分布式数据库有关连接查询优化算法的分析

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1、长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：牟l虱日1日期：0咖年j月≯夕日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以

2、采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。／一一2、不保密耐。(请在以上相应方框内打“√’’)作者龇帼鼠导师签名：日从rD岬知月r年扮∽如劢期询优化效率，很多专家学者都做出了自己的尝试，并取得了一定的成果。具有代表性的有：基于确定性搜索算法的查询优化，包括基于收益代价比因子的贪心算法模型策略【9】等。基于随机搜索算法f10】的查询优化，包括基于模拟退火的查询优化算法⋯】，基于语义的查询优化算、法【12】等。除此之外

3、还有启发式算法，二分劈开缩减算法f13J，基于事先测试的优化技术等很多。随着决策支持系统的发展，优化显得越来越重要，特别是在近几年的ACMSIGMOD会议中，每年都有50％以上的文章以各种各样的方式来论述优化问题【14】。由于分布式数据库的建立环境复杂、技术内容丰富Ⅲ】，任何一个较好的优化算法，都不可能是通用和万能的，总会存在一些不足。比如说，基于确定性搜索算法的查询优化，更适用于连接关系个数较少的情况。基于贪心算法【16，的查询优化可以提高搜索的速度，但不能保证寻找到全局最优解。基于遗传算法m，的查询优化容易陷入局部收敛，出现早熟现象。这些存在的问题都有待于我们进一步研究并解

4、决。尽管存在诸多难题，但基于网络架构的分布式数据库所具有的扩展性、可用性、可靠性和灵活性，决定了它应用的重要性和广泛性，也一直吸引着学者们对其进行研究。随着时代的进步，分布式数据库技术的不断发展、成熟及其在信息领域的大规模应用，查询优化技术在更多理论基础的支持下必将呈现出更加广泛的发展前景f18】。1．2研究意义随着计算机网络与数字通信的迅速发展，以及商务全球化、电子化对数据库更为广泛的应用需求，分布式数据库系统t垤】产生并发展起来，它也成为了计算机技术最活跃的研究领域之一。分布式数据库将数据存储在不同的站点，但可以对数据进行全局查询处理⋯J。具有数据独立性、集中性与自制性相结

5、合的控制机制、适当增加的数据冗余、全局一致性、可串行性和可恢复性等特点【：：】。这既符合当今信息系统的应用需求，也符合当今企业的管理思想和方式。随着应用需求的不断扩大、要求的不断提高，人们越来越认识到集中式数据库的局限性，并迫切希望分布式数据库能有更好的性能来满足他们对信息进行存储、管理和查询的要求。在分布式数据库中，高可靠性和高速度性是其重要特点，所以对查询执行的要求很高。而查询执行中查询优化是关键环节，在很大程度上决定了查询的效率，因此查询优化也就成为分布式数据库领域中的一个核心问题123之e】。由于分布式数据库把一个逻辑上的整体数据分割成几部分，存储在不同的服务器上，所以

6、，分布式数据库的查询需要考虑数据通过网络进行传输的代价127】等2。分布式数据库中的查询处理和优化不仅是影响系统性能的关键因素，还对系统中所有数据的可用性、可扩展性以及可靠性起着不可估量的作用。专家学者纷纷将分布式数据库中查询优化技术作为研究的重要课题，并作了大量工作，总结了一些大家公认的经典算法【：s-，sl。由于分布式数据库自身的复杂性，经典的理论方法仍会存在一定的局限，现有的分布式查询优化技术都还不够成熟全面，这恰恰给我们留下了很大的探究空间来完善分布式查询优化方法。本论文的选题具有良好的理论价值和实际意义。本文基于前人研究的成果，对分布式数据库现有的查询优化算法进行了深

7、入研究和分析，提出一个新的分布式查询处理模型对查询执行的全局处理策略进行优化。针对传统半连接算法和基本遗传算法中各自存在的缺陷，提出了两个改进的优化算法。1．3本文的组织结构全文根据内容共分为五章。第一章阐述了论文选题的背景和研究意义。详细介绍了分布式数据库查询优化处理技术的研究现状，并给出本论文的结构安排。第二章学习研究了分布式数据库查询处理的相关知识。包括分布式数据库系统的特点，分布式查询的分类、层次结构以及查询优化的目标和代价模型等。重点研究了查询优化算法，对各算法的适用情况进行了比较