查询优化技术研究及在油井施工设计中的应用

论文摘要

查询优化是数据库管理系统设计和实现所采用的一项重要技术,也是影响数据库系统性能的一个重要因素。数据库查询优化包括两方面,基于代价的查询优化和基于响应时间的查询优化,可以有效地提高复杂查询的效率。本文通过研究两种查询优化技术的结合,给出了将查询请求进行两段式优化的一系列算法和实现方式,并且在“辽河油田特种油开发公司油井施工设计系统”实际项目的研究开发中加以应用,以解决系统响应速度问题。基于代价的查询优化是优化第一阶段采用的主要技术,目的是要通过等价变换,将用户提交的查询请求变换为效率最优的查询计划。为了优化并行执行阶段的多线程查询,还需要将查询计划转化为规范表达式的形式然后再加以优化,最后得出适合多线程并行执行的优化执行计划。基于响应时间的查询优化一般采用并行的方式缩短响应时间,因此多线程并行数据查询是第二阶段优化查询的工作。本文给出了对于大表查询、大表结合查询、分组聚合查询、排序查询操作的多线程并行化查询优化算法,并讨论了基于大表分裂算法的并行化策略的实施,大表分裂的方式、原则和随之带来的对大表数据高效维护的算法。系统投入运行后状况良好,收到令用户满意的效果,大幅提高了查询效率。通过对优化效果的分析和测试,发现在不影响数据维护操作效率的前提下,查询响应速度可提高30倍以上。系统将并行算法和思想引入普通PC服务器的实际应用中,扩展了并行计算的运用范围,使得普通PC机用户和企业都获得了并行计算带来的性能提升,对并行计算的发展和普通PC服务器利用多线程技术进行并行计算扩展做出了研究,具有实际意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文工作
• 1.4 本文组织
• 2 油井施工设计系统研发
• 2.1 系统整体介绍
• 2.1.1 施工方案设计模块
• 2.1.2 自动绘图模块
• 2.1.3 综合查询模块
• 2.1.4 其他模块功能
• 2.2 系统软硬件环境
• 2.2.1 硬件条件
• 2.2.2 软件环境
• 2.2.3 数据库环境
• 2.3 系统效率问题
• 2.4 查询优化的必要性
• 3 两段式查询优化算法设计
• 3.1 基于代价的查询优化
• 3.1.1 优化的算法和准则
• 3.1.2 DBMS查询优化器的作用
• 3.1.3 多连接查询的优化
• 3.2 并行查询技术
• 3.3 基于响应时间的多线程并行查询
• 3.3.1 分段大表的多线程查询
• 3.3.2 结合的多线程查询
• 3.3.3 分组聚合函数的多线程查询
• 3.3.4 排序的多线程查询
• 4 两段式查询优化在系统的实现
• 4.1 系统需求
• 4.2 算法实现
• 4.2.1 基于代价优化算法实现
• 4.2.2 基于响应时间优化算法实现
• 4.3 多线程编程
• 4.4 大表的分段和维护
• 5 优化效果测试与分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