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1 网络资源 （1）Oracle中国网址： （2）Oracle中国用户讨论组

2 教材： 教材名称： Oracle 10g入门与提高 第一主编：东方人华 出版时间： 出 版 社：清华大学出版社 标准书号：ISBN

3 学习重点： Oracle数据库简介 Oracle 10g--“网格计算”时代的数据库解决方案 Oracle 10g的特性

4 本章逻辑结构 1.1 Oracle数据库简介 1.1.1 数据库概述 1.1.2 Oracle数据库管理系统
数据库概述 Oracle数据库管理系统 1.2 Oracle 10g--“网格计算” 时代的数据库解决方案 Oracle从“i”到“g”的演进 网格是什么 Oracle 10g应对企业计算之需 1.3 Oracle 10g的特性 安全性、身份管理和用户供应 应用管理与监控 可伸缩性 高可用性 系统管理和监控 1.4 本章小结

5 1.1 Oracle数据库简介 Oracle 10g是Oracle公司为迎接“网格计算”时代的来临而提供的数据库解决方案。

6 1.1.1 数据库概述 科学地组织和存储、高效地检索和处理
数据库概述 科学地组织和存储、高效地检索和处理 数据库是以一定的组织方式存储在一起的、能为多个用户共享的、具有尽可能小的冗余度、与应用彼此独立的相互关联的数据集合。 最初的Oracle 数据库 扩充后的 Oracle数据库 磁盘空间 图1.1 数据库的物理结构图

7 数据库管理的对象是按一定的数据模型在计算机系统中组织、存储和使用联系的数据集合。这些数据具有以下特征：
大量性 持久性 可靠性 共享性

8 在给定的数据模型中，数据及其联系所遵守的一组通用的完整性规则，它能保证数据库中数据的正确性、一致性
1. 数据模型 分类 层次模型 网状模型 关系模型 面向对象数据模型等 组成: 数据结构 数据操作 数据的完整性约束条件 存储在数据库中的对象的集合 对数据库中各种对象实例的操作 在给定的数据模型中，数据及其联系所遵守的一组通用的完整性规则，它能保证数据库中数据的正确性、一致性

9 关系模型的3个要素 结构：指精心定义的对象，例如表、视图、索引等。利用它们存储或访问数据库的数据。
运算：是明确定义的动作。它使用户能操纵数据库的数据和结构。 完整性规则：是管理数据库的数据和结构所允许的运算的规定。完整性规则保护数据库的设计和结构。

10 2. 关系数据库 特点： 有严格的理论基础； 用户接口简单； 允许非预期询问； 可用于知识库、分布式数据库和并行数据库等领域。

11 关系代数(relational algebra)运算类
普通的集合运算--并、交和差--用于关系。 删除部分关系的运算：“选择”将删除某些行(元组)，而“投影”则删除某些列。 合并两个关系元组的运算，包括笛卡尔积--把两个关系的元组以所有可能的方式组成对，以及各种“连接”运算--从两个关系的元组中有选择地组成对。 称为“改名”的运算并不影响关系的元组，但是改变关系模式，也就是改变属性的名字和/或关系本身的名字。

12 3. 关系数据库标准语言——SQL SQL语言具有以下主要特点。 一体化。 面向集合的操作方式。 两种使用方式，统一的语法结构。
高度非过程化。 用户性能好。 语言功能强。 提供“视图”数据结构。 提供数据控制功能。

13 Oracle数据库管理系统 数据库领域的Oracle代表两个含义：一个是IT界著名的Oracle(甲骨文)公司，另一个就是甲骨文公司的产品Oracle数据库管理系统的简称。目前，Oracle产品覆盖了大、中、小型机等几十种机型，Oracle数据库管理系统已成为世界上使用最广泛的关系数据库系统之一，成为这一领域的领导者与标准制订者。Oracle数据库产品一直占据着数据库市场龙头老大的地位，远远领先于其他公司。

