电脑内存实战案例分析(实例的内存结构)
1. 实例的内存结构
Oracle数据库的体系结构包括四个方面：数据库的物理结构、逻辑结构、内存结构及进程。
1. 物理结构
物理数据库结构是由构成数据库的操作系统文件所决定，Oracle数据库文件包括：
数据文件（Data File）
数据文件用来存储数据库中的全部数据，例如数据库表中的数据和索引数据.通常以为*.dbf格式，例如:userCIMS.dbf 。
日志文件（Redo Log File）
日志文件用于记录数据库所做的全部变更（如增加、删除、修改）、以便在系统发生故障时，用它对数据库进行恢复。名字通常为Log*.dbf格式，如：Log1CIMS.dbf,Log2CIMS.dbf 。
控制文件（Control File）
每个Oracle数据库都有相应的控制文件，它们是较小的二进制文件，用于记录数据库的物理结构，如：数据库名、数据库的数据文件和日志文件的名字和位置等信息。用于打开、存取数据库。名字通常为Ctrl*ctl 格式，如Ctrl1CIMS.ctl。
配置文件
配置文件记录Oracle数据库运行时的一些重要参数，如：数据块的大小，内存结构的配置等。名字通常为init*.ora 格式，如：initCIMS.ora 。
2 逻辑结构
Oracle数据库的逻辑结构描述了数据库从逻辑上如何来存储数据库中的数据。逻辑结构包括表空间、段、区、数据块和模式对象。数据库的逻辑结构将支配一个数据库如何使用系统的物理空间.模式对象及其之间的联系则描述了关系数据库之间的设计.
一个数据库从逻辑上说是由一个或多个表空间所组成，表空间是数据库中物理编组的数据仓库，每一个表空间是由段(segment)组成，一个段是由一组区(extent)所组成，一个区是由一组连续的数据库块(database block)组成，而一个数据库块对应硬盘上的一个或多个物理块。一个表空间存放一个或多个数据库的物理文件（即数据文件）.一个数据库中的数据被逻辑地存储在表空间上。
表空间（tablespace）
Oracle数据库被划分为一个或多个称为表空间的逻辑结构，它包括两类表空间，System表空间和非System表空间，其中，System表空间是安装数据库时自动建立的，它包含数据库的全部数据字典，存储过程、包、函数和触发器的定义以及系统回滚段。除此之外，还能包含用户数据。。
一个表空间包含许多段，每个段有一些可以不连续的区组成，每个区由一组连续的数据块组成，数据块是数据库进行操作的最小单位。
每个表空间对应一个或多个数据文件，每个数据文件只能属于一个表空间。
数据库块（database block）
数据库块也称逻辑块或ORACLE块，它对应磁盘上一个或多个物理块，它的大小由初始化参数db-block-size（在文件init.ora中）决定，典型的大小是2k。Pckfree 和pctused 两个参数用来优化数据块空间的使用。
区（extent）
区是由一组连续的数据块所组成的数据库存储空间分配的逻辑单位。
段（segment）
段是一个或多个不连续的区的集合，它包括一个表空间内特定逻辑结构的所有数据，段不能跨表空间存放。Oracle数据库包括数据段、索引段、临时段、回滚段等。
模式对象（schema object）
Oracle数据库的模式对象包括表、视图、序列、同意词、索引、触发器、存储.过程等，关于它们将重点在后面章节介绍。
3．Oracle Server系统进程与内存结构
当在计算机服务器上启动Oracle数据库后，称服务器上启动了一个Oracle实例（Instance）。ORACLE 实例（Instance）是存取和控制数据库的软件机制，它包含系统全局区（SGA）和ORACLE进程两部分。SGA是系统为实例分配的一组共享内存缓冲区，用于存放数据库实例和控制信息，以实现对数据库中数据的治理和操作。
进程是操作系统中一个极为重要的概念。一个进程执行一组操作，完成一个特定的任务.对ORACLE数据库治理系统来说，进程由用户进程、服务器进程和后台进程所组成。
当用户运行一个应用程序时，系统就为它建立一个用户进程。服务器进程处理与之相连的用户进程的请求，它与用户进程相通讯，为相连的用户进程的ORACLE请求服务。
为了提高系统性能，更好地实现多用户功能，ORACLE还在系统后台启动一些后台进程，用于数据库数据操作。
系统进程的后台进程主要包括：
SMON 系统监控进程：（system monitor）负责完成自动实例恢复和回收分类（sort）表空间。
PMON 进程监控进程：（PRocess monitor）实现用户进程故障恢复、清理内存区和释放该进程所需资源等。
DBWR 数据库写进程：数据库缓冲区的治理进程。
在它的治理下，数据库缓冲区中总保持有一定数量的自由缓冲块，以确保用户进程总能找到供其使用的自由缓冲块。
