随着信息技术的不断发展，数据才学已经成为了各个行业不可或缺的一项技能。现在的数据处理过程越来越重要，其中一个重要的环节就是数据库。数据库是一个高度组织化的数据，包含多个表，用于存储和管理企业、组织或个人数据。但是，一些人对数据库的了解仅限于表和数据，而对数据库的结构和管理并不了解。
数据库物理结构是数据库中非常重要的一部分，是组成数据库体系结构的一个关键部分。它包括了诸如文件、索引、表、视图和数据字典等对象的组织方式和存储细节。本文将会深入探讨数据库物理结构技术的大揭密。
一、文件
数据库物理结构最基本的组成单位就是文件。文件是指一组相关联的数据块，其中包括表、表空间、控制文件、日志文件等。在数据库中，文件通常是单独的数据文件或数据文件的组合。 其中，数据文件是存储数据的文件，数据文件的组合则可以表示为一个表空间。
1.1 控制文件
控制文件是数据库的一部分，用于存储数据库的元数据信息，包括数据库名称、数据文件位置和大小、日志文件名称和大小、表空间名称和状态等等信息。在Oracle数据库中，每个实例都有一个控制文件，控制文件用于标识数据库的位置和元数据信息。如果控制文件丢失，那么整个数据库就无法启动。
1.2 日志文件
日志文件也是数据库中很重要的部分。它负责记录数据库的所有变更操作，包括数据更新、删除等操作，并保留这些操作的顺序和时间。日志文件可以帮助数据库在发生故障时恢复数据。因为它可以帮助数据库从备份文件中获取丢失的数据并进行恢复。
二、表空间
在数据库中，表空间是由一组数据文件所组成的逻辑存储空间。表空间可以理解为数据库存储数据的“容器”。一个表空间可以包含多个数据文件，但是一个数据文件只能属于一个表空间。而且，每个表空间都有多个段，段是指存储数据的逻辑空间，或者可以理解为存储表或者索引的逻辑存储区域。
表空间的设计和使用，对于数据库的性能和管理都有重要的影响。因此，在进行设计时，需要考虑到实际的使用需求，如规划数据量，控制数据增长等。同时，还需要考虑物理硬件的可用性、可扩展性等其他因素。
三、索引
索引是数据库中的另一种关键的物理结构。它是一种数据结构，用于快速检索数据库中的数据。索引可以基于一组或多组列的值对表数据进行排序。索引就像一本字典，可以让数据库快速定位到需要查询的记录，从而加速查询的速度。
索引的设计和使用对于数据库性能的影响非常大。在设计索引时，需要考虑到查询频率、表中的字段特性和数据的分布等因素。错误的索引设计甚至可能导致性能降低，因此在同样的存储空间中尽可能的更大化索引的效用非常重要。
四、视图
视图是数据库中的另一个重要的物理结构。它是从一个或多个表中选出一些需要的数据，并将其以一种特定的逻辑形式展现出来的虚拟表。与表不同的是，视图并不是一个实际存在的表。视图查询本质上就是对原始表的查询。
在实际应用中，视图可以通过提供安全性和增强查询能力，帮助用户快速地进行查询操作。例如，在访问一个表时，为了避免用户对敏感数据的误操作，可以使用视图来过滤不需要显示的字段；对于不同用户对于相同数据不同的查询需求，视图可以提供查询效果的设计和维护。
五、数据字典
数据字典是数据库物理结构中比较特殊的一部分，也是数据库管理系统的核心组件之一。它是保存了数据库结构和元数据信息的一个表，记录了数据库中各种对象（如表、视图、索引、约束等）的定义，以及用户在数据库中的权限等等信息。
数据字典在数据库中具有非常大的作用。它不仅能够在系统内部维护数据库的结构，提供数据的安全性，还能提供内部查询的功能，帮助开发人员和管理人员更好地了解数据库操作状态。
结语
本文对数据库物理结构技术进行了较为深入的探讨。一些概念和知识点对于那些刚开始涉猎数据库领域的人可能有些陌生，但是，对于那些需要深入学习数据库及其管理的人，了解数据库物理结构技术是非常必要的。只有学习和掌握了这些技术，才能实现更好的数据库管理和维护，提高数据库的安全性和高效性。
相关问题拓展阅读：
轻松掌握什么是数据的物理（存储）结构
数据结构在计算机中猜源的表示（映像）称为数据的物理（存储）结构 它包括数据元素的表示和关系的表示
物理结构 即oracle数据库使用的操作系统文件结构 对于数据库物理结构文件 不同的oracle版本 不同的操作系统平台上有不同的存储目录结构
winnt | d:oracleproduct oradataDB_name * *(oracle g);d:orantdatabase* *(oracle oracle ) Unix | /home/app/oracle/product/ /oradata/DB_NAME/* * ( g);/home/app/oradata/db_name/* *( i i)
