Oracle 12c数据库基础教程-Oracle 12c数据库简介
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用于事务的回滚和撤销的表空间
用于存储数据库的临时表
用于存储用户的私有数据
使用本地位图来管理的表空间。所有表空间（包括系统表空间 ）都可以实现本地管理
大文件表空间
大文件表空间中可以包含一个单独的大文件，而不是若干 个小文件。这使得Oracle数据库可以应用于64位操作系统 ，创建和管理大型文件。大文件表空间可以使数据文件完 全透明，即可以直接对表空间进行操作而不考虑底层的数 据文件。 使用大文件表空间可以使表空间成为磁盘空间管理、备份 和恢复等操作的主要单元，同时简化了对数据文件的管理 。因为大文件表空间中只能包含一个大文件，所以不需要 考虑增加数据文件和处理多个文件的开销。
知识要点
Oracle 12c产品系列 Oracle 12c数据库系统的体系结构 发送模板消息
1.1 Oracle 12c产品系列
版本
支持硬件情况
Hale Waihona Puke 企业版（Enterprise Edition）
可在无插槽限制的单一和集群服务器上使用。它可以为关键型事务应 用程序和查询密集型数据仓库提供高效、可靠且安全的数据管理
（3）SYSAUX表空间
数据库组件将SYSAUX表空间作为存储数据的默 认位置，因此当数据库创建或升级时，SYSAUX表 空间会自动创建。使用SYSAUX表空间可以减少默 认创建表空间的数量，在进行普通的数据库操作 时，Oracle数据库服务器不允许删除SYSAUX表空 间，也不能对其进行改名操作。
（7）表空间和方案的关系
同一方案中的对象可以存储在不同的表空间中； 表空间可以存储不同方案中的对象。
数据库
系统表空间（System Tablespace）
用户表空间（USERS Tablespace）
DATA1.ORA 1MB
DATA2.ORA 1MB
DATA3.ORA 4MB
（8）数据库、表空间和数据文件的关系
说明 用于存储实例表数据。创建数据库时，如果创建实例方案，则 会创建示例表空间
它只能包含一个大文件，但文件大小可以达到4GB个数据块
Oracle数据库必须具备的部分。用于存放表空间名称、表空间 所包含的数据文件等管理数据库自身所需要的信息 系统表空间的辅助表空间，它包含一些以前位于system表空间 中的对象，并且集中存储支持oracle特性的对象（例如 LogMiner、UltraSearch和DataMining）。数据库组件将 SYSAUX表空间作为存储数据的默认位置
1.2.1 Oracle 12c体系结构概述
用户 1
用户 2
多用户网络环境
用户 3
用户 4
用户……
用户 n
逻辑单元 1
逻辑单元 2
逻辑结构 逻辑单元……
逻辑单元 n
文件 1
文件 2
物理结构
文件 3
文件 4
文件……
文件 n
1.2.2 网格结构
虚拟（Virtualization）：相互独立的资源（如计
回滚段用于存放数据修改之前的值（包括数据修改之前的位置和值） 。一个事务只能使用一个回滚段来存放它的回滚信息，而一个回滚段 可以存放多个事务的回滚信息。回滚段中的信息将在数据库恢复过程 中使用到
4．区间（Extent）
区间是数据库存储空间中分配的一个逻辑 单元，由一组相邻的数据块组成，它是 Oracle分配磁盘空间的最小单位。 MINEXTENTS定义了段中所能包含的最小区 间数量，在创建段时，它所包含的区间数 量只能为MINEXTENTS。随着段中数据的增 加，区间数量也可以不断增加，但不能超 过MAXEXTENTS中定义的数量，否则会出现 错误。
视图
虚拟的表，它在物理上并不存在。视图可以把表或其他视图的数据按照一定的条件组合起 来，所以也可以把它看成是一个存储的查询。视图并不包含数据，它只是从基表中读 取数据。例如，在图1.4所示的表Employee中，只读取姓名和年龄，就是一个视图
索引
与表相关联的可选结构。创建索引可 以提高读取数据的效率。索引的功能 类似于书的目录，读者可以通过目录 很快地在书中找到需要的内容， Oracle索引提供对表数据的访问路径 ，从而使用户能够快速定位指定的信 息。
