最新四章节关系系统及其查询优化ppt课件.ppt

《最新四章节关系系统及其查询优化ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新四章节关系系统及其查询优化ppt课件.ppt（63页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、安财信工学院计算机系2006年4月12日2第四章第四章 关系系统及其查询优化关系系统及其查询优化4.1 关系系统关系系统4.2 关系系统的查询优化关系系统的查询优化4.3 小结小结安财信工学院计算机系安财信工学院计算机系安财信工学院计算机系安财信工学院计算机系安财信工学院计算机系安财信工学院计算机系安财信工学院计算机系2006年4月12日9第四章第四章 关系系统及其查询优化关系系统及其查询优化4.1 关系系统关系系统4.2 关系系统的查询优化关系系统的查询优化4.3 小结小结安财信工学院计算机系2006年4月12日104.2 关系系统的查询优化关系系统的查询优化 4.2.1 查询优化概述查询优

2、化概述4.2.2 查询优化的必要性查询优化的必要性4.2.3 查询优化的一般准则查询优化的一般准则4.2.4 关系代数等价变换规则关系代数等价变换规则4.2.5 关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法4.2.6 优化的一般步骤优化的一般步骤 安财信工学院计算机系2006年4月12日114.2.1 查询优化概述查询优化概述查询优化的必要性查询优化的必要性查询优化极大地影响查询优化极大地影响RDBMS的性能。的性能。 查询优化的可能性查询优化的可能性关系数据语言的关系数据语言的级别很高级别很高，使，使DBMS可以可以从关系表达式中分析查询从关系表达式中分析查询语义语义。 安财信工学院计算

3、机系2006年4月12日12由由DBMS进行查询优化的好处进行查询优化的好处用户不必考虑如何最好地表达查询以获得较用户不必考虑如何最好地表达查询以获得较好的效率好的效率系统可以比用户程序的系统可以比用户程序的优化优化做得更好做得更好(1) 优化器可以从数据字典中获取许多统计信息，而优化器可以从数据字典中获取许多统计信息，而用户程序则难以获得这些信息用户程序则难以获得这些信息 安财信工学院计算机系2006年4月12日13由由DBMS进行查询优化的好处进行查询优化的好处(2)如果数据库的物理统计信息改变了，系统可以自动对查如果数据库的物理统计信息改变了，系统可以自动对查询询重新优化重新优化以选择相

4、适应的执行计划。以选择相适应的执行计划。 在非关系系统中必须重写程序，而重写程序在实际应用中在非关系系统中必须重写程序，而重写程序在实际应用中往往是不太可能的。往往是不太可能的。(3)优化器可以考虑数百种不同的执行计划，而程序员一般优化器可以考虑数百种不同的执行计划，而程序员一般只能考虑有限的几种可能性只能考虑有限的几种可能性。(4)优化器中包括了很多复杂的优化技术优化器中包括了很多复杂的优化技术安财信工学院计算机系2006年4月12日14查询优化目标查询优化目标查询优化的总目标查询优化的总目标 选择有效策略，求得给定关系表达式的值选择有效策略，求得给定关系表达式的值实际系统的查询优化步骤实际

5、系统的查询优化步骤1. 将查询转换成某种内部表示，通常是语法树将查询转换成某种内部表示，通常是语法树2. 根据一定的等价变换规则把语法树转换成标准根据一定的等价变换规则把语法树转换成标准 （优化）形式（优化）形式安财信工学院计算机系2006年4月12日15实际系统的查询优化步骤实际系统的查询优化步骤3. 选择低层的操作算法选择低层的操作算法对于语法树中的每一个操作对于语法树中的每一个操作计算各种执行算法的执行代价计算各种执行算法的执行代价选择代价小的执行算法选择代价小的执行算法4. 生成查询计划生成查询计划(查询执行方案查询执行方案)查询计划是由一系列内部操作组成的。查询计划是由一系列内部操作

6、组成的。安财信工学院计算机系2006年4月12日16代价模型代价模型集中式数据库集中式数据库单用户系统单用户系统总代价总代价 = I/O代价代价 + CPU代价代价多用户系统多用户系统总代价总代价 = I/O代价代价 + CPU代价代价 + 内存代价内存代价分布式数据库分布式数据库 总代价总代价 = I/O代价代价 + CPU代价代价+ 内存代价内存代价 + 通信代价通信代价 安财信工学院计算机系2006年4月12日174.2.2 查询优化的必要性查询优化的必要性 例：求选修了课程例：求选修了课程2的学生姓名的学生姓名 SELECT Student.SnameFROM Student, SCW

