Anfragebearbeitung. Ablauf der Anfrageoptimierung. Kanonische Übersetzung. Kanonische Übersetzung. Deklarative Anfrage (SQL)

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Helene Bach
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1 Anfragebearbeitung Ablauf der Anfrageotimierung Deklaratie Anfrage (SQL) Logice Otimierung ( Pyice Otimierung Kotenmodelle Tuning ) Scanner Parer Sictenauflöung Algebraicer Audruck Anfrage- Otimierer Auwertung- Plan (QEP) Kaitel 8 1 Codeerzeugung Aufürung 2 Kanonice Überetzung Kanonice Überetzung elect A1,..., An from R1,..., Rk were P A1,..., An P Rk elect Titel from Profeoren, Vorleungen were Name = Poer and PerNr = geleenvon Titel Name = Poer and PerNr=geleenVon R1 R2 R3 Profeoren Vorleungen 3 Titel ( Name = Poer and PerNr=geleenVon (Profeoren Vorleungen)) 4

2 Erte Otimierungidee elect Titel from Profeoren, Vorleungen were Name = Poer and PerNr = geleenvon Name = Poer Profeoren Titel PerNr=geleenVon Vorleungen Otimierung on Datenbank- Anfragen Grundätze: Ser oe Abtraktionnieau der mengenorientierten Scnitttelle (SQL). Sie it deklarati, nict-rozedural, d.. e wird ezifiziert, wa man finden möcte, aber nict wie. Da wie betimmt ic au der Abbildung der mengenorientierten Oeratoren auf Scnitttellen-Oeratoren der internen Ebene (Zugriff auf Datenätze in Dateien, Einfügen/Entfernen interner Datenätze, Modifizieren interner Datenätze). Zu einem wa kann e zalreice wie geben: effiziente Anfrageauwertung durc Anfrageotimierung. i.allg. wird aber nict die otimale Auwertungtrategie geuct (bzw. gefunden) ondern eine einigermaßen effiziente Variante Ziel: aoiding te wort cae Titel ( PerNr=geleenVon (( Name = Poer Profeoren) Vorleungen)) 5 6 Äquialenzeraltende Tranformationregeln 1. Aufbrecen on Konjunktionen im Selektionrädikat (R ) ( ( ( c1c2 (R )) ))... cn c1 c2 cn 2. it kommutati c1 ( c2 ((R )) c2 ( c1 ((R )) 3. -Kakaden: Fall L 1 L 2 L n, dann gilt L1 ( L2 ( ( Ln (R )) )) L1 (R ) 4. Vertaucen on und Fall die Selektion ic nur auf die Attribute A 1,, A n der Projektionlite beziet, können die beiden Oerationen ertauct werden A1,, ( An c(r )) c ( A1,, (R )) An 5.,, und A ind kommutati R A c S S A c R 7 Äquialenzeraltende Tranformationregeln 6. Vertaucen on mit A Fall da Selektionrädikat c nur auf Attribute der Relation R zugreift, kann man die beiden Oerationen ertaucen: c (R A j S) c (R) A j S Fall da Selektionrädikat c eine Konjunktion der Form c 1 c 2 it und c 1 ic nur auf Attribute au R und c 2 ic nur auf Attribute au S beziet, gilt folgende Äquialenz: c (R A j S) c (R) A j ( c2 (S)) 8

3 Äquialenzeraltende Tranformationregeln 7. Vertaucung on mit A Die Projektionlite L ei: L = {A 1,,A n, B 1,,B m }, wobei A i Attribute au R und B i Attribute au S eien. Fall ic da Joinrädikat c nur auf Attribute au L beziet, gilt folgende Umformung: L (R A c S) ( A1,, (R)) A An c ( B1,, (S)) Bn Fall da Joinrädikat ic auf weitere Attribute, agen wir A 1 ',, A ', au R und B 1 ',, B q ' au S beziet, müen diee für die Join-Oeration eralten bleiben und können ert danac eraurojiziert werden: L (R A c S) L ( A1,, An, A1,, An (R) A c B1,, Bn, B1,, Bn (R)) Für die -Oeration gibt e kein Prädikat, o da die Eincränkung entfällt. 9 Äquialenzeraltende Tranformationregeln 8. Die Oerationen A,,, ind jeweil (einzeln betractet) aoziati. Wenn alo eine dieer Oerationen bezeicnet, o gilt: (R S ) T R (S T ) 9. Die Oeration it ditributi mit,,. Fall eine dieer Oerationen bezeicnet, gilt: c (R S) ( c (R)) ( c (S)) 10. Die Oeration it ditributi mit. c (R S) ( c (R)) ( c (S)) 10 Äquialenzeraltende Tranformationregeln 11. Die Join- und/oder Selektionrädikate können mittel der Regeln on De Morgan umgeformt werden: (c 1 c 2 ) (c 1 ) (c 2 ) (c 1 c 2 ) (c 1 ) (c 2 ) 12. Ein karteice Produkt, da on einer Selektion- Oeration gefolgt wird, deren Selektionrädikat Attribute au beiden Oeranden de karteicen Produkte entält, kann in eine Joinoeration umgeformt werden. Sei c eine Bedingung der Form A B, mit A ein Attribut on R und B ein Attribut au S. c (R S ) R A c S Heuritice Anwendung der Tranformationregeln 1. Mittel Regel 1 werden konjunktie Selektionrädikate in Kakaden on - Oerationen zerlegt. 2. Mittel Regeln 2, 4, 6, und 9 werden Selektionoerationen oweit nac unten roagiert wie möglic. 3. Mittel Regel 8 werden die Blattknoten o ertauct, da derjenige, der da kleinte Zwicenergebni liefert, zuert augewertet wird. 4. Forme eine -Oeration, die on einer -Oeration gefolgt wird, wenn möglic in eine -Oeration um 5. Mittel Regeln 3, 4, 7, und 10 werden Projektionen oweit wie möglic nac unten roagiert. 6. Veruce Oerationfolgen zuammenzufaen, wenn ie in einem Durclauf aufürbar ind (z.b. Anwendung on Regel 1, Regel 3, aber auc Zuammenfaung aufeinanderfolgender Selektionen und Projektionen zu einer Filter -Oeration)