同一方案中的对象可以存储在不同的表空间中； 表空间可以存储不同方案中的对象。
数据库
系统表空间（System Tablespace）
用户表空间（USERS Tablespace）
DATA1.ORA 1MB
DATA2.ORA 1MB
DATA3.ORA 4MB
（9）临时表空间组
临时表空间组允许用户使用多个表空间中的临时空间，它 具有以下特性： 一个临时表空间组中至少包含一个表空间，但并没
算机、磁盘、应用程序组件和信息资源等）按照类型 组织在一个池中，供用户使用。这种方式打破了资源 提供者和用户之间的硬编码联系，系统可以根据特定 的需要自动准备资源，而用户不需要了解整个过程。 提供（Provisioning）：用户通过虚拟层申请资源 ，由系统来决定如何满足用户的特定需求，从而对系 统进行整体的优化。网格计算模型将IT资源集合看作 是一个独立的池，为了同时定位大型系统和各类分散 资源中存在的问题，网格计算会在集中资源管理和灵 活独立的资源控制之间实现最佳平衡。网格资源管理 包括以下内容。
可以在一个并行操作中有效地利用多个临时表空 间；
一个用户在不同会话中可以同时使用多个临时表 空间。
3．段（Segment）
段类型 数据段 索引段 临时段
回滚段
说明
每个不在簇中的表都有一个数据段。表中的所有数据都存储在数据段 的区间中。每个簇都有一个数据段，簇中每个表的数据都存储在簇的 数据段中。簇由共享相同数据块的多个表组成，具体情况将在第7章 中介绍 每个索引都有一个索引段，存储所有的索引数据 当执行SQL语句需要临时工作区时，Oracle 将创建临时段。执行完毕 后，临时段的区间将被系统回收，以备需要时分配使用
标准版（Standard Edition） 可在最多总共有4个插槽的单一或集群服务器上使用
标准版1（Standard Edition One）
在最多有 2 个插槽的单一服务器上为工作组、部门和 Web 应用程序提 供数据库服务
1.2 Oracle 12c数据库系统的体系结构
1.2.1 Oracle 12c体系结构概述 1.2.2 网格结构 1.2.3 Oracle大数据解决方案 1.2.4 数据库逻辑结构 1.2.5 数据库物理结构 1.2.6 数据库实例 1.2.7 内部存储结构 1.2.8 进程结构 1.2.9 应用程序结构 1.2.10 Oracle数据库用户概述 1.2.11 多租用户（Multitenant Environment）体系结 构
簇
有些表共享公共的列，并经常被同时访问 ，为了提高数据存取的效率，把这些表在 物理上存储在一起，得到的表的组合就是 簇。与索引相似，簇并不影响应用程序的 设计。用户和应用程序并不关心表是否是 簇的一部分，因为无论表在不在簇中，访 问表的SQL语句都是一样的。
2．表空间（Tablespace）
数据库可以划分为若干的逻辑存储单 元，这些存储单元被称为表空间。 每个数据库都至少有一个系统表空 间（称为SYSTEM表空间）。在创建 表时，需要定义保存表的表空间。
物理结构由构成数据库的操作系统文件 所决定。每个Oracle数据库都由3种类型 的文件组成，即数据文件、日志文件和 控制文件。这些数据库文件为数据库信 息提供真正的物理存储。
1．控制文件
每个Oracle数据库有一个控制文件，记录数据 库的物理结构。控制文件包含数据库名、数据 库数据文件和日志文件的名字、位置和数据库 建立日期等信息。 数据库的控制文件用于标识数据库和日志文件 ，当开始数据库操作时它们必须被打开。当数 据库的物理组成更改时，Oracle自动更改该数 据库的控制文件。数据恢复时，也要使用控制 文件。 当数据库打开时，Oracle数据库服务器必须可 以写控制文件。没有控制文件，数据库将无法 装载，恢复数据库也很困难。
有限制它最多包含多少个表空间； 它共享临时表空间的命名空间，因此它的名字与任
何表空间都不能重复； 如果删除了临时表空间组中的所有成员表空间，则
该组也将被自动删除；
与使用普通表空间相比，使用临时表空间组的 好处如下
在使用SELECT语句查询数据库时，可以使用多个 临时表空间进行排序操作，避免出现临时表空间不 足的问题；
