Oracle en el mercado mundial actual.
Las características son las siguientes:
# 1) Disponibilidad de Oracle: Para respaldar la disponibilidad 24 * 7 de la base de datos, Oracle ofrece una funcionalidad denominada Guardia de datos de Oracle. Con estas funciones, las bases de datos secundarias en espera se pueden mantener como una copia de las bases de datos primarias y se pueden utilizar como alternativas durante una conmutación por error.
# 2) Seguridad de Oracle: Seguridad avanzada de Oracle ofrece dos soluciones para proteger la información sensible en la propia fuente, es decir, TDE (cifrado de datos transparente) y Redacción de datos. Permite el cifrado de datos en la propia fuente y después de la exportación. La redacción se realiza a nivel de aplicación. Otras características de seguridad desarrolladas por Oracle son Bóveda de base de datos de Oracle , que gestiona los privilegios de usuario y Seguridad de etiquetas de Oracle .
# 3) Escalabilidad de Oracle: Oracle RAC (Clúster de aplicaciones reales) es el ejemplo perfecto de Escalabilidad de Oracle que ofrece capacidades como migraciones continuas de instancias, realización de actualizaciones, mantenimiento de la continuidad de las aplicaciones, gestión de la calidad del servicio, etc. en un entorno agrupado.
# 4) Rendimiento de Oracle: Oracle ofrece soluciones de mejora del rendimiento como Oracle Advanced Compression, Oracle Database In-Memory, Oracle Real Application Testing, y Caché de base de datos de nivel de aplicación Oracle Times Ten que tiene como objetivo optimizar el rendimiento del sistema al mejor nivel.
# 5) Oracle Analytics: En el campo de la analítica, Oracle ha presentado las siguientes soluciones.
- OLAP (procesamiento analítico de Oracle) es la implementación de Oracle utilizada para analizar datos comerciales mediante la realización de cálculos analíticos complejos.
- Oracle Advanced Analytics: Oracle Advanced Analytics es una composición técnica de Oracle R Enterprise y Minería de datos de Oracle y ayuda a los usuarios a determinar los modelos comerciales predictivos mediante la extracción de datos y texto y el cálculo de datos estadísticos.
# 6) Gestión de Oracle: Oracle ha desarrollado una solución de gestión de bases de datos conocida como Oracle Multiempresa , con una arquitectura consolidada de una base de datos de contenedor único y múltiples bases de datos conectables.
Herramientas de Oracle
Para ayudar a los no desarrolladores, las organizaciones están entrando en entornos basados en asistentes, de modo que puedan desarrollar aplicaciones de software simples sin poseer conocimientos técnicos. Oracle también ha desarrollado muchas herramientas, atendiendo a diferentes tipos de requisitos de desarrollo a través de cada herramienta.
A continuación se mencionan algunas de las herramientas más utilizadas desarrolladas por Oracle Corporation.
# 1) Oracle APEX
Las herramientas Oracle APEX (Application Express) vienen con la base de datos Oracle únicamente y ayudan a los desarrolladores a diseñar aplicaciones de software basadas en bases de datos.
# 2) Desarrollador OracleSQL
Esta es otra herramienta gratuita que permite a los desarrolladores aprovechar sus habilidades de SQL y PL / SQL mediante el desarrollo de aplicaciones de software. Permite a los programadores navegar a través de los objetos de la base de datos dentro de una estructura en forma de árbol, ejecutar comandos y scripts SQL, depurar el código y otras tareas administrativas.
# 3) Herramientas basadas en Java
Oracle ofrece a los usuarios una opción para desarrollar aplicaciones que podrían basarse en Java y PL / SQL, utilizando las siguientes herramientas.
- Oracle JDeveloper
- Formularios de Oracle
- Informes de Oracle
# 4) Servicios de datos de descanso de Oracle (ORDS)
ORDS es una aplicación de nivel medio basada en Java que ayuda a los programadores a desarrollar interfaces REST para los datos disponibles en Oracle Database. Permite mapear transacciones de base de datos con métodos HTTP (s) como POST, GET, PUT, etc. y los resultados se devolverán en formato JSON.