LGWR 日志文件写进程：是日志缓冲区的治理进程，负责把日志缓冲区中的日志项写入磁盘中的日志文件上。每个实例只有一个LGWR进程。
ARCH 归档进程：（archiver process）把已经填满的在线日志文件拷贝到一个指定的存储设备上。仅当日志文件组开关（switch）出现时，才进行ARCH操作。ARCH不是必须的，而只有当自动归档可使用或者当手工归档请求时才发出。
RECO 恢复进程：是在具有分布式选项时使用的一个进程，主要用于解决引用分布式事务时所出现的故障。它只能在答应分布式事务的系统中出现。
LCKn 封锁进程：用于并行服务器系统，主要完成实例之间的封锁。
内存结构（SGA）
SGA是Oracle为一个实例分配的一组共享内存缓冲区，它包含该实例的数据和控制信息。SGA在实例启动时被自动分配，当实例关闭时被收回。数据库的所有数据操作都要通过SGA来进行。
SGA中内存根据存放信息的不同，可以分为如下几个区域：Buffer Cache：存放数据库中数据库块的拷贝。它是由一组缓冲块所组成，这些缓冲块为所有与该实例相链接的用户进程所共享。缓冲块的数目由初始化参数DB_BLOCK_BUFFERS确定，缓冲块的大小由初始化参数DB_BLOCK_SIZE确定。大的数据块可提高查询速度。它由DBWR操作。
b. 日志缓冲区Redo Log Buffer：存放数据操作的更改信息。它们以日志项（redo entry）的形式存放在日志缓冲区中。当需要进行数据库恢复时，日志项用于重构或回滚对数据库所做的变更。日志缓冲区的大小由初始化参数LOG_BUFFER确定。大的日志缓冲区可减少日志文件I/O的次数。后台进程LGWR将日志缓冲区中的信息写入磁盘的日志文件中，可启动ARCH后台进程进行日志信息归档。
c. 共享池Shared Pool：包含用来处理的SQL语句信息。它包含共享SQL区和数据字典存储区。共享SQL区包含执行特定的SQL语句所用的信息。数据字典区用于存放数据字典，它为所有用户进程所共享。
2. 结构体的内存
共用体就是享用同一块内存在此例中e的大小为最长元素的大小，也就是结构体out的大小，共两个int，假设此处int为4字节e.c和e.d和e.out.a占用同一块内存，即低4字节的内存，a.out.b占用高4字节内存然后e.c=1;e.d=2;e.c和e.d和e.out.a都为2e.out.a=e.c*e.d = 2*2 = 4;那么e.c和e.d和e.out.a都变成了4e.out.b=e.c+e.d = 4+4 = 8
3. 实例的内存结构是指
实例化模型（instantiate）是指在面向对象的编程中，把用类创建对象的过程称为实例化。是将一个抽象的概念类，具体到该类实物的过程。实例化过程中一般由类名 对象名 = new 类名（参数1，参数2...参数n）构成。
多数语言中，实例化一个对象就是为对象开辟内存空间，或者是不用声明，直接使用new 构造函数名，建立一个临时对象。
4. 实例的内存结构包括
常见的nosql数据库有：1、Redis支持多种数据结构，支持持久化操作，支持通过Replication进行数据复制；2、Memcache可以利用多核优势，单实例吞吐量极高；3、MongoDB处理很大的规模的单表。
常见的nosql数据库有：
1.Redis
优点：
1.支持多种数据结构，如 string（字符串）、 list(双向链表)、dict(hash表)、set(集合）、zset(排序set)、hyperloglog（基数估算）
2.支持持久化操作，可以进行aof及rdb数据持久化到磁盘，从而进行数据备份或数据恢复等操作，较好的防止数据丢失 的手段。
3.支持通过Replication进行数据复制，通过master-slave机制，可以实时进行数据的同步复制，支持多级复制和增量复制，master-slave机制是Redis进行HA的重要手段。
4.单线程请求，所有命令串行执行，并发情况下不需要考虑数据一致性问题。
5.支持pub/sub消息订阅机制，可以用来进行消息订阅与通知。
6.支持简单的事务需求，但业界使用场景很少，并不成熟。
缺点：
1.Redis只能使用单线程，性能受限于CPU性能，故单实例CPU最高才可能达到5-6wQPS每秒（取决于数据结构，数据大小以及服务器硬件性能，日常环境中QPS高峰大约在1-2w左右）。
2.支持简单的事务需求，但业界使用场景很少，并不成熟，既是优点也是缺点。
3.Redis在string类型上会消耗较多内存，可以使用dict（hash表）压缩存储以降低内存
耗用。
2.Memcache
优点：
1.Memcached可以利用多核优势，单实例吞吐量极高，可以达到几十万QPS（取决于key、value的字节大小以及服务器硬件性能，日常环境中QPS高峰大约在4-6w左右）。适用于最大程度扛量。
2.支持直接配置为session handle。
缺点：