5．数据块（Data Block）
数据块是Oracle管理数据库存 储空间的最小数据存储单位。 一个数据块对应磁盘上一定数 量的数据库空间，标准的数据 块大小由初始参数 DB_BLOCK_SIZE指定。因此，数 据块既是逻辑单位，也是物理 单位。
公共的变长头 表目录 行目录 空闲空间
行数据
1.2.5 数据库物理结构
（6）在线和离线表空间
除了SYSTEM表空间外，数据库管理员可以将其他任何表空 间设置为在线（Online）和离线（Offline）状态。无论 数据库是否被打开，都可以设置表空间的在线和离线状态 。当数据库打开后，SYSTEM表空间必须始终在线，因为数 据字典必须一直有效。 表空间通常都是在线的，这样表空间中的数据就可以对数 据库用户有效。但是在备份、恢复和维护数据库时，数据 库管理员可以将表空间设置为离线。当表空间处于离线状 态时，Oracle不允许任何SQL语句访问表空间中的数据。
基础资源：构成数据存储和程序执行环境的 软件和硬件。硬件资源包括磁盘、处理器、内 存和网络等，软件则包括数据库、存储管理、 系统管理、应用服务器和操作系统等。通过扩 展多个计算机的计算能力以及多个磁盘或磁盘 组的存储能力，可以排除单个资源故障所造成 的影响，保障系统安全有效地运行。
应用程序：业务逻辑和处理流程的编码。
（2）SYSTEM表空间
每个Oracle数据库都包含一个SYSTEM表空间，当数据 库创建时，SYSTEM表空间会自动创建。当数据库打开 时，SYSTEM表空间始终在线。
SYSTEM表空间中包含整个数据库的数据字典表，另外 PL/SQL中的一些程序单元（如存储过程、函数、包和 触发器等）也保存在SYSTEM表空间中。PL/SQL是 Oracle提供的数据库访问语言
1.2.4 数据库逻辑结构
1．方案
方案是一组数据库对象的集合。在创建用户的时 候，会同时生成一个与用户同名的方案，此方案 归同名用户所有。方案对象直接处理数据库数据 的逻辑结构，例如表（Table）、视图（View） 、索引（Index）和簇（Clusters）等。
表
数据库中最常用的数据存储单元，它包括所有用 户可以访问的数据。作为关系型数据库，Oracle 表由行和列组成
（4）Undo表空间
每个数据库中都可以包含多个undo表空间。在自动撤销管理模式中 ，每个Oracle实例都指定了一个（且只有一个）undo表空间。撤销 的数据在undo表空间中使用undo区间来管理，undo区间由Oracle自 动创建并维护。
（5）临时表空间
如果系统表空间是本地的，则在创建数据库时至 少要创建一个默认的临时表空间。如果删除所有 的临时表空间，则SYSTEM表空间将被用作临时表 空间。
Oracle 12c包含如下几种表空间
Oracle表空间
表空间
示例表空间（Example Tablespace） 大文件表空间（Bigfile Tablespaces） 系统表空间（SYSTEM Tablespace）
辅助表空间（SYSAUX Tablespace）
还原表空间（Undo Tablespace ） 临时表空间（Temporary Tablespace） 用户表空间（Users Tablespace ） 本地管理表空间（Locally Managed Tablespaces）
Oracle 12c数据库基础教程（第3版）
授课教师： 职务：
第1章 Oracle 12c简介
学前提示
Oracle 12c是当前最 流行的大型关系数据 库之一，支持包括64 位Windows、Oracle Solaris、Oracle Solaris、 HP-UX Itanium、AIX和Linux 等多种操作系统，拥 有广泛的用户和大量 的应用案例。本章介 绍Oracle 12c数据库 的版本信息、产品组 成以及体系结构等， 为管理Oracle 12c奠 定基础。
信息：用户需要的数据。信息可能保存在数 据库或文件系统中，也可能以邮件格式或应用 程序自定义格式保存。
Oracle 的网格计算能力如下
