分布式数据库中的查询处理和优化.
分布式数据库分片关系变换查询优化
第１９卷 Ｖｏ１．１９ 第８期 Ｎｏ．８ 电子设计工程 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１１年４月 Ａｐｒ．２０１１
分布式数据库分片关系变换查询优化
陈晓明
（广东司法警官职业学院广东广州５１０５２０）
摘要：基于分布式查询的概念和优化要求，结合实际的信息管理系统分片查询的实践，描述分布式数据库分片查询
时建立、查询对关系表达式的等价变换实现查询的优化方法。通过建立查询优化树，研究典型教务管理系统数据库分
片查询优化的关系变换方法，验证分片条件与查询选择条件优化查询树的片段，获得减少操作以达到查询优化效果，
导出分片查询优化的一种方法
关键词：分布式数据库；等价变换；查询；优化
中图分类号：ＴＰ３９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—６２３６（２０１１）０８—００４４—０３
Ｑｕｅｒｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ ｄａｔａｂａｓｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ—ｍｉｎｇ
（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｊｕｓｔｉｃｅ Ｐｏｌｉｃｅ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇ￣ｈｏｕ ５１０５２０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｑｕｅｒｉｅｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
ｑｕｅｒｙ ｏｆ ｂｆｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ａ ｑｕｅｒｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｂｕｉｌｄｉｎｇ
ａｎｄ ｑｕｅｒｙｉｎｇ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ ｄａｔａｂａｓｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ａ ｑｕｅｒｙ
分布式数据库系统的查询优化策略
２ ０ ０ ８年４月 第１２卷第２期 宁波职业技术学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｉｎｇｂｏ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ａｐｒ，２００８ Ｖ０１．１２ Ｎｏ．２
分布式数据库系统的查询优化策略
王书爱
（１．荆楚理工学院，湖北荆门４４８０００；２．武汉理工大学，武汉４３００７０）
摘 要：简要地介绍了分布式数据库系统的概念和特点，并在分析比较分布式数据库系统和集中式数据库系 统查询优化目标不同特点的基础上，归纳出分布式数据库系统的查询优化目标和代价分析，进而提出查询优 化的策略，并在举例中重点讨论了操作执行顺序的不同对查询性能的影响。 关键词：分布式数据库；查询优化；查询处理策略 中图分类号：ＴＰ ３１１．１３３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—２１５３（２００８）０２—００５７—０３
０ 引言
分布式数据库系统是在集中式数据库系统的
基础上发展起来的，是计算机网络技术与数据库
技术互相渗透和有机结合的产物。它的出现使得
不同区域的数据得以共享，节省了大量的资源，同
时提高了工作的协调性与效率。
在集中式数据库系统中，为减少空问的浪费
和保证数据的一致性，不出现数据异常，要尽量减
少数据的冗余；而分布式数据库系统却希望增加
数据的冗余来提高系统的可靠性、可用性、改善系
统性能，便于扩展处理能力和系统规模。但是由于
数据的分布和冗余，使得分布式数据库系统查询
处理增加了许多新的内容和复杂性，因此分布式
查询处理的优化显得更为重要。
１ 分布式数据库系统
分布式数据库可定义为：多个在逻辑上相互
依赖的分布在计算机网络上的数据库的集合。从
概念上讲，分布式数据库在物理上分散于计算机 网络的各个结点上，而逻辑上属于同一个系统的
数据集合 】，它具有物理分布性、逻辑整体性、站点 自治性、数据独立性、集中与自制相结合的控制机
