Abd procesamiento consultas
Descargar como PPTX, PDF0 recomendaciones3,127 vistas
Este documento trata sobre la administración y optimización de consultas en bases de datos. Explica cómo se procesan las consultas, incluyendo el análisis, traducción a álgebra relacional, optimización y ejecución. También cubre conceptos como el árbol de ejecución, axiomas del álgebra relacional y técnicas para optimizar consultas basadas en heurísticas y costos.
![Hash Join
El DBA
• h es una función que asigna a los atributos de join
El SMBD los valores {0,1,..,n-1}
Manejo de Memoria • Ha0 .. Ha(n-1) denota las particiones de A
inicialmente vacías. Se colocan las tuplas en Hai
Restauración
con i = h(ta[atributos join])
Concurrencia • Hb0 .. Hb(n-1) denota las particiones de B
inicialmente vacías. Se colocan las tuplas en Hbi
Diccionario Datos
con i = h(tb[atributos join])
Proc. Consultas
• Al aplicar la misma función para ambos
Integridad particionamientos, cada tupla de A y B que tengan
resultados iguales de la función de asociación,
Seguridad
estarán en la misma partición
Marzo 2012 Administración de Base de Datos 68](https://image.slidesharecdn.com/abdprocesamientoconsultasi2012-120719095418-phpapp02/85/Abd-procesamiento-consultas-68-320.jpg)
Abd procesamiento consultas
- 1. Administración de Base de Datos Procesamiento y Optimización de Consultas Prof Mercy Ospina Torres mercy.ospinat@gmail.com Prof Renny A. Hernandez renny.hernandez@ciens.ucv.ve
- 2. Contenido El DBA • Cómo se procesa una consulta El SMBD • Traducir una consulta de SQL a AR – Repaso Algebra Relacional Manejo de Memoria • Árbol de ejecución Restauración – Árbol de ejecución lógico Concurrencia Concurrencia – Árbol de ejecución lineal izquierdo Diccionario Datos – Árbol canónico Proc. Consultas – Axiomas del Algebra relacional Integridad • Técnicas para optimizar consultas – Basada en heurísticas Seguridad – Basada en costos. Marzo 2012 Administración de Base de Datos 2
- 3. Contenido El DBA • Modelo de costos – Factor de selectividad El SMBD – Costo de los operadores del Algebra Relacional Manejo de Memoria • Select Restauración • Project. • Join Concurrencia Concurrencia • Order Diccionario Datos • Árbol de ejecución físico Proc. Consultas – Evaluar el árbol de ejecución físico. • Materialización Integridad • Encausamiento Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 3
- 4. Cómo procesar una consulta El DBA El SMBD Manejo de Memoria SELECT Cuenta, Saldo Procesamiento FROM Cuenta WHERE Saldo >40.000 de consulta Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 4
- 5. Cómo procesar una consulta ρCond (R1) El DBA Consulta Analizador Expresión El SMBD de alto y en Algebra nivel traductor Relacional Manejo de Memoria Restauración Select * From R1 Optimi- Where Cond Diccionario de datos zador Concurrencia Estadísticas de Diccionario Datos los datos Resultado Proc. Consultas Consultas de la Motor de Plan de evaluación ejecución consulta Integridad Búsqueda A1 A2 A3 binaria Seguridad xx yy zz xy yy xz Base de datos Silberschatz, Korth, & Sudarshan, 2006 Marzo 2012 Administración de Base de Datos 5
- 6. Análisis El DBA Consulta Analizador El SMBD de alto y nivel traductor Manejo de Memoria Restauración Diccionario de datos Concurrencia • Análisis léxico: Identifica los elementos del lenguaje como por ejemplo, las palabras reservadas de SQL, si están bien Diccionario Datos formados los nombres de los atributos y relaciones en el texto Proc. Consultas de la consulta. Consultas • Análisis sintáctico: Comprueba la sintaxis de la consulta de Integridad acuerdo a las reglas sintácticas del lenguaje de consulta. Seguridad • Validación: Comprueba que los nombres de las relaciones, atributos sean válidos semánticamente dentro del esquema de la base de datos sobre la cual se realiza la consulta y si los tipos de datos se están usando correctamente. Marzo 2012 Administración de Base de Datos 6
- 7. Procesamiento de consulta El DBA Consulta Analizador Expresión El SMBD de alto y en Algebra nivel traductor Relacional Manejo de Memoria Restauración Diccionario de datos Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas • Traductor: Crea una representación interna de la consulta, mediante una estructura de árbol llamado árbol de consulta, Integridad el cual está basado en el álgebra relacional extendido Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 7
