Bài giảng Cơ sở dữ liệu: Bài 8 - ĐH CNTT

Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Bài 8: Tối ưu hóa câu hỏi trình bày về mục đích của tối ưu hóa câu hỏi; các nguyên tắc tổng quát để tối ưu hóa câu hỏi; biểu thức tương đương; tính chất của phép kết và phép tích; nguyên tắc tổng quát; các phép biến đổi tương đương; một số kỹ thuật tối ưu hóa câu hỏi bằng ĐSQH.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở dữ liệu: Bài 8 - ĐH CNTTBài 8: Tối ưu hóa câu hỏi Khoa HTTT - Đại học CNTT 1 Nội dung1. Giới thiệu2. Các nguyên tắc tổng quát để tối ưu hóa câu hỏi 2.1 Biểu thức tương đương 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Tính chất của phép kết và phép tích 2.2 Nguyên tắc tổng quát 2.3 Các phép biến đổi tương đương3. Một số kỹ thuật tối ưu hóa câu hỏi bằng ĐSQH 3.1 Kỹ thuật (dãy phép chọn, phép chiếu, hoán vị …) 3.2 Thuật giải tối ưu hoá câu hỏi trong Khoa HTTT - Đại học CNTT 2 1. Giới thiệu (1) Mục đích:  Giảm thời gian xử lý câu hỏi, giảm khối lượng dữ liệu trung gian.  Kết hợp giữa các phép tích, phép kết với phép chọn với phép chiếu. Ví dụ:  ((Q1  Q2 ) : A  a0 )[C ]  ((Q1 : A  a 0 )  Q2 )[C ] Khoa HTTT - Đại học CNTT 3 1. Giới thiệu (2) Ký hiệu: Q Q Q X AB D R Q=R[S] R R S Q=R:D A B Q=R  S Khoa HTTT - Đại học CNTT 4 1. Giới thiệu (3) Ví dụ C C A A=a0 A=a0 Q2 A Q1 Q1 Q2(( Q1  Q 2 ) : A  a 0 )[ C ] ((Q1 : A  a 0 )  Q2 )[C ] Khoa HTTT - Đại học CNTT 5 2.1 Tính tương đương (1) 2.1.1 Định nghĩa: hai biểu thức A, B là tương đương nếu có cùng một tình trạng CSDL thì đều cho một kết quả. 2.1.2 Tính chất của phép kết và phép tích  Phép kết  Giao hoán Q1  Q 2  Q 2  Q1  Kết hợp Q1  (Q 2  Q 3 )  (Q1  Q 2 )  Q 3  Phép tích dk dk  Giao hoán: Q 1  Q 2  Q 2  Q 1 dk 1 dk 2 dk 1 dk 2  Kết hợp: Q 1  ( Q 2  Q 3 )  ( Q 1  Q 2 )  Q 3 Khoa HTTT - Đại học CNTT 6 2.1 Tính tương đương (2) 2.1.3 Các phép biến đổi tương đương B1. Q1 ( A, B)  Q2 ( B, C )  (Q1  Q2 : Q1[ B]  Q2 [ B]) BD2. Q1 ( A, B)  Q2 (C , D)  (Q1  Q2 : BD)3. Q1  Q2  ((Q1 )  (Q2 ))4. Q( X 1 ,..., X n )  (Q[ X 1 ]  Q[ X 2 ]  ...  Q[ X n ])  Q( X 1 ,..., X n )5. Q1 ( A, B)  Q2 ( A, B)  Q1[ B]  ((Q1 [ B]  Q2 [ A]  Q1 ( A, B))[B] Khoa HTTT - Đại học CNTT 7 2.2 Nguyên tắc tổng quát1. Thực hiện phép chiếu, phép chọn càng sớm càng tốt2. Gom các phép chọn và chiếu cùng quan hệ để thực hiện cùng lúc3. Biến phép tích thành phép kết tự nhiên hay theta kết4. Tìm các biểu thức con chung trong một biểu thức5. Tiền xử lý các quan hệ: lập chỉ mục6. Đánh giá trước khi thực hiên tính toán Khoa HTTT - Đại học CNTT 8 3.1 Các kỹ thuật tối ưu (1)1. Dãy các phép chọn2. Dãy các phép chiếu3. Hoán vị giữa phép chiếu và phép chọn4. Hoán vị giữa phép chọn và phép tích5. Hoán vị giữa phép hợp và phép chọn6. Hoán vị giữa phép chọn và phép trừ7. Hoán vị giữa phép chiếu và phép hội8. Hoán vị giữa phép chiếu và phép tích Khoa HTTT - Đại học CNTT 9 3.1 Các kỹ thuật tối ưu (2)1. Dãy các phép chọn ((( Q : dk 1) : dk 2)... : dkn )  Q : dk 1  dk 2  ...dkn2. Dãy phép chiếu (Q[Y ])[ Z ]  Q[ Z ] , Z Y Ví dụ: Cho Q ( A, B , C , D ) (Q[ A, C , D ])[ AD ]  Q[ AD ] Khoa HTTT - Đại học CNTT 10 3.1 Các kỹ thuật tối ưu (3)3. Hoán vị giữa phép chiếu và phép chọn  Nếu X  Y (Q : dk ( X ))[Y ]  (Q[Y ]) : dk ( X )  Nếu X  Y (Q : dk ( X ))[Y ]  (Q[ X  Y ]) : dk ( X ) Khoa HTTT - Đại học CNTT 11 3.1 Các kỹ thuật tối ưu (4)4. Hoán vị giữa phép chọn và phép tích:  Điều kiện dk xác lập trên các thuộc tính của X ( Q 1 ( X )) : dk ( X )  Q 2 (Y )  ( Q 1 ( X )  Q 2 ( Y )) : dk  Nếu dk  dk1  dk 2 , dk1 xác lập trên các thuộc tính của X, dk2 xác lập trên các thuộc tính của Y.(( Q1 ( X )  Q 2 (Y )) : dk 1( X )  dk 2 (Y )  (( Q1 ( X ) : dk 1)  ( Q 2 (Y ) : dk 2 )  Nếu dk1 xác lập trên các thuộc tính của X và dk2 xác lập trên các thuộc tính của XY ...