服务器虚拟（Server Virtualization） 存储虚拟（Storage Virtualization） 网格管理
1.2.3 Oracle大数据解决方案
用于存储数据库的临时表
用于存储用户的私有数据
使用本地位图来管理的表空间。所有表空间（包括系统表空间 ）都可以实现本地管理
大文件表空间
大文件表空间中可以包含一个单独的大文件，而不是若干 个小文件。这使得Oracle数据库可以应用于64位操作系统 ，创建和管理大型文件。大文件表空间可以使数据文件完 全透明，即可以直接对表空间进行操作而不考虑底层的数 据文件。 使用大文件表空间可以使表空间成为磁盘空间管理、备份 和恢复等操作的主要单元，同时简化了对数据文件的管理 。因为大文件表空间中只能包含一个大文件，所以不需要 考虑增加数据文件和处理多个文件的开销。
知识要点
Oracle 12c产品系列 Oracle 12c数据库系统的体系结构 发送模板消息
1.1 Oracle 12c产品系列
版本
支持硬件情况
Hale Waihona Puke 企业版（Enterprise Edition）
可在无插槽限制的单一和集群服务器上使用。它可以为关键型事务应 用程序和查询密集型数据仓库提供高效、可靠且安全的数据管理
（3）SYSAUX表空间
数据库组件将SYSAUX表空间作为存储数据的默 认位置，因此当数据库创建或升级时，SYSAUX表 空间会自动创建。使用SYSAUX表空间可以减少默 认创建表空间的数量，在进行普通的数据库操作 时，Oracle数据库服务器不允许删除SYSAUX表空 间，也不能对其进行改名操作。
（7）表空间和方案的关系
同一方案中的对象可以存储在不同的表空间中； 表空间可以存储不同方案中的对象。
数据库
系统表空间（System Tablespace）
用户表空间（USERS Tablespace）
DATA1.ORA 1MB
DATA2.ORA 1MB
DATA3.ORA 4MB
（8）数据库、表空间和数据文件的关系
说明 用于存储实例表数据。创建数据库时，如果创建实例方案，则 会创建示例表空间
它只能包含一个大文件，但文件大小可以达到4GB个数据块
Oracle数据库必须具备的部分。用于存放表空间名称、表空间 所包含的数据文件等管理数据库自身所需要的信息 系统表空间的辅助表空间，它包含一些以前位于system表空间 中的对象，并且集中存储支持oracle特性的对象（例如 LogMiner、UltraSearch和DataMining）。数据库组件将 SYSAUX表空间作为存储数据的默认位置
1.2.1 Oracle 12c体系结构概述
用户 1
用户 2
多用户网络环境
用户 3
用户 4
用户……
用户 n
逻辑单元 1
逻辑单元 2
逻辑结构 逻辑单元……
逻辑单元 n
文件 1
文件 2
物理结构
文件 3
文件 4
文件……
文件 n
1.2.2 网格结构
虚拟（Virtualization）：相互独立的资源（如计
回滚段用于存放数据修改之前的值（包括数据修改之前的位置和值） 。一个事务只能使用一个回滚段来存放它的回滚信息，而一个回滚段 可以存放多个事务的回滚信息。回滚段中的信息将在数据库恢复过程 中使用到
4．区间（Extent）
区间是数据库存储空间中分配的一个逻辑 单元，由一组相邻的数据块组成，它是 Oracle分配磁盘空间的最小单位。 MINEXTENTS定义了段中所能包含的最小区 间数量，在创建段时，它所包含的区间数 量只能为MINEXTENTS。随着段中数据的增 加，区间数量也可以不断增加，但不能超 过MAXEXTENTS中定义的数量，否则会出现 错误。
视图
虚拟的表，它在物理上并不存在。视图可以把表或其他视图的数据按照一定的条件组合起 来，所以也可以把它看成是一个存储的查询。视图并不包含数据，它只是从基表中读 取数据。例如，在图1.4所示的表Employee中，只读取姓名和年龄，就是一个视图
索引
与表相关联的可选结构。创建索引可 以提高读取数据的效率。索引的功能 类似于书的目录，读者可以通过目录 很快地在书中找到需要的内容， Oracle索引提供对表数据的访问路径 ，从而使用户能够快速定位指定的信 息。
同一方案中的对象可以存储在不同的表空间中； 表空间可以存储不同方案中的对象。
