oracle 体系结构和逻辑结构,物理结构

要了解oracle体系结构必须先了解两个基本的概念: 数据库和实例。 
 

一 数据库
  数据库(database)是一个数据集合。无论数据库是采用关系结构还是面向对象结构, oracle数据库都将其数据存放在数据文件中。 在其内部, 数据库结构数据对文件的逻辑映射, 使不同的数据分开存储, 这些逻辑划分称为表空间

 表空间和文件介绍:
 1: 表空间
 表空间(tablespace)是数据库的逻辑划分, 每个数据库至少有一个表空间,叫做系统表空间(system 表空间)。 一个表空间只能属于一个数据库

  每个表空间由同一个磁盘上的一个或多个文件组成, 这些文件称为数据文件。
  表空间的特性
 (1)控制数据库数据磁盘分配
 (2)限制用户在表空间中可以使用的磁盘空间大小
 (3)表空间具有 online, offline, readonly, readwrite属性ITPUB个人空间
  修改表空间的属性:
    SQL> alter tablespace 表空间名称 属性;查询表空间状态:

         SQL> select tablespace_name, status from dba_tablespaces; 注意: system, undo, temp表空间不能设为offline属性。


    (4)完成部分数据库的备份与恢复
  (5)表空间通过数据文件来扩大, 表空间的大小等于构成该表空间的所以数据文件的大小只和。
  查询表空间与数据文件对应关系:
        SQL> select tablespace_name, bytes, file_name from dba_data_files;


 基于表空间的几个操作:
     (1)查询用户缺省表空间:SQL> select username, default_tablespace from dba_users;
     (2)查询表与存储该表的表空间:SQL> select table_name, tablespace_name from user_tables;
     (3)修改用户缺省表空间:SQL> alter user username default tablespace tablespace_name;

     (4)将数据从一个表空间移动到另一个表空间:SQL> alter table table_name move tablespace tablespace_name;
      
     2.数据文件
 每个表空间由同一个磁盘上的一个或多个文件组成, 这些文件叫做数据文件(datafile),数据文件只能属于一个表空间。 数据文件创建后可以改变大小。 创建新的表空间需要创建新的数据文件。 数据文件一旦加入到表空间中, 就不能从表空间中移走, 也不能与其他表空间发生联系。
  数据库必须的三类文件是 data file, control file, redolog file. 其他文件 prameter file,password file, archived log files并不是数据库必须的, 他们只是辅助数据库的。
  查看数据库的物理文件组成:
    (1)查看数据文件: SQL> select * from v$datafile;
    (2)查看控制文件: SQL> select * from v$controlfile;
    (3)查看日志文件: SQL> select * from v$logfile;

     二: 实例
  通俗的讲实例就是操作oracle数据库的一种手段。
    数据库实例也称作服务器, 是用来访问数据库文件集的存储结构及后台进程的集合。
 一个数据库可以被多个实例访问(称为真正的应用群集选项)。
  决定实例的大小及组成的各种参数或者存储在名称init.ora的初始化文件中, 或者隐藏
在数据库内部的服务器参数文件中。 通过spfile引用该文件, spfile存储在spfile.ora文件中。
  实例启动时读取初始化文件, 数据库系统管理员可以修改该文件, 对初始化文件的修改只有在下次启动时才有效。

  Instance分为两部分
  1: memory structure(内存结构)
  memory structure分为两部分:SGA(System Global Area)区是用于存储数据库信息的内存区,该信息为数据库进程所共享。它包含Oracle服务器的数据和控制信息, 它是在Oracle服务器所驻留的计算机的实际内存中得以分配,如果实际内存不够再往虚拟内存中写。
  包括:.share pool.datafase buffer cache.redo log buffer.other structures  PGA(Program Global Area)区包含单个服务器进程或单个后台进程的数据和控制信息,与几个进程共享的SGA 正相反PGA 是只被一个进程使用的区域,PGA 在创建进程时分配在终止进程时回收。