收稿日期：２００８一Ｏ１—２４
作者简介：王书爱（１９８１一），女，湖北枣阳人，助教，武汉理工大 制、适当增加数据冗余、事物管理的分布性、全局
分布式数据库查询优化策略研究
・数据库与信息管理・・・・・・ 电脑知识与技术
分布式数据库查询优化策略研究
聂林娣
（南京工业大学信息科学与工程学院，江苏南京２１０００９）
摘要：分布式数据库系统由于数据的分布和冗余使得分布式查询处理增加了许多新的内容和复杂性，因此分布式查询处理的优化显
得尤为重要。本文简要介绍分布式查询优化的目标、策略，并针对分布式数据库系统的查询优化，讲述三个典型的算法：ＩＮＧＩＬＥＳ算法、
Ｓｙｓｔｅｍ ＩＬ＊算法、ＳＤＤ－１算法。并进行对比、优化、总结。最后对ＳＤＤ－１算法进行改进。 关键词：分布式数据库；分布式查询；查询优化；ＩＮＧＩＬＥＳ算法；Ｓｙｓｔｅｍ ＩＬ＊算法；ＳＤＤ－１算法
中圈分类号：ＴＰ３１ １ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—３０４４（２００６）１７—０００５－０２ Ｑｕｅｒｙ ０ｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｃｓ ｉｎ Ｄｉｓｔｎｂｕｔｅｄ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｓｙｓｔｅｍ
ＮＩＥＬ．ｍ—ｄｉ （ＣｏＵｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｄｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｍｖｅｍｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｄａｔａｂａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｄｅａｌｔ、）ｌｒｉｔｌｌ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｎｅｗ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｄｏｎ ａｎｄ ｒｅｄｕｎｄａｎ— ｃｙ ｏｆ ｄａｔａ￣ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｏ ｉｎｑｕｉｒｅ．ＳＯ ｉｎｑｕｉｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｌｙ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｄｏｎ ｔｈａｔ ｄｅａｌｓ ｗｉｔｈ ｓｅｅｍｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｔｌ１ｉｓ ｔｅｘｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｂｒｉｅｆ ｔｏ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｇｏａｌ ａｎｄ ｔａｃｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｑｕｅｒｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｏｐｆｉｍｉｚａｄｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｑｕｉｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｄａｔａｂａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ。
一种分布式数据库多表关联查询的方法及系统与流程
一种分布式数据库多表关联查询的方法及系统与流程
分布式数据库多表关联查询是指在分布式数据库系统中，通过查询多个表之间的关联关系来获取需要的数据。分布式数据库是将数据库分布在多台服务器上，这些服务器通过网络连接在一起，可以同时处理大量的数据和查询请求。
在分布式数据库系统中，多表关联查询可以分为两种类型：本地关联和全局关联。本地关联是指查询的多个表位于同一台服务器上，全局关联是指查询的多个表位于不同的服务器上。