数据库的物理结构文件按其作用可以分为三类
数据文件
日志文件
控制文件
一 数据文件
数据文件用来存储数据库的数据 如表 索引等 读取数据时 系统首先从数据库文件中读取数据 并存储到SGA的数据缓冲区中 这是为了减少I/O 如果读取数据时 缓冲区中已经有要读取如兆拍的数据 就不需要再从磁盘中读取了 存储数据时也是一样 事务提交时改变的数据先存储到内存缓冲区中 再由oracle后台进程DBWR决定如何将其写入到数据文件中
查询数据文件的信息
sql>select * from dba_data_files或 sql>select * from v$datafile (此数据字典包含文件的动态信息)
一个数据文件只与一个数据库相联系 数据文件的大小是渣羡可以改变的 可以通过以下语句查询表空间的空间空闲量
sql>select * from dba_free_space
修改数据文件的大小
sql>alter>服务器参数的设置 如果修改这些参数的值 刚需要重新创建控制文件 这些参数是
MAXLOGFILES:更大日志文件个数
MAXLOGMEMBERS:更大日志成员个数
MAXLOGHISTORY:更大历史日志个数
MAXDATAFILES:更大数据文件个数
MAXINSTANCES:更大实例文件个数
所有修改数据库结构的命令都会引起控制文件的改变 同时出会记录在oracle跟踪文件中 跟踪文件的名称为alter_SID log 路径如下
d:oracleproduct adminDB_NAMEdumpSIDALRT log(unix是alter_SID ora)
也可以在参数文件中指定跟踪文件的存储路径 后台进程跟踪文件目录由参数background_dump_dest指定 用户跟踪文件位置由参数user_bdump_dest指定 如
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硬盘经常格式化是否会损坏磁盘?
一：普通的格式化硬盘是不会影响硬盘寿命的。 格式化分为高级格式化和低级格式化。 高级格式化仅仅是清除硬盘上的数据，生成引导信息，初始化FAT表，标注逻辑坏道等。 而低级格式化是将硬盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标识部分ID、间隔区、GAP和数据区DATA等。 低级格式化是高级格式化之前的一件工作，每块硬盘在出厂前都进行了低级格式化。 低级格式化是一种损耗性操作，对硬盘寿命有一定的负面影响。 而我们平时所用的Windows下的格式化（包括在DOS下面使用的格式化）其实是高级格式化。 在Windows下对硬盘进行的格式化和对软盘进行的格式化原理是一样的。 而格式化软盘有所不同的是，我们对一张软盘进行的全面格式化是一种低级格式化。 二：对于近几年新购进的硬盘，包括高格和低格在内的格式化操作，都不会影响其寿命。 与以前相比，现在硬盘的物理结构发生了一些变化，直接影响到相应的硬盘指令实现方式的变化，其中最重要的就是硬盘寻道方式的变化导致的格式化指令的变化。 目前用户能访问的，是经过转化后的逻辑扇区，而不是实际的与物理磁头对应的物理扇区。 这样，用户实际上已经无法对物理意义上的硬盘进行操作了。 现在所谓的低级格式化只不过是实现了重新置零和将坏扇区重定向罢了，并不能实现硬盘再生，也没有物理意义上的修复功能。 对于常用的高级格式化，“快速格式化”仅仅是重置硬盘分区表，即使是“完全格式化”，也不过是在重置硬盘分区表之外，把所有扇区重新置零。 由此可以看出，用户运行的格式化指令与其他普通的读写操作并无本质区别，而在硬盘整个寿命中，这种读写的次数则只能用天文数字来计量了，格式化或者Ghost操作的次数完全可以忽略不计。 根据现有硬盘制造技术，普通应用中单纯因为读写而导致硬盘损坏的情况是非常罕见的，大多数硬盘故障都与外部物理碰撞、读写中突然停电以及电路损坏有关。 所以，格式化中惟一需要考虑的就是避免上述这几种情况的发生。 硬盘曾经像软盘一样，利用步进电机来控制磁头的位置，进行寻道操作。 正如前边所述，现在随着磁头定位精密程度的不断提高，硬盘的寻道方式和格式化指令也发生了很大的变化。 但是，在一般情况下，就实际应用而言我们可以认为两者原理是一样的.