14 收购开源公司 在亚太地区建立嵌入式机构 在中国增设代理 发布企业收索引擎

15 1. Oracle数据库管理系统的体系结构 Oracle的基本存储数据的结构 Oracle数据库管理系统包括 Oracle数据库 表空间
数据文件 控制文件 各种段(包括数据段、索引段、临时段以及回滚段等) 区间 数据块 等 Oracle数据库管理系统包括 Oracle数据库 Oracle实例(instance) 结构上Oracle数据库包括 数据文件 日志文件 控制文件

16 Oracle系统可利用的应用结构 多磁盘结构 磁盘映像系统 客户/服务器系统 多线程服务器系统 并行数据库系统 分布式数据库系统
Oracle Web Server系统

17 2. Oracle数据库管理系统的发展历程 甲骨文公司成立之初开发了当时新型的数据库技术——关系型数据库系统，并将第一个产品命名为Oracle，意为“智慧之源”。 1978年 (关系型软件公司) 1982年 (Oracle系统公司） 1984年 (Oracle5、 Oracle6、 Oracle7) 1999年 (Oracle8i、 Oracle9i) 2003年 (Oracle10g)

18 1.2 Oracle 10g——“网格计算”时代的数据库解决方案
2003年9月8日，Oracle公司总裁拉里·埃里森在旧金山Oracle用户大会上宣布了全球首个企业网格计算中间件——Oracle数据库10g。

19 Oracle公司总裁拉里·埃里森

20 1.2.1 Oracle从“i”到“g”的演进 Oracle的网格计算包括4个部分 存储网格 数据库网格 应用服务器网格 网格控制
通过多台小型服务器的协作，利用低成本、标准化、模块化的部件，以及开放式的完整的集成软件构造网格计算，这样可以带给企业低成本的高服务质量。

21 Oracle 10g：网格计算 存储器 数据库 应用服务器 网格控制
Oracle has created a grid computing infrastructure software that balances all types of workloads across servers, and enables all those servers to be managed as one complete system. Grid computing can achieve the same very high level of reliability as a mainframe because all components are clustered. But unlike mainframes and large UNIX SMP servers, a grid can be built with open systems technologies such as Intel processors and the Linux operating system so it’s very low cost.

22 网格是什么 网格的起源 网格的定义 网格的本质特征 网格的发展

23 网格是继万维网之后出现的一种新型的网络计算平台，目的是为用户提供一种全面共享包括页面在内的各种资源的基础设施。
网格的起源 “网格”（Grid）一词来源于人们熟悉的电力网（Power Grid）。目前对计算力的需求正在持续不断地增长。高速网络、功能和性能更加强大的大规模计算系统、高性能存储系统以及高级数据分析软件的应用为解决商业领域和科学领域的计算问题带来了希望。但是利用这些新的能力意味着应付不断增加的工作负荷要求所带来的空前挑战。

24 内蒙电厂 华能电厂 热电厂 电网 冰箱 电脑 电视

25 当一个组织机构在努力保持竞争力的时候他们面临许多前所未有的挑战：
减少计算费用、增加计算吞吐量、加快对市场的响应、改进生产服务质量和产品创新等都是非常重要的。 硬件方面的投资需要谨慎地进行权衡，并且必须找到利用可得资源完成更多工作的方法。 其中一些单个服务器也许满负荷工作，但是大多数系统却不是满负荷工作的，使许多计算周期没有使用，而实际上这些计算周期可以用于满足不断增长的计算资源需求。 网格计算使组织机构可以更加有效地和灵活地用他们的分布式计算资源，从现有的系统中获取更加有用的计算力，帮助组织机构获得竞争优势。 矛盾：有人需要计算资源，有人的计算资源大量浪费

26 网格的定义 网格：是构筑在互联网上的一种技术，它将高速互联网、计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为用户提供更多的资源、功能和服务。

