Базы данных

Оптимизация запросов

Обработка запросов

Содержание

Обработка запросов
1. Мотивирующий пример
2. Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Мотивирующий пример

Содержание

Обработка запросов
1. Мотивирующий пример
2. Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Пример базы данных

Students(SId, FirstName, LastName, GId, Year)
- $10^4$ записей
- Индексы: (SId) (кластеризованный), (GId)
Groups(GId, Name)
- $10^3$ записей
- Индексы: (GId) (кластеризованный), (Name)

Запрос

Фамилии студентов группы M3439

select LastName
from Students natural join Groups
where Name = 'M34391'

Планы запросов без индексов

План 1
- $π_{LastName}(σ_{Name=M34391}(σ_{S.GId=G.GId}(S × G)))$
- $10^4·10^3 + 10^4·10^3 + 10^4 + 20 ≈ 2·10^7$
План 2
- $π_{LastName}(σ_{Name=M34391}(S ⋈ G))$
- $10^4·10^3 + 10^4 + 20 ≈ 10^7$
План 3
- $π_{LastName}(S ⋈ σ_{Name=M34391}(G))$
- $10^3 + 10^4 + 20 ≈ 10^4$

Планы запросов с индексами

План 3. Students(GId)
- $π_{LastName}(S ⋈ σ_{Name=M34391}(G))$
- $10^3 + (3 + 20) + 20 ≈ 10^3$
План 4. Groups(Name), Students(GId)
- $π_{LastName}(S ⋈ σ_{Name=M34391}(G))$
- $2 + (3 + 20) + 20 = 45$

Результаты

Наиболее медленный план
- $2·10^7$
Наиболее быстрый план
- $45$
⇒ От выбора плана сильно зависит производительность

Обработка запросов

Содержание

Обработка запросов
1. Мотивирующий пример
2. Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Обработка запроса

Планировщик запроса

Перезапись и планировщик

Перезапись запроса
- Статические правила оптимизации запроса
- Считается, что полезны всегда
Планировщик запроса
- Оптимизация в зависимости от данных
- Перебор и оценка вариантов

Выбор структуры и метода

Выбор структуры
- Преобразование запроса
- Порядок выполнения операций
- Порядок соединений
Выбор метода исполнения
- Как исполняется каждая операция

Оценка плана

Модель стоимости
- Стоимость операции
- Размер операндов
- Размер результата
Оценка размера и распределения
- Статистика по данным
- Статистика предыдущих запросов

Перезапись запроса

Минимизация набора операций

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Преобразование подзапросов

Преобразуются в реляционную алгебру
- Запись в реляционном исчислении
- Вынос кванторов
- Преобразование в алгебру

Преобразование соединений

Внешние соединения
- $R_1 \ojoin_θ R_2 ⇒ (R_1 \ljoin_θ R_2) ∪ (R_1 \rjoin_θ R_2)$
- $R_1 \ljoin_θ R_2 ⇒ σ_θ(R_1 × R_2) ∪ (R_1 - π_{R_1}(σ_θ(R_1 × R_2)))$
- $R_1 \rjoin_θ R_2 ⇒ σ_θ(R_1 × R_2) ∪ (R_2 - π_{R_2}(σ_θ(R_1 × R_2)))$
Декартово соединение
- $R_1 × R_2 ⇒ R_1 ⋈ R_2$

Унарные операции

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Повторная фильтрация

Правило
- Повторное применение фильтрации заменяется одинарным
- $σ_{cond_1}(σ_{cond_2}(R)) ⇒ σ_{cond_1 ∧ cond_2}(R)$
Пример
- $π_{FirstName}(σ_{Name=M34391}(σ_{S.GId=G.GId}(S × G)))$ ⇒ $π_{FirstName}(σ_{Name=M34391 ∧ S.GId=G.GId}(S × G))$

Повторная проекция

Правило
- Повторное применение проекции заменяется внешней
- $π_{A}(π_{B}(R)) ⇒ π_{A}(R)$
Пример
- $π_{FirstName}(π_{FirstName, Name}(S × G))$ ⇒ $π_{FirstName}(S × G)$

