ORACLE数据库模型概述
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2022-05-22 17:56:45
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一个ORACLE数据库是数据的集合，被处理成一个单位。每个ORACLE数据库有一个物理结构和一个逻辑结构。
数据库物理结构是由构成数据库的操作系统文件所决定的。数据库的文件为数据库信息提供真正的物理存储。每一个ORACLE数据库是由三种类型的文件组成，即数据文件、日志文件和控制文件。
逻辑数据库结构是用户所涉及的数据库结构，一个ORACLE数据库的逻辑结构由下列因素决定：
（1） 一个或多个表空间
（2） 数据库模式对象
逻辑存储结构例如表空间用于支配一个数据库的物理空间如何使用，模式对象及它们之间的联系组成了一个数据库的关系设计。
一.数据库物理结构
ORACLE数据库由三种类型的物理文件组成，即数据文件、日志文件和控制文件.
1． 数据文件
每一个ORACLE数据库有一个或多个物理的数据文件(data file) 。一个数据库的数据文件包含全部数据库数据。逻辑数据库结构的数据也是物理地存储在数据库的数据文件中。数据文件有下列特征：
（1） 一个数据文件仅与一个数据库相联系
（2） 一旦建立数据文件不能改变大小
（3） 一个表空间由一个或多个数据文件组成
数据文件中的数据在需要时可以读取并存储在 ORACLE 内存储区中。例如：用户要存取数据库一表的某些数据，如果请求信息不在数据库的内存存储区内，则从相应的数据文件中读取并存储在内存。当修改和插入新数据时，不必立刻写入数据文件。为了减少磁盘输出的总数，提高性能，数据存储在内存，然后由ORACLE后台进程DBWR决定如何将其写入到相应的数据文件。
2． 日志文件
每一个数据库有由两个或多个日志文件(redo log file)构成的日志文件组，每一个日志文件用于收集数据库日志。
日志的主要功能是记录对数据库所做的修改，所以对数据库作的全部修改均被记录在日志中。日志文件主要是保护数据库以防止故障，为了防止日志文件本身的故障，ORACLE允许镜象日志(mirrored redo log) 以便可在不同磁盘上维护多个相同的日志副本。
日志文件中的信息仅在系统故障或介质故障恢复数据库时使用。
3． 控制文件
每一个 ORACLE 数据库至少有一个控制文件(control file)，它记录数据库的物理结构，包含的主要信息是：
（1） 数据库名
（2） 数据库数据文件和日志文件的名字和位置
（3） 数据库建立日期
每一次ORACLE数据库的实例启动时，它的控制文件用于标识数据库和日志文件，当着手数据库操作时它们必须被打开。当数据库的物理组成更改时，ORACLE自动更改该数据库的控制文件。
2.3.2 数据库逻辑结构
数据库的逻辑结构包含表空间(table space)、段（segment）、区(extent)、数据块（block），
1． 表空间
一个数据库划分为一个或多个逻辑单位，该逻辑单位称为表空间。一个表空间可将相关的逻辑结构组合在一起。DBA可利用表空间作下列工作：
（1） 控制数据库数据的磁盘分配
（2） 将确定的空间份额分配给数据库用户
（3） 通过使单个表空间在线或离线，控制数据的可用性
（4） 执行部分数据库备份或恢复操作
（5） 为提高性能，跨越设备分配数据存储
数据库、表空间和数据文件之间的关系如图2.3-2所示。
每个数据库可逻辑划分为一个或多个表空间。每一个表空间是由一个或多个数据文件组成，该表空间物理地存储表空间中全部逻辑结构的数据。DBA可以建立新的表空间，可为表空间增加数据文件或可删除数据文件，设置或更改缺省的段存储位置。
每一个ORACLE 数据库包含有一个名为SYSTEM 的表空间，该表空间在数据库建立时自动建立。在该表空间中总包含有整个数据库的数据字典表。最小的数据库可只需要SYSTEM表空间。该表空间必须总是在线。表和存储的PL/SQL程序单元（过程、函数、包和触发器）的全部存储数据是存储在SYSTEM表空间中。
通过增加表空间的数据文件来扩大表空间，表空间的大小为组成该表空间的数据文件大小的和。
