02关系模型和关系运算理论.ppt

* 2.2 关系代数 关系代数运算的应用实例 8）检索所学课程包含学生S3所学课程的学生学号 ①投影出所有学生的选课情况 ΠSNO，CNO（SC） ②投影出学生S3所学的全部课程的课程号 ΠCNO（σSNO = S3‘（SC）） ③用除法计算所学课程包含学生S3所学课程的学生学号 ΠSNO，CNO（SC）÷ ΠCNO（σSNO = S3‘（SC）） 注 若想得到其他信息，可用③式与S自然连接，投影即可 Π …… （S ? （ ③ ）） ？ * 2.2 关系代数 关系代数运算的应用实例 8）检索所学课程包含学生S3所学课程的学生学号 ΠSNO，CNO（SC）÷ ΠCNO（σSNO = S3‘（SC）） Π σ Π ÷ ? Π ? * 2.2 关系代数 关系代数运算的应用实例 总结 关系代数完备集: (Π，σ，×，∪， －) 运算优先级：( ) — 一元运算 — 二元运算 查询语句的关系代数表达式的一般形式是： Π…（σ…（R×S）） 或者 Π…（σ…（R ? S）） 先选择，后投影 查询涉及到“否定”问题，用减法（差）来解决 查询涉及到“全部”问题，用除法来解决 * 2.2 关系代数 七个扩充操作（自学） (1)改名(?) ：改变关系名和属性名 (2)广义投影(ΠF)：用算术函数对投影进行扩展。 SQL查询语句中常用 (3)赋值(?)：把运算符右侧的表达式结果赋给左侧的关系 (4)外连接：在自然连接中保留原该舍弃的元组,在这些元组新增 的属性上填NULL。还有左外和右外( ， ， ) (5)外部并：不兼容的两关系的并 (6)半连接( )：将自然连接的结果在左关系上投影 (7)聚集：输入一个值的集合，根据该值集合得到一个单一的值 (平均、总和、最大等)作为结果。详见SQL查询语句 * 2.3 关系演算 关系演算：把数理逻辑的谓词演算引入到关系运算中 分为：元组关系演算－－以元组为变量 域关系演算－－以属性为变量 关系演算可能会出现的问题： 无限关系和无穷验证问题 不产生上述问题的关系演算是安全的 安全的关系演算与关系代数具有等价的表达和操作能力 SQL语言是介于关系代数和元组演算之间的语言 * 2.4 关系代数表达式的优化 查询：数据库的最基本、最常用、最复杂的操作 一般以高级查询语言(SQL)表示 查询处理：从查询语句出发，直到获得查询结果的处理过程 查询优化：DBMS确定合理、有效的执行策略的工作， 是查询处理的重要环节，影响系统性能 描述性语言 仅表达查询要求，不说明查询过程 * 2.4 关系代数表达式的优化 一、查询处理的过程 查询语句(SQL) 查询的内部表示 查询执行计划 可执行代码 词法、语法、语义、安全性检查 →语法树 查询优化 查询代码生成 查询结果 查询的执行 DBMS的DML编译器 * 2.4 关系代数表达式的优化 Q: 在学生表STUDENT和选课表SC中查询选了‘CS_110’号 课程的学生的姓名。 二、 关系代数表达式的优化问题 A1: ∏SNAME (σ(STUDENT.SNO=SC.SNO) ∧(SC.CNO=‘CS_110’)(STUDENT×SC)) A2: ∏SNAME (σ SC.CNO=‘CS_110’(STUDENT SC)) A3: ∏SNAME (σ SC.CNO=‘CS_110’(SC) STUDENT)) 三种实现方法： 在示例的空间分配和数据分布情况下：200105秒、305秒、10秒 Q1: ∏SNAME (σ(STUDENT.SNO=SC.SNO) ∧(SC.CNO=‘CS_110’)(STUDENT×SC)) 读STUDENT：100块→ 100/20=5 秒， 20次 做笛卡儿积：每次读STUDENT，都要读所有的SC记录 100块×20次 =2000块→2000/20=100秒 中间结果：1000*10000=107条记录， 设1块存5条，2×106块→写磁盘需 100000秒 选择：读中间结果需 100000秒 投影: 在内存中进行，时间忽略 总计：20010