Проекция и фильтрация

Правило
- Фильтрация осуществляется до проекции
- $σ_{cond}(π_{A}(R)) ⇒ π_{A}(σ_{cond}(R))$
Пример
- $π_{FirstName}(σ_{Name=M34391}(π_{FirstName, Name}(S × G)))$ ⇒ $π_{FirstName}(π_{FirstName, Name}(σ_{Name=M34391}(S × G)))$ ⇒ $π_{FirstName}(σ_{Name=M34391}(S × G))$
Всегда ли так можно сделать?
- Да
А наоборот?
- Нет

Алгебраические свойства операций

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Дистрибутивность операций

Фильтрация
- $σ_{cond}(R_1 ∪ R_2) ⇒ σ_{cond}(R_1) ∪ σ_{cond}(R_2)$
- $σ_{cond}(R_1 \cap R_2) ⇒ σ_{cond}(R_1) \cap σ_{cond}(R_2)$
- $σ_{cond}(R_1 - R_2) ⇒ σ_{cond}(R_1) - σ_{cond}(R_2)$
- $σ_{cond_1 ∧ cond_2}(R_1 ⋈ R_2) ⇒ σ_{cond_1}(R_1) ⋈ σ_{cond_2}(R_2)$
Проекция
- $π_A(R_1 ∪ R_2) ⇒ π_A(R_1) ∪ π_A(R_2)$ (меньше)
- $π_A(R_1 ∩ R_2) ⇏ π_A(R_1) ∩ π_A(R_2)$ (больше)
- $π_A(R_1 - R_2) ⇏ π_A(R_1) - π_A(R_2)$
- $π_{A}(R_1 ⋈ R_2) ⇒ π_A(π_{(A ∪ R_2) ∩ R_1}(R_1) ⋈ π_{(A ∪ R_1) ∩ R_2}(R_2))$

Коммутативность операций

Коммутативные операции
- $⋈$
- $∪$
- $∩$
Некоммутативные операции
- $-$
- $\div$, $\gdiv$
Применение коммутативности
- Выбор левой и правой стороны для несимметричных методов исполнения

Ассоциативность операций

Ассоциативные операции
- $⋈$
- $∪$
- $∩$
Неассоциативные операции
- $-$
- $\div$, $\gdiv$
Применение ассоциативности
- Выбор порядка выполнения операций

Обработка условий

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Замыкание предикатов

Примеры правил
- $a = b ∧ b = c$ ⇒ $a = b ∧ b = c ∧ a = c$
- $a > b ∧ b = c$ ⇒ $a > b ∧ b = c ∧ a > c$
- $a > b ∧ b > c$ ⇒ $a > b ∧ b > c ∧ a > c$
Пример
- $σ_{P_1.p > P_2.p ∧ P_2.p ≥ 60}(P_1 ⋈_{P_1.SId = P_2.SId} P_2)$ ⇒ $σ_{P_1.p > P_2.p ∧ P_2.p ≥ 60 ∧ P_1.p > 60}(P_1 ⋈_{P_1.SId = P_2.SId} P_2)$ ⇒ $σ_{P_1.p > P_2.p}(σ_{p > 60}(P_1) ⋈_{P_1.SId = P_2.SId} σ_{p ≥ 60}(P_2))$

КНФ и ДНФ

Преобразование предикатов
- Конъюнктивная нормальная форма
- Дизъюнктивная нормальная форма
Вычисление КНФ
- Слева направо, до первой лжи
Вычисление ДНФ
- Слева направо, до первой истины

Семантические оптимизации

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Семантическая оптимизация

Применение знания об ограничениях
- Неэквивалентные запросы
- Тот же результат
Пример
- $π_{FirstName}(Students ⋈ Groups)$
- ⇒ $π_{FirstName}(σ_{GId ≠ null}(Students))$,
  если $Students.GId ⊆ Groups.GId$
- ⇒ $π_{FirstName}(Students)$,
  если $Students.GId ⊆ Groups.GId$ и $GId ≠ null$