DBA可以使ORACLE数据库中除SYSTEM表空间外的任何其他表空间在在线或离线（离线的该表空间不能有活动的回滚段）。表空间通常是在线，以致它所包含的数据对数据库用户是可用的。当表空间为离线时，其数据不可使用。在下列情况下，DBA可以使其离线：
（1） 使部分数据不可用，而剩余的部分允许正常存取
（2） 执行离线的表空间备份
（3） 为了修改或维护一应用，使它和它的一组表临时不可用
包含有正在活动的回滚段的表空间不能被离线，仅当回滚段不正在使用时，该表空间才可离线。
在数据字典中记录表空间的状态，在线还是离线。如果在数据库关闭时一表空间为离线，那么在下次数据库装配和重新打开后，它仍然保持离线。
当出现某些错误时，一个表空间可自动地由在线改变为离线。通过使用多个表空间，将不同类型的数据分开，更方便DBA来管理数据库。
ORACLE数据库中一表空间是由一个或多个物理数据文件组成，一个数据文件只可与一个表空间相联系。
ORACLE通过段、区和数据块等逻辑数据结构可更细地控制磁盘空间的使用。
2． 段
段（SEGMENT）包含表空间中一种指定类型的逻辑存储结构，是由一组区组成。在ORACLE数据库中有几种类型的段：数据段、索引段、回滚段和临时段。
数据段：对于每一个非聚集的表有一数据段，表的所有数据存放在该段。每一聚集有一个数据段，聚集中每一个表的数据存储在该段中。
索引段：每一个索引有一索引段，存储索引数据。
回滚段：是由 DBA 建立，用于临时存储要撤消的信息，这些信息用于生成读一致性数据库信息、在数据库恢复时使用、回滚未提交的事务。
临时段：当一个 SQL 语句需要临时工作区时，由 ORACLE 建立。当语句执行完毕，临时段的区退回给系统。
ORACLE对所有段的空间分配，以区为单位。
3． 区
一个区（EXTENT）是数据库存储空间分配的一个逻辑单位，它由连续的ORACLE数据块所组成。每一个段是由一个或多个区组成。当一段中的所有空间已完全使用时，ORACLE为该段分配一个新的区。
为了维护的目的，在数据库的每一段含有段标题块说明段的特征以及该段中的区目录。
4． 数据块
数据块（data block）是 ORACLE 管理数据文件中存储空间的单位，为数据库使用的I/O的最小单位，其大小可不同于操作系统的标准I/O块大小。
数据库物理结构是由构成数据库的操作系统文件所决定的。数据库的文件为数据库信息提供真正的物理存储。每一个ORACLE数据库是由三种类型的文件组成，即数据文件、日志文件和控制文件。
逻辑数据库结构是用户所涉及的数据库结构，一个ORACLE数据库的逻辑结构由下列因素决定：
（1） 一个或多个表空间
（2） 数据库模式对象
逻辑存储结构例如表空间用于支配一个数据库的物理空间如何使用，模式对象及它们之间的联系组成了一个数据库的关系设计。
一.数据库物理结构
ORACLE数据库由三种类型的物理文件组成，即数据文件、日志文件和控制文件.
1． 数据文件
每一个ORACLE数据库有一个或多个物理的数据文件(data file) 。一个数据库的数据文件包含全部数据库数据。逻辑数据库结构的数据也是物理地存储在数据库的数据文件中。数据文件有下列特征：
（1） 一个数据文件仅与一个数据库相联系
（2） 一旦建立数据文件不能改变大小
（3） 一个表空间由一个或多个数据文件组成
数据文件中的数据在需要时可以读取并存储在 ORACLE 内存储区中。例如：用户要存取数据库一表的某些数据，如果请求信息不在数据库的内存存储区内，则从相应的数据文件中读取并存储在内存。当修改和插入新数据时，不必立刻写入数据文件。为了减少磁盘输出的总数，提高性能，数据存储在内存，然后由ORACLE后台进程DBWR决定如何将其写入到相应的数据文件。
2． 日志文件
每一个数据库有由两个或多个日志文件(redo log file)构成的日志文件组，每一个日志文件用于收集数据库日志。
日志的主要功能是记录对数据库所做的修改，所以对数据库作的全部修改均被记录在日志中。日志文件主要是保护数据库以防止故障，为了防止日志文件本身的故障，ORACLE允许镜象日志(mirrored redo log) 以便可在不同磁盘上维护多个相同的日志副本。
日志文件中的信息仅在系统故障或介质故障恢复数据库时使用。
3． 控制文件
