Oracle数据库基础学习01-认识关系型数据库

数据库系统管理数据具有以下特点

1. 使用数据模型表示复杂的数据库结构，用户可以使用实体关系模型对数据进行建模，不仅可以表达数据本身，还可以描述数据之间的关系，这使得存储在数据库中的数据更容易理解和维护。
2. 数据库系统将数据的逻辑结构与为物理结构分离，用户可以简单的使用逻辑结构操作数据库，而不用考虑物理存储结构，简化了数据库操作的复杂性。
3. 数据库系统提供了数据的控制功能，它提供了多用户并发机制，防止数据库数据被非法更改，数据库系统会提供数据的备份和恢复功能，可以避免出现灾难性事件导致的数据丢失。数据库提供数据完整性功能，并且提供了必要的安全机制

 

一个数据库管理系统通常提供如下的几项功能

• 定义数据库结构：提供数据定义预演来定义数据库结构，用来搭建数据库框架，并被保存在数据字典中
• 存取数据库内容：提供数据操作预演，实现对数据库数据的基本存取操作——检索、插入、修改和删除
• 数据库的运行管理：提供数据控制功能，即数据的安全性、完整性和并发控制等对数据库运行进行有效的控制和管理，以确保数据正确有效
• 数据库的建立和维护：包括数据库初始数据的装入数据库的转储、回复、重组、系统星能监视、分析等功能
• 数据库的传输：提供处理数据的传输，实现用户程序与数据库之间的通信，通常与操作系统协调完成

 

使用SQL语言管理数据库，一般分为6大类

• 数据查询语言（DQL）：用于从表中获得数据，确定数据怎样在应用程序给出。关键字 select 是DQL用的最多的语句，其他DQL常用的关键字有 where、order by、group by、和having。这些DQL关键字常与其他类型的SQL语句一起使用。
• 数据操作预演（DML）：分别用于添加、修改和删除表中的行。也称为动作查询语言
• 事务处理语言（TPL）：能确保被DML语句影响的表的所有行及时得以更新，TPL语句包括begin transaction、commit 和 rollback
• 数据控制语言（DCL）：通过 grant 或 revoke 获得许可，确定单个用户和用户组对数据库对象的访问
• 数据定义语言（DDL）：在数据库中创建新表或删除表，为表加入索引等。DDL包括许多与数据库目录中获得数据有关的保留字，它也是动作查询的一部分
• 指针控制语言（CCL）：用于对一个或多个表的单独行进行操作，比如declare cursor、fetch into 和 update where current 等语句

 

数据库范式

目前关系型数据库中共有6哥范式，一般来说数据库只需要满足前面3个范式即可

• 第一范式：字段必须具有单一属性特性，不可再拆分，比如员工名称字段必须具有单一的属性，不可以在一个字段中包含员工中文名与英文名，必须考虑拆分为两个字段
• 第二范式：表要具有唯一性的主键列，也就是说表中的每一行要具有一个唯一性的标识列，比如通常使用 guid 或自动增长的数字编号来唯一的标识一行，或者使用身份证号码来唯一的标识员工表中的员工
• 第三范式：表中的字段不能包含在其他表中已出现的非主键字段，比如员工表中已经包含了部门的名称，而部门表中部门编号为主键，部门名称为非主键，那么这就不符合第三范式。

范式是一个逐步升级的过程，也就是说只有在满足了第一范式的情况下，第二范式才能继续进行。通过对数据库对象应用范式，消除了数据的冗余，使得整个数据库的设计具有最佳效率和性能，它会带来如下一些好处

• 使数据变得更有组织
• 将数据的修改量变得更少，比如当一个表的具体字段记录更新时，其他引用到该表中的字段的表会自动得到更新
• 需要存储数据的物理空间变得更少

 

oracle数据库系统的组成

常常将oracle实例和oracle的数据库系统文件统称为一个oracle数据库，对于数据库和数据库实例的具体描述如下

• 数据库：是指位于操作系统磁盘上的文件，用于存储数据，这些文件可以独立于数据库实例而存在
• 数据库实例：是管理数据库文件的一组进程和内存结构，它包含一个叫做系统全局区（SGA）的内存组件和一系列的后台进程（在windows中以线程的方式表示），实例可以独立于数据库而存在

当数据库服务器启动时，会现在内存中分配SGA系统全局区，并启动一系列的后台进程或线程，这称为实例启动。当启动了数据库实例后，oracle会将实例与特定的数据库进行关联，这个过程称为数据库装载（MOUNT），接下来就可以打开数据库，使其保持open状态。

oracle数据库的实例结构由内存结构和进程结构组成，它们用来管理和访问数据库，应用程序连接到数据时，实际上是连接到一个oracle实例，由oracle实例中的进程和内存来为应用程序提供服务，oracle的进程结构由如下几大类组成：

• 客户端进程：这些进程主要用来运行应用程序代码或oracle的工具，比如SQL*Plus会创建一个客户端进程，一个使用oracle的应用程序会在客户端中创建一个客户端进程。这些通常创建在使用oracle数据库的其他计算机。
• 后台进程：这是oracle保持数据平稳运行的核心进程，它整合了多种功能，以避免为每个客户端进程运行多个oracle数据库程序，这些进程以异步的方式执行I/O操作，并监控其他数据库进程，以提供更大的并行度，达到更好的性能和可靠性。常见的后台进程有数据库写进程DBWn、进程监视器PMON、系统监视器SMON、检查点进程CKPT、日志写进程LGWR、以及归档日志进程ARCn。
• 服务器进程：它在用户建立到服务器的连接时启动，这些服务器端的进程与客户端进行通信，并与oracle数据库实例进行交互以完成用户的请求。服务器进程会处理用户的操作，比如用户要查询数据时，服务器进程会在SGA内存区中的数据库缓冲区高速缓存中查找数据，如果未找到，则会从数据文件中读取数据并写入到缓冲区高速缓存中。

oracle创建和使用内存结构的目的，是用来在多个用户之间共享程序代码和数据的内存，并且每个已经连接的用户具有自己的私有数据区域。与实例相关的内存结构如下所示

• 系统全局区（SGA）：包含一个数据库实例的数据和控制信息。比如在SGA中包含了数据库缓冲区高速缓存、重做日志缓冲区、共享池、大池、Java池及stream池等内存分类。
• 程序全局区（PGA）：专用于每一个服务器进程或后台进程，每一个进程使用一个PGA来存储其控制信息。

oracle的实例结构和存储结构共同构成了oracle数据库，因此提及oracle数据库时，不能单单认为它只是包含了几个数据文件，应该想到的是它的进程结构、内存结构及物理存储结构。

注意：oracle中的每一个实例只能访问属于自己的物理数据库，但是在同一台计算机上可以并发的执行多个数据库实例。大多数情况下，oracle的实例与数据库都是一对一的关系，即单实例单库