Пример оптимизации

Ограничение
- У всех, кто получает стипендию, все оценки $≥ 60$
- ```
check not HasScolarship or 60 <=
  all (select Points from Points where Points.SId = Id)
```
Запрос
- Оценки стипендиатов группы M34391 по СУБД
- ```
select Points from Students natural join Points
where HasScolarship and CId = 10 and GId = M34391
```
- $σ_{GId=M34391 ∧ HasScolarship ∧ CId = 10}(Students ⋈ Points)$
Оптимизированный запрос
- $σ_{GId=M34391 ∧ HasScolarship}(Students) ⋈$
  $⋈ σ_{60 ≥ Points ∧ CId = 10}(Points)$

Методы исполнения

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Сеть операций

Аргументы операции
- Базовые таблицы
- Результаты других операций
Результат операций
- Аргумент другой операции
- Окончательный результат

Типы операций

Преобразователи
- Просматривают аргументы в процессе работы
Контейнеры
- Загружают аргументы
- Сохраняют результаты
- При необходимости – на диске

Курсоры

Выдают записи последовательно
Операции
- open() – открыть курсор
- fetch() – следующая строка
- reset() – начать с начала
- close() – закрыть курсор

Унарные операции

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Фильтрация

Преобразователь
- Выкидывает ненужные строки
Трудоёмкость
- $O(n)$, где $n$ – размер входа
Свойства
- Может сильно уменьшать количество строк (селективность)

Проекция

Преобразователь
- Выкидывает ненужные атрибуты
- Сравнивает соседние элементы
Трудоёмкость
- $O(n)$, где $n$ – размер входа
Свойства
- Вход должен быть упорядочен
- Сохраняет порядок

Сортировка

Контейнер
- Сортировка в памяти
- Внешняя сортировка
Трудоёмкость
- $O(n \log n)$, где $n$ – размер входа
Свойства
- Выход упорядочен
- Время исполнения скачкообразно зависит от объема

Просмотр таблиц

Преобразователь и контейнер
- Полный проход по таблице
- Внешняя сортировка
Трудоёмкость
- $O(n)$, где $n$ – размер входа
Методы исполнения
- Полный просмотр
- Индекс
- Кластеризованный индекс

Операции над множествами

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Объединение

Преобразователь
- Слияние входов
Трудоёмкость
- $O(n)$, где $n$ – размер входа
Свойства
- Упорядоченные входы
- Упорядоченный результат

Полное объединение

Преобразователь
- Чтение первого входа
- Чтение второго входа
- ...
Трудоёмкость
- $O(n)$, где $n$ – размер входа

Пересечение

Преобразователь
- Слияние входов
Трудоёмкость
- $O(n)$, где $n$ – размер входа
Свойства
- Упорядоченные входы
- Упорядоченный результат

Разность

Преобразователь
- Слияние входов
Трудоёмкость
- $O(n)$, где $n$ – размер входа
Свойства
- Упорядоченные входы
- Упорядоченный результат

Соединения

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Вложенный перебор

Преобразователь
- Перебор левого входа
- Перебор правого входа
Трудоёмкость
- $O(l·r)$, где $l$, $r$ – размеры входов
Свойства
- Сохраняет упорядоченность

Поиск по дереву

Преобразователь
- Перебор левого входа
- Доступ к правому входу по индексу
Трудоёмкость
- $O(\max(l·\log r, n))$, где $l$, $r$ – размеры входов,
  $n$ – выхода
Свойства
- Сохраняет упорядоченность

Поиск по хэшу

Преобразователь+контейнер
- Захэшировать правый вход
- Перебор левого входа
- Доступ по хэшу к правому входу
Трудоёмкость
- $O(\max(l + r, n))$, где $l$, $r$ – размеры входов, $n$ – выхода

