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1 UNIVERSITA DI BOLOGNA ORACLE DATABASE Oracle è uno tra i più famosi database management system (DBMS). Ultima versione: 11g R2 SQL Developer -> strumento di gestione Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 1

2 LICENZE E PIATTAFORME SUPPORTATE Licenze 'Enterprise Edition' (EE) 'Standard Edition' (SE) 'Standard Edition One' 'Express Edition' ('Oracle Database XE') Piattaforme Apple Mac OS X Server: PowerPC HP HP-UX: PA-RISC, Itanium HP Tru64 UNIX: Alpha HP OpenVMS: Alpha, Itanium IBM AIX5L: IBM POWER IBM z/os: zseries Linux: x86, x86-64, PowerPC, zseries, Itanium Microsoft Windows: x86, x86-64, Itanium Sun Solaris: SPARC, x86, x86-64 Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 2

3 STRUTTURA DEL DATABASE Set di processi di un istanza: PMON (monitor dei processi) SMON (monitor di sistema) DBWR (scrive nei datafile) LGWR (scrive nei logfile) CKPT (scrive i checkpoint controllandone la consistenza) ARCH (archiviatore dei log delle transazioni per il DB in modalità archive log mode) Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 3

4 ARCHITETTURA CLIENT-SERVER L architettura di Oracle si basa sul classico paradigma di comunicazione client-server, in cui sono presenti uno o più processi client che richiedono un servizio, e, un processo server che eroga tale servizio. Lato client sono quindi disponibili per gli utilizzatori finali del database le funzionalità di controllo, formulazione richieste via SQL, immissione ed elaborazione dati, e, visualizzazione dei risultati; di contro, lato server, troviamo la logica della base di dati e il data processing vero e proprio Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 4

5 DIMENSIONE MAX DATABASE BIGFILE TABLESPACE maximum datafile size = db_block_size* maximum number of blocks. maximum datafile size =2 32 *32/1024/1024 G= G. maximum database size = maximum datafile size*maximum datafile maximum database size =131072*65533 G= G. Il massimo numero di indici per tabella è infinito Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 5

6 DATATYPE Datatype VARCHAR2(size) NVARCHAR2(size) CHAR(size) NCHAR(size) NUMBER(p,s) BINARY_INTEGER LONG DATE TIMESTAMP (fractional_seconds_precisio n) TIMESTAMP (fractional_seconds_precisio n) WITH {LOCAL} TIMEZONE Description Questo tipo alfanumerico è a lunghezza variabile e può memorizzare fino a 4000 caratteri. Come VARCHAR2 ma con set di caratteri UNICODE o comunque NATIONAL CHARACTER SET. Rappresenta sequenze alfanumeriche (lettere e numeri) Dati Unicode di tipo carattere a lunghezza fissa contenenti n caratteri. Consente la memorizzazione di valori numerici interi, positivi e negativi, dei numeri a virgola fissa e di quelli a virgola mobile signed integers (older slower version of PLS_INTEGER) Character data of variable length (A bigger version the VARCHAR2 datatype) È usato per memorizzare date e orari. Questo tipo di dato è un'estensione del tipo DATE che permette di specificare la precisione della frazione di secondo memorizzata. Questo tipo di dato è un'estensione del TIMESTAMP che permette di memorizzare la differenza di time zone, cioè la differenza tra l ora locale e la UTC INTERVAL YEAR TO MONTH Rappresenta un periodo di tempo come anni e mesi INTERVAL DAY TO SECOND Usato per rappresentare periodo di tempo come giorno, ora, minuti e secondi. RAW(size) E' un tipo di dato a dimensione variabile, usato per memorizzare dati non-strutturati, senza avere conversione in caratteri. XMLType XML data Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 6

7 CUSTOM DATATYPE E possibile definire Tipi di oggetti personalizzati: CREATE OR REPLACE TYPE <type_name> AUTHID <CURRENT USER DEFINER> AS OBJECT ( <attribute> <attribute data_type>); CREATE OR REPLACE TYPE phone_t AS OBJECT ( a_code CHAR(3), p_number CHAR(8)); INSERT INTO phone (per_id, per_phone) VALUES (2, phone_t('212', ' ')); Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 7

