当前位置： 首页 > news >正文

【数据库】第九章 关系查询处理与优化

news 2025/12/17 8:43:40

第九章 关系查询处理与优化

索引

在这里插入图片描述

索引文件是一种辅助存储结构，其存在与否不改变存储表的物理存储结 构；然而其存在，可以明显提高存储表的访问速度。

索引文件组织方式有两种：(相对照的，主文件组织有堆文件、排序文件、散列文件、 聚簇文件等多种方式)

  • 排序索引文件(Orderedindices):按索引字段值的某一种顺序组织存储

  • 散列索引文件(Hash  indices):依据索引字段值使用散列函数分配散列桶的 方式存储

特点

  • 在一个表上可以针对不同的属性或属性组合建立不同的索引文件，可建立 多个索引文件。索引字段的值可以是Table中的任何一个属性的值或任何多个 属性值的组合值

  • 索引文件比主文件小很多。通过检索一个小的索引文件(可全部装载进内 存)，快速定位后，再有针对性的读取非常大的主文件中的有关记录

  • 有索引时，更新操作必须同步更新索引文件和主文件。

    • DBMS可以自动维护，table改变，索引也会有相应的改变

  • 索引技术应用使检索效率大幅度提高，但同时其也增加了存储空间、使维 护负担加重(不仅要维护主文件，而且要维护索引文件)

    衡量索引性能好坏：

  • 访问时间

  • 插入时间

  • 删除时间

  • 空间负载

  • 支持存取的有效性

    • 比如：支持的是属性的限定值(是否符合单一值)， 还是支持属性的限定范围的值(是否符合一定范围)

相关概念

在这里插入图片描述

创建索引

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  • 对于主文件中每一个记录(形成的每一个索引字段值)，都有一个索引项和它 对应，指明该记录所在位置。这样的索引称稠密索引(denseindex)
    • 候选键属性的稠密索引
      • 先查索引，然后再依据索引读主文件
    • 候选键属性的稠密索引(三种情况)
      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  • 对于主文件中部分记录(形成的索引字段值)，有索引项和它对应，这样的索 引称非稠密索引(undense index)或稀疏索引(sparseindex)
    • 稀疏索引如何定位记录
      • 定位索引字段值为 K的记录，需要
        • 首先找相邻的小于K的最大索引字段值所对应的索引项
        • 从该索引项所对应的记录开始顺序进行Table的检索
      • 稀疏索引的使用要求—主文件必须是按对应索引字段属性排序存储
      • 相比稠密索引：空间占用更少，维护任务更轻，但速度更慢
      • 平衡:索引项不指向记录指针，而是指向记录所在存储块的指针，即每一 存储块有一个索引项，而不是每条记录有一索引项----主索引
        在这里插入图片描述
        在这里插入图片描述
        在这里插入图片描述

比较

  • 一个主文件仅可以有一个主索引，但可以有多个辅助索引
  • 主索引通常建立于主码/排序码上面；辅助索引建立于其他属性上面
  • 可以利用主索引重新组织主文件数据，但辅助索引不能改变主文件数据
  • 主索引是稀疏索引，辅助索引是稠密索引

聚簇索引与非聚簇索引

  • 聚簇索引—是指索引中邻近的记录在主文件中也是临近存储的；

  • 非聚簇索引—是指索引中邻近的记录在主文件中不一定是邻近存储的

特点

  • 如果主文件的某一排序字段不是主码，则该字段上每个记录取值便不唯 一，此时该字段被称为聚簇字段；聚簇索引通常是定义在聚簇字段上。
  • 聚簇索引通常是对聚簇字段上的每一个不同值有一个索引项（索引项的总数和 主文件中聚簇字段上不同值的数目相同），索引字段即是聚簇字段的不同值，由于有相同聚簇字 段值的记录可能存储于若干块中，则索引项的指针指向其中的第一个块。
  • 一个主文件只能有一个聚簇索引文件，但可以有多个非聚簇索引文件 主索引通常是聚簇索引(但其索引项总数不一定和主文件中聚簇字段上不同值的数目相 同，其和主文件存储块数目相同)；辅助索引通常是非聚簇索引。
  • 主索引/聚簇索引是能够决定记录存储位置的索引；而非聚簇索引则只能用 于查询，指出已存储记录的位置

其他索引类型

  • 倒排索引

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

数据库查询实现算法

一趟扫描算法

数据库查询优化技术

思路

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  • (1)尽可能地早做选择和投影：可使中间 结果变小，节省几个数量级的执行时间。
  • (2)把选择与投影串接起来：一元运算序 列可一起执行，只需对整个关系扫描一遍。
  • (3)把投影与其前或后的二元运算结合 起来：在第一次用关系时去掉一些无关属性， 可以避免多次扫描整个关系。
  • (4)把某些选择与其前的笛卡尔积合并 成一个连接：当R×S前有选择运算且其中有 条件是R、S属性间比较的运算时，可将其转化 为连接运算可节省时间。
  • (5)执行连接运算前对关系做适当预处 理：文件排序、建立临时索引等，可使两关系 公共值高效联接。
  • (6)找出表达式里的公共子表达式：若 公共子表达式结果不大，则预先计算，以后可读 入此结果，节时多，尤当视图情况下有用。

