关系查询处理和查询优化课件.pptVIP

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数据库系统概论AnIntroductiontoDatabaseSystem第九章关系查询处理和查询优化1

第九章关系查询处理和查询优化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2

9.1关系数据库系统的查询处理查询语句查询处理的步骤词法分析语法分析语义分析符号名转换查询分析v查询分析v查询检查v查询优化v查询执行安全性检查完整性检查查询检查数据库数据字典查询树代数优化物理优化等查询优化查询执行执行策略描述代码生成查询计划的执行代码3

9.1.2实现查询操作的算法举例一、选择操作的实现例1:Select*fromstudentwhere条件表达式条件表达式的几种情况:C1:无条件;C2:Sno=‘200215121’C3:Sage=20;C4:Sdept=‘CS’ANDSage20;4

选择操作的实现方法1简单的全表扫描方法对查询的基本表顺序扫描,逐一检查每个元组是否满足条件,把满足条件的元组作为结果输出,小表有效,大表顺序扫描效率低。5

选择操作的实现方法2索引扫描方法3若选择条件中的属性上有索引(B+树索引或Hash索引),可以用索引扫描方法。通过索引先找到满足条件的元组主码或元组指针,再通过元组指针直接在查询的基本表中找到元组。6

B+树索引2535131530516879371520253041515465686971767984937

索引扫描方法的实现C2:若Sno上有索引,则通过索引查找到该Sno元组的指针,从而检索到该学生;nnC3:若Sage上有B+树索引,则可以B+树索引找到该索引项,从而根据B+树的顺序集得到该元组的指针,检索到目标元组;C4:若两个条件都有索引:n?先分别找到满足两个条件的指针,再求交集,从而检索到目标元组;?找到某一项的指针,找到满足条件的元组集,在根据另一条件,找到满足条件的元组。8

二、连接操作的实现(最耗时的操作)例2:SELECT*FROMStudent,SCWHEREStudent.Sno=SC.Sno;1、嵌套循环方法(nestedloop)对外层循环(Student)的每一个元组(s),检索内层循环(SC)中的每一个元组(sc),并检查这两个元组在连接属性(sno)上是否相等。满足条件则串接后输出,否则知道外层循环表中的元组处理完为止。9

2、排序-合并方法(sort-mergejoin或mergejoin)用排序-合并连接方法步骤:1)若连接的表没有排好序,首先对Student表和SC表按连接属性Sno排序;2)取Student表中第一个Sno,依次扫描SC表中具有相同Sno的元组,把它们连接起来;3)当扫描到Sno不相同的第一个SC元组时,返回Student表扫描它的下一个元组,再扫描SC表中具有相同Sno的元组,把它们连接起来;4)重复上述步骤直到Student表扫描完。10

3、索引连接(indexjoin)方法用索引连接方法的步骤:1)如果原来没有的话,在SC表上建立属性Sno的索引;2)对Student中每一个元组,由Sno值通过SC的索引查找相应的SC元组;3)把这些SC元组和Student元组连接起来。循环执行2)3),直到Student表中的元组处理完为止。4、HashJoin方法11

9.2关系数据库系统的查询优化9.2.1查询优化概述9.2.2实例12

9.2.1查询优化概述关系系统的查询优化是RDBMS实现的关键技术,是关系系统的优点所在。查询优化的可能性关系数据语言的级别很高,使DBMS可以从nn关系表达式中分析查询语义,从而提供了执行查询优化的可能性。13

DBMS进行查询优化的便利条件用户不必考虑如何最好地表达查询以获n得较好的效率系统可以比用户程序的优化做得更好n(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14

由DBMS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15

查询优化目标查询优化的总目标nn选择有效策略,求得给定关系表达式的值,使得查询代价最小。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16

实际系统的查询优化步骤3.选择低层的操作算法对于语法树中的每一个操

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