# 5) Asistente de actualización de la base de datos de Oracle (DBUA)
Esta herramienta proporciona una interfaz que admite la actualización de la base de datos.
# 6) OPatch de Oracle
Con Oracle OPatch, se pueden aplicar parches provisionales al software de Oracle. Si es necesario, el parche aplicado también se puede revertir, utilizando la herramienta Opatch.
# 7) Oracle SQLTXPLAIN
Nuevamente, es una herramienta gratuita, desarrollada por Oracle que facilita el ajuste del código SQL de Oracle.
Utilidades de Oracle
Para servir a los usuarios de bases de datos, Oracle ha creado diferentes utilidades que simplificaron el trabajo de los desarrolladores al automatizar las tareas y ahorrar mucho tiempo.
Algunas de las utilidades desarrolladas por Oracle se enumeran a continuación:
# 1) Bomba de datos: Data Pump es una utilidad de Oracle que ayuda a los usuarios a realizar actividades de importación y exportación de datos dentro de las bases de datos.
# 2) Cargador SQL *: SQL * Loader es otra utilidad que ayuda a cargar datos desde cualquier fuente de datos que no sea de Oracle a una base de datos de Oracle con alto rendimiento. A continuación se enumeran varias funciones compatibles con esta herramienta.
Esta herramienta,
- Tiene la capacidad de cargar datos con una amplia gama de formatos.
- Puede cargar varios archivos de origen a la vez en varias tablas de bases de datos.
- Puede realizar la carga de datos desde archivos de origen que existen en discos físicos, canalizaciones con nombre o cintas a bases de datos.
# 3) OradeBug: Esta utilidad ha sido diseñada para ayudar a los desarrolladores con las funciones de depuración y seguimiento contra errores de Oracle Database.
Nube de base de datos de Oracle
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Una base de datos en la nube es aquella que está diseñada para un entorno virtual que puede ser público, privado o híbrido. El propósito de construir una base de datos en la nube es optimizar los gastos de almacenamiento y ancho de banda pagando por usuario.
Probado por las empresas, Oracle Cloud ha sido una solución exitosa, que admite una variedad de cargas de trabajo desde la fase de desarrollo o prueba hasta las implementaciones de producción masivas. Al estar en el entorno de la nube, la base de datos de Oracle no compromete la seguridad, las funciones ni otros aspectos de la base de datos. Todavía ofrece el mismo nivel de confianza a sus usuarios que en las instalaciones, al tiempo que mantiene la facilidad de uso.
Oracle Cloud aún mantendría las siguientes características como en Oracle On-premises.
- Alto rendimiento
- Escalabilidad
- Seguridad
- Facilidad de uso
Arquitectura de base de datos Oracle
La imagen de arriba muestra la arquitectura de Oracle de alto nivel, con diferentes segmentos diseñados para servir a diferentes propósitos. Exploremos lo mismo en detalle.
La arquitectura de Oracle se puede dividir en 4 categorías principales. Estos se enumeran a continuación:
- Estructuras de memoria (instancia).
- Estructuras físicas.
- Procesos.
- Componentes lógicos.
Repase cada segmento para comprender la arquitectura de la base de datos de manera detallada.
Para comprender las estructuras de la memoria, primero comprendamos la instancia de la base de datos.
Instancia de Oracle
Una instancia es un grupo de estructuras de memoria y procesos en segundo plano que ayuda a administrar los datos que existen dentro de los archivos físicos de la base de datos. También ayuda a los usuarios a acceder a una base de datos a la vez.
Ahora, una instancia se compone principalmente de dos componentes:
- Estructuras de memoria (SGA, PGA).
- Procesos de fondo
- Obligatorio (PMON, SMON, DBWR, LGWR, CKPT).
- Opcional
Recopilemos algunos conocimientos sobre los componentes de una instancia de base de datos.
# 1) Estructuras de memoria
Estos se utilizan para almacenar diferentes tipos de información de la base de datos como,
- Información de la sesión de usuario
- Código de programa
- Bloques de datos en caché y entradas de registro de rehacer, etc.