8 SUPPORTO LARGE OBJECT Memorizza dati string nel database nel formato character set CLOB Character Large Object Dati stringa memorizzati nel formato National Character Set NCLOB National Character Large Object Memorizzano tipi di dati in formato binario. BLOB Binary Large Object Un file binario archiviato al di fuori della base di dati nel sistema host di file del sistema operativo, ma accessibile da tabelle. BFILE pointer to binary file on disk Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 8

9 DATI SPAZIALI E GEOMETRICI Oracle Spatial è progettato per rendere la gestione dei dati spaziali più semplice e più naturale per gli utenti di applicazioni location-enabled e sistemi di informazione geografica (GIS). Geometry Types Una geometria è una sequenza ordinata di vertici che sono collegati da segmenti di linea retta o archi di cerchio. La semantica della geometria è determinata dal suo tipo. Spatial supporta diversi tipi primitivi, e le geometrie sono composte da collezioni di questi tipi, tra cui i bidimensionali: Points Line strings n-point polygons Arc line strings (All arcs are generated as circular arcs.) Arc polygons Compound polygons Compound line strings Circles Optimized rectangles Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 9

10 UNIVERSITA DI BOLOGNA ORACLE DATABASE DATI SPAZIALI E GEOMETRICI MBR ENCLOSING INDICIZZAZIONE Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 10

11 CONTROLLO DI TIPO SUI CAMPI I constraint (o vincoli), sono delle regole che vengono stabilite all'interno di una tabella Oracle che servono ad evitare che l'utente possa inserire dati non conformi ad alcune regole. Queste regole possono preservare l'inserimento dei dati o l'integrità referenziale tra le tabelle. NOT NULL CHECK UNIQUE PRIMARY KEY FOREIGN KEY La colonna non può essere NULL Per controllare il valore (>,..) Unicità dei valori Controlla che la chiave sia unica Fa un controllo sulle chiavi esterne Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 11

12 TRIGGER Le dimensioni del trigger non può superare i 32 KB. Un trigger semplice può essere eseguito esattamente in uno dei punti seguenti: Prima della dichiarazione attivazione Dopo la dichiarazione attivazione Prima di ogni riga che interessa la dichiarazione di attivazione Dopo ogni riga che interessa la dichiarazione di attivazione Per creare un trigger si usa CREATE TRIGGER. CREATE TRIGGER nome_trigger modo evento [OR evento] ON tabella [REFERENCING referenza] [FOR EACH ROW] [WHEN (predicato SQL)] blocco PL/SQL; STORED PROCEDURE CREATE OR REPLACE TRIGGER Print_salary_changes BEFORE DELETE OR INSERT OR UPDATE ON emp FOR EACH ROW WHEN (NEW.EMPNO > 0) DECLARE sal_diff number; BEGIN sal_diff := :NEW.SAL - :OLD.SAL; dbms_output.put('old salary: ' :OLD.sal); dbms_output.put(' New salary: ' :NEW.sal); dbms_output.put_line(' Difference ' sal_diff); END; Il linguaggio usato per codificare stored procedure è un estensione procedurale database-specific di SQL. CREATE [ OR REPLACE ] PROCEDURE [ schema. ]procedure [ (argument [ IN OUT IN OUT ] [ NOCOPY ] datatype ) ] [ invoker_rights_clause ] { IS AS } { pl/sql_subprogram_body call_spec } ; Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 12

13 SEQUENZE Le sequenze di Oracle sono dei generatori automatici di numeri che permettono di assegnare, in automatico, i valori nelle colonne numeriche PRIMARY KEY. Sintassi di CREATE SEQUENCE CREATE SEQUENCE <schema>.<nome sequenza> START WITH <n> INCREMENT BY <n> MINVALUE <n> MAXVALUE <n> [CYCLE NOCYCLE]; Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 13

14 CURSORI La dichiarazione di un cursore specifica un insieme di tuple (come risultato di una query) in modo che le tuple possano essere processate individualmente, una alla volta, usando l istruzione fetch. La dichiarazione di un cursore ha la sintassi: cursor <nome cursore> [(<lista parametri>)] is <istruzione select>; declare cursor emp_cur is select * from EMP; emp_rec EMP%ROWTYPE; emp_sal EMP.SAL%TYPE; begin open emp_cur; loop fetch emp_cur into emp_rec; exit when emp_cur%notfound; emp_sal := emp_rec.sal; <sequenza di istruzioni> end loop; close emp_cur; end; Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 14

