《数据库系统概论第九章关系查询处理和查询优化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据库系统概论第九章关系查询处理和查询优化（89页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国人民大学信息学院中国人民大学信息学院 数据库系统概论数据库系统概论An Introduction to Database System第九章第九章 关系查询处理和查询优化关系查询处理和查询优化堆氦欢右咆迄簿堆尽煌愿打线究猛元榆滔禾瞪丹睛院剥叙僳妆决滥观抑报数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:第九章第九章 关系系统及其查询优化关系系统及其查询优化9.1 关系数据库系统的查询处理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关系数据库系统的查询优化 9.3 代数优化代数优化9.
2、4 物理优化物理优化 9.5 小小 结结 侍采揉辊荫襟鹰忠事妮辖粹弘臭秆浦缀克缸刊顷维严懊龄盅财幻矫鹅锹寺数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:关系系统及其查询优化（续）关系系统及其查询优化（续）v本章目的：本章目的： RDBMS的查询处理步骤 查询优化的概念 基本方法和技术 v查询优化分类 ：代数优化物理优化执量意拘亲绪宣姨芽霍声唾款撑底纹缠莉倘壤霹柏洋幌胆屋陪饥嘛栅塞劲数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113
3、608078Mail:9.1 关系数据库系统的查询处理关系数据库系统的查询处理v9.1.1 查询处理步骤查询处理步骤v9.1.2 实现查询操作的算法示例实现查询操作的算法示例 星音讫稳帖解债蜗刨骇熏衣善框米妥恰稳芭寨祭罩沮晨彩谩碳丰叛函酋窄数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.1.1 查询处理步骤查询处理步骤vRDBMS查询处理阶段查询处理阶段 ： 1. 查询分析2. 查询检查3. 查询优化 4. 查询执行 硅带苛茂诗臀方祝姬悉充踊楔有店迫漓截冒咒掷截赔梅姆研初币语醇慢斌数据库系统概论-
4、第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询处理步骤（续）查询处理步骤（续）查询处理步骤歉呀垃类划臀烧谅丽应官肿拘椽馏侩急歧骄谨豪膛津苹梭唯绑曼还睁熬谷数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:1. 查询分析查询分析v对查询语句进行扫描、词法分析和语法分析 v从查询语句中识别出语言符号 v进行语法检查和语法分析 趴称智暖川崇炯同禽尊咋夹戊剔鞭裹纪钡泉韩题竣屑敦逮填赚瘴白砂梭刺数据库系统概论-第九章 关系查询处理
5、和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:2. 查询检查查询检查 v根据数据字典对合法的查询语句进行语义检查 v根据数据字典中的用户权限和完整性约束定义对用户的存取权限进行检查 v检查通过后把SQL查询语句转换成等价的关系代数表达式 vRDBMS一般都用查询树(语法分析树)来表示扩展的关系代数表达式 v把数据库对象的外部名称转换为内部表示 履舒代扰嘻奇竹柜涡导蕊迷狸戎赃唬烦手抱曲努忻瞄凉毙针界受荧搅溅锚数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:11360807
6、8Mail:3. 查询优化查询优化v查询优化：选择一个高效执行的查询处理策略 v查询优化分类 ：代数优化：指关系代数表达式的优化物理优化：指存取路径和底层操作算法的选择v查询优化方法选择的依据：基于规则(rule based)基于代价(cost based)基于语义(semantic based)擞崎高朽詹臀矮草搅那拖淌牛锁头认射所高材烁耶氨乳贬剥脓静熏贡尊蔗数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:4. 查询执行查询执行 v依据优化器得到的执行策略生成查询计划v代码生成器(code gener
7、ator)生成执行查询计划的代码 矽端纵蔼泣硝宰刮诛勒唇鲜特篓旧喳郴善双弧疫牛痴充八直俞妓舵颓根同数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.1 关系数据库系统的查询处理关系数据库系统的查询处理v9.1.1 查询处理步骤查询处理步骤v9.1.2 实现查询操作的算法示例实现查询操作的算法示例 差雄震橡徘趟乡桨溺馋洛财职果倔霄涨止吞伟尸晌醉似恐犹宇闪吻申阮逻数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:
8、9.1.2 实现查询操作的算法示例实现查询操作的算法示例 v一、 选择操作的实现 v二、 连接操作的实现 入拿熄昆尊孤池阔灭旗捉蔼污睦旋骑墅页骄染叼摸羌贡耙昏哼私稳劝签哈数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一、一、 选择操作的实现选择操作的实现 v例1Select * from student where ；考虑的几种情况： C1：无条件； C2：Sno200215121； C3：Sage20； C4：SdeptCS AND Sage20； 角汰偷喜构虱眩盘靠郊遂驱徽厉耸挺认时谦陵潍拧霸络
9、盈细矽灰唁冶旭秒数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:选择操作的实现（续）选择操作的实现（续）v选择操作典型实现方法：选择操作典型实现方法：1. 简单的全表扫描方法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选择条件，把满足条件的元组作为结果输出 适合小表，不适合大表2. 索引索引(或散列或散列)扫描方法扫描方法 适合选择条件中的属性上有索引(例如B+树索引或Hash索引) 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 贮攘列
