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数据库管理系统查询优化技术研究

作　者: 韩梅
导　师: 孔志印；陈越
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 数据库管理系统 查询优化 组合优化 遗传算法 直方图
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 494次
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内容摘要


当今的信息技术时代，数据库已经成为管理信息和挖掘信息的巨大潜能的基本和必需的工具。随着时间的推移，数据库中的数据量日益增加，因而数据库的最重要特征之一在于把其性能维持在可接受的水平上，实现这一目的的主要机制就是数据库查询优化器。 如果没有设计良好的查询优化器，即使是小型的数据库也会表现出非常明显的性能低下。目前的众多的商用数据库都不同程度的实现了查询优化功能。由于实际优化器的内部结构所涉及的功能和过程异常复杂，通常的商业数据库的查询优化器估计至少需要50人年的开发量。本文主要研究了关系数据库中的查询优化技术，对比了现有的各种技术的优劣，提出了基于统计的、适应于SECBase数据库的查询优化器模型，并且针对其中的多连接查询的效率问题，建立了多连接查询优化的算法模型，引入了组合优化问题的遗传算法。此外，还对实现查询优化的一些关键问题进行了具体的讨论。通过实验证明，提出的优化器模型是可行的，其中采用的遗传算法对处理多连接查询有着显著的优越性。

全文目录


目录  2-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
第一章 绪论  7-12
  1．1 论文的选题及需求背景  7-8
  1．2 数据库的查询和优化  8-10
    1．2．1 关系查询语言  8-9
    1．2．2 查询处理流程  9-10
    1．2．3 查询优化的技术  10
  1．3 论文的目的和主要研究内容  10-11
  1．4 论文的组织结构  11-12
第二章 查询优化技术综述  12-19
  2．1 查询优化的必要性  12-13
  2．2 关于执行引擎的基本理论  13-16
    2．2．1 执行引擎概述  13-14
    2．2．2 物理查询计划操作符  14
    2．2．3 针对单个操作符的算法  14-15
    2．2．4 表达式的计算  15-16
  2．3 关于优化器的基本理论  16-19
    2．3．1 优化器概述  16
    2．3．2 优化器的基本原理  16-19
第三章 查询优化技术的分类比较  19-23
  3．1 基于语义的查询优化  19
  3．2 基于代数规则的查询优化  19-21
  3．3 基于代价和统计的查询优化  21-23
第四章 基于统计的优化器模型设计  23-36
  4．1 基于统计的优化器模型的提出  23
  4．2 基于统计的优化器模型设计思想  23-25
    4．2．1 优化的原则  23-24
    4．2．2 优化器设计需要研究的内容  24-25
  4．3 基于统计的优化器模型  25-36
    4．3．1 模型结构  25-26
    4．3．2 查询重写模块  26-27
    4．3．3 代数空间  27
    4．3．4 路径选择空间  27-29
    4．3．5 代价评估模块  29-32
    4．3．6 planner模块  32-34
    4．3．7 粒度评估模块  34-36
第五章 多连接查询优化的遗传算法设计  36-63
  5．1 多连接查询优化  36-37
    5．1．1 多连接查询优化问题的图论描述  36-37
    5．1．2 影响多连接查询优化的因素  37
  5．2 组合优化问题  37-42
    5．2．1 组合优化问题概述  37-41
    5．2．2 多连接查询优化与TSP问题  41-42
  5．3 搜索策略的算法研究  42-48
    5．3．1 穷尽搜索算法  43-45
    5．3．2 启发式算法  45-46
    5．3．3 局部随机搜索算法  46-47
    5．3．4 全局随机搜索算法  47-48
  5．4 遗传算法设计  48-63
    5．4．1 遗传算法简介  48-50
    5．4．2 模板理论  50-51
    5．4．3 算法描述  51-52
    5．4．4 遗传算法实现的关键技术  52-56
    5．4．5 多连接查询优化的遗传算法的设计模型  56-59
    5．4．6 应用于多连接查询优化的遗传算法概要设计  59-63
第六章 基于左深树空间的遗传算法设计与实现  63-71
  6．1 基于左深树空间的GA算法设计  63-66
    6．1．1 编码  63-64
    6．1．2 适应度函数  64
    6．1．3 选择策略  64-65
    6．1．4 交配算子  65
    6．1．5 变异算子  65-66
  6．2 算法实现流程  66
  6．3 实验及结果分析  66-71
第七章 查询优化的直方图技术研究  71-76
  7．1 基本概念  71-73
  7．2 限定误差的变宽直方图  73-74
  7．3 串行直方图  74
  7．4 最优直方图构造算法  74-76
第八章 结论  76-77
  8．1 研究现状  76
  8．2 下一步的工作  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-82

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 程序设计 > 数据库理论与系统
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