Dentro de Oracle, las estructuras de memoria consisten principalmente en dos áreas:
- SGA (Área global del sistema)
- PGA (Program Global Area)
Ahora, ¿qué es SGA y PGA, y en qué se diferencian entre sí?
Siempre que se inicia una instancia de base de datos, se asigna algo de memoria y esa memoria se denomina como SGA es decir Área global del sistema . Junto con la asignación de memoria, también se iniciarán uno o más procesos en segundo plano para servir lo mismo.
Los procesos de Oracle, que pueden ser procesos de servidor o en segundo plano, comparten esta área de memoria común, que es SGA y, por lo tanto, SGA a veces también se denomina Área de memoria compartida. SGA se utiliza para almacenar datos y controlar información sobre una instancia de base de datos a través de sus diversos subcomponentes, donde cada componente está dedicado a un propósito específico.
A continuación se enumeran los componentes dentro de SGA.
- Caché de búfer de base de datos
- Rehacer búfer de registro
- Grupo de Java
- Piscina grande
- Piscina compartida
- Caché de biblioteca
- Caché de diccionario de datos
El tamaño de estos componentes de la memoria se puede definir en Archivo de parámetros de inicialización (PFILE) por un DBA antes del inicio de la instancia y el tamaño de SGA completo se puede decidir usando el parámetro SGA_MAX_SIZE.
PGA es el área de memoria que contiene datos e información de control sobre los procesos del servidor. Esta área de memoria se asigna cada vez que se inicia un proceso de servidor y, a diferencia de SGA, esta área de memoria no se comparte con otros procesos. Cada proceso del servidor tendrá su PGA dedicado que se liberará una vez que finalice el proceso del servidor.
Ahora veamos qué son los procesos en segundo plano de Oracle.
# 2) Procesos de fondo
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Oracle tiene una colección de procesos donde los procesos en segundo plano administran la memoria, realizan operaciones de E / S de disco y otras actividades de mantenimiento. Estos procesos se clasifican como obligatorios y opcionales.
A continuación se enumeran algunos de los procesos requeridos de la base de datos, por lo tanto, los procesos en segundo plano obligatorios.
- Proceso de monitorización del sistema (SMON): Este proceso realiza tareas de recuperación y mantenimiento a nivel del sistema, como Recuperación de instancias en caso de falla, Gestión del diccionario de datos, Reutilización de espacios temporales y Gestión de espacios de tabla para deshacer, etc.
- Proceso de monitorización de procesos (PMON): Este proceso sigue monitoreando otros procesos en segundo plano y realiza la Recuperación del proceso cada vez que un proceso del servidor finaliza abruptamente.
- Proceso de escritura de base de datos (DBWR) : Como sugiere el nombre, este proceso escribe los bloques de datos de la caché de búfer de base de datos (SGA) en archivos de datos físicos.
- Proceso de escritura de registros (LGWR): De manera similar, este proceso escribe bloques de rehacer desde la caché de búfer de rehacer en archivos de registro de rehacer en línea.
- Punto de control (CKPT): Este proceso mantiene los archivos de datos y los archivos de control con la información más reciente del punto de control.
Otros procesos en segundo plano opcionales son Archiver (ARCn), Coordinator Job Queue (CJQ0), y Coordinador de Gestión del Espacio (SMCO).
Estructura física
Los componentes físicos dentro de una base de datos son los archivos físicos que contienen y administran los datos de la organización. Estos archivos se dividen en 3 categorías.
- Archivos de información: Estos archivos contienen los datos reales dentro de una base de datos.
- Rehacer archivos de registro: Estos archivos se utilizan para contener todos los cambios realizados en la base de datos. Los archivos de registro de rehacer se pueden utilizar durante el proceso de recuperación de la base de datos para recuperar la información original.
- Archivos de control: Es un archivo binario que contiene información relacionada con el estado de la base de datos, como el nombre de la base de datos, el archivo de datos y los nombres de los archivos de registro de rehacer, las ubicaciones de los archivos y el número de secuencia del registro, etc.