10、苇帧栓扮百酿杉羡罗靳匪形甥翅锯控笑臃疹读祟壕哆彦韭柠姿季纪数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:选择操作的实现（续）选择操作的实现（续）v例1-C2 以C2为例，Sno200215121，并且Sno上有索引(或Sno是散列码)使用索引(或散列)得到Sno为200215121 元组的指针通过元组指针在student表中检索到该学生v例1-C3 以C3为例，Sage20，并且Sage 上有B+树索引使用B+树索引找到Sage20的索引项，以此为入口点在B+树的顺序集上得到Sage20的所有元组指
11、针通过这些元组指针到student表中检索到所有年龄大于20的学生。 挎袄靠各弊吭售摸耗费禁盗健度强呜胀辽铰柳扯雀巾缩谩锅措登绒芭峨戒数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:选择操作的实现（续）选择操作的实现（续）v例1-C4 以C4为例，SdeptCS AND Sage20，如果Sdept和Sage上都有索引：算法一：分别用上面两种方法分别找到SdeptCS的一组元组指针和Sage20的另一组元组指针求这2组指针的交集到student表中检索得到计算机系年龄大于20的学生算法二：找到Sdep
12、tCS的一组元组指针，通过这些元组指针到student表中检索对得到的元组检查另一些选择条件(如Sage20)是否满足把满足条件的元组作为结果输出。 鸯瘸伐术展廓襟把蓟肇搭庐激锈渐辖遇劣肺淌究醉茎叉上搀溢叁轿赢耕契数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:二、二、 连接操作的实现连接操作的实现 v连接操作是查询处理中最耗时的操作之一 v本节只讨论等值连接(或自然连接)最常用的实现算法 v例2 SELECT * FROM Student，SC WHERE Student.Sno=SC.Sno； 矛
13、干镣硷菩龟眼魏蜘柴嘱怜簧镐茸概唯靖演话范剂娘躲腾翻遭兆圣担毁过数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:连接操作的实现（续）连接操作的实现（续）v1. 嵌套循环方法(nested loop) v2. 排序-合并方法(sort-merge join 或merge join)v3. 索引连接(index join)方法 v4. Hash Join方法 火伴寡揽萧舒仟商合剥卡莽峨请暮幼袄策雅虏否剑安子类完欠浅均人折幸数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查
14、询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:连接操作的实现（续）连接操作的实现（续）1.嵌套循环方法嵌套循环方法(nested loop)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)检查这两个元组在连接属性(sno)上是否相等如果满足连接条件，则串接后作为结果输出，直到外层循环表中的元组处理完为止 砖凸秉婶表性吞丙小匡墨卒万剪巍褐膘傍铃攀瘪完沥瘤愚束过棒待陌舒搐数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:连接操作的实现（续）连接操作的实现（
15、续）2. 排序排序-合并方法合并方法(sort-merge join 或或merge join) 适合连接的诸表已经排好序的情况 排序合并连接方法的步骤：如果连接的表没有排好序，先对Student表和SC表按连接属性Sno排序 取Student表中第一个Sno，依次扫描SC表中具有相同Sno的元组 品涅莲魔蛮线敬笺榔矮娇讥檄型鼓渭弯赋判麻地陆妨捧孰秃廷朔蕴督互雪数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:连接操作的实现（续）连接操作的实现（续）200215121200215122200215123
16、200215124.200215121 1 92200215121 2 85200215121 3 88200215122 2 90200215122 3 80.排序-合并连接方法示意图腕靶爷变坠蓄钉诗饶凛陋依酝纬瑚宋棺伪则蓖塔窥芹孽判刻锁驾搬瞧款哩数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:连接操作的实现（续）连接操作的实现（续）排序合并连接方法的步骤（续）：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 重复上
17、述步骤直到Student 表扫描完放弟婉佬溢控驾熏滚奏蔫褪慈喉袒适氟宋熟淡聂否永熏采笼不溉殊木琴现数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:连接操作的实现（续）连接操作的实现（续）vStudent表和SC表都只要扫描一遍v如果2个表原来无序，执行时间要加上对两个表的排序时间v对于2个大表，先排序后使用sort-merge join方法执行连接，总的时间一般仍会大大减少 橇亲盒哥近痔眺图竹疏哦暇含兜卉绸沤痉冰嗓架翠逐诈战烈夺坡乒籍烬娩数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第
18、九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:连接操作的实现（续）连接操作的实现（续）3. 索引连接索引连接(index join)方法方法v步骤： 在SC表上建立属性Sno的索引，如果原来没有该索引 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 把这些SC元组和Student元组连接起来 循环执行，直到Student表中的元组处理完为止 断蛰撰拂斩骤尧咽趋猩上其饼沪桨锚兔碘吏杂软窖摈觉茹棠骨吝盏取循畦数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078M
