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  • 2021-05-05 01:13:01

    Oracle数据库的体系结构是从某一角度来分析数据库的组成,工作过程以及数据库如何管理和组织数据的,主要包括物理存储结构,逻辑存储结构,内存结构以及进程结构。

    Oracle的物理存储结构:

    Oracle物理存储结构主要包括三种类型的物理文件,分别是数据文件(*.dbf),控制文件(*.ctl)和重做日志文件(*.log)。

    1. 数据文件

    数据文件主要是存储数据的文件。例如,数据文存储的表的记录和索引。在这些数据文件中,如果用户频繁的访问某些数据,那么这些数据就会被存储在内存的缓冲区中。当对这些数据进行读取时,Oracle首先会从内存de缓冲区中找到相关的数据信息。如果内存的缓冲区中不存在相关的数据,则从数据库文件中读取数据,然后存放到内存的数据缓冲区中,以供查询时使用。这种数据的存取方式不仅可以减少磁盘的I/O操作,还可以提高系统的相应性能。

    如果需要了解数据文件的信息可以通过查询数据字典视图DBA_DATA_FILES和V$DATAFILE。首先通过DESC命令来了解一下数据字典视图DBA_DATA_FILES和V$DATAFILE的结构,数据字典视图DBA_DATA_FILES的结构如下:

    SQL> DESCDBA_DATA_FILES;

    名称                                是否为空? 类型

    ----------------------------------- --------------------------------

    FILE_NAME                                   VARCHAR2(513)

    FILE_ID                                         NUMBER

    TABLESPACE_NAME                  VARCHAR2(30)

    BYTES                                         NUMBER

    BLOCKS                                       NUMBER

    STATUS                                       VARCHAR2(9)

    RELATIVE_FNO                           NUMBER

    AUTOEXTENSIBLE                      VARCHAR2(3)

    MAXBYTES                                   NUMBER

    MAXBLOCKS                                 NUMBER

    INCREMENT_BY                           NUMBER

    USER_BYTES                               NUMBER

    USER_BLOCK                               NUMBER

    ONLINE_STATUS                          VARCHAR2(7)

    在上述的结果中,FILE_NAME表示数据文件的名称以及存放的路径;FILE_ID表示数据文件在数据库中的ID号;TABLESPACE_NAME表示数据文件对应的表空间名;BYTES表示的是数据文件的大小;BLOCKS表示数据文

    件所占用的数据块;STATUS表示数据文件的状态;AUTOEXTENSIBLE表示数据文件是否可扩展。数据字典

    视图V$DATAFILE记录了数据文件的动态信息,其结构如下:

    SQL> DESCV$DATAFILE;

    名称                          是否为空? 类型

    ----------------------------------- --------------------------------

    FILE#                                                 NUMBER

    CREATION_CHANGE#                     NUMBER

    CREATION_ TI                                  DATE

    TS#                                                    NUMBER

    RFILE#                                               NUMBER

    STATUS                                            VARCHAR2(7)

    ENABLED                                          VARCHAR2(10)

    CHECKPOINT_CHAN                        NUMBER

    CHECKPOINT_TIME                         DATE

    UNRECOVERABLE_CHANGE#        NUMBER

    UNRECOVERABLE_TIME                 DATE

    LAST_CHANGE#                               NUMBER

    LAST_TIME                                        DATE

    OFFLINE_CHANGE#                         NUMBER

    ONLINE_CHANGE#                           NUMBER

    ONLINE_TIME                                   DATE

    BYTES                                               NUMBER

    BLOCKS                                            NUMBER

    CREATE_BYTES                              NUMBER

    BLOCK_SIZE                                    NUMBER

    NAME                                                VARCHAR2(513)

    PLUGGED_IN                                   NUMBER

    BLOCK1_OFFSET                            NUMBER

    AUX_NAME                                        VARCHAR2(513)

    FIRST_NONLOGGED_SCN                  NUMBER

    FIRST_NONLOGGED_TIME                 DATE

    FOREIGN_DBID                                      NUMBER

    FOREIGN_CREATION_CHANGE#             NUMBER

    FOREIGN_CREATION_TIME                  DATE

    PLUGGED_READONLY                         VARCHAR2(3)

    PLUGIN_CHANGE#                               N MBER

    PLUGIN_RESETLOGS_CHANGE#             NUMBER

    PLUGIN_RESETLOGS_TIME                 DATE

    CON_ID                                                  NUMBER

    在上述的结果中FILE#表示存放数据文件的编号;STATUS表示数据文件的状态;CHECKPOINT_CHANGE#表示数据文件的同步号,随着系统的运行自动修改,以维持数据文件的同步;BYTES表示数据文件的大小;BLOCKS表示数据文件所占用的数据块数;NAME表示数据文件的名称以及存放的路径。

