第9章关系查询处理和查询优化

了解

查询处理的基本步骤（查询分析、查询检查、查询优化、查询执行）

掌握

什么是关系系统的查询优化，查询优化的方法
画出查询的语法树以及优化后的语法树
代数优化算法、物理优化算法

知识点

查询处理的基本步骤
- 查询分析
- 查询检查
- 查询优化
- 查询执行
查询优化在关系数据库系统中的重要性和可能性
- 重要性
  - 关系系统的查询优化既是RDBMS实现的关键技术，又是关系系统的优点所在，它减轻了用户选择存取路径的负担，用户只要提出“干什么”，不必指出“这么干”
  - 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
- 可能性
  - 优化器可以从数据字典中获取许多统计信息，例如各个关系中的元组数，关系中每个属性值的分布情况，这些属性上是否有索引，是什么索引（B+数索引、Hash索引、唯一索引、组合索引）等等。优化器可以根据这些信息选择有效的执行计划，而用户程序则难以获得这些信息
  - 如果数据库的物理统计信息改变了，系统可以自动对查询进行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
  - 优化器可以考虑数十甚至数百种不同的执行计划，从中选出较优的一个，而程序员一般只能考虑有限的几种可能性
  - 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
语法树
语法树
关系数据库管理系统查询优化的一般准则
- 代数优化策略
  - 选择运算应尽可能先做
  - 把投影运算和选择运算同时进行
  - 把投影同其前或其后的双目运算结合起来执行
  - 把某些选择同在它前面要执行的笛卡儿积结合起来成为一个连接运算
  - 找出公共子表达式
- 物理优化
  - 选取合适的连接算法
关系数据库管理系统查询优化的一般步骤
- 把查询转换成某种内部表示，通常用的内部表示是语法树
- 把语法树转换成标准（优化）形式，即利用优化算法把原始的语法树转换成优化的形式
- 选择低层的存取路径
- 生成查询计划，选择所需代价最小的计划加以执行