初学者必看：Oracle 数据库介绍 – wiki基地

作者： /

初学者必看：Oracle 数据库介绍

在当今数字化浪潮席卷全球的时代，数据已成为驱动社会进步和商业发展的核心引擎。从你早上刷手机看到的新闻推送，到银行账户的交易记录，再到大型企业的库存管理和客户关系维护，一切都离不开数据的存储、管理和分析。而要实现这一切，我们需要强大、可靠的数据库系统。在众多数据库产品中，Oracle数据库无疑是一个绕不开的巨头。

也许你正准备踏入数据领域的学习之旅，或者在工作中遇到了需要与数据库打交道的场景，对Oracle这个名字感到既熟悉又陌生。别担心，这篇文章就是为你量身打造的。我们将从最基础的概念入手，带你一步步揭开Oracle数据库的神秘面纱，了解它是什么，为什么如此重要，以及作为初学者应该掌握哪些基本知识。

第一部分：数据库的基石——理解数据和数据库

在深入了解Oracle之前，我们首先需要明白一些基础概念。

1. 什么是数据？

数据是对事实、概念或指令的一种表达，可以以结构化或非结构化的形式存在。简单来说，数据就是信息的载体。比如，你的姓名、年龄、住址是数据；一张照片、一段音频也是数据。

2. 为什么需要管理数据？

想象一下，如果你要把所有家庭成员的联系方式、生日、爱好等信息随意记在不同的纸条上，当你想找某个人的信息时，会非常混乱和耗时。当数据量庞大、信息复杂且需要频繁访问、修改、共享时，无序的管理方式将导致：
* 查找困难： 信息分散，难以快速定位。
* 冗余和不一致： 同一份信息可能在不同地方重复记录，且内容不一致。
* 安全性差： 纸质信息容易丢失、损坏或被未授权访问。
* 难以共享和协作： 多人同时访问和修改同一份信息会非常麻烦。
* 无法有效分析： 无法从海量数据中提取有价值的洞察。

因此，我们需要一种系统化的方法来组织、存储和管理数据，这就是数据库系统的由来。

3. 什么是数据库（Database）？

数据库是按照一定的数据模型组织、存储、管理和维护数据的仓库。它不仅仅是数据的简单集合，更包含了一套完整的管理系统。

4. 什么是数据库管理系统（DBMS）？

数据库管理系统（Database Management System, DBMS）是位于用户和操作系统之间的一层软件，它负责创建、管理、维护和使用数据库。DBMS是数据库系统的核心组成部分。通过DBMS，用户可以方便地：
* 定义数据的结构（如何组织数据）。
* 存储数据。
* 检索数据（查找需要的信息）。
* 更新数据（修改、添加、删除数据）。
* 控制数据访问权限，确保数据安全。
* 保证数据的完整性和一致性。
* 进行数据备份和恢复。

常见的DBMS有很多种，例如：MySQL、PostgreSQL、SQL Server、MongoDB等等。而Oracle数据库就是其中最强大、最成熟、应用最广泛的关系型数据库管理系统之一。

5. 什么是关系型数据库（Relational Database）？

关系型数据库是基于关系模型构建的数据库。在关系模型中，数据被组织成二维表格的形式，这些表格被称为“关系”（即我们常说的表）。每个表由行（Row，也称记录/元组）和列（Column，也称字段/属性）组成。表与表之间可以通过共同的字段建立关联，形成关系。

关系型数据库的优点包括：
* 结构清晰： 数据以表格形式存储，易于理解。
* 易于管理： 通过标准化的查询语言（SQL）进行操作。
* 数据完整性： 可以通过各种约束（如主键、外键、唯一约束等）保证数据的准确性和一致性。
* ACID特性： 支持事务（Transaction），保证操作的原子性、一致性、隔离性和持久性，即使系统发生故障，数据也能保持正确。

Oracle数据库就是典型的关系型数据库管理系统（RDBMS）。

第二部分：认识 Oracle 数据库——为什么它是巨头？

现在，让我们聚焦到主角——Oracle数据库。

1. Oracle 数据库是什么？

Oracle数据库是由美国甲骨文公司（Oracle Corporation）开发和销售的一款大型关系型数据库管理系统。自1979年发布以来，Oracle数据库凭借其卓越的性能、稳定性、安全性和可扩展性，迅速成为企业级应用的首选数据库，并长期占据全球数据库市场的领导地位。