    2. 控制文件

    控制文件是一个很小的二进制文件,主要包含与关于数据库物理结构的重要信息,存放数据库中的数据文件和日志文件的信息。

    控制文件对于数据库的成功启动和正常运行至关重要。在加载数据库时必须先找到数据库的控制文件。如果控制文件正常,实例才能加载并打开数据库。但是如果控制文件中记录了错误的信息,或者实例无法找到一个可用的控制文件,数据库将无法加载,当然也无法打开。

    一个Oracle数据库通常包含有多个控制文件,在数据库运行的过程中,Oracle数据库需要不断的更新控制文件,因此控制文件必须在整个数据库打开期间始终保持可用状态。如果某种原因导致控制文件不可用,那么数据库将会崩溃。

    控制文件的信息可以通过数据字典视图V$CONTROLFILE来了解,其结构如下:

    SQL> DESC V$CONTROLFILE;

    名称                               是否为空? 类型

    ----------------------------------- -------------

    STATUS                                         VARCHAR2(7)

    NAME                                             VARCHAR2(513)

    IS_RECOVERY_DEST_FILE         VARCHAR2(3)

    BLOCK_SIZE                                  NUMBER

    FILE_SIZE_BLKS                            NUMBER

    CON_ID                                           NUMBER

    在上述的结果中,STATUS表示控制文件的状态;NAME表示控制文件的名称以及路径的信息。例如查询控制文件的名称以及路径信息,如下:

    SQL> SELECT NAME FROM V$CONTROLFILE;

    NAME

    -------------------------------------------------

    D:\ORACLE\ORADATA\ORACLE12C\CONTROL01.CTL

    D:\ORACLE\ORADATA\ORACLE12C\CONTROL02.CTL

    从上述的结果可以看出,Oracle一般会默认创建两个包含相同信息的控制文件。其目的是为了当其中一个控制文件受损时可以调用另一个控制文件继续工作。

    3. 重做日志文件

    重做日志文件即日至文件,主要记录用户对数据库的操作信息。日志文件是数据库系统中最重要的文件之一,通过日志文件可以保证数据库的安全,也可以实现数据库的备份与恢复。一旦日志文件受损,那么数据库可能无法正常运行。

    为了确保日志的安全,在实际的应用中,允许对日志文件进行镜像,日志文件与其镜像文件记录同样的日志信息,他们构成一个日志文件组,同一个组中的日志文件最好存放在不同的磁盘中,以便可以保证一个日志文件受损时,还有其他的日志文件提供日志信息。

    通过数据字典V$LOG,可以了解系统当前正在使用哪个日志文件组,如下:

    SQL>SELECT GROUP#,MEMBERS,STATUS FROM V$LOG;

    GROUP#   MEMBERS STATUS

    -------------------- ----------------

    1         1 INACTIVE

    2          1 CURRENT

    3          1 INACTIVE

    4          2 INACTIVE

    在上述的结构中,如果STATUS字段的值为CURRENT,则表示当前系统正在使用该字段对应的日志文件组。

    当一个日志文件组的空间被占用完之后,Oracle系统会自动转换到另一个日志文件组,不过,管理员可以使用ALTER STSTEM命令惊醒手动切换日志文件。如下:

    SQL> ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE;

    系统已更改。

    再次查询数据字典V$LOG,如下:

    SQL> SELECT GROUP#,MEMBERS,STATUS FROMV$LOG;

    GROUP#    MEMBERS STATUS

    ---------- ---------- ----------------

    1          1 INACTIVE

    2          1 ACTIVE

    3          1 CURRENT

    4          2 INACTIVE

    从上述的结果看,系统当前运行的日志文件组已经改变。

    原文:http://blog.csdn.net/qq_20545159/article/details/43449481

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  • 数据结构大致包含以下几种存储结构: 线性表,还可细分为顺序表、链表、栈和队列; 树结构包括普通树,二叉树,线索二叉树等; 图存储结构; 线性表 线性表结构存储的数据往往是可以依次排列的,就像小朋友手拉手...

    数据结构大致包含以下几种存储结构:
    线性表,还可细分为顺序表、链表、栈和队列;
    树结构,包括普通树,二叉树,线索二叉树等;
    图存储结构;
    线性表
    线性表结构存储的数据往往是可以依次排列的,就像小朋友手拉手,每位学生的前面和后面都仅有一个小朋友和他拉手,具备这种“一对一”关系的数据就可以使用线性表来存储。

    例如,存储类似 {1,3,5,7,9} 这样的数据时,各元素依次排列,每个元素的前面和后边有且仅有一个元素与之相邻(除首元素和尾元素),因此可以使用线性表存储。

    线性表并不是一种具体的存储结构,它包含顺序存储结构和链式存储结构,是顺序表和链表的统称。
    顺序表
    顺序表,简单地理解,就是常用的数组,只是换了个名字而已,例如使用顺序表存储 {1,3,5,7,9},如图 1 所示:

