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3.7.1 Oracle的逻辑数据库结构

《数据库系统:设计、实现与原理(基础篇)(原书第6版)》第3章数据库的结构与Web,本章我们首先考察一些目前已投入使用的不同系统的结构,然后讨论有关Web服务和面向服务的结构(SOA)的进展。本节为大家介绍Oracle的逻辑数据库结构。

作者:宁洪/贾丽丽/张元昭 译来源:机械工业出版社|2017-09-28 14:39

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3.7 Oracle的体系结构

Oracle基于3.1.3节中讨论过的客户-服务器结构。Oracle服务器由数据库(原始数据加上日志和控制文件)和实例(服务器上负责存取数据库的进程和系统内存)组成。一个实例仅能与一个数据库相连。数据库由逻辑结构和物理结构组成,逻辑结构如数据库模式,物理结构包括形成Oracle数据库的文件。现在来详细讨论数据库的逻辑结构和物理结构以及系统进程。

3.7.1 Oracle的逻辑数据库结构

在逻辑层,Oracle包含表空间、模式、数据块以及区间/段。

表空间

一个Oracle数据库被划分成若干个逻辑存储单元,称为表空间(tablespace)。可以用表空间将相关的逻辑结构组织在一起。例如,表空间一般会把一个应用程序的所有对象组织在一起,以简化某些管理操作。

每个Oracle数据库都包含一个名为SYSTEM的表空间,它是在创建数据库时自动生成的。SYSTEM表空间通常包含整个数据库的系统目录表(在Oracle中,称为数据字典)。一个小型数据库可能只需要一个SYSTEM表空间,但最好再创建一个表空间,用以与数据字典分开存放用户数据,从而减少字典对象和模式对象因同名数据文件带来的冲突。图3-22给出了一个由SYSTEM表空间和USER_DATA表空间所组成的Oracle数据库。

可以用CREATE TABLESPACE命令来创建一个新的表空间,例如:

然后,可以通过CREATE TABLE或是ALTER TABLE语句,将表与指定的表空间相连,例如:

如果在创建新表时没有指定表空间,则会用到创建用户账户时与用户相连的默认表空间。

用户、模式和模式对象

用户(有时称为用户名)是数据库中定义的一个名称,它可以连接或访问对象。模式是模式对象的一个命名集合,如表、视图、索引、簇集和过程,它与特定的用户相连。模式和用户的概念有助于DBA管理数据库的安全。

为了对数据库进行存取,用户必须首先运行一个数据库应用程序(如Oracle Forms或SQL*Plus),然后用数据库中已定义的一个用户名来连接。在创建一个数据库用户时,将会相应地为该用户创建一个同名的模式。在默认状态下,一旦用户与数据库相连,用户就可以对其模式中的所有对象进行存取。因为用户只与同名模式相连,所以“用户”和“模式”这两个词可以互换(注意,表空间与模式之间不存在任何关系:在同一模式中的对象可以放在不同的表空间中,一个表空间也可以保存不同模式中的对象)。

数据块、区间和段

数据块是Oracle可使用,或者说可分配的最小存储单元。一个数据块与物理磁盘空间中一定数量的字节相对应。可以在创建Oracle数据库时设置数据块的大小。数据块大小可以是操作系统中块大小的倍数(须在系统的最大操作范围内),这样可以避免不必要的I/O操作。数据块的结构如下:

标题:包含块地址和段类型等一般信息。

表目录:包含将数据放在此块的表的相关信息。

行目录:包含该数据块中的行的相关信息。

行数据:包含实际的表数据行。行可以跨块存放。

空闲空间:分配给新插入的行或更新行时需要的额外空间。自Oracle8i以来,Oracle能自动管理空闲空间,尽管还有一个手动管理选项。

在本书Web网站的附录J中说明了如何用这些成分来估计Oracle表的大小。逻辑数据库空间的第二个层次称为区间(extent)。区间是一定数量的连续数据块,用来存储某种特定类型的信息。区间之上的层次就是段。段是区间的集合,用来存储某个逻辑结构。例如,每个表的数据都存在它自己的数据段中,而每个索引的数据则存在它自己的索引段中。图3-23展示了数据块、区间和段之间的关系。当某个段的现有的区间已满时,就由Oracle动态地分配新空间。因为区间是根据需要分配的,所以包含在段中的区间在磁盘上可能连续也可能不连续。

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