27 网格构成要素：主体、客体、网格策略 主体：网格活动的驱动者，是网格中具有自主活动能力的实体 客体：网格中不能自主活动的实体，是网格活动进行的场所、操作实现的工具等。 策略：描述那个主体，在什么时候对哪个客体进行什么样的操作。 客体需要主体的驱动才能进行相应的动作，根据请求内容为请求者提供相应的功能

28 网格主体 网格客体 网格策略 主体能够在客体上进行的活动是和网格策略的描述相一致的，不符合网格策略的任何企图都被网格所禁止。 主体包括：网格用户和网格应用。二者区别是用户需要友好的界面，而应用只通过程序接口访问网格 网格资源既可以是主体又可以是客体。例如：棋手B独自在网上下棋时是主体，但因为接受某棋手A的请求而下棋就是客体。

29 网格管理软件 网格管理软件：为了实现资源共享，需要在接入网格的每个节点上运行一个支持网格机制的管理软件，把网格上松散的资源紧密联系起来，网格管理软件定义了一系列的标准接口，所有实体只要遵循网格定义的标准接口，就可以方便的接入网格。

30 网格的特点 虚拟性：资源和用户都需要抽象，把实际用户和资源虚拟化为网格用户和资源。 共享性：各种资源均能被共享使用。
集成性：把地理上分散的资源集成为一个有机整体 协商性：资源请求者和服务者可以通过协商得到不同质量的服务，满足不同的实际需求。 开放性：任何资源随时可以加入也可以退出网格

31 网格的目标 网格的目标：是抽象并量化计算资源，随时随地能够通过网络“定额”完成“定量”的计算相关的工作。即:让网格用户容易的访问网格资源。
网格为用户使用资源提供了便捷的手段，用户不用花钱购买贵重仪器设备就可以使用它，而且足不出户就可以使用遍布世界各地的资源。

32 问题：国际互联网已经可以为我们提供服务，为什么还需要网格。
例1：张三一家要去九寨沟旅游。 使用互联网：了解到九寨沟旅游可以乘坐什么交通工具、乘坐多长时间、换乘路线、在那里住宿、住多长时间、然后到网站上订票（一方面要保证票能订到，另一方面自己要计算各种交通工具之间的时间的协调，还要保证票的完整性。） 使用网格：告诉网格旅游的目的地和出行时间，以及全家人的旅行信息，网格会进行自动计算以及完成订票事务。 原因1：方便、完善

33 例2：生物信息处理需要大量的计算资源。 没有网格的方案：自己购买高速并行计算设备 有网格的方案：利用其他人的闲置计算资源 原因2：提高资源的利用率

34 网格的本质特征 分布与资源共享：分布是网格最本源的特征，网格是通过集中分散的资源来完成计算的，资源的共享是一种集中资源的手段高度抽象,把计算力和所有的计算资源高度抽象成为用户可见的“电源接线板”，其它的东西对用户透明。 动态性和多样性：和电力网格一样，用户的需求是变化的，所以动态性是网格需要考虑的一个基本问题 自治性与管理的多重性：网格节点内部的自治和外部的受控整合是网格的一个特征，分层的资源需要层次化的管理，而分层来自于网格节点的归属问题和性能方面的考虑。

35 网格的三个标准 网格必须同时满足三个条件： （1）在非集中控制的环境中协同使用资源； （2）使用标准的、开放的和通用的协议和接口
（3）提供非平凡的服务。

36 网格的发展 1.按发展过程分：三个阶段： 第一阶段：萌芽阶段，20世界90年代早期，研究内容是关于千兆位网实验床以及一些元计算方面的工作
第二阶段：20世纪90年代中晚期，出现了一些比较重要的开创性的和奠基性的研究项目，例如：I-WAY,Globus，Legion等 第三阶段：现在，又称为迅速发展期，关于网格的研究、开发和应用项目大量涌现，出现了很有影响的全球网格论坛，网格计算也不仅仅限于科学研究，工业界与学术界联合，致力于网格应用研究