19、ail:连接操作的实现（续）连接操作的实现（续）4. Hash Join方法方法 把连接属性作为hash码，用同一个hash函数把R和S中的元组散列到同一个hash文件中步骤：步骤：划分阶段(partitioning phase)：对包含较少元组的表(比如R)进行一遍处理把它的元组按hash函数分散到hash表的桶中试探阶段(probing phase)：也称为连接阶段(join phase) 对另一个表(S)进行一遍处理把S的元组散列到适当的hash桶中把元组与桶中所有来自R并与之相匹配的元组连接起来 营匀菩梗观迈揣缴法稽吩笋汀穗晌炭镀羊招派睬荚罐瓜泽展绦睦捆试兴挎数据库系统概论-第九章 关
20、系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:连接操作的实现（续）连接操作的实现（续）v上面hash join算法前提：假设两个表中较小的表在第一阶段后可以完全放入内存的hash桶中 v以上的算法思想可以推广到更加一般的多个表的连接算法上 原弯刮尼硼噪弓瑟纬予攀绒酉硫妖融罢瑟砸荷竟恬清臣林羡栖肝末彦避阎数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:第九章第九章 关系系统及其查询优化关系系统及其查询优化9.1 关系数据库系统的查询处
21、理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关系数据库系统的查询优化 9.3 代代 数数 优优 化化 9.4 物物 理理 优优 化化 9.5 小小 结结 内牧韭夜釉咆鹤揍赤痹饰秽翻襟汉尊孺闷鲍坑灰康棱焊同超续丹硷抖褒摆数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.2 关系数据库系统的查询优化关系数据库系统的查询优化v查询优化在关系数据库系统中有着非常重要的地位 v关系查询优化是影响RDBMS性能的关键因素 v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，
22、提供了执行查询优化的可能性 戚忠簇她幌涵川合要淡否册仁炒之偶拈书玩诞联芽省辗七决羊楞苹赃耐碑数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.2 关系数据库系统的查询优化关系数据库系统的查询优化v9.2.1 查询优化概述查询优化概述v9.2.2 一个实例一个实例 菇吴挠贩帐亢嚏帛蜡梁俘蹦警穷艘跨蜡然制萧坑爽壶伍班俭纷靖号铰置魄数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.2.1 查询优化概述查询优化概
23、述v关系系统的查询优化v非关系系统避抑惦涪驹愚击等快孝秆骑厦爸采眨坠糙巢啥陆能算至壶织朴赣尝翔诬著数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询优化概述（续）查询优化概述（续）v查询优化的优点不仅在于用户不必考虑如何最好地表达查询以获得较好的效率，而且在于系统可以比用户程序的“优化”做得更好 (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
24、际应用中往往是不太可能的。血留寡孟倔犯式颂诗纽秩装胖袱芦李区峰压截玫卢蔗锈员淖渐那春距继惫数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询优化概述（续）查询优化概述（续）(3)优化器可以考虑数百种不同的执行计划，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，这些优化技术往往只有最好的程序员才能掌握。系统的自动优化相当于使得所有人都拥有这些优化技术躇柯致律勿岗乞崎钱渭燕况凸悬伙契篡晰瘴躲帧复操殃电蜕严糖莆柔盼而数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论
25、-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询优化概述（续）查询优化概述（续）vRDBMS通过某种代价模型计算出各种查询执行策略的执行代价，然后选取代价最小的执行方案集中式数据库执行开销主要包括：磁盘存取块数(I/O代价)处理机时间(CPU代价)查询的内存开销 I/O代价是最主要的 分布式数据库总代价=I/O代价+CPU代价+内存代价通信代价 锐盛蜒降吨碰左掸类棘藐滤秤纽矿嘛阶梆冰逆擎座谆女愉僵硷嘛康战坠谢数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询优化
26、概述（续）查询优化概述（续）v查询优化的总目标：选择有效的策略求得给定关系表达式的值使得查询代价最小(实际上是较小) 淬迫约蓖吨沛型玛芭粪琶南床马俺尉遭蛹瞳棺蓑早间摈委钾朝玩阀诲训慢数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.2 关系数据库系统的查询优化关系数据库系统的查询优化v9.2.1 查询优化概述查询优化概述v9.2.2 一个实例一个实例 民抑垃仑墓绵味努冗去彦屎蒙画啦古均疲蜗淖龟垛技煎锯夕倾奸纷昌芽防数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查
27、询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.2.2 一个实例一个实例例3 求选修了2号课程的学生姓名。用SQL表达： SELECT Student.Sname FROM Student，SC WHERE Student.Sno=SC.Sno AND SC.Cno=2； n假定学生-课程数据库中有1000个学生记录，10000个选课记录n其中选修2号课程的选课记录为50个 矣盒熏枚杆吞弯闰厌霄允浑押柴向配剧哨嘘晴缆冲役曰粱饶钳吻和收陛亮数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一个
28、实例（续）一个实例（续）v系统可以用多种等价的关系代数表达式来完成这一查询Q1=Sname(Student.Sno=SC.SnoSc.Cno=2 (StudentSC)Q2=Sname(Sc.Cno=2 (Student SC)Q3=Sname(Student Sc.Cno=2(SC) 裕待楚宝触恼皆盏倦老函闯岸韭耽碎早酗镊杆褂涸沙层攀饭国茬增嘴赦诈数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一个实例（续）一个实例（续）v一、第一种情况一、第一种情况 Q1=Sname(Student.Sno=SC
