Общая характеристика продуктов Oraсle

Все продукты Oracle (СУБД, средства разработки, средства для конечного пользователя, сетевые компоненты) являются открытыми, масштабируемыми и программируемыми. Они позволяют разрабатывать приложения как уровня небольшой рабочей группы, так и уровня огромного предприятия с тысячами пользователей, террабайтными базами, размещенными в различных зданиях и даже странах.
Средства Oracle позволяют надежно защитить эти данные, обеспечить их целостность и непротиворечивость. Продукты Oracle работают более чем на ста вычислительных платформах (компьютер + операционная система), поддерживают все основные промышленные сетевые протоколы и графические оконные среды. Это позволяет Вам с минимальными затратами переносить готовые приложения с одной платформы на другую. Например, разработав приложение на однопроцессорном персональном компьютере с MS Windows, Вы можете далее выполнять его на Unix - машинах, больших IBM машинах, SMP и MPP архитектурах, высоко надежных и кластерных архитектурах.
При повышении нагрузки на Ваше приложение, Вы можете заменить сервер на более мощный, добавить еще один сервер, вынести часть обработки в другой узел и т. д. Если Ваш клиент работал через терминал, а затем решил перейти к архитектуре клиент - сервер или даже переместился в другой город, он сможет продолжать работать с теми же БД Oracle. Все это не потребует модификации кода приложений.
С помощью средств Oracle Вы сможете реализовать оперативную обработку (OLTP - системы), системы поддержки принятия решений (DSS - системы) и системы накопления и анализа больших объемов данных (Data Warehouse и OLAP - системы). Oracle поддерживает все основные стандарты:

• FIPS 127-2, ANSI X3-135.1992 - для БД;
• NCSC TDI C2, B1, ITSEC F - C2/E3, F - B1/B3 - по защите данных;
• OSI, DNSIX (MaxSix), SNMP - для сети;
• ODBC, TSIG, X/Open, DCE, DDE, OLE, OCX, VBX - для взаимодействия приложений.

Классификация продуктов Oracle

Все многообразие продуктов фирмы Oracle можно разделить на следующие группы (смотри таблицу):

• Oracle7 Server - ядро СУБД и дополнительные компоненты ядра (опции). Они необходимы для хранения, поиска, извлечения, обработки и администрирования данных;
• инструментальные средства разработки приложений. Это, в первую очередь, набор средств разработчика Developer/2000, а также прекомпиляторы с языков 3GL и библиотека CALL-интерфейса;
• средства автоматизации проектирования и разработки (CASE-средства) - Designer/2000;
• средства для конечных пользователей. Это набор средств Descoverer/2000, офисная система Oracle Office, средства хранения и обработки текстов Text Server (c Context и CoAutor);
• средства для анализа данных и создания OLAP (online analyse processing) приложений - Express - продукты;
• средства для обеспечения работы продуктов Oracle в компьютерной сети. Это SQL*Net с драйверами различных сетевых протоколов, средства управления сетью, кодирования данных, преобразования протоколов;
• средства для взаимодействия с пакетами других фирм. Это шлюзы по данным (Transparent Gateway) к различным СУБД и процедурные шлюзы; ODBC драйвер, Oracle Objects for OLE, универсальный пакет связи Oracle Glue;
• продукты для рабочих групп - Workgroup/2000. К этой группе относится нерасширяемое ядро Oracle для персональных компьютеров, однопользовательский персональный Oracle, средства разработки небольших приложений-Oracle Power Objects. Продукты для рабочих групп отличаются компактностью, простотой установки и использования, а так же низкими ценами;
• готовые прикладные системы - Oracle Applications. Среди них наиболее известными являются: Oracle Financial - финансовые, Oracle Manufacturing - управление производством, Oracle Human Resources - кадры, бухгалтерия;
• новые направления. К этой группе можно отнести продукты для работы с мультимедиа (Media Server, Media Net, Media Objects), средства для работы с БД по медленным и ненадежным сетям (радиомодемы, телефоны, сотовая связь) - Oracle Mobile Agents, средства для работы с БД по Internet (WWW Viewer и WWW сервер).

