Oracle 数据库的存储结构

存储结构有两种。

• 逻辑存储结构
• 物理存储结构

物理存储结构

数据文件包含数据。存储系统应包含数据文件。存在多种不同的存储系统。

• 存储区域网络：SAN
• 网络附加存储，或 NAS
• 网络文件系统，或 NFS
• 自动存储管理，或 ASM。

网络和存储团队主要负责此项。当我们讨论实际存储方法时，我们可以看到数据文件。Oracle 会在逻辑上组织这些数据文件。对我们可见的存储中的文件称为物理数据文件。

逻辑存储结构

下面的模型具有逻辑结构。

• Oracle 数据块
• 区 (Extent)
• 表空间 (Tablespace)
• 段 (Segment)
• 数据库 (Database)。

我们来详细讲解以上所有内容。

• Oracle 数据块 (Oracle Data Block)： 存储 Oracle 数据时，一个 DB 块相当于八 KB。我们可以手动调整此值。一个数据块可以包含一个或多个行。在逻辑存储中，这是基本存储单位。
• 区 (Extent)： 连接的 Oracle 数据块集合称为区。在分配空间时，这效率要高得多。
• 段 (Segments)： 一组区称为一个段。某些数据库结构（如表、索引）被分配一个或多个区。在数据库中创建的表也包含在索引中创建的表。
• 数据库 (Database)： 一个表定义为一个段，等于一个索引。使用 dba_segments，我们可以验证段的内容。表空间包含段的容器。
• 表空间 (Tablespace)： 逻辑数据库结构（如表、索引）可以存储在表空间中，表空间是逻辑存储分组，以逻辑方式保存数据库文件。表空间和数据文件之间存在多对一关系，因此这里可以有很多数据文件。

注意：在逻辑结构中，表空间和数据文件之间存在多对一关系。段包含在表空间中，段对象包括表和索引。表空间和数据库之间存在多对一关系。

段包含在表空间中。段对象包括表和索引。表空间和数据库之间存在多对一关系，并且单个数据库中可能存在多个表空间。

什么是表空间？

在 Oracle 数据库中，表空间是一个连接逻辑结构的逻辑存储单元。

数据文件

数据库数据物理上存储在一个或多个构成每个表空间的数据文件中。

• 类别： 用户和应用程序数据存储在永久表空间中。
• 临时表空间 (Temporary Tablespaces)： 这些用于短期数据存储，例如排序过程。
• 撤销表空间 (Undo Tablespaces)： 这些用于保存与撤销事务相关的数据，这些事务可以被回滚。

索引和表是逻辑数据库结构（可存储在表空间中）的示例，表空间是逻辑存储分组。Oracle 数据库包含五种不同类型的表空间。它们按以下顺序排列

我们将提供所提供表空间的概述。这些表空间是标准的。这些知识将有助于更好地理解后续概念。

SYSTEM 表空间

此表空间用于基本操作。它跟踪元数据，即数据字典中的信息信息。

sys schema 包含数据字典。数据库构建时，Oracle 会自动创建一个 system 表空间。SYSTEM 表空间不能被删除或重命名，并且我们不会在其创建用户数据。

SYSAUX 表空间

此表空间充当 system 表空间的助手。SYSTEM 表空间的辅助表空间称为 SYSAUX。有助于减轻 SYSTEM 表空间的负载。数据库构建时，Oracle 会自动生成它。SYSAUX 表空间不能被删除或重命名。

TEMP 表空间

此表空间存储全局临时表，并管理数据库排序和连接操作的空间。Oracle 使用临时表空间对大于 PGA 的数据集进行排序。

以下其他 SQL 操作也可能需要磁盘排序

• CREATE INDEX，
• ANALYSE，
• SELECT DISTINCT，
• ORDER BY，
• GROUP BY，
• UNION，
• INTERSECT，等等。

示例： 当用户运行一个带有 Oracle 排序的 select 语句时，必须有足够的空间来运行该语句、为 select 语句进行排序以及显示输出。Oracle 使用临时表空间执行此操作。Oracle 也可以为此功能使用 PGA，那么为什么它仅限于临时表空间呢？Oracle 对这些过程使用临时表空间，因为它们需要大量的 RAM 和存储。

UNDO 表空间

此表空间用于反转或撤销数据库修改。当生成 ROLLBACK 语句时，回滚事务。

示例： 当用户运行一个带有 Oracle 排序的 select 语句时，必须有足够的空间来运行该语句、为 select 语句进行排序以及显示输出。Oracle 使用临时表空间执行此操作。Oracle 也可以为此功能使用 PGA，那么为什么它仅限于临时表空间呢？Oracle 对上述过程使用临时表空间，因为它们需要大量的 RAM 和存储。

UNDO 表空间

此表空间用于反转或撤销数据库修改。当生成 ROLLBACK 语句时，回滚事务。

将数据库恢复到其初始配置。确保读取的一致性

示例： 用户仍需要提交，但他们已运行更新语句。Oracle 将新值存储在数据库缓冲区缓存中，将重做日志缓冲区进行重做，并将旧值保留在撤销表空间中，以便在用户回滚时能够恢复数据。在用户提交后，数据库缓冲区缓存和重做日志缓冲区中的新数据将被更新到数据文件中，并从撤销表空间中移除旧数据。

存储在撤销表空间中且未提交的旧数据可以被其他用户访问。用户可以选择提交或不提交。这促成了 UNDO 表空间的创建，它实现了读一致性。

USERS 表空间

此表空间存储用户数据和对象。在此可以进行表、数据插入和更新。每个数据库都应有一个用于永久分配用户数据的表空间。

否则，用户对象（不推荐）将在 SYSTEM 表空间中生成。在预设数据库中，USERS 被设置为所有新用户的默认表空间。Oracle 在用户创建后立即将用户的表空间分配为默认表空间。如果您想为用户创建新表空间，则必须为每个用户创建一个单独的表空间。

细分市场

段是为特定类别的数据库项（如表或索引）指定的区集合。

类别

• 表数据存储在数据段中。
• 用于存储索引数据，使用索引段。
• 临时段：设计用于处理临时数据。
• 撤销段：用于保存撤销数据。

区 (Extents)

区被定义为分配给特定类型数据存储的连续数据块的数量。

管理：为了减少碎片并提高存储效率，对区进行控制。

其他重要结构 数据字典

定义： 一组表和视图，其中包含关于数据库的元数据或详细信息，例如用户、对象、权限等。

访问： 访问对于数据库的运行至关重要，因为 Oracle 数据库引擎和其他工具都会使用它。

ASM (自动存储管理) 文件

定义： Oracle 数据库文件由 ASM 管理，ASM 是一个集成的、高性能的文件系统和磁盘管理器。

特点： 通过隐藏存储细节，使数据库管理员能够轻松管理，它提供了性能、冗余和简单的管理。

有效管理和优化 Oracle 数据库取决于对各种存储结构的理解。每种结构在确保可靠的数据库性能、有效的存储和数据完整性方面都发挥着独特的作用。

结论

总而言之，理解 Oracle 数据库存储架构对于管理和优化数据库性能至关重要。表空间、段、区和数据块等逻辑存储结构提供了一个有序的框架来管理和分配数据。数据文件、控制文件、重做日志文件、归档日志文件和参数文件等物理存储结构确保了真实数据的安全存储，并易于访问和恢复。

ASM 文件和数据字典也改善了存储管理并保留了元数据，这有助于数据库的运行。数据库管理员通过熟练掌握这些结构，可以维护强大的恢复能力，提高效率，并确保数据完整性。