關(guān)系查詢處理與查詢優(yōu)化

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1、第8章關(guān)系查詢處理與查詢優(yōu)化8.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢處理8.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢優(yōu)化8.3查詢優(yōu)化的一般準(zhǔn)則8.4代數(shù)優(yōu)化8.5物理優(yōu)化8.6小結(jié)本章要求與重難點(diǎn)掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢處理步驟掌握RDBMS中查詢優(yōu)化技術(shù)(重點(diǎn)和難點(diǎn))第8章關(guān)系查詢處理與查詢優(yōu)化8.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢處理8.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢優(yōu)化8.3查詢優(yōu)化的一般準(zhǔn)則8.4代數(shù)優(yōu)化8.5物理優(yōu)化8.6小結(jié)8.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢處理1.查詢分析將查詢轉(zhuǎn)換成某種內(nèi)部表示，通常是語(yǔ)法樹。2.查詢檢查根據(jù)一定的等價(jià)變換規(guī)則把語(yǔ)法樹轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)（優(yōu)化）形式。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢處理（續(xù)）3.查詢優(yōu)化選

2、擇低層的操作算法對(duì)于語(yǔ)法樹中的每一個(gè)操作計(jì)算各種執(zhí)行算法的執(zhí)行代價(jià)選擇代價(jià)小的執(zhí)行算法4.查詢執(zhí)行生成查詢計(jì)劃(查詢執(zhí)行方案)查詢計(jì)劃是由一系列內(nèi)部操作組成的。第8章關(guān)系查詢處理與查詢優(yōu)化8.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢處理8.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢優(yōu)化8.3查詢優(yōu)化的一般準(zhǔn)則8.4代數(shù)優(yōu)化8.5物理優(yōu)化8.6小結(jié)8.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化查詢優(yōu)化的必要性查詢優(yōu)化極大地影響RDBMS的性能。查詢優(yōu)化的可能性關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的級(jí)別很高，使DBMS可以從關(guān)系表達(dá)式中分析查詢語(yǔ)義。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化（續(xù)）用戶不必考慮如何最好地表達(dá)查詢以獲得較好的效率系統(tǒng)可以比用戶程序的優(yōu)化做得更好(1

3、)優(yōu)化器可以從數(shù)據(jù)字典中獲取許多統(tǒng)計(jì)信息，而用戶程序則難以獲得這些信息關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化（續(xù)）(2)如果數(shù)據(jù)庫(kù)的物理統(tǒng)計(jì)信息改變了，系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)查詢重新優(yōu)化以選擇相適應(yīng)的執(zhí)行計(jì)劃。在非關(guān)系系統(tǒng)中必須重寫程序，而重寫程序在實(shí)際應(yīng)用中往往是不太可能的。(3)優(yōu)化器可以考慮數(shù)百種不同的執(zhí)行計(jì)劃，而程序員一般只能考慮有限的幾種可能性。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化（續(xù)）查詢優(yōu)化的總目標(biāo)選擇有效策略，求得給定關(guān)系表達(dá)式的值關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化（續(xù)）例：求選修了課程Ｃ2的學(xué)生姓名SELECTStudent.SnameFROMStudent,SCWHEREStudent.Sno=SC.Sn

4、oANDSC.Cno='2';關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化（續(xù)）假設(shè)1：外存：Student:1000條,SC:10000條,選修2號(hào)課程:50條假設(shè)2：一個(gè)內(nèi)存塊裝元組:10個(gè)Student,或100個(gè)SC,內(nèi)存中一次可以存放:5塊Student元組,1塊SC元組和若干塊連接結(jié)果元組假設(shè)3：讀寫速度：20塊/秒假設(shè)4：連接方法：基于數(shù)據(jù)塊的嵌套循環(huán)法執(zhí)行策略1Ｑ1＝ПＳname(бStudent.Sno=SC.Sno∧SC.Cno='2'(Student×SC))①Student×SC讀取總塊數(shù)=讀Student表塊數(shù)+讀SC表遍數(shù)*每遍塊數(shù)=1000/10+(1000/(10×

5、5))×(10000/100)=100+20×100=2100讀數(shù)據(jù)時(shí)間=2100/20=105秒不同的執(zhí)行策略,考慮I/O時(shí)間中間結(jié)果大小=1000*10000=107(1千萬(wàn)條元組)寫中間結(jié)果時(shí)間=10000000/10/20=50000秒②б讀數(shù)據(jù)時(shí)間=50000秒③П總時(shí)間=105＋50000＋50000秒=100105秒=27.8小時(shí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化（續(xù)）2.Ｑ2＝ПＳname(бSC.Cno='2'(StudentSC))①讀取總塊數(shù)=2100塊讀數(shù)據(jù)時(shí)間=2100/20=105秒中間結(jié)果大小=10000（減少1000倍）寫中間結(jié)果時(shí)間=10000/10/2

6、0=50秒②б讀數(shù)據(jù)時(shí)間=50秒③П總時(shí)間＝105＋50＋50秒＝205秒=3.8分關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化（續(xù)）3.Ｑ2＝ПSname(StudentбSC.Cno='2'(SC))①б讀SC表總塊數(shù)=10000/100=100塊讀數(shù)據(jù)時(shí)間=100/20=5秒中間結(jié)果大小=50條不必寫入外存②讀Student表總塊數(shù)=1000/10=100塊讀數(shù)據(jù)時(shí)間=100/20=5秒③П總時(shí)間＝5＋5秒＝10秒關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化（續(xù)）4.Ｑ2＝ПＳname(StudentбSC.Cno='2'(SC))假設(shè)SC表在Cno上有索引，Student表在Sno上有索引①б讀SC表索引=讀S

7、C表總塊數(shù)=50/100<1塊讀數(shù)據(jù)時(shí)間中間結(jié)果大小=50條不必寫入外存關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢優(yōu)化（續(xù)）②讀Student表索引=讀Student表總塊數(shù)=50/10=5塊讀數(shù)據(jù)時(shí)間③П總時(shí)間<10秒第8章關(guān)系查詢處理與查詢優(yōu)化8.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢處理8.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢優(yōu)化8.3查詢優(yōu)化的一般準(zhǔn)則8.4代數(shù)優(yōu)化8.5物理優(yōu)化8.6小結(jié)8.3查詢優(yōu)化的一般準(zhǔn)則選擇運(yùn)算應(yīng)盡可能先做目的：減小中間關(guān)系在執(zhí)行連接操作前對(duì)關(guān)系適當(dāng)進(jìn)行預(yù)處理按連接屬性排序在連接屬性上建立索引投影運(yùn)算和選擇運(yùn)算同時(shí)做目的：