数据库原理与技术课件第二版 第6章 数据库管理系统.ppt

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1、6.1DBMS简介1.DBMS是介于用户和OS之间的系统软件,它实现对共享数据的有效组织、管理和各种操作。关系：DBMS建立在OS之上，需要OS的支持。DBMS是用户操纵、管理DB的工具。用户、应用软件DBMSOSDBDBMS简介DBMS的功能：(1)数据定义DDL(数据定义语言）--DataDefinitionLanguage(2)数据操纵DML(数据操纵语言）--DataManipulationLanguage(3)数据组织、存储和管理(4)数据库运行管理(5)数据库的建立和维护(6)数据接口

2、DBMS简介2.DBMS的组成(1)数据定义语言及其翻译处理程序(2)数据操纵语言及其编译（或解释）程序(3)数据库运行控制程序(4)实用程序系统缓冲区概念模式内模式DBMSOS外部记录存储记录数据库⑤应用程序A外模式②③④⑧⑦⑥①应用程序A⑩←状态工作区日志⑨3.用户访问数据库的工作过程用户访问数据库的工作过程①应用程序A向DBMS发出读一个记录的命令。程序给出记录类型名及欲读记录的码值。②DBMS分析命令，并调用A对应的子模式，检查A的存取权限，决定是否执行A的命令。③决定执行A的命令后，DB

3、MS调用模式，根据子模式与模式变换的定义，确定所涉及的模式记录类型；通过模式与内模式的变换找到这些记录类型内模式名。④DBMS调用内模式，确定所读入的物理记录。⑤DBMS向OS发读该物理记录的命令。用户访问数据库的工作过程⑥OS执行读命令并把数据从外存读到内存的系统缓冲区。⑦DBMS按模式、子模式定义，导出用户程序需要的记录形式，并送到应用程序A的工作区。⑧DBMS向应用程序A送命令执行情况的状态信息。⑨记载日志DBMS把对数据库更新操作的全部情况都记载下来，以便数据库的恢复。⑩应用程序检查状态信

4、息，若成功，对工作区中的数据正常处理；若失败，决定下一步如何执行。6.2关系数据库的查询优化1.查询优化及其目标查询优化：从查询的多个执行策略中进行合理选择的过程。目标：选择有效的策略，求得关系式的值，以提高查询效率。基本途径可以分为两种：用户处理和机器自动处理。查询优化器：由DBMS自动生成并从中选取较优查询计划的程序。查询的开销主要包括：在单机数据库中：总代价=I/O代价+CPU代价在多用户环境下：总代价=I/O代价+CPU代价+内存代价在网络环境下：总代价=I/O代价+CPU代价+内存代价+

5、网络代价查询的执行开销与多个因素有关：软件环境、硬件环境、数据量、方法。为什么要查询优化？例：查询“王林”所选修课程的成绩在85分以上的课程号。假定student表有l000个学生记录,每个学生平均选10门课程，sc表共有有l000×10=10000个选课记录。F1代表student.sno=sc.sno；F2代表student.sname=‘王林’F3代表sc.grade>=85等价的关系代数表达式:(1)∏cno(σF1∧F2∧F3(Student×SC))(2)∏cno(σF2∧F3(Stu

6、dent⋈SC))(3)∏cno(σF2(Student)⋈σF3(SC))分析：哪种效率高？对执行基本运算（关系扫描与连接）的次数分析(1)∏cno(σF1∧F2∧F3(Student×SC))(2)∏cno(σF2∧F3(Student⋈SC))(3)∏cno(σF2(Student)⋈σF3(SC))(1)先在两表上做×，产生1000*10000=107个连接记录，再在其上进行先σ后∏操作。其基本运算次数为：107+107+10。(2)先在两表上做⋈，产生1000*10=104个连接记录，再

7、在其上进行先σ后∏操作。其基本运算次数为：107+104+10。(3)先分别在两表上做σ，再做⋈，产生1*10=10个连接记录，再在其上进行∏操作。其基本运算次数为：103+104+10。2.查询优化的一般准则1.选择运算应尽可能先做。2.在执行连接前对关系适当地预处理（其方法有：索引连接方法、排序合并连接方法）。3.把投影运算和选择运算同时进行。例：∏sno(σgrade>90(SC))4.让投影运算与其前后的双目运算同时进行。例：∏sno(S1-S2)5.合并笛卡尔积与其后的选择为连接运算。例

8、：σR.A>S.C(R×S))=R⋈SA>C6.找出公共子表达式。将公共子表达式预先计算出结果保存起来，以免重复计算。3.关系代数表达式的等价规则关系代数表达式的优化是查询优化的基本课题。而研究关系代数表达式的优化最好从研究关系表达式的等价变换规则开始。两个关系表达式El和E2是等价的，可记为E1≡E2。常用等价变换规则：P.1944.关系代数表达式的优化算法算法：关系表达式的优化。输入：一个关系表达式的语法树。输出：计算该表达式的程序。（1）利用规则(4)把形如σF1∧F2.