关系代数操作交换的等价性

关系代数： 并，差，积，选择，投影

等价：

在这里插入图片描述

关系交换定理

  1. 连接与连接，积与积的交换律
    在这里插入图片描述

通常，我们选择结果集合小的表达式，先装入内存

  1. 连接与连接、积和积的结合律

在这里插入图片描述

通常，我们选择结果集合小的表达式，先装入内存

  1. 投影串接律

在这里插入图片描述

  1. 选择串接律

在这里插入图片描述

  1. 选择和投影交换律

在这里插入图片描述

  1. 选择和积的交换律
    在这里插入图片描述

  2. 投影和积的交换律

在这里插入图片描述

  1. 选择和并的交换律

在这里插入图片描述

  1. 选择和差的交换律

在这里插入图片描述

  1. 投影和并的交换律

在这里插入图片描述

查询优化算法及示例

在这里插入图片描述

物理层优化

代价估算

相关文章：

【数据库】第九章 关系查询处理与优化

第九章 关系查询处理与优化 索引 索引文件是一种辅助存储结构，其存在与否不改变存储表的物理存储结 构；然而其存在，可以明显提高存储表的访问速度。 索引文件组织方式有两种：(相对照的，主文件组织有堆文件、排序文件、…...

编程日记 2023/2/27 0:08:45

大学物理期末大题专题训练总结-磁学大题

（事先声明指的是简单的那个磁学大题，另外一类涉及储存的磁能、磁感应强度分布下次说）求个磁通量，求个感应电动势，求个安培力大小......这个感觉是不是像你梦回高中？当然，这一块大题跟高中磁学部…...

编程日记 2023/2/27 0:07:38

聚类算法（上）：8个常见的无监督聚类方法介绍和比较

无监督聚类方法的评价指标必须依赖于数据和聚类结果的内在属性，例如聚类的紧凑性和分离性，与外部知识的一致性，以及同一算法不同运行结果的稳定性。 本文将全面概述Scikit-Learn库中用于的聚类技术以及各种评估方法。 本文将分为2个部分&…...

编程日记 2023/2/27 0:06:29

华为OD机试真题Python实现【找到它】真题+解题思路+代码（20222023）

找到它 题目 找到它是个小游戏，你需要在一个矩阵中找到给定的单词 假设给定单词HELLOWORLD，在矩阵中只要能找HELLOWORLD就算通过 注意区分英文字母大小写，并且你只能上下左右行走 不能走回头路 🔥🔥🔥🔥🔥👉👉👉👉👉👉 华为OD机试（Python）真题目…...

编程日记 2023/2/27 0:05:21

English Learning - L2 语音作业打卡 Day4 2023.2.24 周五

English Learning - L2 语音作业打卡 Day4 2023.2.24 周五💌 发音小贴士：💌 当日目标音发音规则/技巧：🍭 Part 1【热身练习】🍭 Part2【练习内容】🍭【练习感受】🍓元音 [u:]&#x…...

编程日记 2023/2/27 0:04:10

C#:Krypton控件使用方法详解(第九讲) ——kryptonRadioButton

今天介绍的Krypton控件中的kryptonRadioButton，这是一个单选按钮控件。下面开始介绍这个控件的属性：首先介绍的是外观属性，如下图所示：Cheacked属性：表示设置kryptonRadioButton控件的初始选中状态是什么样的&#xff…...

编程日记 2023/2/27 0:02:58

消失的数字（每日一题）

目录 一、题目描述 二、题目分析 2.1 方法一 2.1.1 思路 2.1.2 代码 2.2 方法二 2.2.1 思路 2.2.2 代码 2.3 方法三 2.3.1 思路 2.3.2 代码 三、完整代码 一、题目描述 oj链接：https://leetcode.cn/problems/missing-number-lcci 数组nums包含从0到n的…...

编程日记 2023/2/27 0:01:51

TypeScript算法基础——TS字符串的常用操作总结：substring、indexOf、slice、replace等

字符串的操作是算法题当中经常碰见的一类题目，主要考察对string类型的处理和运用。 在处理字符串的时候，我们经常会碰到求字符串长度、匹配子字符串、替换字符串内容、连接字符串、提取字符串字符等操作，那么调用一些简单好用的api可以让工作…...