4 Anwendung der Tranformationregeln elect ditinct.semeter from Studenten, ören Vorleungen, Profeoren were.name = Sokrate and.geleenvon =.PerNr and.vorlnr =.VorlNr and.matrnr =.MatrNr.Name = Sokrate and....semeter 13 Aufalten der Selektionrädikate.Semeter.Semeter.Name = Sokrate and....pernr=.geleenvon.vorlnr=.vorlnr.matrnr=.matrnr.name = Sokrate 14 Vercieben der Selektionrädikate Puing Selection.Semeter Zuammenfaung on Selektionen und Kreuzrodukten zu Join.Semeter.PerNr=.geleenVon.Semeter.PerNr=.geleenVon.Semeter.VorlNr=.VorlNr.PerNr=.geleenVon A.PerNr=.geleenVon.MatrNr=.MatrNr.Name = Sokrate.VorlNr=.VorlNr.Name = Sokrate.VorlNr=.VorlNr.Name = `Sokrate`.MatrNr=.MatrNr.MatrNr=.MatrNr A.VorlNr=.VorlNr.Name = Sokrate A.MatrNr=.MatrNr 15 16

5 Otimierung der Joinreienfolge Kommutatiität und Aoziatiität aunutzen.semeter.semeter A.MatrNr=.MatrNr Wa at gebract?.semeter 4 4.Semeter A.MatrNr=.MatrNr A.PerNr=.geleenVon A.VorlNr=.VorlNr 13 A.PerNr=.geleenVon 4 A.VorlNr=.VorlNr A.VorlNr=.VorlNr.Name = Sokrate A.MatrNr=.MatrNr A.PerNr=.geleenVon 13 A.VorlNr=.VorlNr.Name = Sokrate A.MatrNr=.MatrNr 1 3 A.PerNr=.geleenVon.Name = Sokrate.Name = Sokrate Einfügen on Projektionen.Semeter.Semeter A.MatrNr=.MatrNr A.MatrNr=.MatrNr A.VorlNr=.VorlNr.MatrNr A.VorlNr=.VorlNr A.PerNr=.geleenVon A.PerNr=.geleenVon.Name = Sokrate.Name = Sokrate 19 20

6 Imlementierung der Verbindung: J1 neted (inner-outer) loo brute force -Algoritmu foreac r R foreac S if.b = r.a ten Re := Re (r ) Imlementierung der Verbindung: J2 Zugrifftruktur auf S Index Neted Loo Join in jedem Durclauf on R werden nur die in S qualifizierenden Tuel geleen dazu it ein Index auf B erforderlic foreac r R foreac S[B=r.A] Re := Re (r ) 23 24

7 Imlementierung der Verbindung: J3 Sort-Merge Join erfordert zwei Sortierungen 1. R mu nac A und 2. S nac B ortiert ein er effizient fall A oder B Sclüelattribut it, wird jede Tuel in R und S nur genau einmal geleen R A S B Ergebni: A B Imlementierung der Verbindung: J4 Ha-Join R und S werden mittel der gleicen Hafunktion angewendet auf R.A und S.B auf (dieelben) Ha- Bucket abgebildet Ha-Bucket ind i.allg. auf Hintergrundeicer (abängig on der Größe der Relationen) Zu erbindende Tuel befinden ic dann im elben Bucket Wird (nac rakticen Tet) nur on J3 geclagen, wenn die Relationen con orortiert ind Imlementierung der Verbindung: r r R A r 1 5 r 2 7 r 3 8 r 4 5 S B (A) (B ) r r Bucket 1 Bucket 2 Bucket 3 28

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