第四章 关系系统及其查询优化精选文档.ppt
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1、第四章 关系系统及其查询优化本讲稿第一页,共十七页4.1关关 系系 系系 统统关系系统定义关系系统定义支持关系模型的关系数据库管理系统简称关系系统。支持关系模型的关系数据库管理系统简称关系系统。1下述关系的下述关系的DBMS不能称为关系系统不能称为关系系统1)不支持关系数据结构的系统)不支持关系数据结构的系统2)支持关系数据结构,但无)支持关系数据结构,但无、运算功能的系统运算功能的系统3)支持关系数据结构,有)支持关系数据结构,有、运算,但要求定义物理存运算,但要求定义物理存取路径的系统取路径的系统可称为关系系统的可称为关系系统的DBMSDBMS,当且仅当,当且仅当1)支持关系数据结构(关系
2、数据库)支持关系数据结构(关系数据库)2)支持)支持、运算,且不要求用户定义任何物理存取路径运算,且不要求用户定义任何物理存取路径本讲稿第二页,共十七页4.1关关 系系 系系 统统关系系统分类关系系统分类4全关系系统:全关系系统:支持关系模型的所有特征。在关系完备系统的基础上,进一步支支持关系模型的所有特征。在关系完备系统的基础上,进一步支持实体完整性和参照完整性等。持实体完整性和参照完整性等。DB,ORACLE,SYBASE,DB,ORACLE,SYBASE,已接近这个目标。已接近这个目标。1表式系统:表式系统:仅支持关系数据结构,不支持关系操作。仅支持关系数据结构,不支持关系操作。2(最小
3、)关系系统:(最小)关系系统:支持关系数据结构,支持支持关系数据结构,支持、运算,且不定义物理路径。运算,且不定义物理路径。3关系完备系统:关系完备系统:支持关系数据结构和所有关系代数操作(或功能上与关系代数等价)。支持关系数据结构和所有关系代数操作(或功能上与关系代数等价)。DB,ORACLE,SYBASE,DB,ORACLE,SYBASE,属于这一类属于这一类本讲稿第三页,共十七页4.1关关 系系 系系 统统关系系统分类关系系统分类数据结构数据结构数据操作数据操作完整性约束完整性约束表式系统表式系统表表(最小最小)关系系统关系系统表表选择、投影、选择、投影、连接连接关系完备的系统关系完备的
4、系统表表全关系系统全关系系统本讲稿第四页,共十七页4.2关系系统的查询优化关系系统的查询优化查查询询优优化化概概述述 查询处理的过程查询处理的过程查询处理的过程查询处理的过程查询语句查询语句查询输出查询输出关系代数表达式关系代数表达式执行计划执行计划语法分析与语法分析与翻译翻译执行引擎执行引擎优化器优化器数据数据有关数据的统计信息有关数据的统计信息本讲稿第五页,共十七页4.2关系系统的查询优化关系系统的查询优化查查询询优优化化概概述述 实际系统的查询优化步骤实际系统的查询优化步骤实际系统的查询优化步骤实际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
5、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(优化)形式根据一定的等价变换规则把语法树转换成标准(优化)形式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根据存取路径、数据的尺寸、数据的存储分布、存储数据根据存取路径、数据的尺寸、数据的存储分布、存储数据的聚簇等信息来计算各种执行算法的执行代价的聚簇等信息来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)本讲稿第六页,共十七页4.2关系系统的查询优化关系系统的查询优化查查询询优优化化概概述述 常用查询优化技术常用查询优化技
6、术常用查询优化技术常用查询优化技术 用启发式规则来缩减查询计划的搜索空间用启发式规则来缩减查询计划的搜索空间用启发式规则来缩减查询计划的搜索空间用启发式规则来缩减查询计划的搜索空间 利用统计信息估算执行代价利用统计信息估算执行代价利用统计信息估算执行代价利用统计信息估算执行代价 基于代价基于代价基于代价基于代价 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:总代价单用户系统:总代价=I/O代价代价+CPU代价代价多用户系统:总代价多用户系统: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
7、代价通信代价本讲稿第七页,共十七页4.2关系系统的查询优化关系系统的查询优化查查询询优优化化概概述述 一个实例一个实例一个实例一个实例:求选求选C2课程的学生名课程的学生名SELECTSNAMEFROMStudent,SCWHEREStudent.Sno=SC.SnoANDCno=C2;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读写速度:读
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