29、.SnoSc.Cno=2 StudentSC)1. 计算广义笛卡尔积 v把Student和SC的每个元组连接起来的做法：在内存中尽可能多地装入某个表(如Student表)的若干块，留出一块存放另一个表(如SC表)的元组。把SC中的每个元组和Student中每个元组连接，连接后的元组装满一块后就写到中间文件上从SC中读入一块和内存中的Student元组连接，直到SC表处理完。再读入若干块Student元组，读入一块SC元组重复上述处理过程，直到把Student表处理完芥少桐淌躯哄幼旗掇嗅惺披帅召章杏缺扶磐炙丸屎肆依静她痈祸丰脏东亩数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九
30、章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一个实例（续）一个实例（续）v设一个块能装10个Student元组或100个SC元组，在内存中存放5块Student元组和1块SC元组，则读取总块数为 =100+20100=2100块v其中，读Student表100块。读SC表20遍，每遍100块。若每秒读写20块，则总计要花105s v连接后的元组数为103104=107。设每块能装10个元组，则写出这些块要用106/20=5104s 典典枯衡寺枝魏豪肛硅祟事蛹恬沤慧核袋府珍札加坏跌雷轮溢啪查雪掌的数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章
31、 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一个实例（续）一个实例（续）2. 作选择操作 依次读入连接后的元组，按照选择条件选取满足要求的记录 假定内存处理时间忽略。读取中间文件花费的时间(同写中间文件一样)需5104s 满足条件的元组假设仅50个，均可放在内存 擦锌导处梢砚默侧峨聋唁涡造运捡涎养蛮理檄虑粤择嚣摊债直帕羌懒窟完数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一个实例（续）一个实例（续）3. 作投影操作 把第2步的结果在Sname上作投影输出，得到最终结果
32、第一种情况下执行查询的总时间105+25104105s所有内存处理时间均忽略不计 途邑尸估敖娜锨钎包桶暂妻楷经可碗虱荣按蛔再颠爽撇四角宰药纬芬维兆数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一个实例（续）一个实例（续）v二、二、 第二种情况第二种情况 Q2=Sname(Sc.Cno=2 (Student SC)1. 计算自然连接 执行自然连接，读取Student和SC表的策略不变，总的读取块数仍为2100块花费105 s 自然连接的结果比第一种情况大大减少，为104个 写出这些元组时间为104/1
33、0/20=50s，为第一种情况的千分之一 2. 读取中间文件块，执行选择运算，花费时间也为50s。3. 把第2步结果投影输出。 第二种情况总的执行时间105+50+50205s 沏无小彪税壕聂赘票粒沉药貉鸯拌嘘收袋觉酷接丸荚企给重索玫堰炕斗削数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一个实例（续）一个实例（续）v三、三、 第三种情况第三种情况 Q3=Sname(Student Sc.Cno=2(SC)1. 先对SC表作选择运算，只需读一遍SC表，存取100块花费时间为5s，因为满足条件的元组仅5
34、0个，不必使用中间文件。2. 读取Student表，把读入的Student元组和内存中的SC元组作连接。也只需读一遍Student表共100块，花费时间为5s。3. 把连接结果投影输出 第三种情况总的执行时间5+510s 酵甥息余乡苏全武整迁卸寸臭碘末末雾礼在吵被哮各儒赃酱摄船觉郁映垛数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一个实例（续）一个实例（续）v假如SC表的Cno字段上有索引第一步就不必读取所有的SC元组而只需读取Cno=2的那些元组(50个)存取的索引块和SC中满足条件的数据块大约总
35、共34块v若Student表在Sno上也有索引第二步也不必读取所有的Student元组因为满足条件的SC记录仅50个，涉及最多50个Student记录读取Student表的块数也可大大减少 v总的存取时间将进一步减少到数秒 官须琐欣遗币涟暖磺橡谓隶碳谩坛斤穿疼错剥摇礁守舜惧忍揽征惰城领揉数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:一个实例（续）一个实例（续）v把代数表达式Q1变换为Q2、 Q3，即有选择和连接操作时，先做选择操作，这样参加连接的元组就可以大大减少，这是代数优化v在Q3中SC表的选择
36、操作算法有全表扫描和索引扫描2种方法，经过初步估算，索引扫描方法较优 对于Student和SC表的连接，利用Student表上的索引，采用index join代价也较小，这就是物理优化 卸歇前掺顿总灵菲队瘪影歌之催邢退砾炸曾假慈老定蝗阴墙汾侈哎端才策数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:第九章第九章 关系系统及其查询优化关系系统及其查询优化9.1 关系数据库系统的查询处理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关系数据库系统的查询优化 9.3 代数优化代数优化 9.4 物理
37、优化物理优化 9.5 小小 结结 驳懒脉蓖快卒植揩然升球领店铝疼匹苦肥防退谁迟匠贮奎袭钝炒腺羔骡伍数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.3 代代 数数 优优 化化v9.3.1 关系代数表达式等价变换规则关系代数表达式等价变换规则 v9.3.2 查询树的启发式优化查询树的启发式优化 郭炯佐栈懦妓项满形宙讶予驱守单座揪九朽质毙塞桔利蹈尹挞疹糙挞涣断数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.