它不仅仅是一个存储数据的仓库，而是一个庞大且功能丰富的平台，提供了从数据存储、管理、检索到应用开发、数据分析、云计算等一系列解决方案。

2. Oracle 数据库的发展历程（简述）

Oracle公司的创始人拉里·埃里森（Larry Ellison）及其团队受到IBM研究员E.F. Codd关于关系模型论文的启发，于1977年成立公司（当时名为Software Development Laboratories），目标就是开发一个商用化的关系型数据库。
* 1979年，发布了第一个商用关系型数据库产品，代号为Oracle。
* 此后，Oracle数据库不断迭代更新，引入了大量创新技术，例如分布式数据库、并行处理、对象关系特性、云计算支持等。
* 通过一系列战略性收购（如PeopleSoft、Siebel、Sun Microsystems、NetSuite等），Oracle公司建立了一个庞大而完善的企业级软件和服务生态系统，而Oracle数据库始终是这个生态系统的核心。

漫长的发展历史和持续的技术投入，使得Oracle数据库积累了深厚的技术底蕴和海量用户基础，成为“久经考验”的代名词。

3. 为什么 Oracle 数据库如此重要和受欢迎？

尽管市场上涌现出各种新的数据库技术（包括开源和NoSQL数据库），Oracle数据库在企业级应用领域仍然占据着不可动摇的地位。这主要归功于其以下核心优势：

  • 卓越的性能（Performance）： Oracle数据库经过高度优化，能够处理巨大的数据量和高并发的访问请求，在高负载环境下依然能保持出色的响应速度。其并行处理、缓存机制、索引技术等都处于行业领先水平。
  • 强大的可扩展性（Scalability）： Oracle数据库支持垂直扩展（增加硬件资源）和水平扩展（增加服务器节点），能够随着业务增长轻松应对数据量和用户量的爆炸式增长。RAC（Real Application Clusters）技术更是实现了数据库集群的高可用性和负载均衡。
  • 极高的数据可靠性和可用性（Reliability & Availability）： Oracle数据库提供了完善的数据保护和灾难恢复机制，如RMAN（Recovery Manager）备份恢复、Data Guard（数据守护）实现主备同步或异步复制、Flashback技术实现数据回退等。这些技术确保了即使发生硬件故障、软件错误或人为误操作，数据也能最大程度地不丢失并快速恢复服务，满足企业24×7不间断运行的需求。
  • 企业级的安全性（Security）： Oracle数据库提供了全面的安全特性，包括强大的认证和授权机制、精细的访问控制、数据加密（静态数据加密和传输中数据加密）、审计功能等，帮助企业保护敏感数据，满足合规性要求。
  • 丰富的功能集（Feature Richness）： Oracle数据库不仅仅是一个RDBMS，它还内置了大量高级功能，如分区表（Partitioning，用于管理超大数据量）、数据压缩、内存数据库（In-Memory）、图数据库（Graph）、空间数据库（Spatial）、XML支持、JSON支持、文本搜索等，能够满足各种复杂的业务需求。
  • 跨平台支持（Cross-Platform）： Oracle数据库可以在多种操作系统上运行，如Linux、Unix（AIX, Solaris, HP-UX）、Windows等，为企业提供了灵活的部署选择。
  • 成熟的生态系统和专业支持（Ecosystem & Support）： Oracle公司提供了完善的文档、强大的技术支持服务以及全球范围内的合作伙伴网络。围绕Oracle数据库形成了一个庞大的开发者、DBA（数据库管理员）、实施顾问社区，可以轻松找到学习资源和技术帮助。
  • ACID 事务支持： 严格遵循ACID原则，确保了并发操作下数据的正确性和一致性，这对于金融、电信、航空等对数据准确性要求极高的行业至关重要。
  • 成本： 虽然通常被认为成本较高（尤其是在大规模企业版部署时），但考虑到其提供的性能、可靠性、功能和支持，很多大型企业认为这是一笔值得的投资。Oracle也提供了成本较低的版本（如Express Edition）和灵活的云服务选项。

