[Oracle] 逻辑结构实验与总结

一. 逻辑体系结构图

　　

二. 逻辑结构图组成介绍

　　从上表可以看出，一个数据库是由多个表空间（tablespace）组成，一个表空间又由多个段（segment）组成，一个段又由多个区（extent）组成，一个区则由多个块（block）组成。

　　一个数据库中，UNDO和SYSTEM表空间是必须存在的。

　　举个例子：

　　话说张三是大坝县的一个农民，每年秋收的稻谷都必须放到县里的粮仓里统一管理。跟他一同去的还有李四、王五等以种稻谷为主的农民。

　　刚开始的时候县里粮仓给他分配了一块5㎡的地方（block块）给他存放。后来不够用了，他又向管粮仓的领导申请了5㎡。谁知道今年大丰收，这10㎡的地方根本就不够他用，下次又申请了5㎡。这三两天就要了几次地方放稻谷，领导觉得烦了，这样下去岂不把我忙死？于是领导批准张三可以一次性申请90㎡（extent区），这样的话张三就可以少去烦领导要地方放稻谷了。可是随着张三的地一年一年地增多，收获的稻子也一年比一年多，90㎡也不够他用了，于是他再向领导申请，但这次他轻松多了，只去了一次，90㎡就到手了。。。但是很快，张三的业务发展迅速，已经不止种稻谷了，还种了苹果！他又用同样的方式申请了一块90㎡的地方放苹果，再下一年业务增加了种植菠萝。。。就这样一直发展，张三靠起家了，他这次真正的大丰收，县里的粮仓给他分配的地方又不够用了，张三就直接把整个粮仓（segment段）买了下来，正好储备所有的农作物。但第二年，张三已经发展到养殖业了，于是直接在旁边自己建了几个仓库，并且给这些仓库（包括之前的粮仓）起了个名字，张生仓库（tablespace）。

　　而李四、王五也几乎同时，也跟张三一样发家致富，各自也建了自己的仓库，李生仓库（tablespace1）、王生仓库（tablespace2）。。。

　　他们几十个发家致富的农民的仓库共同组成了大坝县的粮食仓库（database）。

三. 实践出真知 ([x] - 2015/12/30)

实验一：创建测试表TEST_A，插入数据并查看数据块分布情况。

实验过程：

 -- 1.创建一个有1000条记录的表
 CREATE TABLE TEST_A AS SELECT * FROM dba_objects do WHERE rownum<=1000;

 -- 2.查看表中的数据块存储位置
 SELECT a.ROWID ,b.file_name ,dbms_rowid.rowid_block_number(a.rowid) block_number,
   dbms_rowid.rowid_row_number(a.rowid) row_number
     FROM test_a a ,dba_data_files b
   WHERE b.file_id=dbms_rowid.rowid_to_absolute_fno(a.rowid,user,'TEST_A');

 -- 3.查看每个数据块分布情况（每个实验都用到此SQL）
 SELECT dbms_rowid.rowid_block_number(a.rowid) as block_number,count(*) AS record FROM test_a a ,dba_data_files b
   WHERE b.file_id=dbms_rowid.rowid_to_absolute_fno(a.rowid,user,'TEST_A')
   GROUP BY rollup(dbms_rowid.rowid_block_number(a.rowid));

数据块位置结果（样本）：

....

数据块分布情况统计：

-----数据块-----   ----数据行数---

         

实验结论：当我们在数据库中创建表时，系统会自动分配连续的N块数据块存放数据，由于块大小固定，插入数据时，每个块里面有大致相当的数据量，因为具体每行数据字节数都会不一样，所以块存储的数据量大致一样。

实验二：在实验一基础上删除数据再重新查询数据在块中的分布情况

实验过程：

 -- 4.删除表TEST_A在数据块931中的数据
 DELETE FROM TEST_A a WHERE
 dbms_rowid.rowid_block_number(a.rowid)=931;

删除后数据块分布情况：

-----数据块-----   ----数据行数---

      

插入数据，再观察块中数据量分布情况：

 -- 5.插入数据，再观察数据分布情况
 INSERT INTO TEST_A SELECT * FROM dba_objects do WHERE rownum<=80;

-----数据块-----   ----数据行数---

    

实验结论： 删除表数据时，之前数据库向系统申请的数据块空间并不会一同删除。而当我们再次插入数据的时候，会优先填补之前为此表分配过的块，如空间不够再扩展。

实验三： 创建表TEST_B，跟TEST_A一样的数据。

实验过程：

 -- 1.创建一个有1000条记录的表
 CREATE TABLE TEST_B AS SELECT * FROM dba_objects do WHERE rownum<=1000;
 -- 2.查看每个数据块分布情况
 SELECT  dbms_rowid.rowid_block_number(a.rowid) as block_number,count(*) AS record FROM test_b a ,dba_data_files b
   WHERE b.file_id=dbms_rowid.rowid_to_absolute_fno(a.rowid,user,'TEST_B')
   GROUP BY rollup(dbms_rowid.rowid_block_number(a.rowid));

-----数据块-----   ----数据行数---

       

实验总结：

1. 创建新表会分配新块。

2. 留意TEST_A，创建后终结块号为943，而在创建TEST_B的时候开始块号已经是947，中间的一段944~946去了哪？答案体现在对区（EXTEND）的理解上了，区是系统分配的最少单位（虽然块是最小存储单位），所以可以推测944~946块也是分配给了TEST_A。

四. 总结

　　对于我们在数据库里新建数据库（database），在数据库中建立多个表空间（tablespace），在每个表空间内建表。例如我们可以分配多个用户，在user1用户下建立table1，table2,user2下建立table3，table4，user1、user2就等于不同的表空间，table1、table2是建立在表空间下的不同段（segment），而每张表的每个数据就是块（block），一列数据可看做一个区（extent），区满了之后不断扩展就组成了表。