《ORACLE的逻辑结构》课件

的逻辑结构ORACLE深入探究数据库的内部逻辑结构了解其工作机制和原理从存储管ORACLE,理、内存分配、事务处理等多个角度全面解析的复杂而精妙的体系ORACLE数据库系统的基本概念数据模型数据存储数据操作数据完整性数据库使用数据模型来组织和数据库将数据以结构化的方式数据库提供了增删改查等基本数据库确保数据的正确性和一管理数据常见的有关系模型、存储在磁盘上提供了持久化和操作通过语言对数据进行致性防止误操作或系统故障导,,,SQL,层次模型和网状模型高效访问的功能高效管理和控制致的数据损坏数据库逻辑结构数据库对象表的结构表之间关系数据库由表、视图、索引和序列等对象组数据库的基本单元是表每个表包含若干列表之间可以通过主键和外键建立关联关系,,,成这些对象相互关联共同构成了数据库的每列定义了特定的数据类型和约束条件实现数据之间的关联和引用,,逻辑结构数据库对象表视图索引序列Table ViewIndex Sequence表是数据库中存储数据的基本视图是一个虚拟表它由一条索引是一种数据库对象它可序列是一种特殊的数据库对,,单元每个表由行和列组成或多条语句定义视以加快数据库查询速度索引象用于生成唯一的数字序,SELECT,列定义了数据的类型和属性图可以简化复杂查询提高数会在表的一个或多个列上创建列它通常用于自动生成主键,,行则存储实际的数据记录表据安全性并隐藏底层表结构一个查找结构使得查找变得值序列可以独立于任何表存,,是数据库最常见和最重要的对的复杂性更快在象表的基本操作创建表1定义表结构、数据类型和约束条件插入数据2向表中添加新记录修改数据3更新表中现有记录删除数据4从表中移除不需要的记录表是数据库中最基本也是最重要的数据容器通过创建、插入、修改和删除操作可以灵活地管理表中的数据这些基本操作是数据库系统中所有高,级功能的基础合理使用这些操作可以确保数据的完整性和一致性约束和完整性约束唯一约束NOT NULL确保字段不能为空，保证数据的保证每行数据的唯一性，避免重完整性复记录主键约束外键约束定义表中的唯一标识符，确保数建立表之间的关联关系，确保引据行的唯一性用数据的完整性索引的作用和使用加快数据检索支持复杂查询12索引可以快速定位数据大幅提索引可以支持各种查询条件如,,高查询效率范围查询、模糊查询等优化数据库性能提高数据完整性34合理使用索引可以最大限度提索引可以保证数据的唯一性和高数据库的响应速度引用的完整性视图的概念与构建概念理解视图是一种虚拟表它不包含实际的数据而是基于一个或多个基,,表定义的查询结果创建视图可以使用语句创建视图指定列名和基表并定义CREATE VIEW,,视图的查询逻辑视图的优势视图可以简化查询、控制数据访问权限、提高查询性能以及对,基表结构的变更进行封装序列、同义词和簇序列同义词簇Sequence SynonymCluster序列是一种数据库对象用于自动生成连续同义词是一种数据库对象可为其他对象提簇是一种特殊的存储结构将经常一起访问,,,的唯一数值经常用于为表中的主键列提供供别名使数据库结构更加灵活和易于维的数据存储在物理上相邻的数据块中提高,,,值护查询效率数据字典的作用存储元数据提供元数据查询数据字典存储了数据库对象的定允许用户和程序查询和了解数据义和特性如表结构、视图、索引库的组成和结构,等保证数据一致性加强安全管理数据字典确保数据库中的定义和数据字典记录用户权限和访问控属性保持一致避免冲突制增强数据库安全性,,表分区概述表分区是数据库中一项重要的优化技术它通过将物理表划分为多个Oracle逻辑分区，使得系统可以针对特定分区进行查询、更新、备份等操作，大幅提高了数据库的性能和可管理性表分区的基本思想是将一个大表划分为多个小表，每个小表称为一个分区分区表的和操作可以针对某个或某几个分区进行，而不需要对整个表DML