    顺序表结构
    图 1 顺序表结构
    由于顺序表结构的底层实现借助的就是数组,因此对于初学者来说,可以把顺序表完全等价为数组,但实则不是这样。数据结构是研究数据存储方式的一门学科,它囊括的都是各种存储结构,而数组只是各种编程语言中的基本数据类型,并不属于数据结构的范畴。
    在这里插入图顺序表结构片描述
    顺序表结构
    链表
    我们知道,使用顺序表(底层实现靠数组)时,需要提前申请一定大小的存储空间,这块存储空间的物理地址是连续的,如图 1 所示。

    链表则完全不同,使用链表存储数据时,是随用随申请,因此数据的存储位置是相互分离的,换句话说,数据的存储位置是随机的。

    为了给各个数据块建立“依次排列”的关系,链表给各数据块增设一个指针,每个数据块的指针都指向下一个数据块(最后一个数据块的指针指向 NULL),就如同一个个小学生都伸手去拉住下一个小学生的手,这样,看似毫无关系的数据块就建立了“依次排列”的关系,也就形成了链表,如图 2 所示:

    链表结构
    图 2 链表结构
    在这里插入图片描述

    栈和队列
    栈和队列隶属于线性表,是特殊的线性表,因为它们对线性表中元素的进出做了明确的要求。

    栈中的元素只能从线性表的一端进出(另一端封死),且要遵循“先入后出”的原则,即先进栈的元素后出栈。

    栈结构示意图
    图 3 栈结构示意图
    在这里插入图片描述

    栈结构如图 3 所示,像一个木桶,栈中含有 3 个元素,分别是 A、B 和 C,从在栈中的状态可以看出 A 最先进的栈,然后 B 进栈,最后 C 进栈。根据“先进后出”的原则,3 个元素出栈的顺序应该是:C 最先出栈,然后 B 出栈,最后才是 A 出栈。

    队列中的元素只能从线性表的一端进,从另一端出,且要遵循“先入先出”的特点,即先进队列的元素也要先出队列。

    队列结构示意图
    图 4 队列结构示意图

    队列结构如图 4 所示,队列中有 3 个元素,分别是 A、B 和 C,从在队列中的状态可以看出是 A 先进队列,然后 B 进,最后 C 进。根据“先进先出”的原则,3 个元素出队列的顺序应该是 A 最先出队列,然后 B 出,最后 C 出。
    树存储结构
    树存储结构适合存储具有“一对多”关系的数据。

    树存储结构示意图
    图 5 树存储结构示意图
    在这里插入图片描述

    如图 5 所示,其中张平只有一个父亲,但他却有两(多)个孩子,这就是“一对多”的关系,满足这种关系的数据可以使用树存储结构。
    图存储结构
    图存储结构适合存储具有“多对多”关系的数据。

    图存储结构示意图
    图 6 图存储结构示意图

    如图 6 所示,从 V1 可以到达 V2、V3、V4,同样,从 V2、V3、V4 也可以到达 V1,这就是“多对多”的关系,满足这种关系的数据可以使用图存储结构。

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  • 数据的存储结构(物理结构):顺序存储、链接存储(多了指针)、索引存储(多了索引表)、散列存储(散列表)。

    数据的存储结构(物理结构):顺序存储、链接存储(多了指针)、索引存储(多了索引表)、散列存储(散列表)

    存取方式:

     

    随机存取、顺序存取、随机存储和顺序存储这四个概念是完全不一样的,切不可将之混淆

    很多人包括我可能认为随机存取就是随机存储,顺序存取就是顺序存取,其实不是这样。

    下面完整的介绍一下这4个概念

    存取结构:分为随机存取和非随机存取(又称顺序存取)

      1、随机存取就是直接存取,可以通过下标直接访问的那种数据结构,与存储位置无关,例如数组。非随机存取

    就是顺序存取了,不能通过下标访问了,只能按照存储顺序存取,与存储位置有关,例如链表。

      2、顺序存取就是存取第N个数据时,必须先访问前(N-1)个数据 (list),随机存取就是存取第N个数据时,

    不需要访问前(N-1)个数据,直接就可以对第N个数据操作 (array)。

    存储结构:分为顺序存储和随机存储

    1.顺序存储结构

      在计算机中用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的各个数据元素,称作线性表的顺序存储结构。

    顺序存储结构是存储结构类型中的一种,该结构是把逻辑上相邻的节点存储在物理位置上相邻的存储单元中,

    结点之间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。由此得到的储结构为顺序存储结构,通常顺序存储结构是

