Oracle 基于客户 - 服务器结构。Oracle 服务器由 数据库 （原始数据加上日志和控制文件）和 实例（服务器上负责存取数据库的进程和系统内存）组成。一个实例仅能与一个数据库相连。数据库由 逻辑结构 和 物理结构 组成，逻辑结构如数据库模式，物理结构包括形成 Oracle 数据库的文件。

Oracle 的逻辑数据库结构

在逻辑层，Oracle 包含表空间、模式、数据块 以及 区间 / 段。

表空间

一个 Oracle 数据库被划分为若干个逻辑存储单元，称为表空间（tablespace）。可以用表空间将相关的逻辑结构组织在一起。例如，表空间会把一个应用程序的所有对象组织在一起，以简化某些管理操作。

每个 Oracle 数据库都包含一个名为 SYSTEM 的表空间，它是在创建数据库时自动生成的。SYSTEM 表空间通常会包含整个数据库的系统目录表（在 Oracle 中，称为 数据字典）。一个小型数据库可能只需要一个 SYSTEM 表空间，但最好在创建一个表空间，用以与数据字典分开存放用户数据，从而减少字典对象和模式对象因同名数据文件带来的冲突。

一个创建表空间的语句：

CREATE TABLESPACE user_data
DATAFILE 'DATA3.ORA' SIZE 100K
EXTENT MANAGEMENT LOCAL
SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO;

然后可以通过如下语句将表与指定的表空间相连：

CREATE TABLE PropertyForRent (propertyNo VARCHAR2(5) NOT NULL, ...)
TABLESPACE user_data;

如果在创建新表时没有指定表空间，则会用到创建用户账户时与用户相连的默认空间。

用户、模式和模式对象

用户（有时称为用户名）是数据库中定义的一个名称，他可以连接或访问对象。模式 是模式对象的一个命名集合，如表、视图、索引、簇集和过程，它与特定的用户相连。模式和用户的概念有助于 DBA 管理数据库的安全。

为了对数据库进行存取，用户必须首先运行一个数据库应用程序（如 Oracle Forms 或 SQL*Plus），然后用数据库中已经定义的一个用户名来连接。在创建一个数据库用户时，将会相应地为该用户创建一个同名的模式。在默认状态下，一旦用户与数据库相连接，用户就可以对模式中的所有对象进行存取。因为用户只与同名模式相连，所以 “用户” 和 “模式” 这两个词可以互换（注意，表空间与模式之间不存在任何关系：在统一模式中的对象可以放在不同的表空间中，一个表空间也可以保存不同模式中的对象）。

数据块、区间和段

数据块 是 Oracle 可使用，或者说可分配的最小存储单元。一个数据块与物理磁盘空间中一定数量的字节相对应。可以在创建 Oracle 数据库时设置数据块的大小。数据块大小可以是操作系统中块大小的倍数（须在系统的最大操作范围内），这样可以避免不必要的 I/O 操作。数据块的结构如下：

• 标题：包含块地址和段类型等一般信息。
• 表目录：包含将数据放在此块的表的相关信息。
• 行目录：包含该数据块中的行的相关信息。
• 行数据：包含实际的表数据行。行可以跨块存放。
• 空闲空间：分配给新插入的行或更新行时需要的额外空间。自 Oracle8i 以来，Oracle能自动管理空闲空间，尽管还有一个手动管理选项。

逻辑数据库空间的第二个层次称为 区间（extent）。区间是一定数量的连续数据块，用来存储某种特定类型的信息。区间之上的层次就是段。段是区间的集合，用来存储某个逻辑结构。例如，每个表的数据都存在他自己的数据段中，而每个索引的数据则存在它自己的索引段中。当某个段的现有的区间已满时，就由 Oracle 动态地分配新空间。因为区间是根据需要分配的，所以包含在段中的区间在磁盘上可能连续也可能不连续。

Oracle 数据块、区间和段之间的关系

Oracle 的物理数据库结构

Oracle中主要的物理数据库结构是数据文件、重做日志文件和控制文件。

数据文件

每个 Oracle 数据库都有一个或多个物理数据文件。逻辑数据库结构（如表和索引）中的数据是以数据文件这样的物理形式存储的。一个或多个数据文件形成一个表空间。最简单的 Oracle 数据库可能只有一个表空间和一个数据文件。更复杂的数据库可能会包含四个表空间，每个表空间中有两个数据文件，因此总共有八个数据文件。

重做日志文件

每个 Oracle 数据库都有一个由两个（或更多）重做日志文件所构成的集合，它记录了对数据进行的所有更改，其目的是便于以后的恢复。某个故障可能使得修改了的数据未能永久的写入数据文件，那么可从重做日志中获取这个修改，从而防止丢失工作。

控制文件

每个 Oracle 数据库都有一个控制文件，它包含了所有其他文件（这些文件都参与了数据库的组成）的一个列表，例如，数据文件和重做日志文件。为了更好地对数据进行保护，最好有多个控制文件（可以将多个副本写入多个设备中）。同样，最好也保存多个重做日志文件的副本。

Oracle 实例

Oracle 实例由 Oracle 进程和对数据库中的信息进行存取所需的共享内存组成，其中，Oracle 使用共享内存对数据和索引进行高速缓存，并对共享程序代码进行存储。共享内存可以划分为不同的内存结构，其中最基本的就是系统全局区（System Global Area， SGA）和程序全局区（Program Global Area，PGA）。