 2: background process(后台进程)
  包括:
 。PMON 负责在一个Oracle 进程失败时清理资源
 。SMON 检查数据库的一致性如有必要还会在数据库打开时启动数据库的恢复
  。DBWR 负责将更改的数据从数据库缓冲区高速缓存写入数据文件
  。LGWR 将重做日志缓冲区中的更改写入在线重做日志文件
  。CKPT 负责在每当缓冲区高速缓存中的更改永久地记录在数据库中时,更新控制文件和数据文件中的数据库状态信息。


oracle的逻辑结构


表空间是数据库中的基本逻辑结构,一系列数据文件的集合。一个表空间可以包含多个数据文件,但是一个数据文件只能属于一个表空间。

在8i以前,表空间的管理类型只有一种,被称为字典管理表空间(DMT),即在数据字典中管理表空间中的空间的分配。在8i以后的版本,为了减少在字典上的开销,引入了本地管理的表空间(LMT),在该类型的表空间中,在每个数据文件中存储的位图来管理空间的分配,不再要求使用数据字典。本地管理的表空间有速度快,无碎片等众多优点,建议用户表空间都实现本地管理。

通过v$tablespace可以查询表空间,DBA_TABLESPACE可以查询详细表空间信息

段(Segment)
段是对象在数据库中占用的空间,虽然段和数据库对象是一一对应的,但段是从数据库存储的角度来看的。一个段只能属于一个表空间,当然一个表空间可以有多个段。

表空间和数据文件是物理存储上的一对多的关系,表空间和段是逻辑存储上的一对多的关系,段不直接和数据文件发生关系。一个段可以属于多个数据文件,关于段可以指定扩展到哪个数据文件上面。

段基本可以分为以下四种

·数据段(Data Segment)

·索引段(Index Segment)

·回滚段(Rollback Segment)

·临时段(Temporary Segment)

通过DBA/ALL/USER_SEGMENTS可以查询详细的段信息。

区间(Extent)
关于Extent的翻译有多种解释,有的译作扩展,有的译作盘区,我这里通常译为区间。在一个段中可以存在多个区间,区间是为数据一次性预留的一个较大的存储空间,直到那个区间被用满,数据库会继续申请一个新的预留存储空间,即新的区间,一直到段的最大区间数(Max Extent)或没有可用的磁盘空间可以申请。

在ORACLE8i以上版本,理论上一个段可以无穷个区间,但是多个区间对ORACLE却是有性能影响的,ORACLE建议把数据分布在尽量少的区间上,以减少ORACLE的管理与磁头的移动,但是在某些特殊情况下,需要把一个段分布在多个数据文件或多个设备上,适当的加多区间数也是有很大好处的。

通过DBA/ALL/USER_EXTENTS可以查询详细的区间信息。

Oracle数据块(Block)
ORACLE最基本的存储单位,在建立数据库的时候指定,虽然在初始化文件中可见,但是不能修改。为了保证存取的速度,它是OS数据块的整数倍。ORACLE的操作都是以块为基本单位,一个区间可以包含多个块,如果区间大小不是块大小的整数倍,ORACLE实际也扩展到块的整数倍。

块的内部结构与数据的存取方法都是比较复杂的,以表段的块为例,从简单的结构上划分,可以把块的内部划分成如下几个部分:公用头,表目录,行目录,可存取空间等

在逻辑结构中,需要清楚每个逻辑结构的关系,从大到小的顺序为:表空间--段--区间--块

oracle物理结构

l         控制文件

l         数据文件

l         重做日志文件

l         归档日志文件

l         初始化参数文件

l         其他文件

i . 密码文件

用于Oracle 的具有sysdba权限用户的认证,在9i以前主要指Internal用户,从9i开始已经取消了这个用户。密码文件的密码可以通过ORAPWD命令来修改。

ii. 日志文件

·报警日志文件(alert.logalrt<SID>.ora

记录数据库启动,关闭和一些重要的出错信息。数据库管理员应该经常检查这个文件,并对出现的问题作出即使的反应。你可以通过以下SQL 找到他的路径select value from v$parameter where name ='background_dump_dest',或通过参数文件获得其路径。

·后台跟踪文件

路径与报警文件路径一致,记载了系统后台进程出错时写入的信息。

·用户跟踪文件

记载了用户进程出错时写入的信息,一般不可能读懂,可以通过ORACLETKPROF工具转化为可以读懂的格式。用户跟踪文件的路径,你可以通过以下SQL找到他的路径select value from v$parameter where name ='user_dump_dest',或通过参数文件获得其路径。

可以通过设置用户跟踪或dump命令来产生用户跟踪文件,一般在调试、优化、系统分析中有很大的作用。

在物理结构中,需要注意四类以下文件:控制文件,联机日志,数据文件与参数文件

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