Oracle7 Server

Универсальный сервер Oracle позволяет Вам хранить и обрабатывать самые разные типы данных. Кроме привычных структурированных данных (числа, строки, дата, время) Вы теперь можете работать с неструктурированными данными, такими как тексты, многомерные пространственные данные, изображения, видео, аудио. При этом Oracle обеспечит Вам надежность хранения и быстроту доступа к этим данным, а так же возможность создания приложений, работающих со всеми этими данными в комплексе.
Сегодня Oracle - это реляционная СУБД, поддерживающая язык SQL и его расширения для работы с различными типами данных, а так же механизм транзакций. Особенности архитектуры Oracle Server обеспечивают очень высокое быстродействие системы в многопользовательском режиме. По результатам независимых тестов TPC Oracle всегда показывает лучшие результаты по производительности. Оригинальный механизм многоверсионной записи позволяет получать согласованные результаты при выполнении запросов без блокировки данных. Автоматически выполняется блокировка данных на уровне записи при модификации данных. Это позволяет увеличивать число пользователей системы без снижения ее производительности.
Встроенные оптимизаторы запросов, использование алгоритмов хеширования, битовых индексов и B-деревьев, возможность тонкой настройки СУБД на возможности среды эксплуатации также позволяют обеспечить очень высокое быстродействие. Дополнительная компонента ядра Parallel Query Option позволяет ускорить работу существующих приложений за счет использования возможностей многопроцессорных машин. Эта компонента резко снижает время выполнения отдельного запроса, загрузки данных, построения индекса и т. д. за счет разбиения операций (например оператора Select) на части и выполнения этих частей параллельно на разных процессорах. Увеличение числа процессоров с 1 до 10 позволяет ускорить выполнение запроса в 8 раз, что очень важно для работы с очень большими БД.
Компоненты Oracle Parallel Server позволяет СУБД Oracle и Вашим приложениям работать на МРР и кластерных архитектурах. Наиболее часто кластер реализуется на базе компьютеров фирм DЕC, Sequent, HP, Sun, IBM (RS 6000). При этом все машины кластера могут работать с одной и той же БД (что ускоряет и распараллеливает работу), а при выходе из строя одного из узлов кластера, другие узлы аккуратно отработают отказ и возьмут на себя дальнейшую обработку данных. Использование Oracle на кластере компьютеров позволяет относительно недорого обеспечить высоконадежное и быстрое решение Ваших задач.
Oracle Server позволяет реализовать как односерверную, так и многосерверную архитектуру БД. В случае многосерверной архитектуры узлы могут отстоять на большое расстояние, размещаться на разных ОС и компьютерах, связываться по разным сетевым протоколам. На основе многосерверной архитектуры Oracle позволяет реализовать как распределенную базу данных, так и репликацию.
Компонента Distributed Option позволяет приложению работать с распределенной БД так же, как с локальной. Автоматически реализуемый протокол 2х-фазной фиксации позволяет одновременно модифицировать данные в разных узлах БД. Узлы всегда находятся в согласованном состоянии, однако для этого требуется постоянное наличие связи между узлами. Механизм репликации не требует постоянного наличия связи между узлами. Через заданные промежутки времени или при восстановлении связи, изменения, сделанные в данном узле, будут отрабатываться в копиях таблиц в других узлах. Можно реализовать не только простую репликацию (изменения распространяются от таблицы - мастер к копиям), но и сложную репликацию (когда в узлах хранятся копии одной и той же таблицы и их можно одновременно обновлять).
Сложную репликацию реализует компонента Advance Replcation Option, она же помогает задать механизм разрешения возникающих коллизий. Oracle Server имеет средства для реализации Backup копии Вашей базы, готовой быстро вступить в действие при уничтожении основной базы.
Вообще же Oracle обеспечивает надежную защиту Ваших данных как от несанкционированного доступа (роли, привилегии, ограничения на использование ресурсов компьютера), так и от всевозможных сбоев. Какой бы сбой не произошел (вплоть до уничтожения дисков), Вы всегда имеете возможность восстановить свою систему либо к моменту, предшествовавшему сбою, либо к заданному Вами моменту времени. При большинстве сбоев восстановление БД выполняется автоматически.
Oracle позволяет реализовать системы, работающие непрерывно (24 часа, 7 дней в неделю). При этом операции копирования и восстановления БД не снижают производительность работы пользователей.
При создании приложений Вы можете часть обработки и контроля данных вынести на сервер. Oracle реализует мощный механизм декларативных и процедурных ограничений целостности (вплоть до каскадных операций), позволяет создавать хранимые процедуры, триггеры БД, функции, алерты, пакеты процедур и функций, задавать расписание для автоматического выполнения работ. Причем для создания процедурных объектов ненужно изучать новый язык. В качестве процедурного языка 4GL используется расширение языка SQL, называемое PL/SQL.
Oracle Server - открытая система. Он поддерживает стандарт ODBC и может работать в среде мониторов транзакций. В качестве узла распределенной БД Oracle можно использовать чужие СУБД, например, DB2. Это реализуется за счет использования шлюзов Oracle к "чужой" СУБД. Сегодня существуют шлюзы Oracle к десяткам промышленных СУБД.
Oracle позволяет создавать и поддерживать очень большие БД. Имеются средства для быстрого копирования, восстановления, обработки таких баз. Летом 1995г. Oracle демонстрировал базу размером 4 террабайта. На основе СУБД Oracle реализованы огромные хранилища разнородных данных Data Warehouse, используемые для выполнения сложных задач анализа. В составе Oracle Server появляются инструменты, позволяющие выполнять администрирование и настройку как отдельных серверных узлов, так и распределенной БД. Имеется и NLS поддержка, так что Вы можете, например, получать сообщения сервера БД на русском языке, использовать правила языка при сортировке, работе с датой, строками символов и т. д.

