### Oracle数据库体系结构知识点
#### 实验目的与要求
- **熟悉Oracle数据库的物理结构**：包括数据文件、日志文件、控制文件等组件的基本概念及其在数据库中的作用。
- **理解Oracle的工作机制**：了解Oracle数据库如何处理事务、如何进行数据备份与恢复等关键流程。
- **理解Oracle的软件结构**：掌握Oracle数据库管理系统内部架构，如实例与后台进程的交互机制。
#### 物理存储结构
- **数据文件**：存储实际数据的文件。每个表空间由一个或多个数据文件组成。可以通过`V$datafile`视图来查看数据文件的相关信息。
- **日志文件**：重做日志文件用于记录对数据库所做的更改操作，以便在数据库崩溃时能够恢复数据。通过查询`V$log`视图可以获取日志文件的详细信息。
- **控制文件**：包含数据库的物理结构信息，例如数据文件和日志文件的位置等。`V$controlfile`视图提供了关于控制文件的具体内容。
- **参数文件**：存储数据库运行所需的配置参数。有两种类型：SPFILE和PFILE。前者是二进制格式，后者是文本格式。参数文件通常位于Oracle Home目录下。
#### 逻辑存储结构
- **表空间**：逻辑上将数据文件分组，便于管理和组织。每个表空间包含一个或多个数据文件。可以通过查询`DBA_TABLESPACES`视图来获取表空间的名称和大小。
- **段**：存储相同类型数据的一组数据块。例如，表、索引和回滚段等都属于不同类型的段。
- **区**：分配给段的空间。区由一系列连续的数据块组成。
- **块**：最小的数据存储单元，也是最基本的I/O单位。
#### 实验内容与步骤
##### 2.1 物理存储结构
- **数据文件**
- **查询方法**：使用`DESC V$datafile`命令来查看`V$datafile`视图的结构，再通过`SELECT * FROM V$datafile`命令来获取具体的数据文件信息。
- **示例查询**：查询某个特定数据文件的详细信息，例如文件大小、路径等。
- **日志文件**
- **查询方法**：使用`DESC V$log`命令来查看`V$log`视图的结构，再通过`SELECT * FROM V$log`命令来获取具体的日志文件信息。
- **示例查询**：查询某个重做日志组的状态、类型等。
- **控制文件**
- **查询方法**：使用`DESC V$controlfile`命令来查看`V$controlfile`视图的结构，再通过`SELECT * FROM V$controlfile`命令来获取具体的控制文件信息。
- **示例查询**：查询控制文件的路径、状态等。
- **参数文件**
- **查询方法**：直接访问Oracle Home目录下的参数文件，如`SPFileSID.ora`和`init.ora`。
- **示例查询**：手动查看这些文件的内容，理解其中的配置项意义，例如内存参数、缓冲池大小等。
##### 2.2 逻辑存储结构
- **查看表空间的名称及大小**
- **查询方法**：使用`SELECT tablespace_name, total_size FROM DBA_TABLESPACES`命令。
- **示例查询**：查询所有表空间的名称以及每个表空间的总大小。
- **查看表空间物理文件的名称及大小**
- **查询方法**：使用`SELECT file_name, tablespace_name, bytes FROM DBA_DATA_FILES`命令。
- **示例查询**：查询所有数据文件的名称、所在表空间以及文件大小。
- **查看回滚段名称及大小**
- **查询方法**：使用`SELECT segment_name, tablespace_name, sum(bytes) AS size FROM DBA_ROLLBACK_SEGS GROUP BY segment_name, tablespace_name`命令。
- **示例查询**：查询所有回滚段的名称、所在表空间以及每个回滚段的大小。
- **查看表空间的使用情况**
- **查询方法**：使用`SELECT tablespace_name, SUM(bytes)/(1024*1024) AS free_space FROM DBA_FREE_SPACE GROUP BY tablespace_name`命令。
- **示例查询**：查询每个表空间的可用空间大小。
- **数据库各个表空间增长情况的检查**
- **查询方法**：使用复杂查询来计算每个表空间的增长百分比。
- **示例查询**：通过两个子查询分别计算每个表空间的已使用空间和总空间，进而计算出增长百分比。
- **查看各个表空间占用磁盘情况**
- **查询方法**：使用多表连接来获取每个数据文件的详细信息，包括已使用空间、空闲空间等。
- **示例查询**：查询每个数据文件的ID、所在表空间、文件大小、已使用空间和空闲空间等信息。
- **Oracle所有回滚段状态的检查**
- **查询方法**：使用`SELECT segment_name, owner, tablespace_name, initial_extent, next_extent, status FROM DBA_ROLLBACK_SEGS, V$DATAFILE WHERE file_id = file#`命令。
- **示例查询**：查询所有回滚段的名称、所有者、所在表空间、初始扩展大小、下一个扩展大小以及当前状态。
- **Oracle回滚段扩展信息的检查**
- **查询方法**：使用`SELECT name, initial, next, pct_increase, min_extents, max_extents FROM DBA_SEGMENTS WHERE segment_type = 'ROLLBACK'`命令。
- **示例查询**：查询所有回滚段的扩展信息，包括初始扩展大小、下一个扩展大小、扩展百分比等。
通过以上实验内容的学习和实践，可以全面地理解Oracle数据库的物理和逻辑存储结构，从而更好地管理数据库资源。
