文档介绍：关系系统
关系系统的定义
关系系统的分类
全关系系统12条准则
关系系统的查询优化
查询优化概述
查询优化的一般准则
关系代数等价变换规则
关系代数表达式的优化算法
优化的一般步骤
第4章关系系统及其查询优化
第4章
关系系统
关系系统定义
支持关系模型的关系数据库管理系统简称关系系统。
1)不支持关系数据结构的系统
2)支持关系数据结构,但无δ、π、运算功能的系统
3)支持关系数据结构,有δ、π、运算,但要求定义物理存
取路径的系统
可称为关系系统的DBMS,当且仅当
1)支持关系数据结构(关系数据库)
2)支持δ、π、运算,且不要求用户定义任何物理存取路径
关系系统
关系系统分类
:
支持关系模型的所有特征。在关系完备系统的基础上,进一步支
持实体完整性和参照完整性等。
DBⅡ,ORACLE,SYBASE, …已接近这个目标。目前尚无全关系系统。
:
仅支持关系数据结构,不支持关系操作。
2.(最小)关系系统:
支持关系数据结构,支持δ、π、∞运算,且不定义物理路径。
:
支持关系数据结构和所有关系代数操作(或功能上与关系代数等价)。
DBⅡ,ORACLE,SYBASE,…属于这一类
关系系统
关系系统分类
数据结构
数据操作
完整性约束
表式系统
表
×
×
(最小)关系系统
表
选择、投影、连接
×
关系完备的系统
表
√
×
全关系系统
√
√
√
关系系统
全关系系统12条准则
0. 一个关系型的DBMS必须能完全通过它的关系能力来管理数据库
准则1:信息准则。关系型DBMS的所有信息都应在逻辑一级上用一种方法即表中的值显式地表示
准则2:保证访问准则。依表名、主码、列名的组合,保证能以逻辑方式访问关系数据库中的每个数据项。(独立于物理结构)
准则3:空值的系统化处理。支持NULL的概念
准则4:基于关系模型的动态的联机数据字典。(以关系的形式存储元数据)
准则5:统一的数据子语言准则。一体化的统一的数据子语言
关系系统
全关系系统12条准则
准则6:视图准则。所有理论上可更新的视图也应该允许由系统更新。
准则7:高级的插入、修改、删除操作。以关系为对象进行操作
准则8:数据物理独立性
准则9:数据逻辑独立性
准则10:数据完整性的独立性。用DDL定义并存储在数据字典中,独立于应用程序
准则11:分布独立性
准则12:无破坏准则
关系系统的查询优化
查询优化概述
●查询处理的过程
查询语句
查询输出
关系代数表达式
执行计划
语法分析与翻译
执行引擎
优化器
数据
有关数据的统计信息
关系系统的查询优化
查询优化概述
●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
根据存取路径、数据的尺寸、数据的存储分布、存储数据
的聚簇等信息来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)
关系系统的查询优化
查询优化概述
●常用查询优化技术
用启发式规则来缩减查询计划的搜索空间
利用统计信息估算执行代价
基于代价
●代价模型
集中式数据库
单用户系统:总代价= I/O代价+ CPU代价
多用户系统:总代价= I/O代价+ CPU代价+ 内存代价
分布式数据库
总代价= I/O代价+ CPU代价[+ 内存代价] + 通信代价
关系系统的查询优化
查询优化概述
●一个实例:求选C2课程的学生名
SELECT SNAME
FROM Student,SC
WHERE =
o=‘C2’;
外存:
Student:1000条, SC:10000条, 选修2号课程:50条
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
读写速度:20块/秒
连接方法:基于数据块的嵌套循环法
假设