Новые возможности сервера Oracle 7.3

В первом квартале 1996 г. фирма Oracle выпустила новую версию своего сервера - Oracle 7.3. Эта версия интересна тем, что по многочисленным заявкам пользователей фирма Oracle включила в нее почти все улучшения, планировавшиеся для Oracle 8. Практически Oracle 7.3 - это Oracle 8 без поддержки объектно-ориентированной модели данных. Большинство улучшений было направлено на повышение быстродействия многопользовательской работы, улучшения работы как OLTP так и DSS приложений, повышение надежности реализуемых прикладных систем. Эти улучшения позволили серверу Oracle резко поднять производительность ( более 11 тыс. транзакций в минуту по тесту ТРС C) и достичь на персональных платформах не только лучших показателей по производительности, но и минимальной стоимости транзакций.
Все улучшения в Oracle 7.3 можно разделить на следующие группы:

• улучшение работы для Data Warehouse ( работа с большими таблицами);
• улучшение работы с очень большими БД ( свыше 10 терробайт );
• улучшение работы для OLTP приложений;
• расширение возможностей языков сервера ( PL/SQL, OCI );
• новые средства администрирования;
• прочее ( сложная репликация, обновляемые View, Multithread приложения).

Улучшение работы с Data Warehouse

В этой области все улучшения можно разбить на 2 группы:

• улучшение алгоритмов оптимизации специфичных для Data Warehouse запросов;
• ускорение выполнения запросов к большим таблицам.