正因为拥有这些优势，Oracle数据库被广泛应用于银行、金融、电信、航空、政府、医疗、制造等几乎所有重要行业的核心业务系统。

第三部分：Oracle 数据库的核心概念——走进关系模型

作为初学者，理解关系模型的几个核心概念至关重要。这些概念是所有关系型数据库的基础，在Oracle中也不例外。

1. 表 (Table)

表是关系型数据库中组织数据的基本单元。它类似于一个电子表格，由行和列组成。
* 列 (Column) / 字段 (Field) / 属性 (Attribute)： 代表表中某一类信息的具体含义。例如，在一个“学生”表中，可以有“学号”、“姓名”、“性别”、“年龄”、“专业”等列。每列都有一个特定的数据类型（如数字、文本、日期等）。
* 行 (Row) / 记录 (Record) / 元组 (Tuple)： 代表表中的一个具体实体或一个条目。例如，“学生”表中的一行就代表一个具体的学生及其所有相关信息。

2. 主键 (Primary Key)

主键是表中的一列或一组列，其值能够唯一地标识表中的每一行记录。主键具有以下特性：
* 唯一性： 表中任意两行记录的主键值不能相同。
* 非空性： 主键列的值不能为空（NULL）。

主键的作用是保证数据的唯一性，并作为建立表与表之间关系的基础。例如，在“学生”表中，“学号”通常可以作为主键，因为每个学生的学号都是唯一的。

3. 外键 (Foreign Key)

外键是表中的一列或一组列，它引用了另一个表中的主键（或唯一键）。外键用于建立两个表之间的关联关系。通过外键，我们可以确保引用的数据在被引用的表中是存在的，维护数据的参照完整性。

例如，假设我们有一个“课程”表，主键是“课程编号”。还有一个“选课记录”表，其中包含“学号”和“课程编号”两列。“学号”列可以作为外键，引用“学生”表中的主键“学号”；“课程编号”列可以作为外键，引用“课程”表中的主键“课程编号”。这样，我们就建立了学生、课程和选课记录之间的关系。

4. 索引 (Index)

索引是一种特殊的数据结构，它可以大大提高查询数据的速度。索引类似于书的目录，通过目录（索引），你可以快速定位到书中的某个章节（数据行），而不需要从头到尾翻遍整本书（全表扫描）。

虽然索引能提高查询速度，但也会增加数据修改（插入、更新、删除）时的开销（因为修改数据时，索引也需要相应更新），并且需要占用额外的存储空间。因此，需要根据查询和修改的频率来权衡是否创建索引。

5. 视图 (View)

视图是一个虚拟的表，它不实际存储数据，而是基于一个或多个表的查询结果。视图可以看作是存储的查询。使用视图的好处包括：
* 简化复杂的查询： 可以将一个复杂的联接查询定义为一个视图，以后直接查询视图即可。
* 控制数据访问： 可以只暴露部分列或部分行给用户，提高安全性。
* 提供不同视角： 可以根据不同用户的需求创建不同的视图。

6. 模式 (Schema)

在Oracle中，模式（Schema）是一个非常重要的概念。它代表了数据库中属于某个特定用户的所有数据库对象的集合，包括表、视图、索引、存储过程、函数、包等等。模式的名称通常与拥有这些对象的用户的名称相同。

可以理解为，当你创建一个Oracle用户时，同时也创建了一个与用户名同名的模式。这个模式就像是这个用户的个人工作空间或保险箱，他创建的所有数据库对象默认都存放在这个模式下。通过模式，可以很好地组织和隔离不同用户或应用程序的数据和对象。

7. 表空间 (Tablespace)

表空间是Oracle数据库中一个重要的逻辑存储结构。它是由一个或多个物理数据文件（Datafile）组成的逻辑容器。当我们创建表、索引等对象时，可以指定它们存放在哪个表空间中。

表空间的作用包括：
* 逻辑分组： 可以将相关的数据库对象（如某个应用程序的所有表和索引）放在同一个表空间中，便于管理。
* 存储管理： 可以通过管理表空间来管理物理存储空间，例如增加数据文件以扩展表空间，或者将表空间设置为只读以保护数据。
* 性能调优： 可以将不同I/O特性的对象（如频繁访问的表和不常访问的归档数据）放在不同的表空间中，这些表空间可以进一步映射到不同的磁盘，从而优化I/O性能。