DDL进行相关操作这种方式可以大幅提高查询效率和系统管理效率分区表的优势查询性能提升存储管理灵活备份恢复便捷数据维护高效分区表通过将数据划分为更小分区表可以针对不同分区进行分区表可以实现部分备份和部通过独立管理各分区可以有,的独立部分可以大幅提高查单独管理如添加、删除或重分恢复提高数据保护效率并针对性地进行数据维护和优化,,,询效率尤其是针对特定分区新定义分区提高数据库管理缩短恢复时间操作提高整体性能,,,的查询的灵活性分区表的类型散列分区范围分区根据分区键列的数值进行哈希计算，根据分区键列的值域划分数据到不同将数据划分到不同分区适用于大量分区适用于按时间或数值区间进行随机访问的情况查询的场景列表分区复合分区用户手动指定某些值或值列表对应的先进行范围分区，再对每个分区进行分区适用于有明确分区键值的情二级分区组合使用多种分区方式更况灵活分区表维护技术常规维护操作1定期分区合并、拆分、重建索引、收集统计信息等操作可以确保分区表的性能和稳定性自动化维护2利用数据库自动维护功能，如自动分区和自动整理碎片，可以减轻管理员的工作量分区表备份3分区表需要单独备份分区或表空间，可以大大缩短备份时间和恢复时间分区表设计原则业务需求导向性能优化12根据业务特点和需求确定合理选择能够最大化利用分区优势的分区方式和粒度，充分考虑的分区键，提高查询效率和负未来的数据增长趋势载均衡存储管理维护成本34合理规划分区大小和数量，避降低分区表的维护成本，通过免单个分区过大或过小的问自动化脚本实现分区管理和优题化存储结构概述数据库系统的基本存储结构包括数据文件、重做日志和控制文件这三种文件协作实现了数据的持久存储和数据库管理的关键功能数据文件存储用户数据和对象元数据重做日志记录数据变更历史,,控制文件存储数据库的配置信息和结构元数据这些文件共同构成了数据库的逻辑和物理存储架构Oracle表空间与物理文件表空间概述物理数据文件12表空间是逻辑存储单元包含一物理数据文件是存储在操作系,个或多个物理数据文件数据统中的实际文件它们包含表空,库中的所有对象都存储在表空间的数据和元数据数据文件间中是的基本存储单元Oracle表空间类型表空间管理34提供了不同类型的表通过创建、修改和删除表空间Oracle空间如永久表空间、临时表空和数据文件可以灵活管,,DBA间和表空间以满足不理数据库的存储结构Undo,同的数据存储需求数据文件的管理数据库数据存储数据文件管理自动管理机制性能优化数据库的数据存储在称为数据提供了丰富的数据文还提供了一些自动管合理设计和管理数据文件对数Oracle Oracle文件的物理文件中数据文件件管理功能可以创建、扩理数据文件的机制如自动扩据库的性能有重要影响需要,,,用于保存数据表、视图、索引展、重命名和删除数据文件展表空间、自动平衡表空间以考虑磁盘、数据分布、文件,IO等数据库对象的实际数据满足业务发展的需求及自动迁移表空间等降低了碎片化等因素进行优化,人工维护的复杂度重做日志的作用持久性保证事务管理重做日志确保了数据库操作的持重做日志记录了每个事务的变更久性即使在系统故障或断电的情情况可以用于事务的回滚和恢,,况下数据也能恢复到正确的状复,态数据库恢复优化性能在数据库发生故障时重做日志可重做日志的异步写入机制可以提,以用于将数据库恢复到故障发生高数据库的整体性能前的状态控制文件的功能控制文件概况控制文件结构控制文件管理控制文件是数据库中的一种关键文控制文件由多个块组成每个块包含有关数提供了多种工具来管理控制文件如Oracle,Oracle,件它包含有关整个数据库的重要元数据如据库配置、数据文件和日志文件的信息这和管理员可以执行备,,RMAN