7、HERE Student.Sno=SC.SnoAND SC.Cno=2; 安财信工学院计算机系2006年4月12日18查询优化的必要性（续）查询优化的必要性（续） 假设假设1：外存：外存：Student:1000条条,SC:10000条条, 选修选修2号课程号课程:50条条假设假设2：一个内存块装元组：一个内存块装元组:10个个Student, 或或100个个SC, 内存中一次可以存放内存中一次可以存放: 5块块Student元组元组, 1块块SC元组和若干块连接结果元组元组和若干块连接结果元组假设假设3：读写速度：读写速度：20块块/秒秒假设假设4：连接方法：连接方法：基于数据块基于数据块的

8、嵌套循环法的嵌套循环法 安财信工学院计算机系2006年4月12日19执行策略执行策略11 n a m e(S t u d e n t . S n o =S C . S n o S C . C n o = 2 (StudentSC) StudentSC 读取总块数读取总块数= 读读Student表块数表块数 + 读读SC表遍数表遍数 *每遍块数每遍块数 =1000/10+(1000/(105) (10000/100) =100+20100=2100 读数据时间读数据时间=2100/20=105秒秒安财信工学院计算机系2006年4月12日20不同的执行策略不同的执行策略,考虑考虑I/O时间时间中间

9、结果大小中间结果大小 = 1000*10000 = 107 (1千万条元千万条元组组)写中间结果时间写中间结果时间 = 10000000/10/20 = 50000秒秒 读数据时间读数据时间 = 50000秒秒 总时间总时间 =1055000050000秒秒 = 100105秒秒 = 27.8小时小时安财信工学院计算机系2006年4月12日21查询优化的必要性（续）查询优化的必要性（续） 2. 2 name(SC.Cno= 2 (Student SC) 读取总块数读取总块数= 2100块块读数据时间读数据时间=2100/20=105秒秒中间结果大小中间结果大小=10000 （减少（减少1000

10、倍）倍）写中间结果时间写中间结果时间=10000/10/20=50秒秒 读数据时间读数据时间=50秒秒 总时间总时间1055050秒秒205秒秒=3.4分分 安财信工学院计算机系2006年4月12日22查询优化的必要性（续）查询优化的必要性（续） 3. 2 Sname(Student SC.Cno= 2 (SC) 读读SC表总块数表总块数= 10000/100=100块块读数据时间读数据时间=100/20=5秒秒 中间结果大小中间结果大小=50条条 不必写入外存不必写入外存 读读Student表总块数表总块数= 1000/10=100块块读数据时间读数据时间=100/20=5秒秒 总时间总时间

11、55秒秒10秒秒 安财信工学院计算机系2006年4月12日23查询优化的必要性（续）查询优化的必要性（续） 4. 2 name(Student SC.Cno=2 (SC)假设假设SC表在表在Cno上有索引，上有索引，Student表在表在Sno上上有索引有索引 读读SC表索引表索引=读读SC表总块数表总块数= 50/1001块块读数据时间读数据时间 中间结果大小中间结果大小=50条条 不必写入外存不必写入外存安财信工学院计算机系2006年4月12日24查询优化的必要性（续）查询优化的必要性（续） 读读Student表索引表索引=读读Student表总块数表总块数= 50/10=5块块读数据时间

12、读数据时间 总时间总时间 连接运算连接运算 例：例：Student.Sno=SC.Sno (StudentSC) Student SC提取公共子表达式提取公共子表达式安财信工学院计算机系2006年4月12日274.2.4 关系代数等价变换规则关系代数等价变换规则 关系代数表达式等价关系代数表达式等价指用相同的关系代替两个表达式中相应的关系所指用相同的关系代替两个表达式中相应的关系所得到的结果是相同的得到的结果是相同的上面的优化策略大部分都涉及到代数表达式的变上面的优化策略大部分都涉及到代数表达式的变换换安财信工学院计算机系2006年4月12日28常用的等价变换规则常用的等价变换规则设设E1、E

13、2等是关系代数表达式，等是关系代数表达式，F是条件表达式是条件表达式 l. 连接、笛卡尔积交换律连接、笛卡尔积交换律E1 E2 E2E1E1 E2E2 E1 E1 F E2E2 F E1 安财信工学院计算机系2006年4月12日29关系代数等价变换规则（续）关系代数等价变换规则（续） 2. 连接、笛卡尔积的结合律连接、笛卡尔积的结合律 (E1E2) E3 E1 (E2E3) (E1 E2) E3 E1 (E2 E3) (E1 E2) E3 E1 (E2 E3) F F F F安财信工学院计算机系2006年4月12日30关系代数等价变换规则（续）关系代数等价变换规则（续） 3. 投影的串接定律投