数据库
系统表空间（System Tablespace）
用户表空间（USERS Tablespace）
DATA1.ORA 1MB
DATA2.ORA 1MB
DATA3.ORA 4MB
（9）临时表空间组
临时表空间组允许用户使用多个表空间中的临时空间，它 具有以下特性： 一个临时表空间组中至少包含一个表空间，但并没
算机、磁盘、应用程序组件和信息资源等）按照类型 组织在一个池中，供用户使用。这种方式打破了资源 提供者和用户之间的硬编码联系，系统可以根据特定 的需要自动准备资源，而用户不需要了解整个过程。 提供（Provisioning）：用户通过虚拟层申请资源 ，由系统来决定如何满足用户的特定需求，从而对系 统进行整体的优化。网格计算模型将IT资源集合看作 是一个独立的池，为了同时定位大型系统和各类分散 资源中存在的问题，网格计算会在集中资源管理和灵 活独立的资源控制之间实现最佳平衡。网格资源管理 包括以下内容。
可以在一个并行操作中有效地利用多个临时表空 间；
一个用户在不同会话中可以同时使用多个临时表 空间。
3．段（Segment）
段类型 数据段 索引段 临时段
回滚段
说明
每个不在簇中的表都有一个数据段。表中的所有数据都存储在数据段 的区间中。每个簇都有一个数据段，簇中每个表的数据都存储在簇的 数据段中。簇由共享相同数据块的多个表组成，具体情况将在第7章 中介绍 每个索引都有一个索引段，存储所有的索引数据 当执行SQL语句需要临时工作区时，Oracle 将创建临时段。执行完毕 后，临时段的区间将被系统回收，以备需要时分配使用
标准版（Standard Edition） 可在最多总共有4个插槽的单一或集群服务器上使用
标准版1（Standard Edition One）
在最多有 2 个插槽的单一服务器上为工作组、部门和 Web 应用程序提 供数据库服务
1.2 Oracle 12c数据库系统的体系结构
1.2.1 Oracle 12c体系结构概述 1.2.2 网格结构 1.2.3 Oracle大数据解决方案 1.2.4 数据库逻辑结构 1.2.5 数据库物理结构 1.2.6 数据库实例 1.2.7 内部存储结构 1.2.8 进程结构 1.2.9 应用程序结构 1.2.10 Oracle数据库用户概述 1.2.11 多租用户（Multitenant Environment）体系结 构
簇
有些表共享公共的列，并经常被同时访问 ，为了提高数据存取的效率，把这些表在 物理上存储在一起，得到的表的组合就是 簇。与索引相似，簇并不影响应用程序的 设计。用户和应用程序并不关心表是否是 簇的一部分，因为无论表在不在簇中，访 问表的SQL语句都是一样的。
2．表空间（Tablespace）
数据库可以划分为若干的逻辑存储单 元，这些存储单元被称为表空间。 每个数据库都至少有一个系统表空 间（称为SYSTEM表空间）。在创建 表时，需要定义保存表的表空间。
物理结构由构成数据库的操作系统文件 所决定。每个Oracle数据库都由3种类型 的文件组成，即数据文件、日志文件和 控制文件。这些数据库文件为数据库信 息提供真正的物理存储。
1．控制文件
每个Oracle数据库有一个控制文件，记录数据 库的物理结构。控制文件包含数据库名、数据 库数据文件和日志文件的名字、位置和数据库 建立日期等信息。 数据库的控制文件用于标识数据库和日志文件 ，当开始数据库操作时它们必须被打开。当数 据库的物理组成更改时，Oracle自动更改该数 据库的控制文件。数据恢复时，也要使用控制 文件。 当数据库打开时，Oracle数据库服务器必须可 以写控制文件。没有控制文件，数据库将无法 装载，恢复数据库也很困难。
有限制它最多包含多少个表空间； 它共享临时表空间的命名空间，因此它的名字与任
何表空间都不能重复； 如果删除了临时表空间组中的所有成员表空间，则
该组也将被自动删除；
与使用普通表空间相比，使用临时表空间组的 好处如下
在使用SELECT语句查询数据库时，可以使用多个 临时表空间进行排序操作，避免出现临时表空间不 足的问题；
5．数据块（Data Block）