第四部分：与 Oracle 数据库交互——SQL 语言

要与Oracle数据库进行交互，无论是创建表、插入数据，还是查询信息、修改记录，都需要使用一种标准的语言——结构化查询语言（Structured Query Language），简称SQL。SQL是所有关系型数据库通用的标准语言，虽然不同的数据库（如Oracle、MySQL、SQL Server）在SQL的实现上可能存在一些细微的差异（方言），但核心语法是通用的。

作为初学者，掌握基本的SQL语法是操作Oracle数据库的基石。SQL语句主要分为几类：

1. 数据查询语言 (DQL – Data Query Language)

主要用于从数据库中检索数据。
* SELECT： 这是SQL中最常用、最核心的语句，用于从表中查询数据。你可以指定要查询的列、要查询的表、查询条件（WHERE子句）、排序方式（ORDER BY子句）、分组方式（GROUP BY子句）等等。

*示例：* `SELECT column1, column2 FROM table_name WHERE condition;`

2. 数据操作语言 (DML – Data Manipulation Language)

主要用于对数据库中的数据进行增、删、改操作。
* INSERT： 向表中插入新的行记录。

*示例：* `INSERT INTO table_name (column1, column2) VALUES (value1, value2);`

  • UPDATE： 修改表中已存在的记录。

    示例： UPDATE table_name SET column1 = new_value WHERE condition;
    * DELETE： 从表中删除记录。

    示例： DELETE FROM table_name WHERE condition;

3. 数据定义语言 (DDL – Data Definition Language)

主要用于定义数据库对象的结构，如创建、修改、删除表、索引、视图等。
* CREATE： 创建数据库对象（如 CREATE TABLE, CREATE INDEX, CREATE VIEW）。

*示例：* `CREATE TABLE table_name (column1 datatype, column2 datatype, ...);`

  • ALTER： 修改数据库对象的结构（如 ALTER TABLE ADD COLUMN, ALTER TABLE DROP COLUMN）。

    示例： ALTER TABLE table_name ADD column_name datatype;
    * DROP： 删除数据库对象（如 DROP TABLE, DROP INDEX）。

    示例： DROP TABLE table_name;
    * TRUNCATE： 删除表中的所有行，但保留表结构（比DELETE更高效，且不能回滚）。

    示例： TRUNCATE TABLE table_name;

4. 数据控制语言 (DCL – Data Control Language)

主要用于管理数据库用户的权限。
* GRANT： 授予用户访问数据库对象的权限。

*示例：* `GRANT SELECT, INSERT ON table_name TO user_name;`

  • REVOKE： 撤销用户访问数据库对象的权限。

    示例： REVOKE SELECT ON table_name FROM user_name;

5. 事务控制语言 (TCL – Transaction Control Language)

主要用于管理数据库事务。事务是一组SQL语句的逻辑单元，要么全部成功执行，要么全部失败回滚。
* COMMIT： 提交事务，将事务中的所有修改永久保存到数据库。
* ROLLBACK： 回滚事务，撤销事务中的所有修改，使数据库回到事务开始前的状态。
* SAVEPOINT： 在事务中设置保存点，可以在后续回滚到这个点而不是回滚整个事务。

掌握基本的SQL语句是学习Oracle数据库的第一步，也是最重要的一步。无论是开发者还是DBA，都需要熟练运用SQL与数据库进行交互。

第五部分：Oracle 数据库架构简介（简化版）

了解Oracle数据库的基本架构有助于你理解它的工作原理。对于初学者，无需深入每个组件的细节，理解核心部分及其作用即可。

一个运行中的Oracle数据库系统主要包含两大部分：

1. 数据库实例 (Database Instance)

数据库实例是运行在服务器内存中的一组后台进程（Background Processes）和共享内存区域（Shared Memory Area，即SGA – System Global Area）。它是用户与数据库文件交互的桥梁。当用户连接到Oracle数据库时，实际上是连接到数据库实例。