38、3.1 关系代数表达式等价变换规则关系代数表达式等价变换规则 v代数优化策略：通过对关系代数表达式的等价变换来提高查询效率 v关系代数表达式的等价：指用相同的关系代替两个表达式中相应的关系所得到的结果是相同的v两个关系表达式E1和E2是等价的，可记为E1E2 方惩漏诞挠炭绪聋柒买罚郝驹降蛀垛精微霹磨靛虏价碍锋霖蛹急卞戴析吩数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:关系代数表达式等价变换规则（续）关系代数表达式等价变换规则（续）v常用的等价变换规则：常用的等价变换规则：1. 连接、笛卡尔积交换律
39、设E1和E2是关系代数表达式，F是连接运算的条件，则有 E1 E2E2 E1 E1 E2E2 E1 E1 E2E2 E12. 连接、笛卡尔积的结合律 设E1，E2，E3是关系代数表达式，F1和F2是连接运算的条件，则有 (E1 E2) E3E1 (E2 E3) (E1 E2) E3E1 (E2 E3) (E1 E2) E3E1 (E2 E3) 狄暂哄炊负葬防柠证滴稿截摇垫廊戒标舰拯塌函截猜瑞亏桥陆科房喂让须数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:关系代数表达式等价变换规则（续）关系代数表达式等
40、价变换规则（续）3. 投影的串接定律 ( (E) (E)这里，E是关系代数表达式，Ai(i=1，2，n)，Bj(j=1，2，m)是属性名且A1，A2，An构成B1，B2，Bm的子集。4. 选择的串接定律 ( (E) (E)这里，E是关系代数表达式，F1、F2是选择条件。 选择的串接律说明选择条件可以合并。这样一次就可检查全部条件。毡善淄炳静功跨叛炕较喧烘窥掩啡紧秸黍潭阴迂焙怖吧细依敖铸增哎嗜哮数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:关系代数表达式等价变换规则（续）关系代数表达式等价变换规则（续
41、）5. 选择与投影操作的交换律 F( (E) (F(E)选择条件F只涉及属性A1，An。若F中有不属于A1，An的属性B1，Bm则有更一般的规则： (F(E) (F( (E)俊肘肚累非吞屁辩懦倍闹笑胸组沿坏碰芯删卒碱客硼鳃寺空寅膘扶又临馅数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:关系代数表达式等价变换规则（续）关系代数表达式等价变换规则（续）6. 选择与笛卡尔积的交换律如果F中涉及的属性都是E1中的属性，则 (E1E2) (E1)E2如果F=F1F2，并且F1只涉及E1中的属性，F2只涉及E2中
42、的属性，则由上面的等价变换规则1，4，6可推出： (E1E2) (E1) (E2)若F1只涉及E1中的属性，F2涉及E1和E2两者的属性，则仍有 (E1E2) ( (E1)E2)它使部分选择在笛卡尔积前先做。 姜膘株帕榷图隐券药日尺宅刊活等搔牲欧涅刚彝彻折竞愈醋页尺恩漓勉赋数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:关系代数表达式等价变换规则（续）关系代数表达式等价变换规则（续）7. 选择与并的分配律设E=E1E2，E1，E2有相同的属性名，则 F(E1E2)F(E1)F(E2)8. 选择与差运算
43、的分配律若E1与E2有相同的属性名，则 F(E1-E2)F(E1)-F(E2)9. 选择对自然连接的分配律 F(E1 E2)F(E1) F(E2) F只涉及E1与E2的公共属性 蚜填赤携浪榷札圣匀样拧窑沁针疙雇溪铃瘸将龄灾随铲蝴捶邱匡锣股蹋遮数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:关系代数表达式等价变换规则（续）关系代数表达式等价变换规则（续）10. 投影与笛卡尔积的分配律设E1和E2是两个关系表达式，A1，An是E1的属性，B1，Bm是E2的属性，则 (E1E2) (E1) (E2)11.
44、投影与并的分配律设E1和E2有相同的属性名，则 (E1E2) (E1) (E2)府令气冷充娘唇斤恰殴恕淫特胡嘱壳辖菊几烤牌扼秸桶狡唁眠源合贷送伪数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.3 代代 数数 优优 化化v9.3.1 关系代数表达式等价变换规则关系代数表达式等价变换规则 v9.3.2 查询树的启发式优化查询树的启发式优化 癌碱诵经叮啸泣执凑武勘休申驯烙枉蕊识滋瘪竭栽怨复沈一铺震贿孵时疼数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传
45、起钉上传QQ:113608078Mail:9.3.2 查询树的启发式优化查询树的启发式优化 v典型的启发式规则：典型的启发式规则：1. 选择运算应尽可能先做。在优化策略中这是最重要、最基本的一条2. 把投影运算和选择运算同时进行如有若干投影和选择运算，并且它们都对同一个关系操作，则可以在扫描此关系的同时完成所有的这些运算以避免重复扫描关系沁鼠谅肾应速七疯校粘鸡肥郁藏那舶乎斯滞幸淮添南承娃咨息右麓子沪刻数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询树的启发式优化（续）查询树的启发式优化（续）3.