- 8. Procesamiento de consulta El DBA Expresión en Algebra Optimi- zador El SMBD Relacional Estadísticas de Manejo de Memoria los datos Resultado Motor de Plan de Restauración de la evaluación ejecución consulta Concurrencia Base de datos Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas • Optimización: desarrolla una estrategia de ejecución para obtener el resultado de la consulta, evaluando cientos de Integridad estrategias distintas basadas en el álgebra relacional, y sus operadores físicos, escogiendo alguna de las estrategias Seguridad menos costosa (plan de ejecución) • Motor de ejecución: recibe el plan de evaluación, lo ejecuta y devuelve la respuesta de la consulta. Marzo 2012 Administración de Base de Datos 8
- 9. Algebra Relacional Select <lista de atributos> El DBA Lenguaje de consulta From <lista de tablas> de alto nivel El SMBD Where <condiciones> Manejo de Memoria Restauración Operadores del Algebra Relacional Concurrencia • Proyección Unarios • Selección Lenguaje de consulta Diccionario Datos • Ordenación de bajo nivel Proc. Consultas Consultas • Unión • Intersección Integridad Binarios • Producto cartesiano • Reunión Natural Seguridad • Resta • División Marzo 2012 Administración de Base de Datos 9
- 10. Algebra Relacional • PROYECCION El DBA – Define una vista que contiene un subconjunto vertical de R, El SMBD extrayendo los valores de los atributos especificados y eliminando los duplicados. Manejo de Memoria – Ejm: T 1 ( Empleado ) CI , Sueldo Restauración Concurrencia Select <lista de atributos> CI Nombre Sueldo 123 Andrea Rojas 1500 Diccionario Datos From <lista de tablas> 234 Humberto 2400 Proc. Consultas Where <condiciones> Perez Consultas 254 Camilo Diaz 1600 Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 10
- 11. Algebra Relacional • SELECCIÓN El DBA – Define una vista que contiene todas las tuplas de R que El SMBD satisfacen la condición especificada. – Ejm: Manejo de Memoria T1 ( Empleado ) Sueldo 1500 Restauración Select <lista de atributos> Concurrencia CI Nombre Sueldo From <lista de tablas> 123 Andrea Rojas 1500 Diccionario Datos Where <condiciones> 234 Humberto 2400 Proc. Consultas Consultas Perez 254 Camilo Diaz 1600 Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 11
- 12. Algebra Relacional • PRODUCTO CARTESIANO El DBA – Define una relación que es la concatenación de cada tupla El SMBD de la relación R con cada tupla de la relación S. – RXS Manejo de Memoria CI CodB CodB Desc Restauración 123 1 1 Malta Select <lista de atributos> 234 1 2 7 up Concurrencia From <lista de tablas> 254 2R.CodB Diccionario Datos R.CI S.CodB Desc Where <condiciones> 123 1 1 Malta Proc. Consultas Consultas 234 1 1 Malta Integridad 254 2 1 Malta Seguridad 123 1 2 7 up 234 1 2 7 up 254 2 2 7 up Marzo 2012 Administración de Base de Datos 12
- 13. Algebra Relacional • REUNION NATURAL (JOIN) El DBA – Es una combinación entre dos relaciones donde se verifica El SMBD la condición de igualdad sobre los atributos comunes entre ambas relaciones. Del resultado se elimina una de las dos Manejo de Memoria apariciones de cada atributo Restauración CI CodB CodB Desc 123 1 1 Malta Concurrencia Select <lista de atributos> 234 1 2 7 up Diccionario Datos R.CI R.CodB S.CodB Desc From <lista de tablas> 254 2 123 1 1 Malta Proc. Consultas Consultas Where <condiciones> and 234 1 1 Malta Integridad T1.a1=t2.a1 and …. 254 2 1 Malta Seguridad 123 1 2 7 up 234 1 2 7 up 254 2 2 7 up Marzo 2012 Administración de Base de Datos 13
- 14. Algebra Relacional • REUNION NATURAL (JOIN) El DBA – Es una combinación entre dos relaciones donde se verifica El SMBD la condición de igualdad sobre los atributos comunes entre ambas relaciones. Del resultado se elimina una de las dos Manejo de Memoria apariciones de cada atributo Restauración CI CodB CodB Desc 123 1 1 Malta Concurrencia Select <lista de atributos> 234 1 2 7 up Diccionario Datos From <lista de tablas> 254 2 Proc. Consultas Consultas Where <condiciones> and CI CodB Desc Integridad T1.a1=t2.a1 and …. 123 1 Malta Seguridad 234 1 Malta 254 2 7 up Marzo 2012 Administración de Base de Datos 14