  • 共享内存区域 (SGA – System Global Area)： 是一个分配在内存中的区域，所有连接到实例的用户进程都可以访问它。SGA包含多个关键内存结构，用于提高数据库性能和管理：
    • 数据库缓冲区缓存 (Database Buffer Cache)： 缓存从数据文件读取的数据块，避免每次都进行磁盘I/O，显著提高读取速度。
    • 共享池 (Shared Pool)： 缓存SQL语句的解析信息、数据字典信息等，减少SQL语句的重复解析，提高执行效率。
    • 日志缓冲区 (Redo Log Buffer)： 缓存即将写入重做日志文件（Redo Log Files）的修改信息，用于数据库恢复。
    • 大型池 (Large Pool)、Java池 (Java Pool) 等： 其他可选的内存区域，用于特定的功能。
  • 后台进程 (Background Processes)： 是在服务器上运行的操作系统进程，负责执行数据库的各种管理任务，如写入数据、记录日志、执行清理、监控等。核心后台进程包括：
    • DBWn (Database Writer Process): 负责将数据库缓冲区缓存中修改过的数据块写入到数据文件。
    • LGWR (Log Writer Process): 负责将日志缓冲区中的日志信息写入到重做日志文件。
    • SMON (System Monitor Process): 负责数据库的崩溃恢复、清理临时段等。
    • PMON (Process Monitor Process): 负责监控用户进程，并在进程失败时进行清理。
    • CKPT (Checkpoint Process): 负责在特定时间点记录检查点信息，协调DBWn和LGWR的工作，以便于恢复。

2. 数据库文件 (Database Files)

数据库文件是存储在磁盘上的物理文件，它们包含了实际的数据库数据。即使实例崩溃，数据库文件中的数据仍然存在，并且可以通过重做日志文件和控制文件进行恢复。

  • 数据文件 (Data Files)： 存储实际的用户数据（表、索引等）以及数据库的数据字典。一个表空间由一个或多个数据文件组成。
  • 重做日志文件 (Redo Log Files)： 记录数据库中的所有修改操作。它们是数据库实现恢复和保证ACID特性的关键。如果数据库发生故障，可以通过重做日志文件回放未保存到数据文件中的修改，从而恢复到一致的状态。
  • 控制文件 (Control Files)： 是一个小型二进制文件，记录了数据库的物理结构信息，包括数据文件、重做日志文件、归档日志文件等的位置和状态。它是数据库启动和维护不可或缺的文件。

简单理解：

你可以把数据库实例比作一个正在运行的“大脑”（包含短期记忆SGA和执行任务的后台进程），而数据库文件是存储在“外部仓库”（磁盘）中的“长期记忆”（数据文件、日志文件、控制文件）。用户通过与“大脑”交互，由“大脑”负责从“外部仓库”读取数据到“短期记忆”进行处理，并将修改同步回“外部仓库”，同时记录下所有操作日志以防不测。

第六部分：作为初学者，如何开始学习 Oracle？

了解了基本概念后，你可能想知道如何亲自动手实践。以下是一些入门建议：

1. 获取 Oracle 数据库软件

  • Oracle Database Express Edition (XE)： 这是Oracle提供的一个免费、功能有限但对初学者足够使用的版本。它易于下载和安装，非常适合个人学习和开发。你可以从Oracle官网下载最新版本的XE。
  • Oracle Cloud Free Tier： Oracle提供永久免费的云服务套餐，其中包括一个免费的自治数据库（Autonomous Database）实例。这是体验Oracle最新技术和云环境的好方法，无需在自己的电脑上安装软件。
  • 企业版/标准版试用： 如果条件允许，可以尝试下载Oracle企业版或标准版的评估版本进行学习，但这通常安装配置更复杂，且有时间限制。

对于大多数初学者，建议从Oracle XE或Cloud Free Tier开始。

2. 选择一个数据库工具

安装好数据库后，你需要一个工具来连接数据库、执行SQL语句、管理对象。
* SQL*Plus： 这是Oracle官方提供的命令行工具，功能强大，但对新手不太友好。
* SQL Developer： 这是Oracle官方提供的一个免费的图形化界面工具（GUI）。它功能丰富，易于使用，提供了SQL编辑器、对象浏览器、PL/SQL开发环境等，非常适合初学者。强烈推荐使用SQL Developer进行学习和实践。
* 第三方工具： 也有一些第三方数据库管理工具支持连接Oracle，如DBeaver、Toad for Oracle等，你可以根据个人喜好选择。