SQL*Plus,数据库名称、最新备份位置和恢复信息些信息确保数据库可以正常启动和运行份、恢复和重新生成控制文件等操作归档日志的管理定期归档定期将在线的重做日志文件归档到备用存储设备确保数据库恢复所需的完整性,日志管理合理组织归档的日志文件确保备份和恢复时能快速定位和访问所需日志,存储规划根据日志增长速度和数据库备份策略合理规划归档日志的存储空间,备份和恢复概述备份1定期备份数据库以防止数据丢失保护2确保备份存储在安全可靠的位置恢复3在数据丢失或损坏时迅速恢复数据数据库备份与恢复是数据库管理的核心任务之一它确保了数据的安全性与可用性是数据库管理员必须掌握的关键技能合理的备份策略,和恰当的恢复流程可以为企业提供强大的数据保护能力维护数据资产的安全,,全量备份与增量备份全量备份增量备份全量备份是指对整个数据库系统进行一次完整的备份这个备份增量备份是指只备份自上次备份以来发生变化的数据这大大减包含了所有的数据文件、控制文件和日志文件全量备份可以确少了备份所需的时间和存储空间增量备份可以与全量备份配合保在数据库发生灾难性故障时能够完全恢复数据使用实现更灵活的备份策略,在线备份与热备份在线备份在线备份能够在数据库正常运行时进行备份不会中断系统服务可以保证数据的完整性和高,可用性热备份热备份是一种特殊的在线备份方式可以在数据库不停机的情况下进行全量或增量备份不会,影响业务系统的正常运行备份策略制定周密的备份策略很重要包括备份时间、备份周期、备份介质等确保数据安全的同时提,高系统可靠性闪回技术介绍数据回溯无损回滚12闪回技术可以让用户将数据恢复到指定的时间点及时发现闪回操作可以不影响正常数据库操作提供了一种无损回滚,,并纠正数据错误的方式历史记录保存快速恢复34闪回功能会自动保存数据库的历史变更信息为用户提供大相比传统的数据库备份和恢复闪回技术可以更快捷地恢复,,量的数据审计信息到指定时间点数据库恢复过程分析1评估损失程度确定恢复方案,恢复2执行恢复操作还原数据,检查3验证数据完整性确保恢复成功,数据库恢复是一个系统的过程首先需要分析损失程度制定恢复方案然后执行恢复操作通过还原数据来修复数据库最后还需要检查数,,,据完整性确保恢复过程顺利完成每个步骤都很关键缺一不可,,数据库中的并发控制并发访问管理锁机制实现事务隔离级别数据库管理系统能够允许多个用户同时访问数据库通过锁定机制来管理并发访问不同为了在并发控制和性能之间达到平衡数据,,和修改数据这就需要采用并发控制机制来的事务可以共享或互斥地访问数据资源库支持不同的事务隔离级别从而确保数据,,确保数据的完整性和一致性一致性锁机制的实现并发控制机制不同类型的锁采用锁定机制来实现并发提供了多种类型的锁如共Oracle Oracle,控制保证数据的一致性和完整享锁、排他锁、意向锁等用于不,,性同的操作需求锁定粒度死锁检测与处理可以在不同粒度上实施锁会自动检测并处理死锁情Oracle Oracle定如行级锁、表级锁、段级锁等况确保数据操作的正确性和高效,,,以平衡性能和并发度性事务的属性ACID原子性（）一致性（）Atomicity Consistency事务要么完全执行，要么完全不事务必须使数据库从一个一致性执行一个事务中的所有操作要状态转变到另一个一致性状态么全部完成，要么全部不执行隔离性（）持久性（）Isolation Durability多个事务并发执行时，每个事务一个事务一旦提交，它对数据库都不受其他事务的影响事务之的改变就是永久性的，即便出现间是相互独立的系统故障也不会丢失事务隔离级别隔离级别概述读已提交隔离级别可重复读隔离级别串行化隔离级别隔离级别决定了事务可能遭遇在此级别下事务只能读取已被在此级别下事务可以多次读取在此级别下事务会被完全串行,,,的异常情况以及数据一致性的提交的数据可避免脏读问题但同一范围的数据而得到相同的化执行可避免所有的异常情况,,,,程度从最高到最低依次为可能出现不可重复读和幻读问结果可避免不可重复读问题但但会降低并发性和系统吞吐,,串行化、可重复读、读已提交题仍可能出现幻读问题量和读未提交死锁检测与处理死锁检测通过定期检查系统中存在的死锁环来及时发现死锁死锁预防采取适当的资源申请策略如银行家算法来避免死锁的发生,死锁恢复通过回滚、杀死线程等方式中断死锁环来解决死锁问题,。