Oracle数据库存储结构--逻辑存储结构

数据库存储结构：分为物理存储结构和逻辑存储结构。

物理存储结构：操作系统层面如何组织和管理数据

逻辑存储结构：Oracle数据库内部数据组织和管理数据，数据库管理系统层面如何组织和管理数据

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Oracle逻辑存储结构    

数据库的逻辑结构是从逻辑的角度分析数据库的构成，即创建数据库后形成的逻辑概念之间的关系。

逻辑存储结构概述

概念

逻辑存储结构是从逻辑的角度来分析数据库的构成的，是数据库创建后利用逻辑概念来描述Oracle数据库内部数据的组织和管理形式。

在操作系统中，没有数据库逻辑存储结构信息，而只有物理存储结构信息。数据库的逻辑存储结构概念存储在数据库的数据字典中，可以通过数据字典查询逻辑存储结构信息。

逻辑结构单元类型

数据块：BLOCK

区：EXTENT

段：SEGMENT

表空间：TABLESPACE 

数据库逻辑和物理存储对应关系

 

数据库的存储层次关系

 

数据块（BLOCK）

数据块的概念

最小的 I/O单元         

数据块是Oracle用来管理存储空间的最基本单元，也是最小的逻辑存储单元。Oracle数据库在进行输入输出操作时，都是以块为单位进行逻辑读写操作的。

包括一个或者多个OS BLOCK （操作系统数据块）

分为标准块和非标准块

数据库创建时，DB_BLOCK_SIZE参数设置标准块大小8192B。

数据块的大小由初始化参数DB_BLOCK_SIZE确定，在创建数据库之后不可以修改。

块大小的查看：

G:\app\oracle\product\12.2.0\dbhome_1\dbs\init.ora

操作系统路径中Oraclehome下dbs文件夹下初始化参数文件中看到

show parameter db_block_size 

 数据库块结构

块头部包括标题块头、表目录、行目录三部分。

块头包含块的一般属性信息，如块的物理地址、块所属段的类型等；

表目录包含数据块中保存的表的信息；

行目录包含数据块中的行地址等信息。

存储区包括行数据区和空闲区两部分。

行数据区是已经使用的空间，保存数据库的对象数据； 空闲区是尚未使用的存储空间，用于存放新的行或用来更新已存在的行。 

（盘）区

盘区是由一系列连续的数据块构成的逻辑存储单元，是存储空间分配与回收的最小单位。

当创建一个数据库对象时，Oracle为对象分配若干个区，以构成一个段来为对象提供初始的存储空间。当段中已分配的区都写满后，Oracle会为段分配一个新区，以容纳更多的数据。 

段

段的概述

段是由一个或多个连续或不连续的区组成的逻辑存储单元。

数据库模式对象在逻辑上是以段来占据表空间的大小。

段代表特定数据类型的数据存储结构。

一个对象只拥有一个段，一个段至少包含一个区。

段不再是存储空间的分配单位，而是一个独立的逻辑存储结构。段存于表空间中并且由盘区组成。 

段的类型：

数据段

索引段

临时段

回滚段 

数据段

数据段用来存储表或簇的数据，可以细分为普通表数据段、索引表数据段、分区表数据段及簇数据段四种。

索引段

用来存放索引信息，主要包括ROWID和索引键。 索引段与其相应的表段经常会被同时访问，为了减少硬盘访问的冲突，索引段与表段可以放到处于不同物理位置的表空间中。

临时段

当用户进行排序查询时，如果在指定的内存无法完成排序，Oracle将自动从用户默认的临时表空间中指派临时段进行排序。会话结束，数据将从临时段中自动删除。

回滚段

回滚段用于保存数据库的回滚信息，包含当前未提交事务所修改的数据的原始版本。 一个事务只能使用一个回滚段存放它的回滚信息，但是一个回滚段可以存放多个事务的回滚信息。回滚段可以动态创建和撤销。 