Como se indica a continuación, hay algunos archivos más que contribuyen a la gestión de la base de datos.
- Archivo de parámetros: Este archivo contiene los parámetros, que definen la forma en que se espera que se inicie la base de datos.
- Archivo de contraseña: Como lo indica el nombre, este archivo contiene contraseñas de usuario y, por lo tanto, mantiene la seguridad de la base de datos.
- Archivos de registro de rehacer archivados: Estos son los archivos de registro de rehacer que se mantienen archivados. Se conservan para respaldar la recuperación de la base de datos en caso de que la base de datos falle.
Procesos
Los procesos dentro de una base de datos se pueden clasificar en 3 tipos diferentes.
- Procesos de usuario: El proceso de usuario o cliente se establece una vez que el usuario envía una solicitud de conexión a Oracle Server.
- Procesos del servidor: El proceso del servidor conecta al usuario con la base de datos y realiza actividades en nombre del cliente según el programa del cliente, como ejecutar declaraciones SQL o recuperar datos de la base de datos, etc.
- Procesos de fondo : Comienzan junto con el inicio de la base de datos y realizan diferentes tareas de mantenimiento como recuperación de la base de datos, limpieza de instancias, archivos de registro de rehacer archivados, etc.
Arquitectura lógica de la base de datos
Lógicamente, la arquitectura de la base de datos se divide en los siguientes componentes:
- Espacios de tabla
- Segmentos
- Extensiones
- Bloques de datos
Ahora, veamos los componentes lógicos en detalle.
# 1) espacios de tabla
Mientras que los datos se almacenan en archivos de datos físicos en una base de datos, un espacio de tabla es un espacio de almacenamiento lógico para esos datos. Estos datos se almacenarán en forma de objetos de base de datos como tablas, vistas, índices, restricciones, clústeres, etc. Cada espacio de tabla se puede asociar con uno o más archivos de datos físicos, pero puede pertenecer a una sola base de datos.
SYSTEM y SYSAUX son dos espacios de tabla obligatorios del sistema que existen en cada base de datos y que se utilizan para mantener la información del diccionario de datos y los metadatos. A excepción de estos dos espacios de tabla, otros se pueden desconectar para fines de mantenimiento como Copia de seguridad, Recuperación y Limpieza, etc.
Un espacio de tabla puede tener varios archivos de datos, pero un archivo de datos solo puede almacenar objetos de base de datos de un solo espacio de tabla.
# 2) Segmento
Un espacio de tabla generalmente se divide en varios segmentos que se utilizan para almacenar un tipo específico de objetos o estructuras de base de datos dentro de un espacio de tabla. Por lo general, cada objeto de la base de datos se denominará su segmento. Por ejemplo , los datos dentro de una tabla de base de datos se almacenarán dentro de su segmento de tabla particular.
# 3) Extensiones
Un segmento se divide en extensiones y un objeto de base de datos se puede almacenar en una o más extensiones. A medida que aumenta el tamaño de un objeto como una tabla o un índice, DBA puede agregar extensiones al segmento según los requisitos.
# 4) Bloques de datos
Un bloque o bloque de datos es la unidad más pequeña de almacenamiento y los datos se almacenan en estos bloques. El tamaño de un bloque de datos se define mediante el parámetro DATA_BLOCK_SIZE en el momento de la creación de la base de datos y no se puede cambiar más adelante.
Resumiendo la arquitectura física y lógica de la base de datos Oracle de la siguiente manera:
- La estructura física consta de archivos de datos, archivos de registro de rehacer y archivo de control.
- La estructura lógica se compone de espacios de tabla, segmentos, extensiones y bloques de datos.
Conclusión
En este artículo, hemos aprendido la base de datos de Oracle en detalle, comenzando con los pasos de instalación y luego avanzando para conocer las características, la arquitectura y la lista de las herramientas más utilizadas desarrolladas por Oracle Corporation.
Espero que la lectura de este artículo le haya proporcionado una comprensión clara de la base de datos Oracle y su arquitectura y le beneficie en el área de la tecnología de bases de datos.
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