一种常见的分布式数据库多表关联查询的方法是通过分布式数据库管理系统（Distributed DBMS）来实现。分布式DBMS是一种管理和协调分布式数据库的软件系统，它可以将分布式数据库中的数据以透明的方式对外呈现，使用户和应用程序可以像操作单个数据库一样操作整个分布式数据库。
下面是一种分布式数据库多表关联查询的系统与流程： 1.系统设置：搭建一个分布式数据库系统，包括多台服务器、分布式DBMS软件和网络连接。每台服务器上都安装了数据库管理系统和存储引擎，数据库管理系统负责管理和分配数据存储在各个服务器上，存储引擎负责实际存储和访问数据。
2.数据分布：将需要关联查询的多个表数据分布到不同的服务器上。可以采用水平划分、垂直划分或混合划分等不同的数据分布方式。水平划分是指将一个表的行数据分散到多个服务器上，垂直划分是指将一个表的列数据分散到多个服务器上，混合划分则是水平划分和垂直划分的组合。
3.数据同步：分布式数据库需要实时保持数据的一致性，因此在每次数据更新操作后，需要对分布式数据库进行数据同步。数据同步可以通过主从复制、多向同步或分布式事务等方式实现，确保每个服务器上的数据都是最新的。这可以通过数据库管理系统和存储引擎的协作完成。
4.多表关联查询：在应用程序或客户端发起关联查询请求时，分布式DBMS会根据查询条件将请求发送到合适的服务器上进行处理。每个服务器只处理所需的部分数据，然后将结果返回给应用程序或客户端。
分布式数据库查询优化与安全策略的研究
并技・探索・争鸣 Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 科技视界 ＴＴ论；坛 分布式数据库查询优化与安全策略的研究 贺晓媛 （淮南技工学校，安徽淮南２３２００１） 【摘要】分布式数据库存在于开放的网络环境，这就对优化查询和安全策略提出了新的要求。本文分别着眼于这两块内容，提出了优化查 询方法的改进策略．以及对安全策略和安全机制中身份验证、访问控制、数据库加密等策略进行分析。 【关键词】分布式；数据库；安全；防护策略 ０引言 分布式数据库系统是计算机网络系统与数据库系统与协作与融 合的产物．具有数据独立性、事务管理的分布性、集中与自治相结合的 系统控制方法、存在适当的数据冗余等主要特点。在分布式数据库系 统的运行过程中．数据独立性除了数据的物理独立性与逻辑独立性以 外．还有关于数据的分布透明性，即用户不必去关注数据是如何被逻 辑分片的（数据分片透明性）：不必关注数据及其分片是否被复制，若被 复制的话．副本的个数是多少徵据复制透明性）；也不必去关注数据及 其分片的物理位置分布的细节问题（数据位置透明性）；最后，也不必关 注某个局部的数据库系统究竟支持哪种数据模型。所以．我们可以把 分布式数据库系统看成是数据库系统和计算机网络的有机结合。在分 布式数据库系统中．被计算机网络连接的逻辑单位称为站点（Ｓｉｔｅ）或节 点（Ｎｏｄｅ）。 １分布式查询优化策略 １．１分布式查询优化的目标 在集中式数据库中．由于系统大都运行在单个处理器的计算机 上。所以查询执行总代价为ＣＰＵ代价＋Ｉ／Ｏ代价。而在分布式数据库系 统中．由于数据的分布和冗余．使得查询处理中需要考虑站点间传输 数据的通信费用．所以除了考虑ＣＰＵ代价和Ｉ／Ｏ代价之外．还应该包 括数据在网络上的传输代价。 分布式数据库系统的查询优化有两种不同的目标：一种目标是以 总代价最小为标准：另一种目标是以查询响应时间最短为标准。分布 式数据库系统是由多台计算机组成的系统．数据的分布和冗余也增加 了查询的并行处理的可能性．从而可以缩减查询处理的响应时间．加 快查询处理速度。在分布式数据库系统中．查询优化包括两个内容：查 询策略优化和局部处理优化，而查询策略优化尤为重要。分布式查询 策略的选择对分布式数据库的开发、运行及维护起着至关重要的作 用，查询策略选择的好坏将直接影响计算机网络资源耗费的多少。 １．２ ＳＤＤ—ｉ查询优化算法 查询优化有两种基本方法：第一是查询转化．即以不同的顺序执 行关系操作，如连接和投影操作；第二是查询映射，即使用一系列高效 的算法来存取各种设备和实现关系操作 即查询映射是针对关系的存 取方法和操作的执行算法进行决策．而查询转化则是针对操作执行的 顺序及不同站点之间数据流动的顺序进行决策。目前，对于分布式数 据库系统的查询处理有许多优化算法．如基于关系代数等价变换的优 化算法．以及适于多站点连接操作的基于半连接操作的优化算法和基 于直接连接操作的优化算法。本文主要针对ＳＤＤ－１算法进行介绍和 改进。 ＳＤＤ一１算法由两部分组成：基本算法和后优化 基本算法是根据 评估所缩减程序的费用，效率。收益估算等几个因素．给出全部的半连 接缩减程序集，决定一个最有益的执行策略，但效率不一定理想。