1、2020/10/9,1,數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)與應(yīng)用,高欣 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 gxin_,2020/10/9,2,概述 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算 專門的關(guān)系運(yùn)算,知識回顧2.2 關(guān)系代數(shù),2020/10/9,3,知識回顧,關(guān)系運(yùn)算： 連接，左連接，右連接,2020/10/9,4,表2.4 關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符,2.2 關(guān)系代數(shù),2020/10/9,5,表2.4 關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符（續(xù)）,2.2 關(guān)系代數(shù),2020/10/9,6,并(續(xù)),R,S,RS,2020/10/9,7,交 (續(xù) intersect /all),R,S,R S,2020/10/9,8,差(續(xù) minus),R,S,R-S,2020/10/9,9,4

2、. 廣義笛卡爾積（Extended Cartesian Product）,2020/10/9,10,廣義笛卡爾積 (續(xù)),R,S,R S,2020/10/9,11,Student,選擇（續(xù)）,例1 查詢信息系（IS系）全體學(xué)生,2020/10/9,12,選擇（續(xù)）,例1 查詢信息系（IS系）全體學(xué)生 Sdept = IS (Student) 或 5 =IS (Student) 結(jié)果：,2020/10/9,13,Student,例3 查詢學(xué)生的姓名和所在系,投影（續(xù)）,2020/10/9,14,投影（續(xù)）,3) 舉例 例3 查詢學(xué)生的姓名和所在系 即求Student關(guān)系上學(xué)生姓名和所在系兩個(gè)屬性

3、上的投影 Sname，Sdept(Student) 或 2，5(Student) 結(jié)果：,2020/10/9,15,3. 連接（Join）,1）連接也稱為連接 2）連接運(yùn)算的含義 從兩個(gè)關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組 R S = | tr Rts StrAtsB A和B：分別為R和S上度數(shù)相等且可比的屬性組 ：比較運(yùn)算符 連接運(yùn)算從R和S的廣義笛卡爾積RS中選?。≧關(guān)系）在A屬性組上的值與（S關(guān)系）在B屬性組上值滿足比較關(guān)系的元組。,2020/10/9,16,連接(續(xù)),5）舉例 例5,R,S,2020/10/9,17,連接(續(xù)),R S Sql語句：select * from

4、A join B on A.CB.E,2020/10/9,18,連接(續(xù)),等值連接 R S,2020/10/9,19,連接(續(xù)),自然連接 R S,2020/10/9,20,外連接,在連接中，如果把該舍棄的元組保存下來，在新增加的屬性上填上空值（NULL） 左外連接 右外連接,2020/10/9,21,連接(續(xù)),5）舉例 例5,R,S,2020/10/9,22,2020/10/9,23,4. 除（Division）,給定關(guān)系R (X，Y) 和S (Y，Z)，其中X，Y，Z為屬性組。 R中的Y與S中的Y可以有不同的屬性名，但必須出自相同 的域集。R與S的除運(yùn)算得到一個(gè)新的關(guān)系P(X)， RS

5、 = P(x) 對tP(X), 有 t X (R), 而且t Y (S) R,2020/10/9,24,除(續(xù)),2）除操作是同時(shí)從行和列角度進(jìn)行運(yùn)算,2020/10/9,25,除(續(xù)),R,S,3）舉例 例6,2020/10/9,26,2.2.3 用關(guān)系代數(shù)表示關(guān)系操作,2020/10/9,27,2.2.3 用關(guān)系代數(shù)表示關(guān)系操作,例1 查詢學(xué)習(xí)課程號為1137的學(xué)生的 學(xué)號和成績 Sno,Grade(Cno=1137( SC),2020/10/9,28,2.2.3 用關(guān)系代數(shù)表示關(guān)系操作,例2 查詢學(xué)習(xí)課程號為1137的學(xué)生的 學(xué)號和姓名 Sno,Sname( S (Cno=1137( S

6、C) ),例5 查詢至少選修課程號為1024和1136 的學(xué)生的學(xué)號 1(1=4 2=10245=1136( SC SC) ),2020/10/9,29,2.2.3 用關(guān)系代數(shù)表示關(guān)系操作,例6 查詢不學(xué)課程號為1156的學(xué)生姓名和所在的系 Sname，Dept（S） Sname，Dept（S （Cno=1156( SC),2020/10/9,30,2.3 查詢優(yōu)化,查詢優(yōu)化的目的是針對一個(gè)查詢，找出一種既省時(shí)間，又省空間，而且效率又比較高的方案。查詢優(yōu)化一般可分為代數(shù)優(yōu)化和物理優(yōu)化。代數(shù)優(yōu)化是指關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化；物理優(yōu)化則是指存取路徑和低層操作算法的選擇。查詢優(yōu)化在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中有著非

7、常重要的地位。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和非過程化的SQL語言能夠取得巨大的成功，關(guān)鍵是得益于查詢優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展。關(guān)系查詢優(yōu)化是影響RDBMS性能的關(guān)鍵因素。,2020/10/9,31,2.3 查詢優(yōu)化,一個(gè)實(shí)例： 在學(xué)生（S）、課程（C）、選課（SC）表中選出選修了1024號課程的學(xué)生姓名 假設(shè)： S：1000; SC10000; 滿足條件的SC有 50 一個(gè)數(shù)據(jù)塊能容納 20個(gè)S 或 100個(gè)SC，則 S占用空間50塊，SC占用空間 100塊； 系統(tǒng)每秒可以讀 10塊； 三個(gè)不同方案 Q1=Sname（S.Sno=SC.SnoSC.Cno=1024（SSC） l05 s Q2=Sname（ Cno=

8、1024（S SC） 305 s Q3=Sname（S Cno=1024（SC） 15 s,2020/10/9,32,2020/10/9,33,優(yōu)化策略,盡可能先作選擇操作； 連接前對關(guān)系進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理，如：索引和排序； 把投影運(yùn)算和選擇運(yùn)算同時(shí)進(jìn)行。如有若干投影和選擇運(yùn)算，并且它們都對同一個(gè)關(guān)系操作，則可以在掃描此關(guān)系的同時(shí)完成所有的這些運(yùn)算以避免重復(fù)掃描關(guān)系。 把投影同其前或其后的雙目運(yùn)算結(jié)合起來，沒有必要為了去掉某些字段而掃描一遍關(guān)系。,2020/10/9,34,優(yōu)化策略,把某些選擇同在它前面要執(zhí)行的笛卡爾積結(jié)合起來成為一個(gè)連接運(yùn)算，連接特別是等連接運(yùn)算要比同樣關(guān)系上的笛卡爾積省很多時(shí)間。 找出公共子表達(dá)式。如果這種重復(fù)出現(xiàn)的子表達(dá)式的結(jié)果不是很大的關(guān)系，并且從外存中讀入這個(gè)關(guān)系比計(jì)算該子表達(dá)式的時(shí)間少得多，則先計(jì)算一次公共子表達(dá)式并把結(jié)果寫入