37 FAFNER和I-WAY Globus，Legion Web Service OGSA
2.按技术发展的顺序：分三代： 第一代网格：1995年以前的网格，代表FAFNER,将超级计算机节点连接起来，为高性能应用提供计算资源。主要解决的问题是通信、资源管理、远程数据管理 第二代网格：1995~2000，典型代表Globus，Legion等。解决的问题涉及网格的异构性、可扩展性、适应性、网格安全等，主要工作是支持大规模数据和计算中间件的开发 第三代网格：典型代表是万维网服务（Web Service）和开放网格服务结构(OGSA)，面向服务，SOAP、WSDL、UDDI协议得到业界的认可 FAFNER和I-WAY Globus，Legion Web Service OGSA 第一代 第二代 第三代

38 网格的研究现状 国内现状 国外现状

39 国内现状 ACI :1999年－2001年，李三立院士带领清华大学网格研究组进行了先进计算基础设施ACI(Advanced Computational Infrastructure)的研究。ACI将分布于北京和上海的两台自主研制的超级计算机连接成为聚合计算能力达到4500亿次的网络计算平台，并提供网页访问界面，让分布于各地的用户能够在家中使用上超级计算能力。ACI开发的中间件，包括资源管理系统、任务管理系统、用户管理系统及安全服务与监控系统，并开发了多个应用系统，构成了跨地区、跨学科的“虚拟实验室”研究环境。ACI系统于2001年6月通过了鉴定，是我国第一个通过鉴定的网格项目。目前，清华大学网格研究组在李三立院士的领导下，开展了仿真网格、面向网格的万亿次超级计算机“深超-21C”等多项研究。 ACI工程的目标是把分布在不同地理位置的高性能计算机、贵重仪器、数据库等用高速网络连接在一起构成一台虚拟计算机，用户通过ACI共享资源、共同讨论、合作开展科研项目。

40 NHPCE：从1999年底到2001年初，中科院计算所联合十几家科研单位，承担了863重点项目"国家高性能计算环境（NHPCE）"。该项目的目标是建立一个分布式环境下支持异构平台的计算网格示范系统，它把我国的8个高性能计算中心通过Internet连接起来，进行统一的资源管理、信息管理和用户管理，并在此基础上开发了多个计算型的网格应用系统，取得了一系列研究成果。计算所在国家高性能计算环境之后，推出了"服务网格（Service Grid）"概念，并把其网格研究统称为"织女星网格（Vega Grid）"。其目标是使同一个平台同时具备以下几种能力：大规模的数据处理能力、高性能计算能力、资源共享和提高资源利用率的能力。 Vega计划以元数据、构件框架、智能体、格网公共信息协议和网格计算协议为主要研究突破点。

41 CNGrid "中国国家网格" （China National Grid，简称CNGrid） :

42 上海网格: 2002年12月24日，上海市宣布将投入两个多亿，建设E-研究院（e-Institute）。E-研究院是一个以信息网络为平台、全新的具有可变性、超大容量的虚拟研究机构。其中，“上海高校网格”建设由首席研究员李三立院士负责，它将把上海交大、复旦、华东理工、上海大学等多所高校用网格整合起来，共享资源，协同教学科研。 中国网格论坛CGF :2003年9月12日，中国网格论坛CGF(China Grid Forum)第一次会议在北京翠宫饭店举行，100多名网格界的专家、研究人员、公司代表和领导同志出席会议。大会宣布了中国网格论坛的成立，并进行了中国网格论坛四个工作组（体系结构工作组、信息网格工作组、数据网格工作组和网格应用工作组）的分组会议。