每一个 ORACLE 数据库至少有一个控制文件(control file)，它记录数据库的物理结构，包含的主要信息是：
（1） 数据库名
（2） 数据库数据文件和日志文件的名字和位置
（3） 数据库建立日期
每一次ORACLE数据库的实例启动时，它的控制文件用于标识数据库和日志文件，当着手数据库操作时它们必须被打开。当数据库的物理组成更改时，ORACLE自动更改该数据库的控制文件。
2.3.2 数据库逻辑结构
数据库的逻辑结构包含表空间(table space)、段（segment）、区(extent)、数据块（block），
1． 表空间
一个数据库划分为一个或多个逻辑单位，该逻辑单位称为表空间。一个表空间可将相关的逻辑结构组合在一起。DBA可利用表空间作下列工作：
（1） 控制数据库数据的磁盘分配
（2） 将确定的空间份额分配给数据库用户
（3） 通过使单个表空间在线或离线，控制数据的可用性
（4） 执行部分数据库备份或恢复操作
（5） 为提高性能，跨越设备分配数据存储
数据库、表空间和数据文件之间的关系如图2.3-2所示。
每个数据库可逻辑划分为一个或多个表空间。每一个表空间是由一个或多个数据文件组成，该表空间物理地存储表空间中全部逻辑结构的数据。DBA可以建立新的表空间，可为表空间增加数据文件或可删除数据文件，设置或更改缺省的段存储位置。
每一个ORACLE 数据库包含有一个名为SYSTEM 的表空间，该表空间在数据库建立时自动建立。在该表空间中总包含有整个数据库的数据字典表。最小的数据库可只需要SYSTEM表空间。该表空间必须总是在线。表和存储的PL/SQL程序单元（过程、函数、包和触发器）的全部存储数据是存储在SYSTEM表空间中。
通过增加表空间的数据文件来扩大表空间，表空间的大小为组成该表空间的数据文件大小的和。
DBA可以使ORACLE数据库中除SYSTEM表空间外的任何其他表空间在在线或离线（离线的该表空间不能有活动的回滚段）。表空间通常是在线，以致它所包含的数据对数据库用户是可用的。当表空间为离线时，其数据不可使用。在下列情况下，DBA可以使其离线：
（1） 使部分数据不可用，而剩余的部分允许正常存取
（2） 执行离线的表空间备份
（3） 为了修改或维护一应用，使它和它的一组表临时不可用
包含有正在活动的回滚段的表空间不能被离线，仅当回滚段不正在使用时，该表空间才可离线。
在数据字典中记录表空间的状态，在线还是离线。如果在数据库关闭时一表空间为离线，那么在下次数据库装配和重新打开后，它仍然保持离线。
当出现某些错误时，一个表空间可自动地由在线改变为离线。通过使用多个表空间，将不同类型的数据分开，更方便DBA来管理数据库。
ORACLE数据库中一表空间是由一个或多个物理数据文件组成，一个数据文件只可与一个表空间相联系。
ORACLE通过段、区和数据块等逻辑数据结构可更细地控制磁盘空间的使用。
2． 段
段（SEGMENT）包含表空间中一种指定类型的逻辑存储结构，是由一组区组成。在ORACLE数据库中有几种类型的段：数据段、索引段、回滚段和临时段。
数据段：对于每一个非聚集的表有一数据段，表的所有数据存放在该段。每一聚集有一个数据段，聚集中每一个表的数据存储在该段中。
索引段：每一个索引有一索引段，存储索引数据。
回滚段：是由 DBA 建立，用于临时存储要撤消的信息，这些信息用于生成读一致性数据库信息、在数据库恢复时使用、回滚未提交的事务。
临时段：当一个 SQL 语句需要临时工作区时，由 ORACLE 建立。当语句执行完毕，临时段的区退回给系统。
ORACLE对所有段的空间分配，以区为单位。
3． 区
一个区（EXTENT）是数据库存储空间分配的一个逻辑单位，它由连续的ORACLE数据块所组成。每一个段是由一个或多个区组成。当一段中的所有空间已完全使用时，ORACLE为该段分配一个新的区。
为了维护的目的，在数据库的每一段含有段标题块说明段的特征以及该段中的区目录。
4． 数据块
数据块（data block）是 ORACLE 管理数据文件中存储空间的单位，为数据库使用的I/O的最小单位，其大小可不同于操作系统的标准I/O块大小。
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