第九讲SQL优化设计.pptVIP

An Introduction to Database System 第九章 关系系统及其查询优化 9.1 关系数据库系统的查询处理 9.2 关系数据库系统的查询优化 9.3 代数优化 9.4 物理优化 9.5 小 结 9.1 关系数据库系统的查询处理 9.1.1 查询处理步骤 9.1.2 实现查询操作的算法示例 9.1.1 查询处理步骤 RDBMS查询处理阶段 ： 1. 语法分析与翻译 2. 优化 3. 执行 查询处理步骤（续） 1. 语法分析与翻译器 查询处理器必须对查询语言中的语句做语法分析，并且将它们转换成某种内部表示。查询语言的语法分析与传统编程语言的语法分析几乎没有区别。 语法分析与翻译的过程类似于程序设计语言编译器的语法分析过程：它以高层的查询语句（如：SQL）作为输入，输出的是关系代数表达式。 2. 查询优化器 查询优化在关系数据库系统中有着非常重要的地位。关系数据库系统和非过程化的SQL语言能够取得巨大的成功，关键是得益于查询优化技术的发展。关系查询优化是影响RDBMS性能的关键因素。 优化对关系系统来说既是挑战又是机遇。所谓挑战是指关系系统为了达到用户可接受的性能必须进行查询优化。由于关系表达式的语义级别很高，使关系系统可以从关系表达式中分析查询语义，提供了执行查询优化的可能性。这就为关系系统在性能上接近甚至超过非关系系统提供了机遇。 2. 查询优化器 查询优化解决的问题： 1、 每个SQL语句可以翻译成多个等价的关系代数表达式，到底用哪一个关系代数表达式？ 2、 每个关系代数表达式中的关系运算可以用不同的算法来实现，还可以采用不同的索引，到底用哪一个算法和什么样的索引？ 3、 对整个表达式的求值是采用流水线计算方法，还是采用实体化计算方法？或者是采用二者混合的计算方法？ 2. 查询优化器 1、问题的提出 一个查询用SQL语句可以有多种表达方式，而每个SQL语句又可以翻译成多个等价的关系代数表达式。例如：select balance from accountwhere balance 2500 可以翻译成下面两个关系代数表达式：  每个表达式中的关系运算又可以用不同的算法和索引去实现。因此，查询优化器的任务就是要找出上述表达式中代价最小的计算给定查询的处理过程(processing)。 2. 查询优化器 2、执行计划 查询优化器以关系代数表达式作为输入，输出的是一个查询执行计划。 什么是查询执行计划？ 2. 查询优化器 2、执行计划 要计算一个查询，不仅要提供关系代数表达式，还要对该表达式加上注释。这些注释用于说明如何具体实施每个操作。例如，可以说明某个关系运算所采用的算法或将要使用的一个或多个特定的索引。这些加上了有关如何执行的注释的关系代数运算称为执行原语，而用于计算一个查询的原语序列称为查询执行计划或查询计算计划。所谓的查询优化就是为给定查询选择最有效的查询执行计划的过程，涉及到两个方面的内容：⑴在关系代数级进行优化，要做的是力图找出与给定关系代数表达式等价、但执行效率更高的一个表达式；⑵查询语句处理的详细策略的选择。例如，确定执行运算所采用的具体算法和要使用的特定索引等等。 2. 查询优化器 2、执行计划  2. 查询优化器 3、查询优化器 为了能够在诸多查询执行计划中作出选择，优化器必须估计每个查询执行计划的代价。这要用到有关关系的统计信息。 如何估计查询执行计划的代价？ 3. 执行引擎 执行引擎 查询执行引擎所接受的输入是查询执行计划，而输出的则是具体的查询结果。 3. 执行引擎 并非所有数据库系统都完全遵从这些步骤，许多数据库系统就不用关系代数表达式来表示查询。而是采用基于给定SQL查询结构的带注释的语法分析树来表示执行引擎 查询执行引擎所接受的输入是查询执行计划，而输出的则是具体的查询结果。 9.1 关系数据库系统的查询处理 9.1.1 查询处理步骤 9.1.2 实现查询操作的算法示例 9.1.2 实现查询操作的算法示例 一、 选择操作的实现 二、 连接操作的实现 一、 选择操作的实现 ［例1］Select * from student where 条件表达式 ； 考虑条件表达式的几种情况： C1：无条件； C2：Sno＝200215121； C3：Sage20； C4：Sdept＝CS AND Sage20； 选择操作的实现（续） 选择操作典型实现方法： 1. 简单的全表扫描方法 对查询的基本表顺