43 国外现状 网格的最初研究始于美国，美国的多家科研机构开展了与网格相关的研究，开发了Condor，Legion，Globus。 Globus 是美国 Argonne 国家实验室的研发项目，全美有 12 所大学和研究机构参与了该项目。Globus 对资源管理、安全、信息服务及数据管理等网格计算的关键理论进行研究， 开发能在各种平台上运行的网格计算工具软件（Toolkit），帮助规划和组建大型的网格试验平台，开发适合大型网格系统运行的大型应用程序。Toolkit 是 Globus 最重要的成果， 其第一版在 1999 年推出，最新版本是 2002 年推出的 Release 2.2。 Toolkit 开放源码，任何人都可以从其网站上直接下载源代码。目前，Globus 的技术已经在 NASA 网格（NASA IPG）、欧洲数据网格（Data Grid）、 美国国家技术网格（NTG）等多个项目中得到应用。

44 欧洲国家在2001年正式启动了网格研究的一系列项目。
其中英国的e-Science计划较为著名。 英国政府非常重视网格技术的研究，他们认为网格是World Wide Web的必然后继者，投资2亿英镑左右支持网格研究项目，并确定了用网格计算技术构建e-Science，为大规模科学研究提供基于Internet的分布式全球合作计算环境，其应用领域包括粒子物理、生物信息学、气候环境变化、工程系统设计等多学科领域。 e-Science计划联合许多大学、国家级研究所和工业界共同完成多学科的大规模科学研究的信息基础设施和环境。

45 欧洲数据网格European DataGrid（EDG）是一个国际性大型研究和技术发展项目，于2000年12月由欧盟提供一千万欧元资金启动，项目完成期限为3年。
由CERN（European Organization for Nuclear Research）领导，另外还包括ESA (European Space Agency)，法国CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique)，意大利INFN、荷兰NIKHEF和英国 PPARC等五个主要合作伙伴和欧洲各国的15个相关研究机构。 DataGrid主要针对CERN的高能物理应用，解决海量数据的分解存贮和处理问题，提供一种突破地理局限，允许分布在世界各地的工作者交互、共享数据和设备，共同开展科学研究的合作环境。

46 日本与韩国的网格计划已经启动，并各自成立了全国网格论坛。日本的 Data Farm网格项目，主要用于Petabyte数据量的高能物理实验数据的分析和处理，与欧洲数据网格相连。东京工业大学的松岗聪教授（全球网格论坛指导委员会成员）认为，到2004年，网格技术将成为日本信息技术领域的基础设施类大项目。 韩国的网格计划之一是N*Grid， 的五年计划将投资3500万美元，但不包括网络和高性能计算机的投入，后者每年投入为1500万美元。 中国台湾也启动了“知识创新网格”的三年科研计划（ ），总投资为3000万美元。

47 微软、IBM、 SUN、 HP等积极参加网格论坛的标准化和研究工作，大力增加研究开发经费。

48 Oracle 10g应对企业计算之需 Oracle利用网格计算，可以通过将符合工业标准的服务器和存储设备集结成有适应能力的架构，供多种应用程序共享，帮助客户减少IT运营所需要的时间和费用。 利用Oracle网格控制可以像管理一台机器那样容易地管理网格系统，因为它集成了系统和应用管理、自动存储管理(ASM)、统一的安全管理，无须增加第三方管理软件，可以大大减少人力成本。

49 1.3 Oracle 10g的特性 对企业网格计算所带来的新挑战，Oracle应用服务器10g提供了丰富的功能以满足需求，主要体现在
“安全性、身份管理和用户供应” “应用管理与监控” “可伸缩性” “高可用性” “系统管理和监控”这5个方面。

50 1.4 本 章 小 结 本章简要介绍Oracle 10g数据库系统。 首先概述了数据库、数据模型、数据库分类等基本的数据库概念。
1.4 本 章 小 结 本章简要介绍Oracle 10g数据库系统。 首先概述了数据库、数据模型、数据库分类等基本的数据库概念。 Oracle 10g是Oracle公司应对网格时代的企业计算的解决方案。 针对企业计算网格所带来的新挑战，Oracle应用服务器10g提供了丰富的功能以满足需求，主要体现在“安全性、身份管理和用户供应”、“应用管理与监控”、“可伸缩性”、“高可用性”和“系统管理和监控”5个方面。