主要 包括三个基本步骤：（１）初始化：已准备好从查询数转换的优化模型．且 所有关系已完成局部缩减。（２）优化：根据初始条件．构造可能的半连 接缩减程序：按半连接缩减程序的静态特性表．分别计算其代价和产 生的益处，从其中选取一个半连接程序，设为ｓ；以ｓ完成缩减以后， 又用重新产生的一组新的静态特性表再进行计算．再从其中选取一个 合适的半连接程序，但每一个都只做一次：循环下去，直到没有半连接 缩减程序为止。（３）结束：以最后一次缩减关系的静态特性表为基础， 进行费用计算，选择场地。后优化是将基本算法得到的解进行修正，已 得到更合理的执行策略 ＳＤＤ一１算法存在一个严重问题．那就是它的算法的复杂性 当元 组数目很大时，进行查询搜索的代价进迅速增加，使系统无法承受。当 科技视界Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 然．对于这种搜索模式，可以找到最佳的路经去进行查询。为此，我们 在此基础上对它进行改进．降低它的时间复杂度。在人工智能里面的 Ａ 算法可以引入到ＳＤＤ一１算法中来，当元组数目不是很大时，可以 采用Ａ 算法的思想对它进行查询优化。在此基础上能找到最优的方 法去进行路径搜索和优化．而当元组数目非常多的时候，还是用以前 的方法。 ２分布式数据库的防护策略 ２．１身份验证 为了防止各种假冒攻击，在执行真正数据访问操作之前，要在客 户和数据库服务器之间进行双向身份验证，以对该用户的真实身份进 行确认．并在此基础之上决定该用户的类别及访问权限；此外，由于分 布式数据库系统的各服务器之间要完成传输数据、协调分布式事务处 理等功能．因此它们之间也要相互验证身份。 ２－２库文加密 库文数据加密是将需要保护的数据在秘密信息的作用下按照一 定的规则变换成他人无法识别的形式。 ２．２．１加密粒度 （１）基于文件的加密：单机上的数据库系统使用，使用传统的单密 钥密码体（ＤＥＳ）．在加密前数据库文件应压缩。不适合分布式数据库系 统。 （２）基于记录的加密：在各自密钥的作用下，将数据库的每一个记 录加密成密码文并存放于数据库文件中：记录的查找是通过将需查找 的值加密成密码文后进行。 ２．２．２密文查询 （１）全段或全表脱密后的查询。加密粒度为字段级或数据级时可 采用全段脱密．为表级或记录级时可采用全表脱密。 （２）指针类信息加密的密文索引查询。将普通明文数据库提供的 索引功能进行改造．对索引树中每个结点存放的数据和指针二类信息 加密保护。 ２．３访问控制 所谓访问控制，一般是指系统内部的访问控制，即系统内部主体 对客体访问所受的控制 访问控制的基础．是主体和客体的安全属性。 实施访问控制．侧重保护的是客体。每个需要加以保护的客体，都必须 按照安全要求．预先标定一组相应的安全属性，并以此作为鉴别、确定 对客体访问的权限。这个标识安全属性称为访问控制表，同样，每个主 体也应当设有相应的访问控制表．用以标明它访问客体的能力。标识 的作用就是授权，用以标明主体访问权限。 ３总结 以上提出的分布式数据库的安全防护策略．对数据库的“入口”进 行严密的把关。但是，由于潜在的安全隐患一般都具有复杂陛，故单独 使用某一种方法是不够的．通常情况下需要多种安全机制相组合来实 现安全防护．例如．对于安全性要求不高的系统使用用户口令的身份 验证和访问控制就足够了 但对于高安全级别的系统而言．除了以上 这些安全机制外．访问控制模型和密钥管理的选择也十分重要。另外， 由于不安全因素具有不可预见性．因此数据库安全的防护是一项不可 松懈的任务。● 【参考文献】 ［１］鞠海玲，等．分布式数据库安全关键技术［Ｊ］ｌ微型电脑应用，１９９９，９． ［２］陈永强．分布式数据库系统安全策略分析【Ｊｊ．武汉工业学院学报，２００３，６ ［责任编辑：汤静］
基于SDD-1算法的分布式数据库查询优化策略的研究
工程技术 计算机光盘软件与应用
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ＣＤ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ２０１０年第１６期
基于ＳＤＤ一１算法的分布式数据库查询优化策略的研究
李二涛
（安徽经济管理学院，合肥２３００５９）
摘要：分布式数据库系统由于数据的分布和冗余使得分布式查询处理增加了许多新的内容和复杂性，因此分布式查 询处理的策略显得尤为重要。本文介绍了基于ＳＤＤ一１算法的查询策略的特点，并提出存在的问题及改进方法。 关键词：分布式数据库；查询策略；ＳＤＤ～１算法 中图分类号：ＴＰ３１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９５９９（２０１０）１６—００３４—０１
Ｔｈｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｑｕｅｒｙ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
Ｓｔｒａｔｅｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ＳＤＤ－１ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
Ｌｉ Ｅｒｔａｏ
（Ｅｃ０ｎｏｍｉｃｓ＆Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｎｈｕｉ，Ｈｅｆｅｉ ２３００５９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｄａｔａｂａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｄｅａｌｔ ｗｉｔｈ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｎｅｗ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ａｎｄ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｆｏｒ ｄａｔａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔＯ ｉｎｑｕｉｒｅ，ＳＯ ｔｈｅ ｑｕｅｒｙ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｓｅｅｍｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｔｈｉｓ ｔｅｘｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｑｕｅｒｙ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｗｈｉｃｈ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＳＤＤ—Ｉ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ｄｅｆｅａｔ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｄａｔａｂａｓｅ；Ｑｕｅｒｙ ｓｔｒａｔｅｇｙ；ＳＤＤ—ｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
浅谈分布式数据库系统查询优化
ＩＳＳＮ １ ００９－３０４４ ＣｏｍｐｕｔｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识与技术 Ｖｏ１．６，Ｎｏ．４，Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１０，ＰＰ．７９０—７９２ Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｓｌｔ＠ｃｃｃｃ．ｎｅｔ．ｃｎ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｎｚｓ．ｎｅｔ．ｃｎ
Ｔｅ１：＋８６－５５１－５６９０９６３ ５６９０９６４
浅谈分布式数据库系统查询优化
率革
（商丘师范学院计算机科学系，河南商丘４７６０００）
摘要：分布式数据库系统的查询优化，就是要寻找执行代价最小的查询执行策略，使系统执行效率达到最高。我们在应用中需要选
择适当优化方法，在执行代价和便捷度之间得到最佳执行方案。
关键词：分布式数据库系统；查询优化；执行代价；半联接
中图分类号：ＴＰ３１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－３０４４（２０１０）０４－０７９０－０３
Ｑｕｅｒｙ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ
ＬＩＹｉｎｇ
