數據庫管理系統中查詢優化的設計和實現措施

賈欽

摘要

數據庫管理系統作為系統軟件的數據處理中心，同時也是現代信息化建設中最廣泛的應用，能夠研發出一套國產數據軟件一直是我國的目標。而查詢優化作為該系統中的一個重要組成部分，本文通過對OSCAR作為研究的內容，通過對查詢優化的設計和實現進行重點闡述。

【關鍵詞】數據庫管理系統 查詢優化 設計措施

1 查詢優化關鍵技術

1.1 查詢優化的基本準則

查詢優化的基本準則能在一定的程度上對查詢效率進行改善，但這種改善的程度和策略都不是最好的。而關于查詢優化的基本準則具體如表1。

1.2 查詢優化預處理環節

查詢優化預處理即對目標列、條件公式和信息集合操作進行的預處理，其主要的目的就是想把查詢系統進行一個更為高效率的規劃，以達到真正優化的效果。就比如對目標列的預處理，就是要通過查詢優化的預處理把斷缺的目標列進行補充完整，以確保目標列中的定義順序和查詢系統中的順序一樣。而對于條件公式進行預處理，要把條件表達式中的NOT進行往下推算，或者是把NOT去掉，把這個條件的表達式進行有效的轉換，變成可取性和合理化的表達式。針對集合信息的預處理，其主要是Except和Intersect等操作。

1.3 查詢優化的邏輯性優化

查詢優化系統中的邏輯優化主要是依靠于索引來進行的，通過一個物理上的邏輯優化來完成查詢過程中的運算。該邏輯的優化過程主要包括兩個方面，一是在優化的過程中要能找到有“AND”的表達式，然后通過索引的表達式進行查詢，如果沒有該表達式，就可以用掃描的形式進行一個邏輯性的運算。如果用索引的表達式可以查詢出來，就先使用這個查詢的表達式，最后再利用該表達式的運算結果進行對其他表達式的查詢。二是采用“OR”形式的表達式優化過程，這個查詢優化的邏輯思路與“AND”相似，都是先通過索引的查詢方式確認是否存在有可用的表達式。如果沒有且當存在有很多個子表達式時，就通過對這些子表達式的順序調整，進而達到運算的結果。

2 實現系統內查詢優化的算法

想要實現數據庫管理系統的查詢優化，首要的任務就是實現算法的優化。根據目前知道的一些成熟的算法，我們可以知道對不同算法的優化，其取得的效果也會不同。而在這篇文章里，主要介紹兩種。

2.1 存取方式和存儲路徑剖析

想要實現對查詢優化里面的算法進行優化，其中最主要的一個功能就是對檢索數據的選擇，根據這個選擇設計出一個好的執行方案。在OSCAR數據庫管理系統中，采用的主要是三種存取的方法和存儲的路徑。第一個是順序掃描，即按照順序掃描出需要讀取的信息里面的全部元素，檢測是否每個元素里面都達到滿足“WHERE”的要求。但是如果對每一個的內容信息表都要進行掃描，花費的時間就會較多，掃描的運作效率就降低了。為了能夠更好更快的對信息元素的讀取，所有就有了第二種，索引掃描。索引掃描即通過建立多個或單個的索引信息。當進行語句的訪問且是唯一的索引時，數據庫管理系統就可以直接的讀取出數據信息。第三種就是利用TID進行存取，TID是進行單個查找最快捷的方式。

2.2 利用代價佑算算法分析

利用代價估算算法進行查詢優化的分析，其中SYSTEM-R是最為常用的一種方法。這種估算算法是從CPU的角度上進行分析和考慮的，在進行每一次計算的時候都會更注重CPU的消耗。在對每一次的查詢優化的索引時，因為會受到一些選擇性因素的限制，所以就會導致多種可能性的出現。比如下面：

訪問磁盤1次所需的代價可表示為：

CI/O=DO+xD1

其中：x存取數據的大小，以字節表示

DO與x無關的I/O代價，包括尋道時間和等待時間

D1每個字節所需的傳輸時間

一般D0>>xD1故

I/O代價=I/O次數×D0

3 數據庫管理系統中查詢優化的實現

3.1 提高性能設計

在對查詢優化進行優化的時候，我們可以發現，一些語句僅僅是因為語句的常數不同，但是他們具有一耳光相同的查詢語句。為了能夠提高數據庫的查詢效率，可以把常數設置到一定的范圍，把具有相同模式的查詢語句進行一個常數間的相互替換。這樣可以有效的實現相同模式的查詢語句就只用做一次的語法分析，進而達到節約時間的效果。而為了能夠做到查詢的優化，第一步就是先要對查詢中的語句進行一個有效的緩解，通過提取語句中的部分內容而進行查詢計劃。

3.2 提升關鍵算法

為了能夠提高數據庫管理的查詢優化水平，優化查詢的結果。可以通過采用hash的函數形式以保持語法和查詢的語句。當然，如果hash函數雞舍得不夠合理化，那么勢必就會造成一定的沖突，最后會降低hash的效率，也提升不了關鍵算法的水平。

4 結束語

隨著我國經濟的快速發展，經濟業務的不斷增多，對未來的數據庫管理的要求性能也更大，對系統的運行速度要求也更大。為了能夠更好的促進我國對數據庫管理系統研發的進程，能夠更快更有效的縮短我國與國外數據庫管理技術的差距，這就需要我們要從最核心的設計出發，以便更快地研發出一款具有國際性標注的數據庫管理產品。

參考文獻

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[2]趙艷平.數據庫管理系統的組成與發展[J].科技信息，2011（07）：45-56.