- 15. Árbol de ejecución • Representa una consulta en algebra El DBA relacional El SMBD • Es un árbol de orden 2 Manejo de Memoria – Cada nodo interno representa una tabla vista o resultado intermedio producido por una operación Restauración – Cada hoja representa una tabla base Concurrencia Case Base Case Inductivo Diccionario Datos , , Op Proc. Consultas T Op Consultas , X ,- O Integridad Seguridad P1 y P2 sub arboles P1 P1 P2 Op operador AR Marzo 2012 Administración de Base de Datos 15
- 16. Árbol de ejecución • Ejemplo El DBA Π Apellido1, Nombre, Sueldo (σ Sueldo > c (Empleado El SMBD Departamento)) Manejo de Memoria Π Apellido1, Nombre, Sueldo Restauración T1 <-(Empleado Departamento) Concurrencia σ Sueldo > c T2 <- σ Sueldo > c (T1) Diccionario Datos Tr <- Π Apellido1, Nombre, Sueldo (T2) Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Departa Empleado mento Marzo 2012 Administración de Base de Datos 16
- 17. Árbol lineal izquierdo • Es un árbol de ejecución donde en cada nodo El DBA binario el hijo derecho es una tabla El SMBD Manejo de Memoria • Arbol canónico: Es un árbol lineal izquierdo donde cada nodo binario corresponde a un Restauración producto cartesiano, la selección es sobre toda la Concurrencia condición y la proyección sobre todos los atributos Diccionario Datos SELECT <Lista Atributos> Proc. Consultas FROM T1, T2, … Tn Consultas WHERE <Condición> Integridad Nota: es el mas rápido de Seguridad construir pero el más costoso Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 18. Árbol lineal izquierdo Ejercicios El DBA Construya el árbol canónico de las sig. consultas El SMBD SELECT CI, Nombre, CodMateria Manejo de Memoria FROM Estudiante E, inscripcion I WHERE I.CodM = ‘6311’ and semestre=‘2-2011’ and E.CI = Restauración I.CI Concurrencia SELECT E.CI, E.Nombre, M.Nombre, I.semestre Diccionario Datos FROM Estudiante E, Inscripcion I, Materia M Proc. Consultas WHERE I.CodM = ‘6311’ and I.semestre=‘2-2011’ and E.CI = Consultas I.CI and M.CodM = I.CodM Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 19. Árbol lineal izquierdo Próxima clase El DBA • Transformación del árbol canónico (Axiomas del El SMBD Algebra Relacional) Manejo de Memoria • Técnicas de optimización Restauración • Factor de Selectividad Concurrencia • Costos de los operadores Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 20. Axiomas del Algebra Relacional 1. Cascada de selecciones El DBA El SMBD c 1 and c 2 and...and cn (R) c1 ( c2 (... cn ( R )...)) Manejo de Memoria Donde c1, c2, … cn son condiciones booleanas Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 21. Axiomas del Algebra Relacional 2. Conmutatividad de la selección El DBA El SMBD Manejo de Memoria c1 ( c2 ( R )) c2 ( c1 ( R )) Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 22. Axiomas del Algebra Relacional 3. Cascada de proyecciones El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 23. Axiomas del Algebra Relacional 4. Distributividad de la proyección y la selección El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 24. Axiomas del Algebra Relacional 5. Conmutatividad del Join y del Producto cartesiano El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 25. Axiomas del Algebra Relacional 6. Distributividad de la selección con respecto al Join El DBA y al Producto cartesiano El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Este axioma permite empujar las selecciones hacia abajo en el arbol. Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 26. Axiomas del Algebra Relacional 7. Distributividad de la proyección con respecto al El DBA Join y al Producto cartesiano El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Este axioma permite empujar las proyecciones hacia abajo en el arbol. Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 27. Axiomas del Algebra Relacional 7. Distributividad de la proyección con respecto al El DBA Join y al Producto cartesiano El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Este axioma permite empujar las proyecciones hacia abajo en el arbol. Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 28. Axiomas del Algebra Relacional 8. Conmutatividad de la unión y la intersección El DBA 9. Asociatividad de la union, la intersección, y el El SMBD producto cartesiano Manejo de Memoria Restauración Concurrencia 10. Distributividad de la selección con respecto a la Diccionario Datos Unión y la Intersección Proc. Consultas Consultas 11. Distributividad de la proyección con respecto a la Unión y la Intersección Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 29. Axiomas del Algebra Relacional 12. Conversión del Producto Cartesiano en Join El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Si cond es una igualdad de atributos de R1 y R2 Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 30. Técnicas de optimización El DBA Heurísticas El SMBD • Se refiere a las mejores prácticas Manejo de Memoria • Viene de la experiencia de los expertos Restauración Costo Concurrencia Diccionario Datos • Transforma el árbol de ejecución usando diferentes técnicas (n transformaciones) Proc. Consultas Consultas • Estima los costos de cada Integridad transformación y se queda con la que tiene costo mínimo Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos
- 31. Técnicas de control de concurrencia El DBA • Heurísticas – Se construye el árbol canónico El SMBD – Se transforma usando los axiomas del AR en el Manejo de Memoria siguiente orden Restauración 1. Aplicar el axioma o regla 1 2. Aplicar axiomas 2, 4, 6 y 10, para desplazar cada Concurrencia operación SELECT hacia abajo en el árbol de ejecución. Diccionario Datos 3. Aplicar axiomas 5 y 9, para reordenar los nodos hoja Proc. Consultas utilizando el siguiente criterio: a) Posicionar las relaciones con los SELECT más Integridad restrictivos de forma que sean ejecutadas en primer Seguridad lugar. Marzo 2012 Administración de Base de Datos 31
- 32. Técnicas de control de concurrencia El DBA • Heurísticas (continuación) El SMBD 3. Aplicar axiomas 5 y 9, para reordenar los nodos Manejo de Memoria hoja utilizando el siguiente criterio: b) Verificar que las ordenaciones no produzcan productos Restauración cartesianos que no puedan convertirse en JOIN Concurrencia 4. Aplicar axioma 12, para combinar los SELECT con los PRODUCTOS CARTESIANOS, para formar una Diccionario Datos operación de JOIN Proc. Consultas 5. Aplicar axiomas 3, 4, 7, 11 para bajar en el árbol las operaciones PROJECT lo más que se pueda. Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 32
- 33. Técnicas de control de concurrencia El DBA • Ejercicio – Seleccionar los estudiantes que pasaron El SMBD Administración de base de datos en el semestre Manejo de Memoria 2-2009 Restauración Select Nombre Concurrencia From Estudiante E, Cursar C, Materia M Where E.CI = C.CI and Nota >=10, and Diccionario Datos M.Cod_Mat =C.Cod_Mat and M.Nombre = Proc. Consultas ‘Administración de base de datos’ and semester_cursa = ’2-2009’ Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 33
- 34. Factor de selectividad El DBA • Una vez que se ha construido el árbol de ejecución lógico se debe construir el físico El SMBD Manejo de Memoria • Es una técnica de estimación del tamaño de los resultados intermedios o vistas Restauración (cantidad de registros), por medio de una Concurrencia función de probabilidad Diccionario Datos • Se asume independencia y Proc. Consultas uniformidad en los valores de los atributos Integridad • Se aplica para las selecciones y los join Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 34
- 35. Factor de selectividad El DBA • Uniformidad – Es igualmente probable que una tupla Ti tenga El SMBD un valor C en el atributo Aj. Manejo de Memoria Se lee la Restauración probabilidad de – Los valores de Aj están distribuidos que las tuplas Concurrencia de Ti cumpla la uniformemente entre las tuplas. condición Ai= c Diccionario Datos • Independencia Proc. Consultas – Al ejecutarse la siguiente consulta Integridad se asume que la satisfacibilidad de que la condición cond1 es independiente a la Seguridad satisfacibilidad de la condición cond2. Marzo 2012 Administración de Base de Datos 35
- 36. Factor de selectividad El DBA • Casos Base Los que cumplen la condición El SMBD Valores Manejo de Memoria totales Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 36