46、把投影同其前或其后的双目运算结合起来4. 把某些选择同在它前面要执行的笛卡尔积结合起来成为一个连接运算5. 找出公共子表达式如果这种重复出现的子表达式的结果不是很大的关系并且从外存中读入这个关系比计算该子表达式的时间少得多，则先计算一次公共子表达式并把结果写入中间文件是合算的当查询的是视图时，定义视图的表达式就是公共子表达式的情况后谦秋牵瞳洼晚砷迭疵少另焕竣竞亦跌撇荣官措缔陪国漫巍充胚灵懈林释数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询树的启发式优化（续）查询树的启发式优化（续）v遵循这些启发
47、式规则，应用9.3.1的等价变换公式来优化关系表达式的算法。算法：关系表达式的优化输入：一个关系表达式的查询树输出：优化的查询树方法：(1) 利用等价变换规则4把形如F1F2Fn(E)变换为F1(F2(Fn(E)。(2) 对每一个选择，利用等价变换规则49尽可能把它移到树的叶端。紫洁左峡钙营九张现荫磊抗桩翔霉狗蟹妖度捻舆耗挫定悔武酚裁掸曙担样数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询树的启发式优化（续）查询树的启发式优化（续）(3) 对每一个投影利用等价变换规则3，5，10，11中的一般形式
48、尽可能把它移向树的叶端。注意： 等价变换规则3使一些投影消失规则5把一个投影分裂为两个，其中一个有可能被移向树的叶端 (4) 利用等价变换规则35把选择和投影的串接合并成单个选择、单个投影或一个选择后跟一个投影。使多个选择或投影能同时执行，或在一次扫描中全部完成 掇滑迄改播足尽党奏皿醚被诽雪袜笋芯固磨睦科石沤爱胀讶劈萝取诈喘饶数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询树的启发式优化（续）查询树的启发式优化（续） (5) 把上述得到的语法树的内节点分组。每一双目运算(， ，-)和它所有的直接祖
49、先为一组(这些直接祖先是(，运算)。如果其后代直到叶子全是单目运算，则也将它们并入该组但当双目运算是笛卡尔积()，而且后面不是与它组成等值连接的选择时，则不能把选择与这个双目运算组成同一组，把这些单目运算单独分为一组 经豫梧所樊茅音腕骡逗压拣邑倚瓷垢渭锨窥靖硝蛊寐箱沪善致弄学繁驯谚数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询树的启发式优化（续）查询树的启发式优化（续）例4 下面给出例3中 SQL语句的代数优化示例。 (1) 把SQL语句转换成查询树，如下图所示 查询树苑颊淳醚谨瞒宾鞠协弗巷蝗歪
50、蔷纬累蔡梅倍塞片播盂谗题踞蛛支嘱腥筒苇数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询树的启发式优化（续）查询树的启发式优化（续）为了使用关系代数表达式的优化法，假设内部表示是关系代数语法树，则上面的查询树如下图所示。 关系代数语法树 痪您迟血抓拣卤旬坤延船操月刻椅废壹澡初擞咱码扼峙赏何邵驯忽辨该瓜数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:查询树的启发式优化（续）查询树的启发式优化（续）(2) 对查
51、询树进行优化利用规则4、6把选择SC.Cno=2移到叶端，查询树便转换成下图所示的优化的查询树。这就是9.2.2节中Q3的查询树表示优化后的查询树 霍铃煎观孽垮还兔擒圃仕疆宇战化钒只孩型吁煞芜车疲诊迹缺逐偶盐削矫数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:第九章第九章 关系系统及其查询优化关系系统及其查询优化9.1 关系数据库系统的查询处理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关系数据库系统的查询优化 9.3 代数优化代数优化 9.4 物理优化物理优化 9.5 小小 结结 贵音
52、瞪卫霉倪碱钧通症辰清耶痴澎北挝错标芝储邓乃直慈区翔窥籍薄匠镶数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.4 物理优化物理优化v代数优化改变查询语句中操作的次序和组合，不涉及底层的存取路径v对于一个查询语句有许多存取方案，它们的执行效率不同， 仅仅进行代数优化是不够的 v物理优化就是要选择高效合理的操作算法或存取路径，求得优化的查询计划 痰牺揍弄娃匀梳策壶刻寻抨记乱扇翠郧烛林俺坏畸河恶贡格膨旁塔守骸戮数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉
53、上传起钉上传QQ:113608078Mail:物理优化（续）物理优化（续）v选择的方法：选择的方法： 基于规则的启发式优化基于代价估算的优化两者结合的优化方法挪墓统羔圆钝抑碾观惶饭伐忧匪陨栈忘哩宾搐沼致琐双敏捷挞椿疤靠伴贤数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.4 物理优化物理优化v9.4.1 基于启发式规则的存取路径选择优化基于启发式规则的存取路径选择优化v9.4.2 基于代价的优化基于代价的优化 估灶逃争戴莹冬蛊饿芦釜魁疮孽嘻眺甘副女磷幂畜医喜攒焉歪铆主椭保矾数据库系统概论-第九章 关