14、影的串接定律 A1,A2, ,An( B1,B2, ,Bm(E) A1,A2, ,An (E)假设：假设：1)E是关系代数表达式是关系代数表达式2)Ai(i=1，2，n), Bj(j=l，2，m)是属性名是属性名3)A1, A2, , An构成构成Bl，B2，Bm的子集的子集 安财信工学院计算机系2006年4月12日31关系代数等价变换规则（续）关系代数等价变换规则（续） 4. 选择的串接定律选择的串接定律 F1 （ F2（E） F1 F2(E)选择的串接律说明选择的串接律说明 选择条件可以合并选择条件可以合并这样一次就可检查全部条件。这样一次就可检查全部条件。 安财信工学院计算机系2006年

15、4月12日32关系代数等价变换规则（续）关系代数等价变换规则（续） 5. 选择与投影的交换律选择与投影的交换律(1)假设假设: 选择条件选择条件F只涉及属性只涉及属性A1，An F (A1,A2, ,An(E) A1,A2, ,An(F(E) (2)假设假设: F中有不属于中有不属于A1, ,An的属性的属性B1,Bm A1,A2, ,An ( F (E) A1,A2, ,An(F (A1,A2, ,An,B1,B2, ,Bm(E)安财信工学院计算机系2006年4月12日33关系代数等价变换规则（续）关系代数等价变换规则（续） 6. 选择与笛卡尔积的交换律选择与笛卡尔积的交换律(1) 假设：假

16、设：F中涉及的属性都是中涉及的属性都是E1中的属性中的属性 F (E1E2)F (E1)E2 (2) 假设：假设：F=F1F2，并且，并且F1只涉及只涉及E1中的属性，中的属性， F2只涉及只涉及E2中的属性中的属性 则由上面的等价变换规则则由上面的等价变换规则1，4，6可推出：可推出： F(E1E2) F1(E1)F2 (E2) 安财信工学院计算机系2006年4月12日34关系代数等价变换规则（续）关系代数等价变换规则（续） (3) 假设：假设： F=F1F2， F1只涉及只涉及E1中的属性，中的属性， F2涉及涉及E1和和E2两者的属性两者的属性 F(E1E2) F2(F1(E1)E2)

17、它使部分选择在笛卡尔积前先做它使部分选择在笛卡尔积前先做 安财信工学院计算机系2006年4月12日35关系代数等价变换规则（续）关系代数等价变换规则（续） 7. 选择与并的交换选择与并的交换假设：假设：E=E1E2，E1，E2有相同的属性名有相同的属性名F(E1E2) F(E1) F(E2) 8. 选择与差运算的交换选择与差运算的交换假设：假设：E1与与E2有相同的属性名有相同的属性名F(E1-E2) F(E1) - F(E2) 安财信工学院计算机系2006年4月12日36关系代数等价变换规则（续）关系代数等价变换规则（续） 9. 投影与笛卡尔积的交换投影与笛卡尔积的交换假设：假设：E1和和E

18、2是两个关系表达式，是两个关系表达式， A1，An是是E1的属性，的属性， B1，Bm是是E2的属性的属性 A1,A2, ,An,B1,B2, ,Bm （E1E2) A1,A2, ,An（E1) B1,B2, ,Bm(E2)安财信工学院计算机系2006年4月12日37关系代数等价变换规则（续）关系代数等价变换规则（续） l0. 投影与并的交换投影与并的交换假设：假设：E1和和E2 有相同的属性名有相同的属性名 A1,A2, ,An(E1E2) A1,A2, ,An(E1) A1,A2, ,An(E2) 安财信工学院计算机系2006年4月12日38小结小结1-2: 连接、笛卡尔积连接、笛卡尔积的

19、交换律、结合律的交换律、结合律3： 合并或分解合并或分解投影投影运算运算4： 合并或分解合并或分解选择选择运算运算5-8： 选择运算与其他运算交换选择运算与其他运算交换5，9，10： 投影运算与其他运算交换投影运算与其他运算交换 安财信工学院计算机系2006年4月12日394.2 关系系统的查询优化关系系统的查询优化 4.2.1 查询优化概述查询优化概述4.2.2 查询优化的必要性查询优化的必要性4.2.3 查询优化的一般准则查询优化的一般准则4.2.4 关系代数等价变换规则关系代数等价变换规则4.2.5 关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法4.2.6 优化的一般步骤优化的一般步骤