（ｐｅｐａ￣ｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈａｎｇｑｉｕ Ｎｏｒｍａｌ ＣｏＨｅｇｅ，Ｓｈａｎｇｑｉｕ ４７６０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｑｕｅｒｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｄａｔａｂａｓｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｓ ｔｏ ｌｏｏｋ ｆｏｒ ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ ｐｌａｎ ｆｏｒ ａ ｑｕｅｒｙ ａｔ ｍｉｎｉｍｕｍ ｃｏｓｔ．Ｕｓｉｎｇ ｔｈｉｓ ｐｌａｎ
ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｗｏｒｋ ｅｆｆｉｃｉｅｎｄｙ．Ｗｅ ｓｈｏｕｌｄ ｃｈｏｏｓｅ ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ ｐｌａｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｓｃｓ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｄａｔａｂａｓｅ ｓｙｓｔｅｍｓ；ｑｕｅｒｙ ｏｐ６ｍｉｚａｔｉｏｎ；ｅｘｅｃｕｔｅｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ；ｓｅｍｉ Ｊｏｉｎ
基于分布式数据库查询优化策略的研究
２Ｏ１４年第４期总第１４８期
ＳｌＬｌＣ０Ｎ ＶＡＬＬＥＹ
基于分布式数据库查询优化策略的研究
程艳艳
（廊坊师范学院，；．－－ｊ：ｌｔ廊坊０６５０００）
摘 要 在分布式数据库系统中，由于物理分布的不同使得数据的查询复杂度大大增加。对于给定的一个查询，往往
会有不同的查询策略，而数据库查询优化策略就是在诸多策略中寻找作为有效的查询方法。有效的数据库查询策略能
够在查询执行效率上成倍提升。文章主要结合分布式数据库系统的特点，对基于分布式数据库系统的查询优化策略进
行研究，以期更好的改善基于分布式数据库系统的查询效率。 关键词分布式数据库；查询；优化策略
中图分类号：ＴＰ３１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－７５９７（２０１４）０４－００３３－０２
随着计算机网络和互联网技术的快速进步，数据库技术也
取得了巨大发展。分布式数据库系统是以集中式数据库为基础，
并且结合计算机网络发展起来的，开始于２Ｏ世纪的７０年代，
第一个基于分布式的数据库系统又ＣＣＡ于１９７９年实现。在２０
世纪９０年代以后，随着计算机和网络技术的不断成熟，分布式
数据库系统也开始进入商业应用阶段。分布式数据库系统能够
实现对计算机网络内具有逻辑关系的数据库进行管理，并且每
个单独的结点都具有相对独立的处理能力，可以实现局部应用 的功能。
１分布式数据库查询优化分析
１．１分布式数据库系统
分布式数据库系统是实现数据库系统与计算机网络的有效
结合，与传统的集中式数据库系统相比，分布式数据库系统具
有典型的相对独立性、冗余度适当、事务分布式处理等特点。
在目前的分布式数据库系统中，数据在逻辑和物理层面都具有
自身的独立性，同时数据还存在着分布层面的透明性。所谓数
据的透明性，即指使用者无需对数据的逻辑分片进行考虑，同
时也无需考虑数据的复制情况以及具体的物理位置、支持的数
据类型等相关细节。在具有数据透明性的基础上，用户可以在
分布式数据库中数据查询优化算法研究进展
第２８卷第１期 ２ ０ ０ ７年３月 渤海大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｏｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．１ Ｍａｒ．２００７
分布式数据库中数据查询优化算法研究进展
王 艳 ，秦玉平ｈ ，刘卫江。