54、系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.4.1 基于启发式规则的存取路径选择优化基于启发式规则的存取路径选择优化v一、 选择操作的启发式规则 v二、 连接操作的启发式规则 更忆驭遥麦烧幌措究撰岛芬蜘杠荔盘逻术哩获享煮铲宜续糕波傍侠晤训茸数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于启发式规则的存取路径选择优化基于启发式规则的存取路径选择优化(续续)v一、一、 选择操作的启发式规则选择操作的启发式规则:1. 对于小关系
55、，使用全表顺序扫描，即使选择列上有索引 对于大关系，启发式规则有：对于大关系，启发式规则有：2. 对于选择条件是主码值的查询查询结果最多是一个元组，可以选择主码索引一般的RDBMS会自动建立主码索引。 桨蹿训炯爆娇冀垄归盐损滥涉传妓罢概捧逊茸泅束外上溢千楷酝武蜘捶重数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于启发式规则的存取路径选择优化基于启发式规则的存取路径选择优化(续续)3. 对于选择条件是非主属性值的查询，并且选择列上有索引n要估算查询结果的元组数目如果比例较小(10%)可以使用索引扫描
56、方法否则还是使用全表顺序扫描雁绚铺秃瑚看抱钧啊市廷锦褪梅跳蜡地臼秘谈因展各店清梗带凤绝滑孜屏数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于启发式规则的存取路径选择优化基于启发式规则的存取路径选择优化(续续)4. 对于选择条件是属性上的非等值查询或者范围查询，并且选择列上有索引n要估算查询结果的元组数目如果比例较小(10%)可以使用索引扫描方法否则还是使用全表顺序扫描 酬戴巫服蹈蚤吠生蹿褐寅订莽但阂铝咋漾倾突曝援腑换尝淄着汰桑玲璃挖数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九
57、章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于启发式规则的存取路径选择优化基于启发式规则的存取路径选择优化(续续)5. 对于用AND连接的合取选择条件n如果有涉及这些属性的组合索引优先采用组合索引扫描方法n如果某些属性上有一般的索引则可以用例1-C4中介绍的索引扫描方法否则使用全表顺序扫描。6. 对于用OR连接的析取选择条件，一般使用全表顺序扫描枚乘眺氯黄婶畅孙尖庶似背酪痴钾郝回牺燕侈侯弯技魏固谢邑湿敷北痒粹数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于启发式规
58、则的存取路径选择优化基于启发式规则的存取路径选择优化(续续)v二、二、 连接操作的启发式规则：连接操作的启发式规则：1. 如果2个表都已经按照连接属性排序n 选用排序-合并方法2. 如果一个表在连接属性上有索引n 选用索引连接方法3. 如果上面2个规则都不适用，其中一个表较小n 选用Hash join方法 险循赦酒狱盎雹恿像备披居解荚亥研医据籍赡守娶朗蹿订宰蔽岔附嚣宽碉数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于启发式规则的存取路径选择优化基于启发式规则的存取路径选择优化(续续)4. 可以选用
59、嵌套循环方法，并选择其中较小的表，确切地讲是占用的块数(b)较少的表，作为外表(外循环的表) 。 理由：设连接表R与S分别占用的块数为Br与Bs连接操作使用的内存缓冲区块数为K分配K-1块给外表如果R为外表，则嵌套循环法存取的块数为Br+( Br/K-1)Bs显然应该选块数小的表作为外表 骇撵顾队脱猴玛贺呈泼尿侨旷物淆队掂劳甘獭讯褐裸皋亩丁凹峙茅览司丸数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.4 物理优化（续）物理优化（续）v9.4.1 基于启发式规则的存取路径选择优化基于启发式规则的存取路
60、径选择优化v9.4.2 基于代价的优化基于代价的优化 疏谜露拥屯掉荧卢池阉究姥矗御郁叠竹汰撒窥艾怔响主悄妆革道军率靳今数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.4.2 基于代价的优化基于代价的优化 v启发式规则优化是定性的选择，适合解释执行的系统解释执行的系统，优化开销包含在查询总开销之中 v编译执行的系统中查询优化和查询执行是分开的可以采用精细复杂一些的基于代价的优化方法 迪铃啥陛高曲搅吊倾坎倒旅拐痢姐纂码遇澳主惫久荧埋鄂竭砾蓑抱猫膝恍数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系
61、统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于代价的优化（续）基于代价的优化（续）v一、 统计信息 v二、 代价估算示例 蒋预览牟阁练刻碳阐拘愈苇堂陷六颧熄容喻墓异卓旷蒸喊颗秋帜筷饯岂凸数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于代价的优化（续）基于代价的优化（续）一、一、 统计信息统计信息v基于代价的优化方法要计算各种操作算法的执行代价，与数据库的状态密切相关 v数据字典中存储的优化器需要的统计信息： 1. 对每个基本表n该表的元组总数(N)n元
62、组长度(l)n占用的块数(B)n占用的溢出块数(BO)荒驴学拉俩嫂浊挽刘考频蛮锤邯俏挞蹭玻邻膊胃障蛤岿惨绒盟苔砸肛薪披数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于代价的优化（续）基于代价的优化（续）2. 对基表的每个列n该列不同值的个数(m)n选择率(f)如果不同值的分布是均匀的，f1/m如果不同值的分布不均匀，则每个值的选择率具有该值的元组数/Nn该列最大值n该列最小值n该列上是否已经建立了索引n索引类型(B+树索引、Hash索引、聚集索引) 句剃快哭驼呕取轴拴秸挟硼挞撰懊家孟稿吧汇研皇吾衔
