募捐管理系统中分布式查询优化的设计与实现

论文摘要

随着数据库技术的不断发展,分布式数据库的应用变得越来越广泛。由于在分布式数据库系统中数据的冗余和分布,增加了分布式数据查询的难度和复杂度,如何更加有效的查询数据是分布式数据库系统面临的一个重要问题,也是本文所要探讨的问题。国内外数据库方面的专家和学者对分布式条件下查询优化技术做了大量的研究工作,并取得了重要的成果。经过研究得出了一些经典的分布式查询优化算法：如基于关系代数等价变换原则的优化算法,基于半连接的优化算法,SDD 1算法,爬山算法,模拟退火算法,遗传算法等。本文以中国红十字总会募捐管理软件开发与网络系统集成开发项目为背景。在本文中,首先介绍了分布式数据库系统的有关概念；然后对分布式查询的处理过程做了阐述,其中对常见的基于关系代数等价变换原则的优化算法,基于半连接的优化算法,SDD 1算法,遗传算法进行了分析和研究；最后将遗传算法和半连接算法相结合,得出多连接条件下的半连接-遗传算法。该算法根据查询图构造出平衡连接树,并将其作为一个染色体,然后对平衡连接树做后序遍历得到染色体编码串。然后对由所有生成的染色体构成的种群运用遗传算法,经过选择、交叉、变异操作后,得到一个执行方案,最后对得到的方案运用半连接算法进一步对算法进行优化。该算法使执行过程中并行执行的机会大大增加,从而使得查询的效率得以进一步提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的项目背景和理论背景
• 1.2 国内外对分布式数据查询研究的现状
• 1.2.1 国外研究的现状
• 1.2.2 国内研究的现状
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 分布式数据库系统概述
• 2.1 分布式数据库系统的定义和特点
• 2.1.1 分布式数据库系统的定义
• 2.1.2 分布式数据库系统的基本特点
• 2.1.3 分布式数据库的导出特点
• 2.2 分布式数据库系统的分类
• 2.2.1 按局部数据库管理系统的数据模型分类
• 2.2.2 按全局控制系统分类
• 2.3 分布式数据库管理系统的功能和组成
• 2.3.1 分布式数据库管理系统的功能
• 2.3.2 分布式数据库管理系统的组成
• 2.4 分布式数据库系统的结构
• 2.4.1 分布式数据库系统的体系结构
• 2.4.2 分布式数据库系统的模式结构
• 2.5 分布式数据库系统中数据分片和数据分布
• 2.5.1 关系分类
• 2.5.2 数据分片
• 2.5.3 数据分布
• 2.6 本章小结
• 第3章 募捐管理系统查询优化总体设计
• 3.1 募捐管理系统的总体架构
• 3.2 募捐管理系统查询优化
• 3.2.1 募捐管理系统查询优化所要考虑问题
• 3.2.2 分布式查询优化的目标和代价估算
• 3.3 查询统计模块
• 3.4 分布式查询优化算法分析
• 3.4.1 基于关系代数等价变换的算法
• 1算法'>3.4.2 SDD₁算法
• 3.4.3 直接连接操作的优化方法
• 3.4.4 半连接优化算法
• 3.4.5 基于查询图的贪婪算法分析
• 3.4.6 遗传算法
• 3.5 募捐管理系统查询优化总体设计
• 3.5.1 Oracle环境下分布式数据库的实现
• 3.5.2 半连接-遗传算法的基本思想与总体设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 分布式查询优化的详细设计与实现
• 4.1 Oracle数据库的实现
• 4.1.1 募捐管理系统表结构及数据分布
• 4.1.2 链接分布式Oracle数据库
• 4.2 半连接算法和遗传算法详解
• 4.2.1 半连接应用分析
• 4.2.2 遗传算法原理
• 4.3 半连接-遗传算法流程详细设计
• 4.3.1 连接树的构造
• 4.3.2 遗传算法优化的设计
• 4.3.3 半连接优化
• 4.4 半连接-遗传算法的总体实现
• 4.5 本章小结
• 第5章 分布式查询优化算法性能分析
• 5.1 查询实例
• 5.2 模拟过程
• 5.2.1 实验场景
• 5.2.2 实验的步骤和运行参数的选取
• 5.2.3 实验的结果
• 5.3 性能评价
• 5.3.1 理论分析
• 5.3.2 实验结果分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 工作总结
• 6.2 需要解决的问题
• 参考文献
• 致谢