20、 安财信工学院计算机系2006年4月12日404.2.5 关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法 算法：关系表达式的优化算法：关系表达式的优化输入：一个关系表达式的语法树。输入：一个关系表达式的语法树。输出：计算该表达式的程序。输出：计算该表达式的程序。方法：方法：（1）分解选择运算）分解选择运算 利用规则利用规则4把形如把形如F1 F2 Fn (E)变换为变换为 F1 (F2( (Fn(E) ) 安财信工学院计算机系2006年4月12日41关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法 (续续)（2）通过交换选择运算，将其尽可能移到叶端）通过交换选择运算，将其尽可能移到叶端 对每

21、一个选择，利用规则对每一个选择，利用规则48尽可能把它移到树尽可能把它移到树的叶端。的叶端。 （3）通过交换投影运算，将其尽可能移到叶端）通过交换投影运算，将其尽可能移到叶端对每一个投影利用规则对每一个投影利用规则3，9，l0，5中的一般形式中的一般形式尽可能把它移向树的叶端。尽可能把它移向树的叶端。 安财信工学院计算机系2006年4月12日42关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法 (续续)（4）合并串接的选择和投影，以便能同时执行或在）合并串接的选择和投影，以便能同时执行或在一次扫描中完成一次扫描中完成利用规则利用规则35把选择和投影的串接合并成单个选把选择和投影的串接合并成单个

22、选择、单个投影或一个选择后跟一个投影。择、单个投影或一个选择后跟一个投影。使多个选择或投影能同时执行，或在一次扫描中使多个选择或投影能同时执行，或在一次扫描中全部完成全部完成尽管这种变换似乎违背尽管这种变换似乎违背“投影尽可能早做投影尽可能早做”的原的原则，但这样做效率更高。则，但这样做效率更高。 安财信工学院计算机系2006年4月12日43关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法 (续续)（5）对内结点分组）对内结点分组把上述得到的语法树的内节点分组。把上述得到的语法树的内节点分组。每一双目运算每一双目运算(， ，-)和它所有的直和它所有的直接祖先为一组接祖先为一组(这些直接祖先是这

23、些直接祖先是，运算运算)。如果其后代直到叶子全是单目运算，则也将如果其后代直到叶子全是单目运算，则也将它们并入该组，但当双目运算是笛卡尔积它们并入该组，但当双目运算是笛卡尔积()，而且其后的选择不能与它结合为等值，而且其后的选择不能与它结合为等值连接时除外。把这些单目运算单独分为一组连接时除外。把这些单目运算单独分为一组。 安财信工学院计算机系2006年4月12日44关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法 (续续)（6）生成程序）生成程序生成一个程序，每组结点的计算是程序中的一步。生成一个程序，每组结点的计算是程序中的一步。各步的顺序是任意的，只要保证任何一组的计算各步的顺序是任意的

24、，只要保证任何一组的计算不会在它的后代组之前计算不会在它的后代组之前计算。 安财信工学院计算机系2006年4月12日454.2 关系系统的查询优化关系系统的查询优化 4.2.1 查询优化概述查询优化概述4.2.2 查询优化的必要性查询优化的必要性4.2.3 查询优化的一般准则查询优化的一般准则4.2.4 关系代数等价变换规则关系代数等价变换规则4.2.5 关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法4.2.6 优化的一般步骤优化的一般步骤 安财信工学院计算机系2006年4月12日464.2.6 优化的一般步骤优化的一般步骤 1把查询转换成某种内部表示把查询转换成某种内部表示2代数优化：把语

25、法树转换成标准（优化）代数优化：把语法树转换成标准（优化） 形式形式3物理优化：选择低层的存取路径物理优化：选择低层的存取路径4生成查询计划，选择代价最小的生成查询计划，选择代价最小的 安财信工学院计算机系2006年4月12日47优化的一般步骤优化的一般步骤 (续续)（1）把查询转换成某种内部表示）把查询转换成某种内部表示例：求选修了课程例：求选修了课程2的学生姓名的学生姓名SELECT Student.SnameFROM Student, SCWHERE Student.Sno=SC.SnoAND SC.Cno=2; 安财信工学院计算机系2006年4月12日48（1）把查询转换成某种内部表示

