数据库第九章关系查询处理和查询优化.pptVIP

数据库原理 ◆ 万涛 数 据 库 原 理 万 涛 华东交通大学信息工程学院 E-mail:wantao217@163.com Tel qq:471387802 第九章 关系查询处理及其查询优化 §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 离散数学 查询处理步骤 查询语句 查询计划 的执行代码 查询树 执行策略描述 代数优化 物理优化等 数据库 数据字典 语法检查 语法分析 语义分析 安全性完整性检查 代码生成 §9.1 关系数据库系统的查询处理 离散数学 实现查询操作的算法 一、选择操作的实现 1) 全表扫描法 2) 索引扫描法 二、连接操作的实现（见3.4节连接查询） 1) 嵌套循环法 2) 排序合并法 3) 索引连接法 §9.1 关系数据库系统的查询处理 离散数学 一、查询优化概述 二、一个实例 §9.2 关系数据库系统的查询优化 离散数学 一、查询优化概述 查询优化的必要性 查询优化极大地影响RDBMS的性能。 查询优化的可能性 关系数据语言的级别很高，使DBMS可以从关系 表达式中分析查询语义。 由DBMS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好的效率 系统可以比用户程序的优化做得更好 §9.2 关系数据库系统的查询优化 离散数学 (1)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 (2)如果数据库的物理统计信息改变了，系统可以自动 对查询重新优化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 §9.2 关系数据库系统的查询优化 离散数学 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 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 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 3. 选择低层的操作算法 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，选择代价小的执行算法 4. 生成查询计划(查询执行方案) 查询计划是由一系列内部操作组成的。 §9.2 关系数据库系统的查询优化 离散数学 二、一个实例 例：求选修了课程2的学生姓名? SELECT Student.Sname FROM Student, SC WHERE Student.Sno=SC.Sno AND SC.Cno=2 假设1：外存：Student：1000条，SC：10000条， 选修2号课程：50条 假设2：一个内存块装元组：10个Student或100个SC， 内存中一次可以存放：5块Student元组，1块SC 元组和若干块连接结果元组 假设3：读写速度：20块/秒 假设4：连接方法：基于数据块的嵌套循环法 §9.2 关系数据库系统的查询优化 离散数学 Q1＝ПＳname(?Student.Sno=SC.Sno∧SC.Cno=2(Student×SC))? (1) Student×SC 读取总块数=读Student表块数+读SC表遍数*每遍块数 ?=1000/10+(1000/(10×5)) ×(10000/100) =100+20×100=2100 读数据时间=2100/20=105秒 中间结果大小 = 1000*10000 = 107 写中间结果时间 = 107/10/20 = 50000秒 (2) ? 读数据时间 = 50000秒? (3) П 总时间 =105＋50000＋50000秒 = 100105秒 = 27.8小时 §9.2 关系数据库系统的查询优化 离散数学 Q2＝ПＳname(? SC.Cno= 2 (Student SC)) (1) Student SC 读取总块数= 2100块 读数据时间=2100/20=105秒 中间结果大小=10000 （减少1000倍） 写中间结果时间=10000/10/20=50秒? (2) ? 读数据时间=50秒? (3) П? 总时间＝105＋50＋50秒＝205秒=3.4分 §9.2 关系数据库系统的查询优化 离散数学 Q3＝ПSname(Student ? SC.