15 VISTE Una vista, (o view), è un oggetto logico che consente di avere una rappresentazione dei dati "personalizzata" dagli utenti. CREARE UNA VISTA CREATE VIEW my_view AS SELECT nominativo, data_assunz, paese_residenza FROM impiegati; CANCELLARE UNA VISTA DROP VIEW [ schema. ] view [ CASCADE CONSTRAINTS ] ; Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 15

16 VISTE DI SISTEMA v$archive_dest: mostra tutti i redo log archiviati v$archive_dest_status: mostra gli errori che si sono verificati v$archived_log: visualizza i redo log che non sono più necessari v$archive_processes: mostra le informazioni sui processi archiviati v$controlfile: mostra la posizione e lo stato di ogni controlfile v$bh: mostra le informazioni su ogni blocco nel database (lo stato) v$database: mostra le informazioni di accesso nel database v$datafile: mostra le informazioni di ogni datafile v$lock: mostra le informazioni relative ai lock Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 16

17 ACCESS CONTROL Oracle supporta il controllo degli accessi tramite: Roles: forniscono un mezzo di assegnamento dei permessi organizzata per utenti. Quindi non è indispensabile dare ad ogni utente i permessi Views: meccanismo per controllare l accesso ai dati. Possono limitare l accesso a colonne o righe specificate. Virtual Private Databases: pone politiche di sicurezza a righe e a colonne. Label security: permette di assegnare etichette di sicurezza su righe di dati e controllarne l accesso basandosi su queste etichette Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 17

18 AUTENTICAZIONE Autenticazione da database Fondamentalmente consiste nella ricerca, da parte di Oracle, dell'utente e password forniti durante la fase di login all'interno di un'apposita tabella del dizionario dei dati e ne verifica la corrispondenza dei dati. Sintassi semplificata di CREATE USER CREATE USER <nome utente> IDENTIFIED BY <password>; Concedere all'utente il permesso di collegarsi al database GRANT CREATE SESSION TO <utente>; Rimuovere un privilegio REVOKE <privilegio> ON <schema>.<oggetto> FROM <utente>; Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 18

19 ALTER TABLE A volte può essere utile modificare una tabella già esistente. ALTER TABLE <schema>.<tabella> ADD <colonna> <datatype>; Possiamo anche modificare la struttura di una tabella appartenente ad un altro utente: è innanzitutto obbligatorio possedere il corretto privilegio (privilegio ALTER), quindi dobbiamo specificare lo schema di appartenenza della tabella. ALTER TABLE impiegati ADD Indirizzo VARCHAR2(30); MODIFY SET UNUSED COLUMN Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 19

20 CLUSTERING In oracle vi sono tre tipologie di cluster: Index Cluster, il default. Viene usato un indice per gestire i dati del cluster Hash Cluster. Viene usata una funzione hash sui campi comuni del cluster per accedere ai dati del cluster. Sorted Hash Cluster. Viene usata una funzione hash sui campi comuni del cluster per accedere ai dati del cluster ed ogni lista corrispondente ad una chiave hash contiene i record ordinati. ESEMPIO INDEX CLUSTER CREATE CLUSTER TEST_CLUSTER (commoncolumn number(10)) SIZE 1024 TABLESPACE users; CREATE TABLE ORDINI_TEST ( ORD_ID NUMBER(10), DESCRIZIONE VARCHAR2(100)) CLUSTER TEST_CLUSTER(ORD_ID); CREATE INDEX TEST_CLUSTER_INDEX ON CLUSTER TEST_CLUSTER Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 20