• 系统全局区
  SGA 是共享内存的一片区域，用来存储某个 Oracle 实例的数据和控制信息在 Oracle 实例开始时分配 SGA，关闭时回收 SGA。SGA中的信息由下列内存结构组成，其中的每个结构都有固定的大小，并且都在实例启动时创建：

  • 数据库高速缓冲区
    它包含了数据库最近使用过的数据块。这些数据块可以是已修改但还没写入磁盘的数据（脏块），也可以是没被修改过的数据，还可以是修改后已写入磁盘的数据（干净块）。存储最近使用过的数据块可以使大多数活跃的数据缓冲在内存，从而减少I/O，提高系统的性能。

  • 共享池
    它包含了一些共享的内存结构，如库高速缓存（library cache）中的共享 SQL 区和数据字典中的内部信息。共享 SQL 区中包含 SQL 查询的分析树和执行规划。如果多个应用程序都用到了同一个 SQL 语句，那它们都能对共享 SQL 区进行存取，从而减少了所需的内存数量，也减少了查询处理所需的分析和执行时间。

  • 大池
    这是一片可选的内存区，用于大片内存分配（例如，缓冲恢复管理器（RMAN）的大量 I/O 内容）。

  • Java 池
    这片区域存储所有会话专有 Java 代码和 Java 虚拟机内的数据。

  • 流池
    这片区域用于存储缓冲的队列消息并为 Oracle 流提供内存。Oracle流使信息流（如数据库事件和数据库变化）能被管理并潜在的传播到其他的数据库。

  • 固定 SGA
    这是一个内部管理区，它包含各种各样的数据，如关于数据库状态和 Oracle 实例的信息，以及 Oracle 进程间通信的信息，比如锁信息等。

• 程序全局区
  PGA 是共享内存的一片区域，用来存储一个 Oracle 进程的数据和控制信息。PGA 由 Oracle Database 在一个 Oracle 进程开启时创建。每个服务器进程和后台进程都有一个 PGA。其大小和内容由 Oracle 服务器的安装选项决定。

• 客户进程
  每个客户进程都代表一个客户与 Oracle 服务器的一个连接（例如，使用 SQL*Plus 或是 Oracle Forms 应用程序）。客户进程操纵着用户输入、与 Oracle 服务进程的通信及显示客户所需的信息，如果需要，还可以将这些信息转换为更有效的形式。

• Oracle 进程
  Oracle （服务器）进程根据客户需求执行相应功能。Oracle 进程可以分成两类：服务器进程（处理相连的用户进程所发出的请求）和后台进程（执行异步 I/O，并提供了更大并行性，从而提高了系统的性能和可靠性）。图中给出了如下的后台进程：

Oracle 体系结构

• 数据库写回器（DBWR）
  DBWR 进程负责将已修改的（脏的）数据块从 SGA 高速缓存区写回到磁盘的数据文件中。一个 Oracle 实例至多有 10 个 DBWR 进程，从 DBW0 ~ DBW9 依次命名，用来处理多个数据文件的 I/O 。Oracle 采用了一种称为先写日志的技术，这就意味着，每当需要释放缓冲区时，DBWR 进程就会批量的执行写出，而不用等到事务的提交点。

• 日志写回器（LGWR）
  LGWR 进程负责将日志从日志缓冲区写回到重做日志文件中。

• 检查点（CKPT）
  检查点是一个事件，在这个事件中，所有已修改的数据库缓冲区都会由 DBWR 写回到数据文件中。CKPT 进程负责通知最近的检查点一致。CKPT 进程是可选的，如果将其省略，则由 LGWR 进程来完成它的工作。

• 系统监视器（SMON）
  当实例从一个出错点重新开始时，由 SMON 进程负责对系统事故进行恢复。因系统崩溃而终止的事务的恢复也包括在内。SMON 还充当了数据库的磁盘碎片整理程序，它可以将数据文件中的空闲区间进行整合。

• 进程监视器（PMON）
  PMON 进程负责跟踪对数据库进行存取的用户进程，并在系统崩溃后对其进行恢复。它将清除所有的一流资源（如内存），并释放由故障进程所加的锁。

• 归档器（ARCH）
  当在线的重做日志文件被写满时，由 ARCH 进程负责将它们复制到归档器上。系统最多可设定10个 ARCH 进程，依次命名为 ARC0 ~ ARC9。其余的归档器进程可以在有读写指令时由 LWGR 启动。

• 恢复器（RECO）
  RECO 进程负责清除出错的或者是挂起的分布事务。

• 锁管理服务器（LMS）
  如果采用了 Oracle Real Application Cluster 选项，则由 LMS 进程负责实例间的加锁操作。

• 闪回写和恢复写（FWRW）
  当设置闪回或遇到保证还原点，FWRW 进程将闪回数据写入闪回恢复区的闪回数据库日志。闪回工具使管理员和用户能回看和操纵单个 SQL 语句、段和服务的累加的统计数据。MMON 进程负责包括每小时收集一次统计信息并产生一个 AWR 快照在内的许多工作。

• 易处理性监控 Lite（MMNL）
  这个进程负责将 SGA 中 Active Session History（ASH）缓冲区里的统计数据写入磁盘。当 ASH 满时 MMNL 写入磁盘。

在前面的描述中大多使用了 “进程” 这个词，目前一些系统会在实现中用线程取代进程。