Слияние

Преобразователь
- Слияние входов
- Перебор левого входа пока равны
- Перебор правого входа пока равны
Трудоёмкость
- $O(\max(l + r, n))$, где $l$, $r$ – размеры входов, $n$ – выхода
Свойства
- Упорядоченные входы
- Упорядоченный результат

Выбор структуры запроса

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Планирование операций

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Операции

Унарные
- Фильтрация – первый приоритет
- Проекция – второй приоритет
Над множествами
- Не влияют
Соединения
- Порядок важен
- Желательно сокращение результата
- Число вариантов $n!C_n ≈ {n! 4^n \over n^{3/2} \sqrt π}$

Эвристика 1

Совершаются только запрошенные соединения

Пример

select * from Students natural join Points
natural join Courses

Планы исполнения
- $(Students ⋈ Points) ⋈ Courses$
- $(Points ⋈ Courses) ⋈ Students$
- $(Students ⋈ Courses) ⋈ Points$

Эвристика 2

Правый вход каждого соединения – таблица
- Запрещены ветвящиеся деревья

Пример

select * from Students natural join Points
natural join Courses natural join Lecturers

Планы исполнения
- $((Students ⋈ Points) ⋈ Courses) ⋈ Lecturers$
- $((Points ⋈ Courses) ⋈ Students) ⋈ Lecturers$
- $(Students ⋈ Points) ⋈ (Courses ⋈ Lecturers)$

Динамическое программирование

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Общая идея

Динамическое программирование
- На подмножествах
Оптимизируемая функция
- Множество соединённых отношений
- Виды упорядочения
- ⇒ минимальные трудозатраты

Этапы

База
- Полный просмотр
- Частичный просмотр по кластеризованному индексу
- Поиск по индексу
Шаг
- Добавляем ко множеству все возможные отношения
- Перебираем все методы реализации
- Сохраняем наилучшие результаты
Трудозатраты
- В большинстве случаев $O(2^n)$

Другие подходы

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Рандомизированные алгоритмы

Итеративное улучшение
- Со случайным началом
Эмуляция отжига
Двухфазная оптимизация
- Итеративное улучшение
- Эмуляция отжига
Генетические алгоритмы

Точные алгоритмы

Алгоритм Ибараки-Камеда
- Для случая вложенного перебора
- Трудоёмкость $O(n^2 \log n)$
Алгоритм KBZ (Krishnamurthy-Boral-Zaniolo)
- Зависит от вида формулы трудозатрат
- + поиск по хэшу
- Трудоёмкость $O(n^2)$
Алгоритм AB
- Смягчает ограничения на вид формулы
- Построен на базе KBZ

Оценка размера и распределения

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
1. Статистические характеристики
2. Оценка операций
Пример оптимизации запроса
Литература

Интересующие оценки

Получение всех результатов
- Обычный запрос
Получение первого результата
- exists
Получение части результатов
- offset + limit

Размер и распределение

Оценка размера
- Какого размера результат
- Поместится ли он в памяти
Оценка распределения
- Позволяет оценить размер результатов соединения

Статистические характеристики

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
1. Статистические характеристики
2. Оценка операций
Пример оптимизации запроса
Литература

Характеристики распределения

Основные тенденции
- Среднее, медиана, мода
Распределение
- Минимум, максимум, дисперсия
Размеры
- Число значений
- Число различных значений
Распределение по частотам
- Тип распределения, его параметры

Типы распределений

Распределение отношения
- Строки
- Страницы
Распределение атрибутов
- Значения
- Размер
- Диапазон
- Распределение
Распределение индексов
- Листы, узлы, высота дерева
- Уникальные значения, корзины

Упрощающие предположения

Равномерность распределения
- Равное количество кортежей с равными значениями
Независимость атрибутов
- Распределения атрибутов независимы
Равномерность запросов
- Запросы ко всем значениям равновероятны
Равномерность заполнения
- Страницы содержат равное число кортежей
Случайность расположения
- Кортежи распределены по страницам случайным образом

Оцениваемые значения

Мат. ожидание числа чтений страниц
- Запрос с одним атрибутом
- Запрос с несколькими атрибутами
Мат. ожидание количества различных значений
- В результате фильтрации
Теорема Христодоулакиса
- Применение предположений даёт оценки для худшего случая

Оценка операций

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
1. Статистические характеристики
2. Оценка операций
Пример оптимизации запроса
Литература

Общий механизм

Базовые отношения
- Статистика
Результаты операций
- Распределение аргументов
- Свойства операции

Оценка фильтрации

Оценочная функция
- $|Out| = Sel(expr)|In|$
Сравнения
- Селективность из распределения
- Интервальные оценки
- Сравнение с другим атрибутом
Составные выражения
- $Sel(\neg A) = 1 - Sel(A)$
- $Sel(A ∧ B) = Sel(A) Sel(B|A)$
- $Sel(A \vee B) = Sel(A) + Sel(B) - Sel(A ∧ B)$

Оценка соединения

Оценочная функция
- $|Out| = Sel(expr)|R_1||R_2|$
Сравнения
- Различные распределения
Уникальность ключей
- $|Out| = min(|R_1|, |R_2|)$

Операции над множествами

Пересечение
- $0 ≤ |Out| ≤ \min(|R_1|, |R_2|)$
Объединение
- $\max(|R_1|, |R_2|) ≤ |Out| ≤ |R_1| + |R_2|$
Разность
- $\max(|R_1| - |R_2|, 0) ≤ |Out| ≤ |R_1|$

Сбор статистики

Гистограммы распределений
- Индексы
- Явный пересчёт статистики
Результаты работы
- Статистика по исполненным запросам
Предположение о распределениях
- Нормальное распределение
- Равномерное распределение

Пример оптимизации запроса

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Постановка задачи

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Описание примера

Таблицы
- Students(SId, GId, FirstName, AveragePoints)
- Groups(GId, Name, Program)
Индексы
- Students(GId) – B-дерево
- Students(AveragePoints) – B-дерево
- Groups(Program) – хэш-индекс

Запрос

select FirstName, Name
from Students natural join Groups
where AveragePoints > 4.8 and Program = 5

Интересные порядки

Students.GId = Groups.GId
- Отсутствует
- Students.GId
- Groups.GId
- Students.GId, Groups.GId
- Groups.GId, Students.GId

Оценка путей доступа

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Пути доступа

Таблица	Порядок	Описание
`Students`	–	Полный просмотр
`Students`	`GId`	Просмотр `GId`
`Students`	`GId`	Поиск по `GId`
`Students`	–	Поиск по `APoints`
`Groups`	`GId`	Полный просмотр
`Groups`	`GId`	Поиск по `GId`
`Groups`	–	Поиск по `Program`

Полный просмотр Students

Статистика таблицы
- Записей – $10^4$
- Страниц – $10^3$
Оценка
- Размер результата – $10^4$
- Стоимость – $10^3$

Просмотр Students.GId

Статистика индекса
- Записей – $10^4$
- Значений – $500$
- Распределение – нормальное $(20, 10)$
- Уровней – $3$
- Страниц – $100$
Оценка
- Размер результата – $10^4$
- Стоимость – $100 + 10^4 ≈ 10^4$

Поиск по Students.GId

Статистика индекса
- Записей – $10^4$
- Значений – $500$
- Распределение – нормальное $(20, 10)$
- Уровней – $3$
- Страниц – $100$
Оценка
- Размер результата – $20$ / GId
- Стоимость – $3 + 20 = 23$ / GId

Поиск по Students.AveragePoints

Статистика индекса
- Записей – $10^4$
- Значений – $300$
- Распределение – нормальное $(4, 1/3)$
- Страниц – $100$
- Уровней – $3$
Оценка
- Размер результата – $90$
- Стоимость – $2 + 4 + 90 = 96$

Полный просмотр Groups

Статистика таблицы
- Записей – $500$
- Страниц – $20$
Оценка
- Размер результата – $500$
- Стоимость – $20$

Поиск по Groups.GId

Статистика таблицы
- Записей – $500$
- Страниц – $20$
Оценка
- Размер результата – $1$ / GId
- Стоимость – $1 + 1 = 2$ / GId

Поиск по Groups.Program

Статистика индекса
- Записей – $500$
- Значений – $125$
- Страниц – $5$
- Распределение – нормальное $(4, 1)$
Оценка
- Размер результата – $4$
- Стоимость – $1 + 4 = 5$

Оценка путей доступа

Таблица	Порядок	Описание	Стоимость
`Students`	–	Полный просмотр	$1000$
`Students`	`GId`	Просмотр `GId`	$10^4$
`Students`	`GId`	Поиск по `GId`	$23$ / `GId`
`Students`	–	Поиск по `APoints`	$96$
`Groups`	`GId`	Полный просмотр	$20$
`Groups`	`GId`	Поиск по `GId`	$2$ / `GId`
`Groups`	–	Поиск по `Program`	$5$

Оценка соединения

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Варианты соединения

Прав \ лев	`S.GId`	`S.AP`	`G.GId`	`G.Prog`
Просмотр `S.GId`			merge	loops
Поиск по `S.GId`			index	index
Поиск по `S.AP`			loops	hash
Просмотр `G.GId`	merge	loops
Поиск по `G.GId`	index	index
Поиск по `G.Prog`	loops	hash

S.GId merge G.GId

Левая часть
- Записей – $10^4$
- Стоимость – $10^4$
Правая часть
- Записей – $200$
- Стоимость – $20$
Оценка
- Стоимость – $10^4 + 20 + (10^4 + 20) / 10 ≈ 10^4$

S.AP index G.GId

Левая часть
- Записей – $90$
- Стоимость – $96$
Правая часть
- Записей – $1$ / GId
- Стоимость – $2$ / GId
Оценка
- Стоимость – $96 + 90·2 = 276$

S.AP hash G.Prog

Левая часть
- Записей – $90$
- Стоимость – $96$
Правая часть
- Записей – $4$
- Стоимость – $5$
Оценка
- Стоимость – $96 + 5 + (90 + 4) / 10 ≈ 111$

G.Prog index S.GId

Левая часть
- Записей – $4$
- Стоимость – $5$
Правая часть
- Записей – $20$ / GId
- Стоимость – $23$ / GId
Оценка
- Стоимость – $5 + 4·23 = 97$

Оценка вариантов соединения

Метод	Стоимость
`S.GId` merge `G.GId`	$10^4$
`S.AP` index `G.GId`	$276$
`S.AP` hash `G.Prog`	$111$
`G.Prog` index `S.GId`	$97$

Модификация статистики

Students.AveragePoints
- Распределение – нормальное (4, 1/4)
Что изменится?
- Размер результата – $7$
- Стоимость – $3 + 7 = 10$
Какие стоимости изменятся?
- S.AP index G.GId: $10 + 7·2 = 24$
- S.AP hash G.Prog: $10 + 5 + (7 + 5) / 10 ≈ 16$

Модифицированный запрос

Запрос

select FirstName, Name
from Students natural join Groups
where AveragePoints > 4.8 and Program = 5
order by Students.GId

Что изменилось?
- Требуется упорядочение результата
Как добиться?
- sort(S.AP hash G.Prog)
- sort(G.Prog index S.GId)
- sort(G.Prog) index S.GId

Литература

Содержание

Обработка запросов
Перезапись запроса
Методы исполнения
Выбор структуры запроса
Оценка размера и распределения
Пример оптимизации запроса
Литература

Основная литература

Дейт К. Введение в системы баз данных (глава 18)

Дополнительная литература

Ioannidis Y. E. Query Optimization
Mannino M. V., Chu P., Sager T.
Statistical profile estimation in database systems
PostgreSQL Documentation
Chapter 51. Overview of PostgreSQL Internals