数据块是Oracle管理数据库存 储空间的最小数据存储单位。 一个数据块对应磁盘上一定数 量的数据库空间，标准的数据 块大小由初始参数 DB_BLOCK_SIZE指定。因此，数 据块既是逻辑单位，也是物理 单位。
公共的变长头 表目录 行目录 空闲空间
行数据
1.2.5 数据库物理结构
（6）在线和离线表空间
除了SYSTEM表空间外，数据库管理员可以将其他任何表空 间设置为在线（Online）和离线（Offline）状态。无论 数据库是否被打开，都可以设置表空间的在线和离线状态 。当数据库打开后，SYSTEM表空间必须始终在线，因为数 据字典必须一直有效。 表空间通常都是在线的，这样表空间中的数据就可以对数 据库用户有效。但是在备份、恢复和维护数据库时，数据 库管理员可以将表空间设置为离线。当表空间处于离线状 态时，Oracle不允许任何SQL语句访问表空间中的数据。
基础资源：构成数据存储和程序执行环境的 软件和硬件。硬件资源包括磁盘、处理器、内 存和网络等，软件则包括数据库、存储管理、 系统管理、应用服务器和操作系统等。通过扩 展多个计算机的计算能力以及多个磁盘或磁盘 组的存储能力，可以排除单个资源故障所造成 的影响，保障系统安全有效地运行。
应用程序：业务逻辑和处理流程的编码。
（2）SYSTEM表空间
每个Oracle数据库都包含一个SYSTEM表空间，当数据 库创建时，SYSTEM表空间会自动创建。当数据库打开 时，SYSTEM表空间始终在线。
SYSTEM表空间中包含整个数据库的数据字典表，另外 PL/SQL中的一些程序单元（如存储过程、函数、包和 触发器等）也保存在SYSTEM表空间中。PL/SQL是 Oracle提供的数据库访问语言
1.2.4 数据库逻辑结构
1．方案
方案是一组数据库对象的集合。在创建用户的时 候，会同时生成一个与用户同名的方案，此方案 归同名用户所有。方案对象直接处理数据库数据 的逻辑结构，例如表（Table）、视图（View） 、索引（Index）和簇（Clusters）等。
表
数据库中最常用的数据存储单元，它包括所有用 户可以访问的数据。作为关系型数据库，Oracle 表由行和列组成
（4）Undo表空间
每个数据库中都可以包含多个undo表空间。在自动撤销管理模式中 ，每个Oracle实例都指定了一个（且只有一个）undo表空间。撤销 的数据在undo表空间中使用undo区间来管理，undo区间由Oracle自 动创建并维护。
（5）临时表空间
如果系统表空间是本地的，则在创建数据库时至 少要创建一个默认的临时表空间。如果删除所有 的临时表空间，则SYSTEM表空间将被用作临时表 空间。
Oracle 12c包含如下几种表空间
Oracle表空间
表空间
示例表空间（Example Tablespace） 大文件表空间（Bigfile Tablespaces） 系统表空间（SYSTEM Tablespace）
辅助表空间（SYSAUX Tablespace）
还原表空间（Undo Tablespace ） 临时表空间（Temporary Tablespace） 用户表空间（Users Tablespace ） 本地管理表空间（Locally Managed Tablespaces）
Oracle 12c数据库基础教程（第3版）
授课教师： 职务：
第1章 Oracle 12c简介
学前提示
Oracle 12c是当前最 流行的大型关系数据 库之一，支持包括64 位Windows、Oracle Solaris、Oracle Solaris、 HP-UX Itanium、AIX和Linux 等多种操作系统，拥 有广泛的用户和大量 的应用案例。本章介 绍Oracle 12c数据库 的版本信息、产品组 成以及体系结构等， 为管理Oracle 12c奠 定基础。
信息：用户需要的数据。信息可能保存在数 据库或文件系统中，也可能以邮件格式或应用 程序自定义格式保存。
Oracle 的网格计算能力如下
服务器虚拟（Server Virtualization） 存储虚拟（Storage Virtualization） 网格管理
1.2.3 Oracle大数据解决方案