ORACLE数据库系统原理底层存储.ppt

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1、知识回顾一个数据块不能跨越多个文件。数据块是Oracle数据库由块头，表目录区，行目录区，行数据，可用空间区组成，一个数据行可以跨多个数据块。区：是一组连续的数据块。当一个表、回滚段或临时段创建或需要附加空间时，系统总是为之分配一个新的数据区。一个数据区不能跨越多个文件，使用区的目的是用来保存特定数据类型的数据，也是表中数据增长的基本单位。在Oracle段内包含的数据区可以不连续，并且可以跨越多个文件。使用段的目的是用来保存特定对象。段是对象在数据库中占用的空间，虽然段和数据库对象是一一对应的，但段是从数据库存储的角度来看的。一个

2、段只能属于一个表空间，当然一个表空间可以有多个段。如表段、索引段、回滚段、临时段数据库是大量、持久数据的集合采用多级存储器，用的最多的辅存是磁盘计算机系统中的数据存储是按照层次组织的。顶层是主存储器，它是由高速缓存储器和主存组合，提供数据的快速访问；接下来是第二级存储器，它是由磁盘等较慢的设备组成；与同样数量的磁盘相比，主存的价格昂贵得多。因为数据库需要存储大量的数据，所以像磁盘这样较慢的存储设备在数据库系统中具有重要地位。主要的存储介质有：CPU高速缓存主存（内存）磁盘主存储器第二级存储器存储层次1.高速缓存高速缓a冲存储器是最

3、快最昂贵的存储介质。高速缓冲存储器一般很小，它的使用由操作系统来管理。在数据库系统中，我们将不考虑高速缓冲存储器的存储管理。2.主存主存又称内存或主存储器，用于存放可被处理的数据，它是计算机机器指令执行操作的地方。由于其存储量相对较小、成本高、存储时间短，而且发生电源故障或者系统崩溃时，里面的内容一般会丢失，因此它在数据库中仅作为数据存储的辅助实体，如作为工作区（workarea）(数据加工区)、缓冲区（bufferarea）(磁盘与主存的交换区)等。磁盘磁盘存储器又称二级存储器或次级存储器。由于它存储量大（一般以GB为单位），能

4、长期保存又有一定的存取速度且价格合理，因此早已成为数据库真正存放数据的物理实体。通常整个数据库都存储在磁盘上。为了能够访问到数据，必须将数据从磁盘移到主存储器。完成操作后，被修改的数据必须写回磁盘。磁盘存储器为直接存取存储器，因为在磁盘上可以按任意顺序读取数据（与顺序存取的存储器不同）。在发生电源故障或者系统崩溃时，磁盘存储器不会丢失数据。磁盘存储器由磁盘盘片与磁盘驱动器两部分组成。1.磁盘盘片磁盘盘片是一种扁平的圆盘。它的两个表面都覆盖着磁性物质，信息就记录在表面上。盘片由硬金属或玻璃制成，被磁性物质覆盖（通常是两面）。盘片的表

5、面被逻辑地划分为磁道(track)，磁道又被划分为扇区（sector），它又称磁盘块（block），磁盘块是从磁盘读出和写入信息的最小单位。根据磁盘的不同类型，一个扇区的大小可从32~4096字节不等，但通常是512字节。每个磁道有4~32个扇区，每个盘片表面有20~1500个磁道。一个磁盘存储器往往由若干个盘片（6~11片）组成一个盘片组，固定在一个主轴上，以每个盘片磁道为注视点可以构成一个无形的同心圆柱体，从内到外层层相套。每个圆柱体从上到下有若干个磁道围绕其上。2.磁盘驱动器磁盘驱动器由活动臂、读写头等组成。每个盘面有两个臂

6、，分别对应上、下两面，每个臂的尽头是一个读/写头（或称磁头），用它可以读取（或写入）盘片中的数据。一个由n个磁盘片所组成的盘片组对应有2n个活动臂，它们组合在一起构成臂组合件，这种组合件可以自由伸缩活动，它以磁道为单位向前推进或向后退缩，用它可以对磁道定位，由于它是组合方式以全体活动臂为单位作进退，因此它的推进或后退实际上是对圆柱体定位。3.磁盘存储器一个磁盘存储器是由盘片组以及磁盘驱动器组成，其中盘片组以轴为核心作不间断的旋转，速度以60、90、120或150转不等，而活动臂组合件则以圆柱体为单位做前进或后退操作。这样，一个磁盘

7、存储器上的任何一个磁盘块都可由下面三个部分定位。（1）圆柱体号：确定圆柱体（由活动臂移动定位）。（2）读/写头号：确定圆柱体中磁道（由选择组合件中活动臂定位）。（3）磁盘块号：确定磁道中的盘块号（由盘片组旋转定位）。4.磁盘存储器的I/O操作为进行有效管理，系统对磁盘作统一编址，编址按圆柱体号、磁道号及盘块号编码，编码规则如下：（1）圆柱体号：设有n个圆柱体，则编号自柱面的外层至内层，从0~n-1。（2）磁道号：设一个圆柱体有m个磁道，则磁道号统一编码从上到下顺序编号，从0~nm-1个。（3）磁盘块号：设一个磁道有r个盘块，则磁盘

8、块号也是统一编码，从0~nmr-1个。磁盘在投入使用前都要进行格式化，目的是在各盘块的头部加注该块地址，包括该块所在的圆柱体号，读/写头号，盘块号以及某些状态标志。在具体操作时用户给出磁盘地址，此时活动臂组合件作机械运动并定位于指定圆柱体，同时系统