制造信息技术-DB关系系统及其查询优化.ppt

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1、现代制造信息技术基础第一部分数据库系统概论关系系统及其查询优化徐世新北京航空航天大学机械学院7202002年7月主要内容关系系统关系系统的定义关系系统的分类全关系系统的十二条准则*关系数据库系统的查询优化关系系统及其查询优化一个实例查询优化的一般准则关系代数等价变换规则关系代数表达式的优化算法优化的一般步骤关系系统关系系统的定义一个系统可以定义为关系系统当且仅当它：(1)支持关系数据库(关系数据结构)；(2)支持选择、投影和(自然)连接运算，对这些运算不必要求定义任何物理存取路径。一个系统仅支持关系数据库而没有选择、投影和连接运算功能的，不能称为关系系统。一个系统虽支

2、持选择、投影和连接运算，但要求定义物理存取路径，也不能称为关系系统关系系统的定义对关系系统的定义的几点解释：(1)为什么关系系统除了要支持关系数据结构外，还必须支持选择、投影和连接运算呢？不支持这三种关系运算的系统，用户使用仍不方便，不能提高用户的生产率，而提高用户的生产率正是关系系统的主要目标之一。(2)为什么要求这三种运算不能依赖于物理存取路径呢？依赖物理存取路径来实现关系运算就降低或丧失了数据的物理独立性。不依赖物理存取路径来实现关系运算就要求关系系统自动地选择路径。为此，系统要进行查询优化，以获得较好的性能。(3)要求关系系统支持这三种最主要的运算而不是关系代

3、数的全部运算功能，是因为它们是最有用的运算功能，能解决绝大部分的实际问题。关系系统的分类SIM表式系统：这类系统仅支持关系(即表)数据结构，不支持集合级的操作。表式系统不能算关系系统。图中的圆表示关系数据模型。圆分为三个部分，分别表示关系模型的三个组成部分：结构S(Structure)、完整性I(Integrity)、数据操纵M(Manipulation)。图中扇形部分表示各类系统支持模型的程度关系系统的分类(最小)关系系统：这类系统仅支持关系数据结构和选择、投影、连接三种关系操作。图中的圆表示关系数据模型。圆分为三个部分，分别表示关系模型的三个组成部分：结构S(St

4、ructure)、完整性I(Integrity)、数据操纵M(Manipulation)。图中扇形部分表示各类系统支持模型的程度SIM关系系统的分类关系完备的系统：这类系统支持关系数据结构和所有的关系代数操作。图中的圆表示关系数据模型。圆分为三个部分，分别表示关系模型的三个组成部分：结构S(Structure)、完整性I(Integrity)、数据操纵M(Manipulation)。图中扇形部分表示各类系统支持模型的程度SIM全关系系统：这类系统支持关系模型的所有特征。即不仅是关系上完备的而且支持数据结构中域的概念，支持实体完整性和参照完整性。图中的圆表示关系数据模型

5、。圆分为三个部分，分别表示关系模型的三个组成部分：结构S(Structure)、完整性I(Integrity)、数据操纵M(Manipulation)。图中扇形部分表示各类系统支持模型的程度关系系统的分类SMI全关系系统的十二条基本准则准则0：一个关系型的DBMS必须能完全通过它的关系能力来管理数据库推论：⑴任何声称是关系型的DBMS必须在关系这个级别上支持数据的插入、修改和删除操作。⑵关系型DBMS必须遵循信息准则和保证访问(存取)准则。准则1：信息准则。关系型DBMS的所有信息都应在逻辑一级上用一种方法即表中的值显式地表示表名、列名和域名等都用系统内部表(即数据字

6、典表)中的值表示。数据字典本身是一个动态的用来描述元数据的关系数据库。满足信息准则不仅是为了提高用户的生产率，而且也是为了使软件厂商在定义其他软件包时更加简便合理。满足信息准则的另一个原因是使得DBA维护数据库的工作更简单、更有效。准则2：保证访问准则。依靠表名、主码和列名的组合，保证能以逻辑方式访问关系数据库中的每个数据项(分量值)保证访问准则表明关系系统所采用的是关联寻址的访问模式。全关系系统的十二条基本准则准则3：空值的系统化处理。全关系的DBMS应支持空值的概念，并用系统化的方式处理空值空值是“不知道”或“无意义”的值。用户应了解空值的概念和处理空值的策略。准

7、则4：基于关系模型的动态的联机数据字典。数据库的描述在逻辑级上应该和普通数据采用同样的表示方式，使得授权用户可以使用查询一般数据所用的关系语言来查询数据库的描述信息推论：⑴每个用户(无论是应用程序员还是最终用户)只需学习一种数据模型。⑵授权用户可以很容易地扩充数据字典，使之变成完备的主动的关系数据字典，即使厂商有时没有提供这样的数据字典。全关系系统的十二条基本准则准则5：统一的数据子语言规则。一个关系系统可以具有几种语言和多种终端使用方式(如表格填空方式、命令方式等)。但必须有一种语言，它的语句可以表示为具有严格语法规定的字符串，并能全面地支持以下功