- 37. El DBA • Casos base – Factor de selectividad del Join El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 37
- 38. Ejemplo del uso del fs El DBA • Ejemplo – ¿Cuál es el factor de selectividad la condición El SMBD sexo = ‘F’ en la tabla empleado? Manejo de Memoria 1 fs ( Sexo ' F ' , Empleado ) 0 ,5 Restauración 2 – Si la tabla empleados contiene 300.000 Concurrencia registros ¿cuántos registros tiene la siguiente Diccionario Datos vista? Proc. Consultas T1 ( Empleado ) Sexo 'F ' Integridad T1 Empleado fs ( Sexo ' F ' , Empleado ) Seguridad T1 300 . 000 0 ,5 150 . 000 Marzo 2012 Administración de Base de Datos 38
- 39. Costo de un Árbol de ejecución El DBA • Próxima clase – Costo de los Operadores físicos El SMBD • Join Manejo de Memoria • Order by Restauración • Project • Select Concurrencia Diccionario Datos – Evaluar el árbol de ejecución físico. Proc. Consultas • Materialización • Encausamiento Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 39
- 40. Clase de hoy – Modelo de costo El DBA – Costo de los operadores del Algebra Relacional El SMBD • Select Manejo de Memoria • Project. • Order By Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 40
- 41. Modelo de Costos El DBA • Es una herramienta estadística formal para evaluar el costo de un plan físico de El SMBD ejecución. Manejo de Memoria • Se mide en función del tiempo y puede Restauración expresarse en términos de: Concurrencia – Accesos a disco Diccionario Datos – Tiempo del CPU – Costo de comunicación (Sist. Dist) Proc. Consultas – Tiempo de respuesta para un plan de Integridad evaluación de una consulta. Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 41
- 42. Modelo de Costo El DBA El SMBD Manejo de Memoria ¿Cuál es el costo más importante en las Restauración bases de datos centralizadas? Concurrencia Acceso a disco Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 42
- 43. El DBA • Para calcular el costo de acceso a disco necesitamos. El SMBD – Tamaño a cada archivo de datos y vistas Manejo de Memoria • Número de registros • Tamaño de los atributos y los registros Restauración • Tamaño de los bloques Concurrencia – Factor de selectividad • Número de valores distintos, Diccionario Datos • mínimo y máximo de los atributos de búsqueda, Proc. Consultas – Métodos de acceso (organización del archivo) – Índices del archivo Integridad • números de niveles (altura) Seguridad • Tipo (primario, secundario, agrupado) Marzo 2012 Administración de Base de Datos 43
- 44. Cálculo del espacio en disco requerido por una relación El DBA 1. Registros de longitud fija y no extensible N: el número de registro del archivo A El SMBD Ra: el tamaño en bytes de cada registro Manejo de Memoria B: Tamaño en bytes de cada bloque Restauración Concurrencia B NumBloques ( A) N fdb fdb Diccionario Datos Ra Proc. Consultas Integridad Se usa para las tablas base Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 44
- 45. Estimación de costos El DBA 2. Extensibles / Tamaño Fijo El SMBD N Ra Manejo de Memoria NumBloques ( A) B Restauración Concurrencia Se usa para las tablas vista o resultados Diccionario Datos intermedios Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 45
- 46. Estimación de Costos El DBA 4. Tamaño variable El SMBD se usan las mismas fórmulas pero se Manejo de Memoria calcula un promedio de tamaño del registro Restauración Concurrencia RA tamaño promedio de un registro A, Diccionario Datos con técnic as de muestreo. Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 46
- 47. Costo de operadores físicos El DBA • Selección El SMBD • Ordenamiento Manejo de Memoria • Proyección • Reunión Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 47
- 48. Estimación de costos en operaciones físicas: Selección El DBA • Operación Selección El SMBD condicion (R) Manejo de Memoria – Selección sin índices Restauración – Selección con índices Concurrencia – Selección de igualdad Diccionario Datos – Selección de comparación Proc. Consultas – Selecciones complejas (Conjuntivas o Disyuntivas) Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 48
