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1、查詢處理與查詢 優(yōu)化目錄查詢處理9.1查詢優(yōu)化9.2查詢處理查詢處理(queryprocessing)是指從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)時(shí)所涉及的一系列活動(dòng)。語法分析與翻譯查詢優(yōu)化查詢執(zhí)行查詢處理過程語法分析與翻譯器查詢處理開始之前，系統(tǒng)必須將查詢語句翻譯成可使用的形式。語法分析與翻譯階段的主要工作有：檢查用戶查詢的語法，利用數(shù)據(jù)字典驗(yàn)證查詢中出現(xiàn)的關(guān)系名、屬性名等是否正確；構(gòu)造該查詢語句的語法分析樹表示，并將其翻譯成關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。查詢處理過程查詢執(zhí)行計(jì)劃與查詢優(yōu)化器一個(gè)給定的查詢?nèi)蝿?wù)，一般都會(huì)有多種計(jì)算結(jié)果的方法例如，考慮如下查詢selectstudentN
2、amefromStudentwhereclassNo='CS0701'andsex='女'該查詢語句可翻譯成如下關(guān)系表達(dá)式中的任意一個(gè)σclassNo='CS0701'(σsex='女'(∏studentName(Student)))σsex='女'(σclassNo='CS0701'(∏studentName(Student)))σclassNo='CS0701'(∏studentName(σsex='女'(Student)))∏studentName(σsex='女'(σclassNo='CS0701'(Student)))查詢處理過程查詢執(zhí)行計(jì)
3、劃與查詢優(yōu)化器執(zhí)行一個(gè)查詢，不僅需要提供關(guān)系代數(shù)表達(dá)式，還要對(duì)該表達(dá)式加上注釋說明如何執(zhí)行每個(gè)操作加了“如何執(zhí)行”注釋的關(guān)系代數(shù)運(yùn)算稱為執(zhí)行原語用于執(zhí)行一個(gè)查詢的原語操作序列稱為查詢執(zhí)行計(jì)劃不同的查詢執(zhí)行計(jì)劃會(huì)有不同的代價(jià)構(gòu)造具有最小查詢執(zhí)行代價(jià)的查詢執(zhí)行計(jì)劃是DBMS的責(zé)任這項(xiàng)工作稱為查詢優(yōu)化，由查詢優(yōu)化器來完成查詢處理過程關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和非過程化的SQL語言能夠取得巨大成功關(guān)鍵是得益于查詢優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展查詢優(yōu)化是影響RDBMS性能的關(guān)鍵因素查詢執(zhí)行引擎根據(jù)輸入的查詢執(zhí)行計(jì)劃，調(diào)用相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)查詢計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果返回給用戶有效地對(duì)內(nèi)存緩沖區(qū)進(jìn)行管
4、理是影響查詢執(zhí)行性能的非常重要的方面目錄查詢處理9.1查詢優(yōu)化9.2查詢優(yōu)化■處理一個(gè)給定的查詢，尤其是復(fù)雜的查詢，通常會(huì)有許多種策略?！霾樵儍?yōu)化(queryoptimization)就是從這許多策略中找出最有效的查詢執(zhí)行計(jì)劃的處理過程?！鯮DBMS能夠構(gòu)造并選擇出一個(gè)具有最小查詢執(zhí)行代價(jià)的查詢執(zhí)行計(jì)劃查詢優(yōu)化的必要性不同查詢執(zhí)行計(jì)劃的執(zhí)行時(shí)間分析Q1=πSN(σs.s#=sc.s#∧sc.c#=‘c2’(S×SC))Q2=πSN(σsc.c#=‘c2’(S?SC))Q3=πSN(S?σsc.c#=‘c2’(SC))（1）第一種情況計(jì)算廣義笛卡爾積作
5、選擇操作作投影操作執(zhí)行總時(shí)間為105s（2）第二種情況計(jì)算自然連接作選擇操作作投影操作執(zhí)行總時(shí)間為205s（3）第三種情況先對(duì)SC作選擇運(yùn)算作連接運(yùn)算作投影操作執(zhí)行總時(shí)間為10s查詢優(yōu)化概述■例：找出2008級(jí)修讀“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論”課程的學(xué)生姓名。初始關(guān)系表達(dá)式為：∏studentName(σgrade=2008∧courseName='DB'((Class?Student)?(Score?Course)))■轉(zhuǎn)換后的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式為：∏studentName((σgrade=2008(Class)?Student)?(Score?σcourseNa
6、me='DB'(Course)))查詢優(yōu)化概述■查詢優(yōu)化分3步進(jìn)行邏輯優(yōu)化，產(chǎn)生邏輯上與給定關(guān)系代數(shù)表達(dá)式等價(jià)的表達(dá)式；代價(jià)估計(jì)，估計(jì)每個(gè)執(zhí)行計(jì)劃的代價(jià)；物理優(yōu)化，對(duì)所產(chǎn)生的表達(dá)式以不同方式作注釋，產(chǎn)生不同的查詢執(zhí)行計(jì)劃。查詢優(yōu)化器中第①步和第③步是交叉進(jìn)行的先產(chǎn)生一些等價(jià)的表達(dá)式并加以注釋再進(jìn)一步產(chǎn)生一些等價(jià)表達(dá)式并加以注釋，依此類推第②步是基于系統(tǒng)收集的一些統(tǒng)計(jì)信息，如關(guān)系的大小、屬性值的分布、B+樹索引的深度等，對(duì)一個(gè)執(zhí)行計(jì)劃的代價(jià)進(jìn)行事先估計(jì)關(guān)系表達(dá)式轉(zhuǎn)換■等價(jià)規(guī)則合取選擇運(yùn)算的級(jí)聯(lián)分解選擇運(yùn)算滿足交換律系列投影的最后有效性選擇操作與θ連接相
7、結(jié)合=E1?θE2??等價(jià)規(guī)則連接運(yùn)算的結(jié)合律自然連接運(yùn)算的結(jié)合律：(E1?E2)?E3=E1?(E2?E3)θ連接運(yùn)算的結(jié)合律：(E1?E2)?E3=E1?(E2?E3)選擇運(yùn)算對(duì)θ連接運(yùn)算的分配律選擇條件θ0的所有屬性只涉及θ連接的表達(dá)式之一時(shí)，滿足分配律?θE2)=?θE2當(dāng)選擇條件θ1只涉及E1的屬性，且選擇條件θ2只涉及E2的屬性時(shí)滿足分配律?θE2)=?θ等價(jià)規(guī)則投影運(yùn)算對(duì)θ連接運(yùn)算的分配律令A(yù)1、A2分別代表E1、E2的屬性，假設(shè)連接條件θ只涉及A1∪A2中的屬性，則?θE2)=?θ令A(yù)1、A2分別代表E1、E2的屬性；令A(yù)3是E1中出
8、現(xiàn)在連接條件θ中但不在A1∪A2中的屬性；令A(yù)4是E2中出現(xiàn)在連接條件θ中但不在A1∪A2中的屬性?θE2)
