物理存储结构是指从物理角度分析数据库的构成,即Oracle数据库创建后所使用的操作系统文件。从物理存储结构上分析:每一个Oracle数据库是主要由三种类型的文件组成:数据文件、日志文件和控制文件,另外还包括一些参数文件。其中:数据文件的扩展名为.DBF;日志文件的扩展名为.LOG;控制文件的扩展名为.CTL。
1 数据文件
数据文件(Data File)用于存储数据库数据的文件,如表中的记录,索引,数据字典信息等都存储于数据文件中。在存取数据时,Oracle数据库系统首先从数据文件中读取数据,并存储在内存中的数据缓冲区中。当用户查询数据时,如果所要查询的数据不在数据缓冲区中,则这时Oracle数据库进行启动相应的进程从数据文件中读取数据,并保存到数据缓冲区中。当用用户修改数据时,用户对数据的修改保存在数据缓冲区中,然后由Oracle的相应后台进程将数据写入到数据文件中。这样的存取方式减少了磁盘的I/O操作,提高了系统的响应性能。
一个Oracle数据库往往有多个数据文件。这里需要注意的是:当向Oracle数据库中某个表添加数据时,输入到表中的数据可能包含在一个数据文件中,也可能包含在多个数据文件中。换句说话,当在Oracle数据库为中创建一个表时,Oracle数据库系统不会为此在磁盘在上创建一个数据文件。要了解数据库中数据文件的信息,可以查询数据库字典DBA_DATA_FILES及数据字典V$DATAFILE。数据字典DBA_DATA_FILES描述了数据文件的名称、标识、大小以及对应的表空间信息等,而数据字典V$DATAFILE则描述了数据文件的同步信息。为了了解DBA_DATA_FILES数据字典的结构,可以使用命令DESC查询该数据字典的结构。通过DESC命令查询DBA_DATA_FILES数据字典的结构。其中FILE_NAME为数据文件的名称及存放路径;FILE_ID为该文件在数据库中的ID号;TABLESPACE_NAME为该数据文件对应的表空间名;BYTES为该数据文件大小;BLOCKS为该数据文件所占用的数据块数。
数据字典V$DATAFILE记录了数据文件的动态信息,在不同时间其查询结果是不相同的
其中,FILE#列存放为数据文件的编号;STATUS列存放为数据文件所属的表空间;NAME列为数据文件的名称及存放路径。通过Oracle Enterprise Manager可以很容易实现对数据文件的管理。
2 日志文件
在Oracle中,日志文件也叫做重做日志文件或重演日志文件(Redo Log Files)。日志文件用于记录对数据库的修改信息,对数据库所作的修改信息都被记录在日志中。这包括用户对数据库中数据的修改和数据库管理员对数据库结构的修改。如果,只是对数据库中的信息进行查询操作,则不会产生日志信息。由于日志文件记录的对数据库的修改信息,如果用户对数据的操作由于出现的故障,而使修改的数据没有保存到数据文件中,那么就可以利用日志文件找到数据的修改,这样以前所做的工作就不会因为故障而丢失。
注 意: 日志文件也是Oracle物理结构文件中最复杂的一类文件,同时也是保证数据库系统安全,以及备份与恢复的重要手段。日志文件的损坏造成的后果比损坏数据文件更严重,日志文件的损坏可能会导致整个数据库系统不能正常使用。
 
如果用户对一个表中的数据进行了修改,则修改信息首先被记录在日志缓冲区中,当用户提交候改后(或日志缓冲区信息满1/3时或超时3生秒),由LGWR进程将日志信息从日志缓冲区中读出并写到日志文件中。这时数据文件中保存的数据时用户修改后的数据,但是在日志文件中且记录了两组数据,一组是用户修改后的数据;另一组是用记户修改前的数据。根据这些信息,当用户进行了误操作后就可进行恢复。在Oracle数据库中,日志文件是成组使用的。日志文件的组织单位叫日志文件组,日志文件组中的日志文件叫日志成员。每一个Oracle数据库系统都有多个日志文件组,每一组有一个或多个日志成员(即多个日志文件组成)。为了防止日志文件被物理损坏,在同一个日志文件组中,允许对日志成员进行镜像,镜像的日志成员文件被存储在不同的物理磁盘中。
数据库包含3个日志文件组,每组对应一个日志成员文件,且日志成员文件没有进行镱像。日志文件的镜像是保证数据库安全的一种方法,被镜像的日志文件应存储在不同的物理磁盘上.