26、）把查询转换成某种内部表示语法树语法树 结果结果project(Sname) select(SC.Cno= 2 ) join(Student.Sno=SC.Sno) StudentSC安财信工学院计算机系2006年4月12日49关系代数语法树关系代数语法树Sname SC.Cno=2 Student.Sno=SC.S StudentSC安财信工学院计算机系2006年4月12日50（2）代数优化）代数优化利用优化算法把语法树转换成标准（优化）形式利用优化算法把语法树转换成标准（优化）形式 Sname Student.Sno=SC.Sno SC.Cno= 2 StudentSC安财信工学院计算机系

27、2006年4月12日51（3）物理优化：选择低层的存取路径）物理优化：选择低层的存取路径- 优化器查找数据字典获得当前数据库状态信息优化器查找数据字典获得当前数据库状态信息选择字段上是否有索引选择字段上是否有索引连接的两个表是否有序连接的两个表是否有序连接字段上是否有索引连接字段上是否有索引 然后根据一定的优化规则选择存取路径然后根据一定的优化规则选择存取路径 如本例中若如本例中若SC表上建有表上建有Cno的索引，则应该利用这的索引，则应该利用这个索引，而不必顺序扫描个索引，而不必顺序扫描SC表。表。 安财信工学院计算机系2006年4月12日52（4）生成查询计划，选择代价最小的）生成查询计划

28、，选择代价最小的 在作连接运算时，若两个表在作连接运算时，若两个表(设为设为R1，R2)均无序，连均无序，连接属性上也没有索引，则可以有下面几种查询计划接属性上也没有索引，则可以有下面几种查询计划： 对两个表作排序预处理对两个表作排序预处理 对对R1在连接属性上建索引在连接属性上建索引 对对R2在连接属性上建索引在连接属性上建索引 在在R1，R2的连接属性上均建索引的连接属性上均建索引 对不同的查询计划计算代价，选择代价最小的一个。对不同的查询计划计算代价，选择代价最小的一个。 在计算代价时主要考虑磁盘读写的在计算代价时主要考虑磁盘读写的I/O数，内存数，内存CPU处处理时间在粗略计算时可不考

29、虑。理时间在粗略计算时可不考虑。 安财信工学院计算机系2006年4月12日53第四章第四章 关系系统及其查询优化关系系统及其查询优化4.1 关系系统关系系统4.2 关系系统的查询优化关系系统的查询优化4.3 小结小结安财信工学院计算机系2006年4月12日544.3 小结小结 关系系统关系系统关系系统的定义关系系统的定义一个数据库管理系统可定义为关系系统，当且仅当一个数据库管理系统可定义为关系系统，当且仅当它至少支持：它至少支持：1 关系数据库（即关系数据结构）关系数据库（即关系数据结构）2 支持选择、投影和（自然）连接运算，支持选择、投影和（自然）连接运算， 且不要求用户定义任何物理存取路径

30、且不要求用户定义任何物理存取路径 安财信工学院计算机系2006年4月12日55小结小结关系系统的定义：关系系统的定义： 一个系统可定义为关系系统，当且仅当它支持： 1关系数据库。即从用户观点看，数据库是由表构成的，并且 只有表这种结构。 2支持选择、投影和（自然）连接运算。对这些运算不必要求 定义任何物理存取路径。关系系统分类关系系统分类 （a）表式系统 (b) （最小）关系的 (c）关系完备的 (d)全关系的 安财信工学院计算机系2006年4月12日56小结小结 （续）（续）关系系统的查询优化关系系统的查询优化 代数优化：关系代数表达式的优化代数优化：关系代数表达式的优化关系代数等价变换规则

31、关系代数等价变换规则关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法 物理优化：存取路径和低层操作算法的选择物理优化：存取路径和低层操作算法的选择 安财信工学院计算机系2006年4月12日57查询优化的总目标是：查询优化的总目标是：选择有效的策略。求得给定的关系表达选择有效的策略。求得给定的关系表达式式 的值的值优化的一般策略：优化的一般策略： 1选择运算应尽可能先做。 2在执行连接前对文件适当地预处理，预处理方法主要又两种， 对文件排序和在连接属性上建立索引。 3把投影运算和选择运算同时进行。 4把投影同其前或后的双目运算结合起来。 5 把某些选择同在它前面要执行的笛卡儿积结合起来成为一个