Улучшение работы с очень большими БД

В этой области все улучшения можно разбить на три группы: ускоренная подготовка БД к работе; улучшение управления пространством в БД, повышение производительности при работе с большой БД.
До сих пор для повышения надежности работы прикладной системы на базе Oracle использовались два варианта: кластерная архитектура (Oracle Parallel Server) и репликация. В версии Oracle 7.3 добавляется новая возможность - STAND BY (резервная) база. Это очень удобно, например, на случай возможности взрыва центрального офиса с основной БД. Stand by база создается на другом компьютере (возможно в другом районе) и является копией основной базы. Она находится в режиме постоянного восстановления и не доступна для работы. Восстановление резервной базы ведется автоматически на основе передаваемых ей от основной базы журнальных файлов. В случае уничтожения основной базы, резервная очень быстро переводится в рабочий режим и становится основной. В последующее время на месте старой основной БД можно организовать новую резервную БД. Основная и резервная БД должны работать на одинаковых компьютерах, одинаковых версиях операционной системы и Oracle.
До сих пор в случае сбоя БД Oracle выполнял ее восстановление в два этапа: rollout - откат вперед с восстановлением всех потерянных при сбое изменений и rollback - откат назад транзакций, не законченных к моменту сбоя. До окончания этих двух последовательных этапов БД была недоступна для работы. Процесс открытия большой БД после сбоя мог затянуться надолго. Поэтому в Oracle 7.3 Вы можете выполнить быстрое восстановление и получить доступ к БД после первого этапа, а rollback будет выполняться позднее в фоновом режиме. Это снизит время простоя БД.
Новая утилита DB_VERIFY позволит Вам выполнить контроль целостности БД, ее блоков, backup копий БД. В версии Oracle 7.3 значительно улучшено управление пространством в БД. Объекты БД ( таблицы, индексы, сегменты отката и т.д. ) могут состоять из частей (экстентов), разбросанных по tablespace. Их число было ограничено. Сейчас это ограничение снято и очень большие объекты БД могут занимать неограниченное число экстентов. Кроме того, если в результате модификации данных область, занимаемая таблицей, индексом и т.д. заполнена лишь частично, то можно освободить неиспользованное пространство, передав его в общий пул свободного пространства tablespace (команда ALTER TABLE ... DEALLOCATE UNUSED). Это позволит разместить в БД больше объектов. Если в БД образуется несколько смежных участков свободного пространства, то процесс SMON умеет склеивать их в единый кусок. Однако теперь это может сделать и администратор БД с помощью команды ALTER TABLESPACE ... COALESCE.
Ну и наконец для больших БД логический экспорт БД и ее больших объектов всегда занимал много времени. Утилита экспорта EXP работала с БД как обычное приложение, использующее команды языка SQL и стандартный вариант их обработки. Новый (прямой) режим экспорта работает в несколько раз быстрее, поскольку он "обходит" многие фазы стандартной обработки SQL и выбирает данные из БД в обход Oracle Server.

Улучшение работы OLTP приложений

В Oracle 7.3 модифицированы многие алгоритмы, связанные с обработкой OLTP приложений. Увеличена скорость выполнения таких приложений, улучшено использование буферов памяти, более компактным стал программный код, SQL-операторы и процедуры занимают меньше места в оперативной памяти. Триггеры БД теперь хранятся в откомпилированном виде, что ускоряет их выполнение. Улучшена работа Parallel Server Option. Обмен данными между узлами кластера сведен к минимуму, уменьшена вероятность возникновения коллизий. SQL*Net может при открытии нового сеанса связи с кластером учитывать загрузку узлов кластера. Улучшены алгоритмы работы Oracle в среде мониторов транзакций.
Следует также упомянуть о появлении механизма сериализованных транзакций. Ранее Oracle обеспечивал согласованный результат выполнения запроса без выполнения блокировки. Однако для того, чтобы обеспечить эту согласованность в рамках транзакции приходилось объявлять эту транзакцию read only (т.е. она не содержала операторов, модифицирующих данные). Это снижало результаты Oracle при тестировании по тесту ТРС С, т.к. запросы и модификации приходилось выносить в отдельные транзакции. Новый вид сериализованных транзакций позволяет смешивать в общей транзакции и DML операторы и операторы запроса. При этом такая транзакция работает на согласованном представлении БД, т.е. не замечает всех изменений, производимых во время ее работы другими транзакциями. Таким образом механизм согласованности без блокировки расширен на всю транзакцию.

