数据库查询处理的基本概念和优化技术

"数据库查询处理" 数据库查询处理是指数据库管理系统中执行查询语句的整个过程。它包括语法分析、翻译、优化、执行等步骤。本章节将详细介绍查询处理的基本步骤、查询代价的度量、选择运算、排序、连接运算、其他运算、表达式计算、物化和流水线等内容。 查询处理的基本步骤包括语法分析与翻译、优化、执行三个阶段。在语法分析与翻译阶段，数据库管理系统将查询语句翻译成系统的内部表示形式，也就是翻译成关系代数。然后，在优化阶段，数据库管理系统会选择具有最小查询执行代价的执行计划。最后，在执行阶段，查询执行引擎接收一个查询执行计划，执行该计划并把结果返回给查询。 查询代价的度量是查询处理中一个重要的方面。查询代价可以通过该查询对各种资源的使用情况进行度量，包括磁盘存取、执行一个查询所用CPU时间、甚至是网络通信代价。在磁盘上存取数据的代价通常是主要代价。通过以下指标来对其进行度量：搜索磁盘次数*平均寻道时间、读取的块数*平均块读取时间、写入的块数*平均块写入时间等。写入一个块的代价通常大于块读取的代价。 选择运算是查询处理中的一种基本运算。它用于选择满足一定条件的元组。例如，σsalary<75000(instructor)是选择salary小于75000的instructor元组的运算。 排序是查询处理中的一种基本运算。它用于对元组进行排序。例如，对instructor元组按照salary进行排序。 连接运算是查询处理中的一种基本运算。它用于连接两个或多个关系。例如，连接instructor和department两个关系，得到instructor的department信息。 其他运算包括集合运算、分组运算、聚合运算等。例如， UNION运算用于合并两个关系，INTERSECT运算用于获取两个关系的交集，EXCEPT运算用于获取两个关系的差集。 表达式计算是查询处理中的一种基本运算。它用于计算查询语句中的表达式。例如，计算salary小于75000的instructor元组的平均salary。 物化是查询处理中的一种技术。它用于将查询结果存储在磁盘上，以便下次查询时可以直接使用。 流水线是查询处理中的一种技术。它用于将查询语句分解成多个子查询，每个子查询都可以并行执行，以提高查询效率。 数据库查询处理是一个复杂的过程，涉及到查询语句的解析、优化、执行等多个方面。只有深入了解查询处理的基本步骤和技术，才能更好地设计和优化数据库系统。