在日志工作过程中,多个日志文件组之间是循环使用的。当一日志文件组被填满后,将会发生日起切换,系统自动转换到另一个日志文件组。如果日志有镜像,则多个镜像文件中存储的信息是完全相同的。
经过上面的分述可知:每个数据库包含多个日志文件组,每组日志文件包含一个或多个日志文件;同一组中的日志文件具有相同的信息,因为同一个日志文件组中的日志成员是镜像关系。同一组中的日志文件被保存最好保存在不同的物理磁盘中。
为了确认系统当前正在使用的日志文件组,可以查询数据字典V$LOG,该数据字典记录了当前日志的使用信息。
其中,V$LOG.GROUP#为日志文件组的编号;BYTES为日志文件组的大小;MEMBERS为该组所包含的日志成员数;STATUS为日志文件组的状态,当其值为CURRENT时,表示该组为系统正在使用的日志文件组。由上面的查询结果可知,Oracle默认为每个日志文件组包含一个日志成员,也就是说,没有为日志文件进行镜像。
同时,数据库管理员也可以使用ALTER SYSTEM命令进行强制的日志切换。使用ALTER SYSTEM命令进行日志切换的形式如下:ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE;如果所有的日志文件组都被填满后,则系统将日志信息写入到第一个日志文件组中,这时第一个日志文件组中的日志信息可能被覆盖掉。第一个日志文件组中的日志信息是否被覆盖取决于数据库的工作模式。在Oracle数据库中,数据库的运行模式有两种,一种是归档模式(ARCHIVELOG),另一种是非归档模式(NOARCHIVELOG)。数据库运行在非归档模式时,如果发生日志切换,则日志信息直接被覆盖。而当数据库以归档模式运行时,如果发生日志切换,且需要覆盖已经存的日志信息,则系统将启用ARCH进程将被要覆盖的日志信息保存到磁盘或磁带上形成归档日志。因此,在非归档模式下运行的数据库,只包含历史日志,而没有归档日志。提 示: 在默认情况下,Oracle不采用归档模式。用户可以通过使用SELECT LOG_MODE FROM V$DATABASE命令查询当前数据库是否工作在归档模式。
 
3 控制文件
控制文件(Control Files)是一个很小的二进制文件,它用于描述数据库的物理结构。数据控制文件一般在安装Oracle系统时自动创建,并且其存放路径由服务器参数文件SPFILEsid.ora的CONTROL_FILES参数值来确定。由于控制文件存放有数据文件和日志文件等信息,因此Oracle数据库在启动时,数据库须访问控制文件。在数据库的使用过程中,Oracle将不断更新控制文件。如果由于某些原因导致控件文件被损坏,那么数据库也就不能正常工作了。由于控制文件的重要性,因此一个数据库至少应该包含一个以上的控制文件,Oracle 10g默认包含了3个控制文件,每个控制文件都包含了相同的信息。这样可确保在数据库运行时,如果某个控制文件损坏,Oracle会自动使用另一个控制文件,不致于因某个控制文件损坏而无法启动数据库。为了获取控制文件的信息,可以通过查询V$CONTROLFILE数据字典获知。查询数据字典V$CONTROLFILE获取数据库的控制文件信息。4 参数文件
除了构成Oracle数据库物理结构的三类主要文件外,Oracle数据库还具有另外一种重要的文件:参数文件。参数文件记录了Oracle数据库的基本参数信息,主要包括数据库名、控制文件所在路径、进程等。与旧版本的初始化参数文件INITsid.ora不同,在Oracle10g中还可以使用二进进制服务器参数文件,并且该服务器参数文件在安装Oracle数据库系统时由系统自动创建,文件的名称为SPFILEsid.ora,sid为所创建的数据库实例名。SPFILEsid.ora中的参数是由Oracle系统自动管理。如果想要对数据库的某些参数进行设置,则可能过OEM或ALTER SYSTEM命令来修改。用户最好不要用编辑器进行修改。