3. 学习资源

  • Oracle官方文档： 这是最权威、最全面的学习资源，虽然内容庞大，但详细解释了数据库的各个方面。作为参考手册非常有用。
  • Oracle LiveSQL： Oracle提供的一个在线SQL开发环境，你可以在浏览器中直接练习SQL语句，无需安装任何软件。
  • 在线教程和课程： 大量优质的在线平台（如MOOC平台、YouTube、Udemy、Coursera等）提供了Oracle数据库或SQL语言的入门到进阶课程。
  • 书籍： 有许多经典的Oracle数据库入门和进阶书籍可供选择。
  • 社区和论坛： 加入Oracle相关的技术社区或论坛，与其他学习者和专业人士交流，提问解惑。

4. 实践，实践，再实践

学习数据库最重要的就是动手实践。
* 创建自己的表结构，模拟一个简单的业务场景（如学生选课、图书管理）。
* 使用INSERT语句插入数据。
* 使用SELECT语句进行各种查询练习，包括简单查询、条件查询、多表联接查询、分组统计等。
* 尝试使用UPDATE和DELETE语句修改和删除数据（注意在练习环境中操作，避免误删重要数据）。
* 学习创建索引、视图等对象。
* 了解基本的数据库管理任务（如备份、恢复 – 在XE或Free Tier中尝试）。

通过不断的实践，你会对SQL语言和数据库概念有更深入的理解。

第七部分：学习 Oracle 数据库的职业前景

学习Oracle数据库不仅是掌握一项技术，更是打开了通往许多有吸引力职业的大门。由于Oracle数据库在企业级应用中的广泛使用，对具备Oracle技能人才的需求持续旺盛。

  • 数据库管理员 (DBA – Database Administrator)： DBA是负责数据库系统的安装、配置、监控、性能优化、备份恢复、安全管理等工作的专业人士。这是Oracle领域最核心的职位之一，需要深入理解数据库架构和管理技术。
  • 数据库开发人员 (Database Developer)： 开发人员使用SQL和PL/SQL（Oracle的存储过程语言）来编写应用程序与数据库交互，实现业务逻辑。
  • 数据分析师/科学家： 虽然不直接管理数据库，但数据分析师和科学家经常需要从Oracle数据库中提取、清洗和分析数据，熟练的SQL查询能力是必备技能。
  • 应用程序开发人员： 许多使用Java、.NET或其他语言开发的后端应用程序需要与Oracle数据库进行交互，了解如何高效地使用Oracle数据库是重要的加分项。
  • 数据仓库/ETL工程师： 负责构建和维护数据仓库，从各种源系统（包括Oracle数据库）抽取、转换和加载数据（ETL过程）。
  • 解决方案架构师/顾问： 负责设计基于Oracle数据库的整体系统架构或为客户提供数据库相关的咨询服务。

拥有Oracle认证（如OCP – Oracle Certified Professional）可以在求职和职业发展中为你提供有力的证明。

总结

Oracle数据库作为一个成熟、强大且功能丰富的关系型数据库管理系统，是企业级应用领域的核心支柱。它凭借卓越的性能、可靠性、安全性和可扩展性，赢得了全球众多大型企业的青睐。

对于初学者而言，掌握Oracle数据库是一个非常有价值的技能。学习之路应从理解数据库基本概念、关系模型以及SQL语言开始，然后通过安装Oracle XE或使用Cloud Free Tier，结合SQL Developer等工具进行大量的实践操作。了解Oracle数据库的架构能帮助你更好地理解其工作原理和性能特性。

虽然Oracle数据库的体系庞大，技术细节众多，但不要被其复杂性吓倒。从基础概念和常用操作入手，一步一个脚印地学习和实践，你会逐渐掌握这个强大的工具。无论是为了应对当前的工作需求，还是为未来的职业发展铺路，深入学习Oracle数据库都将是一项非常有价值的投资。

希望这篇文章能为你打开了解Oracle数据库的大门，激发你继续深入学习的兴趣。数据世界的精彩正等待着你去探索！祝你学习顺利！

发表评论

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

滚动至顶部