1只支持简单的key/value数据结构，不像Redis可以支持丰富的数据类型。
2.无法进行持久化，数据不能备份，只能用于缓存使用，且重启后数据全部丢失。
3.无法进行数据同步，不能将MC中的数据迁移到其他MC实例中。
4.Memcached内存分配采用Slab Allocation机制管理内存，value大小分布差异较大时会造成内存利用率降低，并引发低利用率时依然出现踢出等问题。需要用户注重value设计。
3.MongoDB
优点：
1.更高的写负载，MongoDB拥有更高的插入速度。
2.处理很大的规模的单表，当数据表太大的时候可以很容易的分割表。
3.高可用性，设置M-S不仅方便而且很快，MongoDB还可以快速、安全及自动化的实现节点
（数据中心）故障转移。
4.快速的查询，MongoDB支持二维空间索引，比如管道，因此可以快速及精确的从指定位置
获取数据。MongoDB在启动后会将数据库中的数据以文件映射的方式加载到内存中。如果内
存资源相当丰富的话，这将极大地提高数据库的查询速度。
5.非结构化数据的爆发增长，增加列在有些情况下可能锁定整个数据库，或者增加负载从而
导致性能下降，由于MongoDB的弱数据结构模式，添加1个新字段不会对旧表格有任何影响，
整个过程会非常快速。
缺点：
1.不支持事务。
2.MongoDB占用空间过大 。
3.MongoDB没有成熟的维护工具。
5. 内存结构原理
计算机存储器可分为两类，分别有内存和外存。 二者的区别：
1、位置不同 内存也被称为内存储器和主存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。
2、特点不同 内存储器速度快 价格贵，容量小，断电 后内存内数据会丢失。（ROM 断电不丢失）
外存储器 单位价格低，容量大,速度慢, 断电后数据不会丢失。
6. 内存结构 内存模型
1、打开3dmax软件，任意创建一个模型。
2、然后选择模型并单击“选择并均匀缩放”按钮，可以看到模型的坐标轴增加了一个三角形的标志。
3、将光标移动到X轴上，则X轴变为黄色，且光标的形状发生变化。
4、按住鼠标左键拖动光标，则模型随着光标的移动发生变化，同理，其他轴也是如此。
5、鼠标放在三角中间，按住鼠标左键拖动光标，则模型在X、Y、Z三个方向同时变化。
6、第二种模式“选择并非均匀缩放”跟第一种模式是一样的。
7、鼠标左键按住缩放按钮不放，在弹出的工具菜单中选择“选择并挤压缩放”按钮，将鼠标移动到三角形标识上，向内进行缩放操作，可以看到模型外观发生了变化。。
7. 内存的内部结构
在计算机的组成结构中，有一个很重要的部分，就是存储器。存储器
是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。存储器的
种类很多，按其用途可分为主存储器
和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存，港台称之为记忆体）。
内存
内存又称主存，是CPU能直接寻址的存储空间，由半导体器件制成。
内存的特点是存取速率快。内存是电脑中的主要部件，它是相对于外存而言的。我们平常使用的程序，如
Windows操作系统、打字软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外存上的，但仅此是不能使用其功能的，必须把它们调入内存中运行，才能真正使用其功能，我们平时输入一段文字，或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的。就好比在一个书房里，存放书籍的书架和书柜相当于电脑的 外存，而我们工作的办公桌就是
内存。通常我们把要永久保存的、大量的数据存储在外存上，而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存
上，当然内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。
8. 内存储器基本结构
51单片机存储器结构：
51单片机存储器采用的是哈佛结构，即是程序存储器空间和数据存储器空间分开，程序存储器和数据存储器各自有自己的寻址方式、寻址空间和控制系统。
51存储器可以分为
程序存储器ROM：用于存放程序和表格之类的固定常识。C51编程中用code关键词声明。
内部数据存储器RAM:51子系列有128字节RAM，52子系列有256字节RAM
特殊功能寄存器SFR：80H-FFH字节地址的RAM
位地址空间：片内RAM0x20-0x2f空间，本空间允许按位或者字节寻址。可用bdata进行声明。
外部数据寄存器RAM：片外的RAM，最大寻址空间2^16即是64K大RAM。Pdata用于声明片外第一页RAM空间为0-255；xdata用于声明外部RAM空间为0-65535.