编程日记 2023/2/27 0:00:44

Leetcode100-两数之和

参见官方题解 一、学到的知识 正面寻找两个数之和相加等于某个数，如 ab c，不如反过来寻找 a c - b 正面寻找需要两层 for 循环，把每个数都进行遍历，所以时间复杂度较高 反过来则可以通过维护一个 a 的集合，每次通过…...

编程日记 2023/2/26 23:59:35

4565: 删除中间的*

描述规定输入的字符串中只包含字母和*号，除了字符串前导和尾部的*号之外,将串中其他*号全部删除输入输入数据包括一串字符串，只包含字母和*，总长度不超过80。输出输出删除中间*后的字符串。样例输入*******A*BC*DEF*G****样例输出*******ABCD…...

编程日记 2023/2/26 23:58:25

VUE组件示例说明

<!-- * Author: xxx.xx * Date: 2021-07-20 14:33:41 * LastEditors: xxx.xx * LastEditTime: 2021-07-20 18:22:37 * PageTitle: 上拉加载组件 * Description: 描述... * FilePath: /wxapp-view/components/loadmore.vue --> <template><view class"c-mor…...

编程日记 2023/2/26 23:57:16

Widget中的State-学习笔记

Widget 有 StatelessWidget 和 StatefulWidget 两种类型。StatefulWidget 应对有交互、需要动态变化视觉效果的场景&#xff0c;而 StatelessWidget 则用于处理静态的、无状态的视图展示。StatefulWidget 的场景已经完全覆盖了 StatelessWidget&#xff0c;因此我们在构建界面时…...

编程日记 2023/2/26 23:56:08

股市实战技巧（知行合一）

投资策略 长线&#xff1a;优质核心股票大仓位核心标的票&#xff0c;小仓位短线投资投机小储蓄可加大投机仓位价值投资也要去做仓位控制 行情好&#xff0c;总体大仓位&#xff0c;行情小&#xff0c;小仓位个股根据走势调整个股仓位&#xff08;布林线的20%原则&#xff09;…...

编程日记 2023/2/26 23:54:59

k8s-资源限制-探针检查

文章目录一、资源限制1、资源限制的使用2、reuqest资源&#xff08;请求&#xff09;和limit资源&#xff08;约束&#xff09;3、Pod和容器的资源请求和限制4、官方文档示例5、资源限制实操5.1 编写yaml资源配置清单5.2 释放内存&#xff08;node节点&#xff0c;以node01为例…...

编程日记 2023/2/26 23:53:45

一文让你彻底了解Linux内核文件系统

一&#xff0c;文件系统特点 文件系统要有严格的组织形式&#xff0c;使得文件能够以块为单位进行存储。文件系统中也要有索引区&#xff0c;用来方便查找一个文件分成的多个块都存放在了什么位置。如果文件系统中有的文件是热点文件&#xff0c;近期经常被读取和写入&#xf…...

编程日记 2023/2/26 23:52:37

解决前端组件下拉框选择功能失效问题

问题&#xff1a; 页面下拉框选择功能失效 现象&#xff1a; 在下拉框有默认值的情况下&#xff0c;点击下拉框的其他值&#xff0c;发现并没有切换到其他值 但是在下拉框没默认值的情况下&#xff0c;功能就正常 原因 select 已经绑定选项&#xff08;有默认值&#xff09; 在…...

编程日记 2023/2/26 23:51:06

Linux_vim编辑器入门级详细教程

前言&#xff08;1&#xff09;vim编辑器其实本质上就是对文本进行编辑&#xff0c;比如在.c文件中改写程序&#xff0c;在.txt文件写笔记什么的。一般来说&#xff0c;我们可以在windows上对文本进行编译&#xff0c;然后上传给Linux。但是有时候我们可能只是对文本进行简单的…...

编程日记 2023/2/26 23:50:00

TCP 的演化史-TCP 是一个过渡

TCP 诞生于 1970 年代早期&#xff0c;彼时没有分组交换网的大规模应用&#xff0c;彼时绝大多数通信都在使用电话&#xff0c;电报&#xff0c;电挂等电路交换技术。 诞生在这种环境下的技术不可能脱离时代的影响&#xff0c;如果一个孩子出生在一个父母关系冷漠的家庭&#x…...

编程日记 2023/2/26 23:48:51

Flask

Flask第三方组件非常全&#xff0c;适合小型 API服务类项目&#xff0c;但第三方组件运行稳定性相对Django差。 基础知识 Flask安装 pip install flask2.0.3Flask库文件 Jinjia2&#xff1a;模板渲染库Markupsafe&#xff1a;返回安全标签 只要Flask返回模板或者标签时都会…...

