关系数据库系统概览：查询优化与核心概念

"本章内容主要涵盖了关系数据库系统的基础知识，特别是关系查询优化的重要概念和准则。" 在关系数据库管理系统（RDBMS）中，理解关系查询优化是至关重要的，因为这直接影响到数据库的性能和效率。关系模型是数据模型的一种，由数据结构、数据操作和完整性约束三部分构成。在关系模型中，数据以二维表格的形式表示，其中的数据项称为域，而多个数据项组成的集合则构成关系。 关系数据结构包括域和基于域的关系。关系操作是RDBMS中的核心功能，如并、交、差、广义笛卡尔积，以及选择、投影、连接、除等操作。这些操作提供了对数据进行复杂查询的能力。关系完整性则是确保数据准确性和一致性的规则，包括实体完整性（确保主键不为空）、参照完整性（维护引用表之间的关联）和用户自定义的完整性约束。 关系数据库管理系统根据其支持的功能可分为四类：表式系统不支持关系操作；最小的关系系统支持关系数据结构和基本的σ（选择）、π（投影）、∞（连接）运算，但需要指定物理存取路径；关系完备系统支持所有的关系代数操作，包括主流的数据库系统如DB, ORACLE, SYBASE, SQL SERVER等；全关系系统在关系完备的基础上，还支持实体完整性和参照完整性等特性，尽管目前尚未有完全符合此标准的系统。 关系查询优化是RDBMS中的关键任务，其目标是找到执行查询的最有效方法。优化过程包括了理解查询语句、生成执行计划、选择最佳索引、考虑数据分布等多个步骤。关系查询优化的基本准则要求数据库系统能够通过关系操作全面管理数据库，包括在关系级别上支持数据的插入、更新和删除操作，以及考虑如何减少I/O操作、提高缓存利用率和优化查询执行时间。 本章总结了关系数据库系统的核心概念，强调了查询优化的重要性，并为深入理解RDBMS的工作原理和提升数据库性能提供了基础。对于数据库管理员和开发人员来说，掌握这些知识是设计和维护高效数据库系统的基础。