32、连接字段。 6找出公共子表达式。 安财信工学院计算机系2006年4月12日58关系代数等价变换规则：关系代数等价变换规则：两个关系表达式E1和E2是等价的，可记为E1 E21连接、笛卡儿积的交换律连接、笛卡儿积的交换律 设E1和 E2是关系代数表达式， F是连接运算的条件，则有： E1 E2 E2 E1 E1 E2 E2 E1 E1 E2 E2 E1 F F 2连接、笛卡儿积的结合律连接、笛卡儿积的结合律 设E1，E2，E3是关系表达式，F1和F2是连接运算的条件，则有： （E1E2）E3 E1（E2E3） （E1 E2） E3 （E1 E2） E3 (E1 E2) E3 E1 (E1 E2)

33、 3投影的串接定律投影的串接定律 A1,A2,An ( B1,B2,Bm(E) A1,A2,An (E) 这里，E是关系代数表达式，Ai（ i=1,2, , n ),Bj( j=1,2, , m )是 安财信工学院计算机系2006年4月12日59属性名且A1,A2, , An构成B1,B2, , Bm 的子集. 4选择的串接定律选择的串接定律 F1（ F2（E） F1F2（E）这里，E是关系代数表达式，F1，F2是选择的条件。选择的串接律 说明条件可以合并。这样一次就可以检查全部条件。 5选择和投影的交换律选择和投影的交换律 F(A1,A2,An (E) A1,A2,An(F(E) 这里,选择

34、条件F只涉及属性A1,A2, , An。若F中有不属于属性B1,B2, , Bm 则有更一般的规则 A1,A2,An(F(E) A1,A2,An(F(A1,A2,An , B1,B2, , Bm (E)6选择与笛卡儿积的交换律选择与笛卡儿积的交换律 如果F中涉及的属性都是E1中的属性，则 F（E1 E2） F （E1） E2 如果F=F1F2，并且F1只涉及E1中的属性，F2只涉及E2中的属性 ，则由上面的1,4,6 可推出： F（E1 E2） F 1（E1） F2 （E2） 安财信工学院计算机系2006年4月12日60若F1只涉及E1中的属性， F2涉及E1和E2两者的属性，则仍有： F（E

35、1 E2） F 2（F1 （E1） E2） 它使部分选择在笛卡儿积前先做。 7选择与并的交换选择与并的交换 设E=E1E2， E1、 E2有相同的属性名，则 F（E1 E2） F （E1） F （E2）8选择与差运算的交换选择与差运算的交换 若 E1，E2有相同的属性名，则 F（E1 E2） F （E1）F （E2）9投影与笛卡儿积的交换投影与笛卡儿积的交换 设E1和E2是两个关系表达式， A1,A2,An 是E1的属性，B1, B2, , Bm是E2的属性，则 A1,A2,An , B1,B2, , Bm (E1 E2 ) A1,A2,An（E1） B1,B2,Bm（E2）10投影与并的交换

36、投影与并的交换 设E1，E2有相同的属性名，则A1,A2,An （E1 E2） A1,A2,An（E1） A1,A2,An （E2） 安财信工学院计算机系2006年4月12日61关系代数表达式的优化算法关系代数表达式的优化算法算法：关系表达式的优化。算法：关系表达式的优化。输入：一个关系表达式的语法树。输入：一个关系表达式的语法树。输出：计算该表达式的程序。输出：计算该表达式的程序。方法：方法： 1利用规则（4）把形如F1F2 Fn （E）变换为 F1（ F2（ （ Fn（E） ） 2对每一个选择使用规则（4）（8）尽可能把它移到树的叶端。 3对每一个投影利用法则（3）,（9）,（10）,（5

37、）中的一般形式 尽可能把它移向树的叶端。注意，法则（3）使一些投影消失， 而一般形式的规则（5）把一个投影分裂为两个，其中一个有可 能被移向树的叶端。 4利用法则（3）（5）把选择和投影的串接合并成单个选择， 单个投影或一个选择后跟一个投影，使多个选择或投影能同时执 行，或在一次扫描中全部完成，尽管这种变换似乎违背投影尽 可能早做的原则，但这样做效率更高。 安财信工学院计算机系2006年4月12日625把上述得到的语法树的内结点分组。每一双目运算（ , , ,)和它所有的直接祖先为一组(这些直接祖先是, 运算)。 如果其后代直到叶子全是单目运算法则也将它们并入该组，但 当双目运算是笛卡儿积（），而且其后的选择不能与它结合 为等值连接体时除外。把这些单目运算单独分为一组。6生成一个程序，每组结点的计算时程序中的一步。各步的顺序 是任意的，只要保证任何一组的计算不会在它的后代组之前计 算。63 结束语结束语