Oracle Database 11g应用与开发教程 教学课件 作者 978 7 302 31490 5 第3章 Oracle Database的体系结构.ppt

Oracle 11g数据库应用教程 第3章 Oracle Database的体系结构 3.1 存储结构 3.1.1 物理存储结构 物理存储结构主要描述Oracle数据库的外部存储结构，即在操作系统中如何组织、管理数据，它是数据库的物理载体。因此，物理存储结构是和操作系统平台有关的。从物理上看，数据库由数据文件、控制文件、重做日志文件等操作系统文件组成。 进行数据库操作时，系统将从数据文件中读取数据，并存储在Oracle的内存缓冲区中。新建或更新的数据不必立即写入到数据文件中，而是把数据临时存放到内存中，由数据库写入进程（DBWn）决定在适当的时间一次性写入到数据文件中。这样可以大大降低访问磁盘的次数，从而提高系统性能。 数据文件的扩展名是.dbf。数据文件和表空间是紧密联系在一起的。表空间是一个数据文件或多个数据文件在逻辑上的统一组织，离开了表空间，则数据文件就成了垃圾文件；而数据文件是表空间在物理上的存在形式，没有数据文件的存在表空间就失去了存在的物理基础。如果要了解数据文件的信息，可以查询数据字典“DBA_DATA_FILES”和数据字典“V$DATAFILE”。字典“DBA_DATA_FILES”描述了全部数据文件的名称、文件标识、大小、对应的表空间信息、自动扩展信息，而字典“V$DATAFILE”描述了数据文件的同步信息。 数据文件的大小可以有两种方式：字节和数据块。数据块是Oracle数据库中数据读写的基本单位，一个数据块对应多个操作系统块。在数据中读写一个数据块时，在操作系统中对应着多个操作系统块的读写。 随着数据块的运行，数据文件中的数据可能越来越多，并最终耗尽数据文件的存储空间。为了存储更多的数据，数据文件的存储空间必须能够扩展。Oracle提供了三种扩展数据文件存储空间的方法。第一种方法是在当前表空间中增加新的数据文件，新数据将被存储在新的数据文件中。第二种方法是手工扩展表空间中的数据文件，在原来的存储空间的基础上，增加一定数量的存储空间。第三种方法是激活数据文件的自动扩展功能，数据库服务器将自动为数据文件分配新的存储空间。 2. 控制文件 在数据库运行的过程中，对数据库结构所作的任何修改都将记录在控制文件中。所以，只要数据库是打开状态的，控制文件就必须处于可写状态。如果，由于某些原因控制文件不能被访问，那么数据库也就不能正常工作了。在一个数据库中至少需要一个控制文件，Oracle建议至少创建两个控制文件，并将它们分别存储在两个磁盘上，这两个文件互相镜像，如果一个文件损坏，数据库服务器可以使用另外一个文件。在正常情况下，这两个文件的内容是完全一样的，数据库服务器只需要从其中一个文件中读取信息，但是对数据库结构所做的任何修改都必须同时写入两个控制文件。 重做日志文件帮助Oracle确保用户事务效果的持久性，即使出现计算机故障也不会改变。在更改数据文件中的任意数据之前，日志写入器（LGWR）进程在重做日志文件中存储旧数据（撤销信息）和新数据（重做信息）的一个副本。当计算机出现故障时，Oracle能根据重做日志文件撤销未完成事务（未提交事务）的效用，并检验已完成事务（已提交事务）的变更。 重做日志文件的大小由数据库管理员决定。一般所有重做日志文件的大小相同，但这不是必须的。在每个Oracle数据库中，至少有两个重做日志文件组，每组有一个或多个重做日志成员，一个重做日志成员物理地对应一个重做日志文件。在现实作业系统中为确保日志的安全，通常要镜像每个重做日志文件。在同一个日志文件组中，其日志成员的镜像个数最多可达到5个。Oracle以循环方式使用重做日志文件：当一个重做日志文件写满时，Oracle填写下一个，如此循环。 4. 其他文件 Oracle系统运行时，除了必需的数据文件、控制文件和重做日志文件以外，还有一些其他文件，例如配置文件、临时文件、跟踪和警告文件、备份文件以及归档日志文件等。 （1）配置文件 最重要的数据库配置文件是包含数据库启动需使用的设置的文件，用于存储SGA（系统全局区）、可选的Oracle特性和后台进程的配置参数。有两种版本，一种为文本文件，称为pfile；另一种为二进制文件spfile，称为服务器参数文件。前者可以使用文本编辑器进行编辑，后者不能直接用文本编辑器进行编辑。 （2）临时文件 每个Oracle服务器进程都使用内存中一个名为程序全局区（Program Global Area）的专门的工作区来保存中间结果（如需排序的数据）。临时文件用于内存不充足时的中间存储。 （3）跟踪文件和警告文件 每一个服务器和后台进程都可以写入一个相关的跟踪日志文件。比如