编程日记 2023/2/26 23:47:47

SAP系统与MES系统的数据协同技术方案

1&#xff0e;MES介绍 本文中提到的MES系统是在西门子公司的SIMATIC IT平台上开发完成。所有的应用子系统进行统一分析、统一设计、统一开发&#xff0c;利用统一的开发平台和数据库系统&#xff0c;保证了管理系统的集成性、高效性。 2&#xff0e;数据协同接口包含的…...

编程日记 2023/2/26 23:46:40

铭豹扩展坞 USB转网口 突然无法识别解决方法

当 USB 转网口扩展坞在一台笔记本上无法识别，但在其他电脑上正常工作时，问题通常出在笔记本自身或其与扩展坞的兼容性上。以下是系统化的定位思路和排查步骤，帮助你快速找到故障原因： 背景： 一个M-pard（铭豹）扩展坞的网卡突然无法识别了，扩展出来的三个USB接口正常。…...

编程新知 2025/12/16 5:34:26

ssc377d修改flash分区大小

1、flash的分区默认分配16M、 / # df -h Filesystem Size Used Available Use% Mounted on /dev/root 1.9M 1.9M 0 100% / /dev/mtdblock4 3.0M...

编程新知 2025/8/4 2:45:15

dedecms 织梦自定义表单留言增加ajax验证码功能

增加ajax功能模块&#xff0c;用户不点击提交按钮&#xff0c;只要输入框失去焦点&#xff0c;就会提前提示验证码是否正确。 一&#xff0c;模板上增加验证码 <input name"vdcode"id"vdcode" placeholder"请输入验证码" type"text&quo…...

编程新知 2025/12/15 15:34:58

在 Nginx Stream 层“改写”MQTT ngx_stream_mqtt_filter_module

1、为什么要修改 CONNECT 报文&#xff1f; 多租户隔离&#xff1a;自动为接入设备追加租户前缀&#xff0c;后端按 ClientID 拆分队列。零代码鉴权&#xff1a;将入站用户名替换为 OAuth Access-Token&#xff0c;后端 Broker 统一校验。灰度发布&#xff1a;根据 IP/地理位写…...

编程新知 2025/8/1 10:20:23

对WWDC 2025 Keynote 内容的预测

借助我们以往对苹果公司发展路径的深入研究经验&#xff0c;以及大语言模型的分析能力&#xff0c;我们系统梳理了多年来苹果 WWDC 主题演讲的规律。在 WWDC 2025 即将揭幕之际&#xff0c;我们让 ChatGPT 对今年的 Keynote 内容进行了一个初步预测&#xff0c;聊作存档。等到明…...

编程新知 2025/12/15 20:41:41

ios苹果系统，js 滑动屏幕、锚定无效

现象&#xff1a;window.addEventListener监听touch无效&#xff0c;划不动屏幕&#xff0c;但是代码逻辑都有执行到。 scrollIntoView也无效。 原因&#xff1a;这是因为 iOS 的触摸事件处理机制和 touch-action: none 的设置有关。ios有太多得交互动作&#xff0c;从而会影响…...

编程新知 2025/12/4 2:37:03

HubSpot推出与ChatGPT的深度集成引发兴奋与担忧

上周三&#xff0c;HubSpot宣布已构建与ChatGPT的深度集成&#xff0c;这一消息在HubSpot用户和营销技术观察者中引发了极大的兴奋&#xff0c;但同时也存在一些关于数据安全的担忧。 许多网络声音声称&#xff0c;这对SaaS应用程序和人工智能而言是一场范式转变。 但向任何技…...

编程新知 2025/12/15 3:05:32

从零开始了解数据采集（二十八）——制造业数字孪生

近年来&#xff0c;我国的工业领域正经历一场前所未有的数字化变革&#xff0c;从“双碳目标”到工业互联网平台的推广&#xff0c;国家政策和市场需求共同推动了制造业的升级。在这场变革中&#xff0c;数字孪生技术成为备受关注的关键工具&#xff0c;它不仅让企业“看见”设…...

编程新知 2025/12/6 3:43:32

js 设置3秒后执行

如何在JavaScript中延迟3秒执行操作 在JavaScript中&#xff0c;要设置一个操作在指定延迟后&#xff08;例如3秒&#xff09;执行&#xff0c;可以使用 setTimeout 函数。setTimeout 是JavaScript的核心计时器方法&#xff0c;它接受两个参数&#xff1a; 要执行的函数&…...

编程新知 2025/11/27 19:05:42

高抗扰度汽车光耦合器的特性

晶台光电推出的125℃光耦合器系列产品&#xff08;包括KL357NU、KL3H7U和KL817U&#xff09;&#xff0c;专为高温环境下的汽车应用设计&#xff0c;具备以下核心优势和技术特点&#xff1a; 一、技术特性分析 高温稳定性 采用先进的LED技术和优化的IC设计&#xff0c;确保在…...

编程新知 2025/12/17 0:09:09