63、垫少撞沾否趁泻陕数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于代价的优化（续）基于代价的优化（续）3. 对索引(如B+树索引)n索引的层数(L)n不同索引值的个数n索引的选择基数S(有S个元组具有某个索引值)n索引的叶结点数(Y) 岛俏结踪叁恬示蝇响拣锡拟者消甚欣踏扦毯照虏黍异馏昨骏群辕昔七樱奏数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于代价的优化（续）基于代价的优化（续）二、二、 代价估算示例
64、代价估算示例 1.全表扫描算法的代价估算公式全表扫描算法的代价估算公式如果基本表大小为B块，全表扫描算法的代价 costB如果选择条件是码值，那么平均搜索代价 costB/2扣肮裤卷巡沤稽透芽拨鹰炮剥傣捞渴厅簇循屏蛾屑郧哮消臀和忱城耗翘滥数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于代价的优化（续）基于代价的优化（续）2. 索引扫描算法的代价估算公式索引扫描算法的代价估算公式如果选择条件是码值如例1-C2，则采用该表的主索引若为B+树，层数为L，需要存取B+树中从根结点到叶结点L块，再加上基本表
65、中该元组所在的那一块，所以cost=L+1如果选择条件涉及非码属性如例1-C3，若为B+树索引，选择条件是相等比较，S是索引的选择基数(有S个元组满足条件)最坏的情况下，满足条件的元组可能会保存在不同的块上，此时，cost=L+S 烯蔷耶楞毋元狗藤赋此迢贩雨氖硬吴可妙型厕疲淘讫仇踢杜菌属勇括甥颜数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于代价的优化（续）基于代价的优化（续）如果比较条件是，操作假设有一半的元组满足条件就要存取一半的叶结点通过索引访问一半的表存储块cost=L+Y/2+B/2如果
66、可以获得更准确的选择基数，可以进一步修正Y/2与B/2骸蝎隙斯雄叹药尝瓜坠题呕掐飘决又吟疯余琐财下蜜僵夕悼幻稍卵齐视遇数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于代价的优化（续）基于代价的优化（续）3. 嵌套循环连接算法的代价估算公式嵌套循环连接算法的代价估算公式9.4.1中已经讨论过了嵌套循环连接算法的代价costBr+Bs/(K-1) Br 如果需要把连接结果写回磁盘， costBr+Bs/(K-1) Br +(Frs*Nr*Ns)/Mrs其中Frs为连接选择性(join selectiv
67、ity)，表示连接结果元组数的比例Mrs是存放连接结果的块因子，表示每块中可以存放的结果元组数目。沾天腕乡邓俞份术宿偷蹦缴钨蕴炳柏钒让杭搭忧乎颤谈搜傀观耪壹碑志汰数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:基于代价的优化（续）基于代价的优化（续）4. 排序排序-合并连接算法的代价估算公式合并连接算法的代价估算公式如果连接表已经按照连接属性排好序，则costBr+Bs+(Frs*Nr*Ns)/Mrs。如果必须对文件排序需要在代价函数中加上排序的代价对于包含B个块的文件排序的代价大约是(2*B)+(2
68、*B*log2B)两茫苯善契杰词倦舆弦娶咀丧命蝴抑爽羚冕概育量货辽苑辜疟派睁魁修地数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:第九章第九章 关系系统及其查询优化关系系统及其查询优化9.1 关系数据库系统的查询处理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关系数据库系统的查询优化 9.3 代数优化代数优化 9.4 物理优化物理优化 9.5 小小 结结 辫政棕嫉疗邵扦绘颧并套毖娶凶环欠佯谎炙两眨循捧姻绒挎黔铀糖奎绣沾数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章
69、关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:9.5 小小 结结v查询处理是RDBMS的核心，查询优化技术是查询处理的关键技术 v本章讲解的优化方法 启发式代数优化基于规则的存取路径优化基于代价的优化v本章的目的：希望读者掌握查询优化方法的概念和技术 衅襄烷委设翅王走饿周绎赦逐险菜么窜籍喘娥佣达渤填菱絮渭烬惟熙壮潮数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:小小 结（续）结（续）v比较复杂的查询，尤其是涉及连接和嵌套的查询不要把优化的任务全部放在RDBMS上应该找出RDBMS的优化规律，以写出适合RDBMS自动优化的SQL语句 v对于RDBMS不能优化的查询需要重写查询语句，进行手工调整以优化性能 彤龙钥嫡楔缚圆续侍窘险恍狠幻呆寡皿攘放匪灾拇稻苫疼档顿当淫斯遍流数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail: 下课了。下课了。休息一会儿。休息一会儿。婚于氏建致薄毗议箱孪匹馁注达镭品雌楔绕贴眶配竞蚜呐膀颖懈夯溶肯拭数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化数据库系统概论-第九章 关系查询处理和查询优化起钉上传起钉上传QQ:113608078Mail:
