Повышение эффективности управления базами данных на основе оптимизации запросов с альтернативными маршрутами их выполнения

• Автор: Дятчина, Дарья Васильевна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О БАЗАХ ДАННЫХ И ПОДХОДАХ К ОПТИМИЗАЦИИ ЗАПРОСОВ
1.1. Общее представление информационных систем
1.2. Существующие подходы к оптимизации времени выполнения запросов в базах данных
1.2.1. Логическая оптимизация запросов
1.2.2. Семантическая оптимизация запросов
1.2.3. Денормализация баз данных
1.2.4. Современные подходы к оптимизации запросов
1.2.5. Материализованные представления
1.3. Методы оценивания времени выполнения запросов
Выводы
2. ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАПРОСОВ С АЛЬТЕРНАТИВНЫМИ МАРШРУТАМИ ИХ ВЫПОЛНЕНИЙ В БАЗАХ ДАННЫХ
2.1. Альтернативные маршруты выполнения запросов
2.2. Выбор оптимального маршрута
2.3. Схема оптимизации запросов с альтернативными маршрутами их
выполнения
Выводы
3. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ОПТИМИЗАЦИИ ЗАПРОСОВ В БАЗАХ ДАННЫХ
3.1. Общие сведения
3.2. Функциональное назначение
3.3. Описание логической структуры программы
3.4. Используемые технические средства
3.5. Общее описание работы программного обеспечения
Выводы
4. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ ЗАПРОСОВ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
4.1. Общее описание предметной области
4.2. Структура ЕИС ЛГТУ
4.3. Состав и структура внутримашинной информационной базы данных
4.4. Материализованные представления в ЕИС ЛГТУ
4.5. Результаты работы программного и математического обеспечения

Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время в различных сферах человеческой деятельности важную роль играет оперативность принятия решений и скорость получения информации, влияющей на эти решения. Получить оперативно информацию из базы данных часто не представляется возможным из-за наличия большого объема данных и сложности запросов в использующейся информационной системе. Поэтому создание и применение методов, позволяющих повышать эффективность выполнения запросов, является активно развивающейся областью исследований. Под повышением эффективности выполнения запросов - оптимизацией запросов - понимается сокращение времени их выполнения.
Существует множество подходов к минимизации времени получения требуемой информации из базы данных, основанных на оптимизации запросов: логической и семантической. Эти подходы основаны на внутреннем преобразовании запросов, изменении последовательности выполнения операций реляционной алгебры. Мало исследованной является возможность оптимизации запросов в базах данных, содержащих дублируемую информацию. Содержание дубликатов информации позволяет строить различные запросы для получения одной и той же информации, причем время их выполнения может сильно варьироваться. Одним из способов контролируемого хранения и применения дублируемой информации является использование материализованных представлений. Материализованные представления, впервые появившиеся в СУБД Огас1е, являются таблицами базы данных, хранящими результаты выполнения запросов. Целостность данных в таблицах материализованных представлений поддерживается периодической синхронизацией или использованием инструментов триггеров.
Таким образом, для оптимизации запросов с альтернативными маршрутами их выполнения актуальной является задача разработки
следующем виде Q = Q х<2 х...х£? , где О. - г'-ый подзапрос запроса.
1 А /С I
Тогда оценка времени выполнения подзапроса определяется с помощью преобразования Лапласа-Стилтьеса функции распределения случайного времени, которое имеет вид
ад = У.(/Ш) П #Ж.Ш (1)
/ е N 7

где N. - множество тех атрибутов из А. (А. - множество атрибутов подзапроса <9.). для которых при выполнении подзапроса (?. используются индексы; <5”.. (л) - преобразование Лапласа-Стилтьеса времени чтения одного блока нижнего уровня индекса по атрибуту а..; (г) - производящая

функция читаемых блоков индекса по атрибутам а , определяющаяся по
формуле 3 (З Ш) = УР 2к, где р = X -0——,
4 7 к 1]К и/с / = (*-1)дг +1 П
IV..(г) - С.(I- 2 Л-- (I--)); к}.(г) - производящая функция числа
У 1 т&М ит

записей в таблице; л - вероятность, что атрибут а принимает значение
цт г)
с1 ; М.. - число атрибутов а , используемых в условии Г подзапроса О ; ут у у i /
/Л (.у) - преобразование Лапласа-Стилтьеса времени чтения одного блока таблицы К.; у.(г) - производящая функция читаемых блоков таблицы Л, , определяемая по формуле

у.(г) = Г.( 0)+ X 1 1 к =
кг уО)(0)

/ = (*-1)г.+1 /!