（１．渤海大学信息科学与工程学院，辽宁锦州１２１０１３￣２．大连理工大学电信学院，辽宁大连Ｉ１６０２４￣ ３．东南大学计算机科学与技术学科博士后流动站，江苏南京２１００９６） 摘 要：分布式数据库中，数据的分散存放和冗余给故障恢复带来了方便，同时也使得分 布式查询处理变得更加复杂，因此如何快速准确的查询用户想要的数据成了分布式数据库系 统中的一个重要问题。介绍了分布式数据库的特点，详细阐述了常用的查询优化算法的思想， 分析了优缺点，给出了算法选择的方法。 关键词：分布式数据库；查询优化；算法 中图分类号：ＴＰ３０１．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－０５６９（２００７）０１—００７３—０４ ０ 引言 分布式数据库系统（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＤａｔａＢａｓｅ，ＤＤＢ）可以定义为物理上分布而逻辑上集中的共享数据 的集合 。作为数据库技术与计算机网络技术相结合的产物，分布式数据库将数据存储在不同的站点， 但可以对全局的数据进行查询处理，因此具有数据独立性、集＿中与自制相结合的控制机制、适当增加数 据冗余度、全局的一致性、可串行性和可恢复性等特点口］。一方面，数据库技术是一种抽象的集中数据管 理方法，它通过集中实现数据共享，通过抽象实现数据的独立性，给用户提供一个总的、聚合的、唯一的 数据集合及其统一的管理方法；另一方面计算机网络是一种分散的计算机系统，在利用通信线路相互连 接的计算机之间分布数据与程序，以适应用户地域分散的需要。 由于分布式数据库把逻辑上的一个整体数据分割成儿部分，存储在不同服务器上，所以，对分布式 数据库的查询不能像集中式数据库那样，查询只涉及一个站点，当对分布式数据库的查询涉及多个数据 服务器时，就必须对全局查询进行了分解，使得查询在多个独立的数据服务器上完成。一般情况下，分布 式查询处理一般可分为四个阶段［３］：第一，查询分解。将查询问题转换成一个定义在全局关系上的关系 代数表达式，进行规范化、分析、删除冗余并重写。第二，数据本地化。将在全局关系上的关系代数式转 换到相应段上的关系表达式，产生查询树。第三，全局优化。利用优化算法对查询树进行全局优化。第 四，局部优化。在组装场地进行本地优化。 ’ 分布式查询处理是用户与分布式数据库系统的接口，也是分布式数据库系统中的主要问题之一。在 数据库系统中，用户使用一些非过程化的高级语言表示查询，用户仅仅指出了他所需要的数据，而没有 指出通过哪些存取路径来得到这些数据。这样，数据库管理系统（ＤＢＭＳ）必须对用户的查询语句进行转 换，将其转变为一系列的可行的机器操作，并为这些操作选择较优的存取路径，这就是数据库的查询优化。 分布式查询优化有两种不同的目标：一种目标是以总代价最小；另一种目标是使响应时间最短。在 集中式数据库中，由于系统都是运行在单ＣＰＵ的计算机上，所以查询总代价为：ＣＰＵ代价＋Ｉ／０代价。 收稿日期：２００６—０９一Ｏ１． 基金项目：国家基础研究重大项目（９７３）研究专项（Ｎｏ：２００１ＣＣＡ００７００），国家自然科学基金项目（Ｎｏ：９０１０４０３１） 作者简介：王艳（１９８０一），女，渤海大学硕士研究生，从事数据库系统和决策支持系统研究．
全国计算机等级考试上机考试题库三级数据库技术5
第5套 真考题库试题
一、单选题 （（1）～（20）每题1分，（21）～（30）每题2分，共40分）
（1）在数据库系统中，下列映像关系用于提供数据与应用程序间的物理独立性的是（ ）。
A）外模式／模式
B）模式／内模式
C）外模式／内模式
D）逻辑模式／内模式
（2）关于数据库视图，下列说法正确的是（ ）。
A）视图一定能提高数据的操作性能
B）定义视图的语句可以是任何数据操作语句
C）视图可以提供一定程度的数据独立性
D）视图的数据一般是物理存储的
（3）许多大中型企业出于多种原因建立了数据仓库，以下（ ）不是建立数据仓库的合理理由。
A）将企业的各种应用系统集中在一起
B）充分利用企业信息系统生成的各种数据
C）解决企业业务应用和数据分析应用的性能冲突
D）以面向主题、集成的方式合理的组织数据
（4）关于数据库应用系统的设计，有下列说法：
Ⅰ．数据库应用系统设计需要考虑数据组织与存储、数据访问与处理、应用设计等几个方面
Ⅱ．数据库概念设计阶段，采用自上而下的ER设计时，首先设计局部ER图，然后合并各局部ER图得到全局ER图
Ⅲ．在数据库逻辑设计阶段，将关系模式转换为具体DBMS平台支持的关系表
Ⅳ．在数据库物理设计阶段，一般需要设计视图和关系模式的完整性约束
上述说法正确的是（ ）。
A）Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ
B）Ⅰ
C）Ⅱ和Ⅲ
D）Ⅱ和Ⅳ
（5）关于数据库应用系统的需求分析工作，下列说法正确的是（ ）。
A）通过需求分析过程，需要确定出整个应用系统的目标、任务和系统的范围说明。
B）在需求分析阶段，系统需求分析员要与用户充分沟通，并做出各类用户视图。
C）数据需求分析的主要工作是要辨识出数据处理中的数据处理流程
D）数据操作响应时间、系统吞吐量、最大并发用户数都是性能需求分析的重要指标
（6）根据数据库应用系统生命周期模型，完成数据库关系模式设计的阶段是（ ）。