21 REPLICAZIONE MASTER-SLAVE Utilizziamo Oracle Stream DBMS_STREAMS_ADM.MAINTAIN_SCHEMAS( schema_names => 'scott', source_database => 'prod', destination_database => 'test', capture_name => 'capture_scott', capture_queue_table => 'rep_capture_queue_table', capture_queue_name => 'rep_capture_queue', capture_queue_user => null, apply_name => 'apply_scott', apply_queue_table => 'rep_dest_queue_table', apply_queue_name => 'rep_dest_queue', apply_queue_user => null, propagation_name => 'prop_scott', log_file => 'exp_scott.log', bi_directional => false, include_ddl => true, instantiation => dbms_streams_adm.instantiation_schema, perform_actions => false, script_name => 'schema_replication.sql', script_directory_object => 'script_dir' ); END; schema_names: il nome dello schema source_database: il database sorgente destination_database: il database di destinazione capture_name: nome del processo di cattura bi_directional: se impostato a 'false' indica che la propagazione delle informazioni è monodirezionale dal db di produzione a quello di test include_dll: impostato a 'true' indica che sia le istruzioni DDL sia quelle DML vanno replicate dal db sorgente a quello di destinazione script_name: impostato con la stringa 'schema_replication.sql'. Questo script verrà creato nella directory Oracle 'script_dir' (/home/oracle/script_dir) e conterrà tutti i passaggi per istanziare lo schema di replica script_directory_object: la directory Oracle in cui memorizzare lo script 'schema_replication.sql' Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 21

22 HOT BACKUP È un backup effettuato mentre il programma che usa il file da copiare è attivo. Se si prevede di eseguire un backup a caldo, è necessario utilizzare il database in modalità ARCHIVELOG. Il segmento di rollback deve essere sufficientemente grande per accogliere le modifiche apportate durante il backup a caldo. Strumento di Backup Oracle RMAN -> RECOVERY MANAGER RMAN>BACKUP DATABASE FORMAT '/usr/backup/full_%u PLUS ARCHIVELOG ALL FORMAT '/usr/backup/arch_%u DELETE INPUT; Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 22

23 FUNZIONI EXPLAIN/ANALYZE La vista di USER_INDEXES contiene le informazioni statistiche che vengono inserite ogni volta che il comando ANALYZE INDEX viene eseguito: analyze index NOME_INDICE compute statistics; La vista USER_INDEXES viene usata dall'ottimizzatore Oracle, tramite il metodo CBO(Cost Based Optimizer), per fornire le informazioni necessarie a determinare il percorso ottimale di esecuzione del comando SQL d'interesse. IMPORTANTE LA VISTA INDEX_STATS EXPLAIN PLAN è il comando utilizzato da ORACLE per visualizzare il piano di esecuzione prescelto dall ottimizzatore. EXPLAIN PLAN FOR select * from LINEITEM, PART where p_name >'qqq' and p_partkey=l_partkey Plan Table Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 23

24 LOCK Il lock può avere diverse granularità ovvero diversi gradi di precisione, può essere su un singolo record, su una intera tabella o su un database e può avere diversi gradi di visibilità (lettura, scrittura, lettura e scrittura). Sintassi: LOCK TABLE tabella IN lockmode MODE [NOWAIT] lockmode puo essere uno dei seguenti: ROW SHARE: permette l accesso a piu entita sulla tabella, ma inibisce gli utenti dal fare a loro volta un lock per averne l accesso esclusivo ROW EXCLUSIVE: come il ROW SHARE, ma impedisce anche i lock in modo SHARE; SHARE UPDATE: sinonimo di ROW SHARE. SHARE: permette le interrogazioni contemporanee ma non le modifiche sulla tabella. EXCLUSIVE: permette solo le query sulla tabella e inibisce qualunque altra attivita sulla tabella. SHARE ROW EXCLUSIVE: permette le interrogazioni ma proibisce agli utenti le modifiche e il lock in modo SHARE. PARAMETRO OPZIONALE: NOWAIT: se specificato, Oracle restituisce immediatamente il controllo all utente nel caso in cui la tabella abbia un lock di un altro utente; se omesso, Oracle aspetta finche la tabella non e di nuovo disponibile e, poi, restituisce il controllo all utente. Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 24

25 BENCHMARK I benchmark sono stati effettuati su: SO: Windows 7 CPU: Intel I7 2.0Ghz RAM: 6GB EMP7 Q.tà di dati analizzata Tempo di elaborazione: 00:00: TCP-B 00:00: Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 25

26 DATA WAREHOUSE Applicazioni per DATA WAREHOUSE Oracle Database 11g Oracle Exadata Database Machine Oracle Exadata Storage Server Oracle Partitioning Oracle Advanced Compression Oracle OLAP Oracle Retail Data Model Oracle Financial Services Data Warehouse Oracle Data Mining Oracle Data Integrator Enterprise Edition Oracle Business Intelligence Caso: Oracle Data Mining (ODM) Per scelte di business intelligence. Ezio Tomassetti - ORACLE DATABASE 26

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