Расширение возможностей языка сервера

В языке PL/SQL появились объекты типа таблица (группа однотипных полей или структур (таблица записей)). Программист может использовать функции FIRST, LAST, NEXT, PRIOR, COUNT, EXISTS, DELETE при работе с таблицей PL/SQL. Новый пакет ULT_FILE расширяет язык PL/SQL функциями для работы с файлами операционной системы сервера. Файлы можно создавать, читать, писать. Появилась возможность работать с частями полей типа LONG. Теперь можно формировать это поле по частям с помощью нескольких операторов SQL. Например, ограничения операционной системы на размер буфера не более 64К не будет теперь ограничивать размер информации в LONG поле. Возможно и чтение этого поля по частям.
В версии 7.3 появилась еще одна модель деактуализации зависимых удаленных процедур (RPC). В старой модели (она тоже поддерживается) любое изменение хода хранимой процедуры или функции вызывало деактуализацию и дальнейшую перекомпиляцию всех зависимых от нее хранимых процедур. Это вело к большому числу ненужных компиляций и снижало производительность. Дополнительная модель позволяет деактуализировать зависимые процедуры только в том случае, если у изменяемой процедуры изменилось имя или число и тип параметров.

Прочие возможности

До сих пор объекты типа VIEW (представление) могли быть модифицированы только в том случае, если они строились на основе одной таблицы и не содержали вычисляемых столбцов. В версии 7.3 можно модифицировать VIEW, полученные в результате соединения нескольких таблиц.
Некоторые улучшения внесены в механизм сложной репликации (advanced replication option). Теперь она позволяет выполнять не только асинхронную (через определенные интервалы времени), но и синхронную репликацию данных. Возможно объединение таблиц БД в группы (подсхемы) и задание репликации для всей подсхемы.

Новые средства администрирования

Для управления из единой точки многосерверной распределенной средой нужны новые средства администрирования. Поэтому вместе с Oracle 7.3 будет поставляться такое средство - ENTERPRISE MANAGER. Он придет на смену утилите Server Manager. Enterprise Manager имеет GUI интерфейс. Он позволяет анализировать состояние и управлять сетью, администрировать все узлы многосерверной архитектуры Oracle, управлять запуском и выполнением работ в различных узлах (в том числе и по заранее заданному расписанию), описывать события на серверах, которые интересуют администратора, контролировать возникновение этих событий, а также описывать действия, которые будут выполняться при возникновении событий. Например, при переполнении tablespace на сервере А, там будет автоматически выполняться команда расширение tablespace.
Enterprise Manager позволяет также выполнять тиражирование нового программного обеспечения в различные узлы сети и вести учет того, какие версии программ работают в разных узлах. Открытый интерфейс Enterprise Manager позволяет подключать к нему как Ваши полезные программы для администрирования, так и средства других фирм.
Enterprise Manager состоит из базовой части - консоли и группы дополнительных компонент (applications). Консоль реализует стандартные функции Server Manager по управлению instance, объектами и схемами, безопасностью (привилегии, роли, профили), хранением данных (tablespace, rolsback, ...), репликацией, распределением новых версий программ, сетью. Консоль также позволяет запускать копирование/восстановление БД, экспорт/импорт и загрузчик. Можно выполнять и команды SQL или скрипты.
Дополнительные компоненты позволяют выполнять мониторинг и настройку БД, собирать статистику, просматривать и реорганизовывать пространство в tablespace. Особенно интересна компонента Performance Monitor, идущая на смену режиму Monitor в SQL DBA. Она не только позволяет динамически отслеживать состояние баз данных, но и представит его в виде диаграмм, а также соберет статистику, на основе которой еще одна компонента Oracle Expert выдаст Вам рекомендации по настройке БД и подготовит скрипты, выполняющие эту настройку.
Так что Enterprise Manager возьмет на себя выполнение многих задач по администрированию БД, которые сегодня приходится выполнять вручную. Он сильно упростит и изменит управление сложной распределенной БД.