Oracle数据库逻辑结构.doc

Oracle数据库逻辑结构

与其他数据库产品不同,Oracle有其自己独特的系统体系结构。Oracle系统体系结构是整个Oracle服务器系统的框架,是管理和应用Oracle数据服务器的基础和核心。
Oracle系统体系结构由三部分组成:逻辑结构、物理结构和实例。其中,实例是维系物理结构和逻辑结构的核心,如图2-1和图2-2所示。图2-1表明了数据库三级模式及其物理文件之间的关系。
图2-1  数据库模式及其物理文件关系示意图
图2-2  Oracle系统体系结构与功能
不论是Oracle的应用开发还是数据库管理都是以实例作为切入点的。只不过Oracle的应用程序开发主要是以数据库的逻辑对象为主(如表、索引和视图等),而数据库管理则是针对数据库的全部内容。Oracle数据库由构成物理结构的各种文件组成,如数据文件、控制文件和重做日志文件等;实例是Oracle在内存中分配的一段区域SGA和服务器后台进程的集合。Oracle数据库服务器就是数据库和实例的组合。

Oracle的逻辑结构是一种层次结构。主要由:表空间、段、区和数据块等概念组成。逻辑结构是面向用户的,用户使用Oracle开发应用程序使用的就是逻辑结构。数据库存储层次结构及其构成关系,结构对象也从数据块到表空间形成了不同层次的粒度关系,如图2-3和图2-4所示。
 
图2-3  Oracle 10g数据库层次结构图          图2-4 段、区和数据块之间的关系

Oracle数据块(Data Block)是一组连续的操作系统块。分配数据库块大小是在Oracle数据库创建时设置的,数据块是Oracle读写的基本单位。数据块的大小一般是操作系统块大小的整数倍,这样可以避免不必要的系统I/O操作。从Oracle9i开始,在同一数据库中不同表空间的数据块大小可以不同。数据块是Oracle最基本的存储单位,而表空间、段、区间则是逻辑组织的构成成员。在数据库缓冲区中的每一个块都是一个数据块,一个数据块不能跨越多个文件。
数据块的结构主要包括:
·标题:包括一般的块信息,如块地址,段类型等。
·表目录:包括有关表在该数据块中的行信息。
·Oracle体系结构第2章行目录:包括有关在该数据块中行地址等信息。
·行数据:包括表或索引数据。一行可跨越多个数据块。
·空闲空间:分配空闲空间是用于插入新的行和需要额外空间的行更新。通过空间管理参数pctfree可控制空闲空间的使用。空闲空间的管理既可以是自动的也可以是手动的。
在数据操作中,有两种语句可以增加数据库块的空闲空间:一个是Delete删除语句,另一个是Update更新现有行。释放的空闲空间可用于insert语句,如果insert语句是与产生空闲空间的语句在同一个事务之中,并在其后执行,则insert语句可直接使用生成的空闲空间。如果insert语句是在一个与产生空闲空间的语句相分离的事务中,则insert语句可在其他事务提交后,并在其需要空间时,使用之前产生的空闲空间。
数据块中释放的空间可能是连续的,也可能不连续。Oracle只有在出现下列情况时,才会合并数据块的空闲空间:当insert或update语句要使用一个数据块,该数据块的空闲空间足以存储新的一行,而且空闲空间均是碎片,数据块中连续空间无法插入一行的时候。除此而外,Oracle在系统性能下降时也需要压缩数据块的空间。
能够对空闲空间产生影响的参数有两个:pctfree和pctused。对于手工管理的表空间,在特定段中的所有数据块,可使用两个空间管理参数pctfree和pctused来控制insert和update对空闲空间的使用。当创建或修改表时可指定这两个参数。创建或修改一个拥有自己的索引段的索引时可指定pctfree参数。
pctfree参数为块中行的更新预留了空闲空间的最小百分比,默认值为10。例如,假定在Create table语句中指定了pctfree为20,则说明在该表的数据段内每个数据块的20%被作为可利用的空闲空间,用于更新已在数据块内存在的数据行。其余80%是用于插入新的数据行,直到达到80%为止。显然,pctfree值越小,则为现存行更新所预留的空间越少。因此,如果pctfree设置得太高,则在全表扫描期间增加I/O,浪费磁盘空间;如果pctfree设置得太低,则会导致行迁移。
pctused参数设置了数据块是否是空闲的界限。当数据块的使用空间低于pctused的值时,此数据块标志为空闲,该空闲空间仅用于插入新的行。如果数据块已经达到了由pctfree所确定的上边界时,Oracle就认为此数据块已经无法再插入新的行