    借助于计算机程序设计语言(例如c/c++)的数组来描述的。

      顺序存储结构的主要优点是节省存储空间,因为分配给数据的存储单元全用存放结点的数据(不考虑c/c++语言中数组需指定大小的情况),

    结点之间的逻辑关系没有占用额外的存储空间。采用这种方法时,可实现对结点的随机存取,即每一个结点对应一个序号,

    由该序号可以直接计算出来结点的存储地址。但顺序存储方法的主要缺点是不便于修改,对结点的插入、删除运算时,

    可能要移动一系列的结点。

      2、随机存储结构

      在计算机中用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素(这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的)。

      它不要求逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻。因此它没有顺序存储结构所具有的弱点,但也同时失去了顺序表可随机存取的优点。

      随机存储最典型的代表为链式存储:

      链式存储结构特点

      1、比顺序存储结构的存储密度小 (每个节点都由数据域和指针域组成,所以相同空间内假设全存满的话顺序比链式存储更多)。

      2、逻辑上相邻的节点物理上不必相邻。

      3、插入、删除灵活 (不必移动节点,只要改变节点中的指针)。

      4、查找结点时链式存储要比顺序存储慢。

      5、每个结点是由数据域和指针域组成。

     

     

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    1、 物理存储结构
    1.1 oracle数据文件
    数据文件是保存Oracle数据的操作系统文件。
    数据文件由头部、区间(已分配的空间)和空闲空间(未分配的空间)组成。
    头部:将数据文件标识为数据库的一部分;存储了数据文件所属的表空间和最后执行的检查点等细节。
    每个oracle数据文件都只属于一个表空间,并且由若干操作系统块组成。
    1.2 操作系统块
    操作系统块是文件系统所使用的最小分配单位。
    操作系统块的容量最好与oracle数据块的容量相同。
    2、 逻辑存储结构
    2.1表空间
    表空间类型:SYSTEM类型和非SYSTEM类型
    SYSTEM类型包括SYSTEM和SYSAUX表空间;SYSTEM包含数据字典。
    表空间内容:永久段、临时段和撤销段。
    永久段:表和索引等
    临时段:排序段和临时表数据等
    撤销段:撤销数据
    2.2段
    段是数据库中要求存储的对象。
    视图不是段,因为视图不存储数据。
    查询段类型的方法:
    Select distinct segment_type from dba_segments;
    2.3区间
    区间是为某个段分配的若干临近数据块的集合。
    区间的管理:本地管理和字典管理
    本地管理:位图管理。此管理方式效率更高。
    字典管理:通过区间的分配和解除分配来更新数据字典中的一个表。工作量会很大。
    2.4数据块
    数据块是数据库内I/O最小单位。
    3、 创建与管理表空间
    3.1创建表空间
    Create tablespace demo
    Datafile ‘ O R A C L E B A S E / o r a d a t a / d e m o 0 1 d b f ’ s i z e 10 m ; 这 条 命 令 的 工 作 内 容 : 物 理 创 建 数 据 文 件 ; 创 建 表 空 间 ; 更 新 控 制 文 件 和 数 据 字 典 ; 为 新 的 表 空 间 设 置 默 认 值 。 如 果 创 建 表 空 间 时 , 数 据 文 件 存 在 的 话 , 则 使 用 r e u s e 选 项 。 3.2 修 改 表 空 间 A l t e r t a b l e s p a c e 3.3 删 除 表 空 间 D e l e t e t a b l e s p a c e d e m o i n c l u d i n g c o n t e n t s c a s c a d e c o n s t r a i n t s ; 然 后 手 动 删 除 数 据 文 件 。 4 、 查 看 表 空 间 的 信 息 数 据 字 典 : d b a t a b l e s p a c e s , d b a d a t a f i l e s , d b a t e m p f i l e s 动 态 视 图 : v ORACLE_BASE/oradata/demo01_dbf’ size 10m; 这条命令的工作内容:物理创建数据文件;创建表空间;更新控制文件和数据字典;为新的表空间设置默认值。 如果创建表空间时,数据文件存在的话,则使用reuse选项。 3.2修改表空间 Alter tablespace 3.3删除表空间 Delete tablespace demo including contents cascade constraints; 然后手动删除数据文件。 4、 查看表空间的信息 数据字典:dba_tablespaces,dba_data_files,dba_temp_files 动态视图:v ORACLEBASE/oradata/demo01dbfsize10m;使reuse3.2Altertablespace3.3Deletetablespacedemoincludingcontentscascadeconstraints;4dbatablespaces,dbadatafiles,dbatempfilesvtablespace,v d a t a f i l e , v datafile,v datafile,vtempfile
    查询如下:
    select a.name, b.name, c.name
    from v t a b l e s p a c e a , v tablespace a, v tablespacea,vdatafile b, v$tempfile c
    where a.ts#=b.ts# or a.ts#=c.ts#;

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空空如也

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