Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Методы оптимизации запросов в системах управления базами данных (База данных в MySQL)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

1 Задача оптимизации запроса 5

1.1 Запросы 5

1.2 Цели оптимизации 6

2 Представление запроса 8

2.1 Реляционное исчисление 8

2.2 Реляционная алгебра 8

2.3 Графики запросов 10

2.4 Таблицы 11

3 Преобразование запроса 13

3.1 Стандартизация 13

3.2 Упрощение 14

3.3 Улучшение 17

4 Оценка запроса 20

4.1 Выражения с одной переменной 20

4.2 Выражения с двумя переменными 22

4.3 Многовариантные выражения 23

5 Планы доступа 29

5.1 Генерация планов доступа 29

5.2 Анализ стоимости планов доступа 31

5.3 Выбор планов доступа 33

5.4 Поддержка нескольких запросов 34

6 Оптимизация нестандартных запросов 37

6.2 Запросы более высокого уровня 37

6.2 Распределенные базы данных 38

6.3 Машины баз данных 39

7 Расчет экономической части 42

7.1. Расчет себестоимости 42

7.1.2. Определение трудоемкости 43

7.2. Расчет затрат на материалы 44

7.3. Расчет расходов на заработную плату 45

7.4. Расчет начислений на заработную плату 45

7.5. Расчет себестоимости и цены разработки программного продукта 46

7.6. Расчет экономического эффекта 47

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 49

Введение:

Системы управления базами данных (СУБД) стали стандартным инструментом для ограждения пользователя компьютера от деталей управления вторичной памятью. Они предназначены для повышения производительности разработчиков приложений и облегчения доступа к данным для конечных пользователей, не знакомых с компьютерами.

Существуют две основные области исследований в области систем баз данных. Одним из них является анализ моделей данных, в которых может быть отображен реальный мир и на которых могут быть построены интерфейсы для различных типов пользователей.

К таким концептуальным моделям относятся иерархическая, сетевая, реляционная и ряд семантически-ориентированных моделей, рассмотренных в большом количестве книг и обзоров.

Второй областью интереса является безопасная и эффективная реализация СУБД. Компьютеризированные данные стали центральным ресурсом большинства организаций. Каждая реализация, предназначенная для производства, должна учитывать это, гарантируя безопасность данных в случаях одновременного доступа, восстановления. Одним из основных критических замечаний по отношению ко многим ранним СУБД была их недостаточная эффективность при обработке мощных операций, которые они предлагали, особенно доступ к данным на основе содержимого с помощью запросов. Оптимизация запросов пытается решить эту проблему, интегрируя большое количество методов и стратегий, начиная от логических преобразований запросов и заканчивая оптимизацией путей доступа и хранения данных на уровне файловой системы.

Традиционно в каждом из этих подходов использовался другой язык. Вероятно, это одна из причин, по которой всесторонний обзор методов оптимизации запросов до сих пор не представлен. Целью этой работы является обзор методов оптимизации запросов в общей структуре реляционного исчисления. Было показано, что это технически эквивалентно представлению реляционной алгебры и может быть расширена для реализации сетевых СУБД. Более того, многие популярные языки запросов, такие как SQL, легко преобразуются в реляционное исчисление.

Основное внимание в работе уделяется проблеме оптимизации запросов в централизованной СУБД. Централизованная оптимизация запросов важна не только во многих базах данных мэйнфреймов, а в последнее время и в СУБД микрокомпьютеров, но также появляется как подзадача оптимизации запросов в распределенных системах. Общая стоимость информационной системы складывается из стоимости СУБД и затрат на усилия пользователей по работе с системой. Интерфейс в этих двух областях состоит из функциональных возможностей и удобства использования языка запросов, главным образом во времени отклика системы. Если принять заданные функциональные возможности языка запросов и цель минимизации времени отклика системы оценки запросов, оптимизацию запросов можно рассматривать как отдельно решаемую подзадачу оптимизации пользователей.

Файловые структуры. Алгоритм оптимизации запросов должен выбирать среди множества существующих путей доступа для решения запроса. Внутренние детали реализации таких путей доступа и вывод соответствующих функций стоимости выходят за рамки данной работы.

 

Заключение:

Был дан обзор методов логического преобразования и методов физической оценки для запросов к базе данных с использованием структуры реляционного исчисления. Было показано, что накоплен большой объем знаний для решения проблемы эффективной обработки запросов в обычных централизованных и распределенных системах баз данных.

Исследования по оптимизации запросов по-прежнему остаются активной областью. Перспективные направления включают разработку простых, но реалистичных оценок затрат, оптимизацию запросов к базам данных с дедуктивными или вычислительными возможностями, а также одновременную оптимизацию нескольких запросов и транзакций обновления. Другими интересными областями, лишь кратко затронутыми в этом обзоре, являются оптимизация запросов в системах баз данных, которые используют более продвинутые пути доступа, такие как индексы с несколькими атрибутами или машины баз данных, и оптимизация запросов в системах, которые работают со сложными структурами данных, необходимыми для приложения для искусственного интеллекта, офиса, статистики, поддержки принятия решений или автоматизированного проектирования и производства.

 

Фрагмент текста работы:

9 Задача оптимизации запроса

Точная оптимизация процедур оценки запросов, как правило, трудновыполнима с вычислительной точки зрения, и ей также препятствует отсутствие точной статистической информации о базе данных. Алгоритмы оценки запросов должны в значительной степени полагаться на эвристику. Тем не менее термин «оптимизация запросов» будет использоваться для обозначения стратегий, направленных на повышение эффективности процедур оценки запросов. В этом разделе мы формулируем цели оптимизации запросов и представляем общую процедуру, предназначенную для структурирования процесса решения.

1.1 Запросы

Кровь — это языковое выражение, описывающее данные, которые необходимо извлечь из базы данных. В контексте оптимизации запросов часто предполагается, что запросы выражаются на основе содержимого (и в основном ориентированы на наборы), предоставляя оптимизатору достаточный выбор среди альтернативных процедур оценки.

Запросы используются в нескольких настройках. Наиболее очевидным применением являются прямые запросы конечных пользователей, которым нужна информация о структуре или содержании базы данных. Если запросы ограничены набором стандартных запросов, их можно оптимизировать вручную, запрограммировав соответствующие процедуры поиска и ограничив ввод пользователя форматом меню. Тем не менее, автоматическая система оптимизации запросов необходимо, если специальные запросы задается с помощью запроса общего назначения язык.