如何创建数据库
数据库是依照某种数据模型组织起来并存放二级存储器中的数据集合。 这种数据集合具有如下特点：尽可能不重复，以最优方式为某个特定组织的多种应用服务，其数据结构独立于使用它的应用程序，对数据的增、删、改和检索由统一软件进行管理和控制。 从发展的历史看，数据库是数据管理的高级阶段，它是由文件管理系统发展起来的。 数据库的基本结构分三个层次，反映了观察数据库的三种不同角度。 (1)物理数据层。 它是数据库的最内层，是物理存贮设备上实际存储的数据的集合。 这些数据是原始数据，是用户加工的对象，由内部模式描述的指令操作处理的位串、字符和字组成。 (2)概念数据层。 它是数据库的中间一层，是数据库的整体逻辑表示。 指出了每个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系，是存贮记录的集合。 它所涉及的是数据库所有对象的逻辑关系，而不是它们的物理情况，是数据库管理员概念下的数据库。 (3)逻辑数据层。 它是用户所看到和使用的数据库，表示了一个或一些特定用户使用的数据集合，即逻辑记录的集合。 数据库不同层次之间的联系是通过映射进行转换的。 数据库具有以下主要特点：(1)实现数据共享。 数据共享包含所有用户可同时存取数据库中的数据，也包括用户可以用各种方式通过接口使用数据库，并提供数据共享。 (2)减少数据的冗余度。 同文件系统相比，由于数据库实现了数据共享，从而避免了用户各自建立应用文件。 减少了大量重复数据，减少了数据冗余，维护了数据的一致性。 (3)数据的独立性。 数据的独立性包括数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立，也包括数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构。 (4)数据实现集中控制。 文件管理方式中，数据处于一种分散的状态，不同的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。 利用数据库可对数据进行集中控制和管理，并通过数据模型表示各种数据的组织以及数据间的联系。 (5)数据一致性和可维护性，以确保数据的安全性和可靠性。 主要包括：①安全性控制：以防止数据丢失、错误更新和越权使用；②完整性控制：保证数据的正确性、有效性和相容性；③并发控制：使在同一时间周期内，允许对数据实现多路存取，又能防止用户之间的不正常交互作用；④故障的发现和恢复：由数据库管理系统提供一套方法，可及时发现故障和修复故障，从而防止数据被破坏
什么是数据库的概念设计、逻辑设计、物理设计，以及三者的关系
1.概念设计；对用户要求描述的现实世界(可能是一个工厂、一个商场或者一个学校等)，通过对其中住处的分类、聚集和概括，建立抽象的概念数据模型。 这个概念模型应反映现实世界各部门的信息结构、信息流动情况、信息间的互相制约关系以及各部门对信息储存、查询和加工的要求等。 所建立的模型应避开数据库在计算机上的具体实现细节，用一种抽象的形式表示出来。 以扩充的实体—（E-R模型）联系模型方法为例，第一步先明确现实世界各部门所含的各种实体及其属性、实体间的联系以及对信息的制约条件等，从而给出各部门内所用信息的局部描述(在数据库中称为用户的局部视图)。 第二步再将前面得到的多个用户的局部视图集成为一个全局视图，即用户要描述的现实世界的概念数据模型。 2.逻辑设计；主要工作是将现实世界的概念数据模型设计成数据库的一种逻辑模式，即适应于某种特定数据库管理系统所支持的逻辑数据模式。 与此同时，可能还需为各种数据处理应用领域产生相应的逻辑子模式。 这一步设计的结果就是所谓“逻辑数据库”。 3.物理设计；根据特定数据库管理系统所提供的多种存储结构和存取方法等依赖于具体计算机结构的各项物理设计措施，对具体的应用任务选定最合适的物理存储结构(包括文件类型、索引结构和数据的存放次序与位逻辑等)、存取方法和存取路径等。 这一步设计的结果就是所谓“物理数据库”。 4.三者关系：由上到下，先要概念设计，接着逻辑设计，再是物理设计，一级一级设计。
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