表空间

表空间是在Oracle中用户可以使用的最大的逻辑存储结构，用户在数据库中建立的所有内容都被存储在表空间中。

Oracle数据库在逻辑上可以划分为一系列的逻辑空间，每一个逻辑空间就可以称为一个表空间。

一个数据库由有一个或多个表空间构成，不同表空间用于存放不同应用的数据，表空间大小决定了数据库的大小。

一个表空间对应一个或多个数据文件，数据文件大小决定了表空间的大小。

一个数据文件只能从属于一个表空间。

表空间是存储模式对象的容器，一个数据库对象只能存储在一个表空间中(分区表和分区索引除外)，但可以存储在该表空间所对应的一个或多个数据文件中。

若表空间只有一个数据文件，则该表空间中所有对象都保存在该文件中；若表空间对应多个数据文件，则表空间中的对象可以分布于不同的数据文件中。 

数据库、表空间、数据文件、数据库对象之间的关系：

 

通过表空间，可以实现对数据库存储的管理：

控制整个数据库占用空间的大小；

控制数据库在磁盘上的分配，提高数据库的I/O性能；

控制用户所占用的存储空间的大小。

表空间的分类

系统表空间

系统表空间——包括SYSTEM和SYSAUX SYSTEM 表空间，主要存储：

数据库的数据字典； PL/SQL程序的源代码和解释代码，包括存储过程、函数、包、触发器等；

数据库对象的定义，如表、视图、序列、同义词等。

SYSAUX表空间

SYSAUX表空间是Oracle 10g新增的辅助系统表空间，主要用于存储数据库组件等信息，以减小SYSTEM表空间的负荷。 在通常情况下，不允许删除、重命名及传输SYSAUX表空间。 

非系统表空间

撤销表空间

专门进行回滚信息的自动管理，由回滚段构成。一个数据库可以有多个撤销表空间，但每个数据库实例只能使用一个。

由UNDO_TABLESPACE参数设置的撤销表空间。  

初始化参数UNDO_MANAGEMENT=AUTO时，系统使用撤销表空间自动进行回滚信息管理。

临时表空间

专门进行临时数据管理的表空间。 在数据库实例运行过程中，执行排序等SQL语句时会产生大量的临时数据，这些临时数据将保存在数据库临时表空间中。 建议为数据库单独定义默认的临时表空间。 

用户表空间

保存用户数据。

大文件表空间与小文件表空间

所谓大文件表空间(Bigfile Tablespace)是指一个表空间只包含一个大数据文件，该文件的最大尺寸为128 TB(数据块大小为32 KB)或只32 TB(数据块大小为8 KB)。

与大文件表空间相对应，系统默认创建的表空间称为小文件表空间(Smallfile Tablespace)，如SYSTEM表空间、SYSAUX表空间等。小文件表空间可以包含多达1024个数据文件。小文件表空间的总容量与大文件表空间的容量基本相似。

 表空间操作

创建表空间

例：为ORCL数据库创建一个表空间

SQL> CREATE TABLESPACE ORCLTBS1 DATAFILE                                            'D:\ORACLE\PRODUCT\10.2.0\ORADATA\ORCL\ORCLTBS1_1.DBF'      SIZE 50M;

例：为ORCL数据库的ORCLTBS1表空间添加一个大小为10 MB的新数据文件。

SQL> ALTER TABLESPACE ORCLTBS1 ADD DATAFILE      'D:\ORACLE\PRODUCT\10.2.0\ORADATA\ORCL\ORCLTBS1_2.DBF'      SIZE 10M;

 修改表空间可用性

离线状态的表空间是不能进行数据访问的，所对应的所有数据文件也都处于脱机状态。

一些表空间必须是在线状态:

SYSTEM表空间

存放在线回退信息的撤销表空间

临时表空间

语法 ALTER TABLESPACE … ONLINE|OFFLINE 例：

SQL> ALTER TABLESPACE ORCLTBS1 OFFLINE;

SQL> ALTER TABLESPACE ORCLTBS1 ONLINE;

修改表空间读写性

语法：

ALTER TABLESPACE … READ ONLY|READ WRITE 

SQL> ALTER TABLESPACE ORCLTBS1 READ ONLY;

SQL> ALTER TABLESPACE ORCLTBS1 READ WRITE;

删除表空间

语法 DROP TABLESPACE tablespace_name

说明：

如果表空间非空，应带有子句INCLUDING CONTENTS

若要删除操作系统下的数据文件，应带有子句AND DATAFILES