- 49. Selección sin índices El DBA • Considere una operación selección sobre un archivo A y: El SMBD Manejo de Memoria TB A : tamaño que ocupa la relación A Restauración en bloques de disco Concurrencia D : tiempo de acceso a disco Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 49
- 50. Selección sin índices El DBA • Búsqueda lineal El SMBD TB A Manejo de Memoria Costo 2 Restauración Si la condición no es sobre la clave : Concurrencia Diccionario Datos Costo TB A Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 50
- 51. Selección sin índice El DBA • Busqueda binaria – Si el archivo se ordena según el atributo clave El SMBD y la condición es una igualdad. Manejo de Memoria Restauración Costo log 2 (TB A ) Concurrencia – Si la selección no es de igualdad, o no es sobre Diccionario Datos un atribudo clave (y el archivo está ordenado Proc. Consultas según éste atributo) Integridad Costo log 2 (TB A ) (TB f 1) Seguridad TB f : Número de bloques que cumplen con la condición (se calculan con fs) Marzo 2012 Administración de Base de Datos 51
- 52. Selección con índices El DBA El SMBD Manejo de Memoria • Asumimos que los índices son de tipo Restauración árbol B+ y la longitud del camino es Concurrencia siempre la altura del árbol. Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 52
- 53. Selección de igualdad El DBA • Índice primario Se obtiene el número de niveles de índice + 1 El SMBD Manejo de Memoria • Índice agrupado Restauración s cos to niveles _ del _ indice Concurrencia fdb Diccionario Datos s fs ( c , R ) nr s : C ardinalid ad de s elec c ión del atributo de indexac ión Proc. Consultas • Índice secundario Integridad Seguridad cos to s niveles _ del _ indice Marzo 2012 Administración de Base de Datos 53
- 54. Selección de comparación El DBA • Índice primario o agrupado – Si la comparación es Att > v o Att ≥ v se El SMBD puede obtener el primer valor de v en el Manejo de Memoria archivo de datos, de allí se explora hasta el final Restauración – Si la comparación Att < v o Att ≤ v no es Concurrencia necesario usar el índice. Diccionario Datos • Índice secundario Proc. Consultas – Sólo es necesario hallar el primer apuntador a v y recorrer la lista formada por las hojas para Integridad obtener los apuntadores a los diferentes Seguridad bloques del archivo de datos. Marzo 2012 Administración de Base de Datos 54
- 55. Selecciones complejas El DBA • Conjuntivas (c1 and c2) - Índices Simples (índices diferentes por cada El SMBD atributo) Manejo de Memoria - Se verifica si hay un índice sobre alguno de los atributos, se busca sobre éste y se verifica si Restauración cumple las demás condiciones Concurrencia - El más económico es el que tiene el fs más bajo Diccionario Datos - Si hay un índice por cada atributo, se utilizan los distintos índices, se recuperan los elementos y Proc. Consultas luego se interceptan los tres conjuntos Integridad obtenidos. Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 55
- 56. Selecciones Complejas El DBA • Conjuntivas (Cont) • Índices Compuestos El SMBD • Sólo puede utilizarse si cada uno de los atributos Manejo de Memoria están en la condición de selección • El tipo de índice determina el uso de algoritmos Restauración de selección simples Concurrencia • Disyuntiva Diccionario Datos – Se realiza una búsqueda y se realiza la unión de éstas. Proc. Consultas – El hecho de que un sólo atributo no tenga Integridad índice implica una búsqueda lineal de datos. Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 56
- 57. Operación Proyección El DBA • Con duplicados El SMBD B’ Manejo de Memoria For each tupla t in B Restauración Guardar en B’ < t.At1, t.At2, …, t.Ati > B Concurrencia End Diccionario Datos Resultado tabla o relación con registros duplicados Proc. Consultas Integridad • Costo = TBB (recorrer la tabla B) Seguridad • Costo de resultado intermedio – TBB’ (guardar la tabla proyectada) Marzo 2012 Administración de Base de Datos 57
- 58. Operación Proyección El DBA • Sin duplicados El SMBD • Basado en ordenamiento Manejo de Memoria Restauración For each tupla t in B Guardar en B’ < t.At1, t.At2, …, t.Ati > Concurrencia End Diccionario Datos Ordenar B’ en base a los atributos de proyección Proc. Consultas For each tupla t in B’ Guardar t en B’’ sii no existe t en B’’ Integridad End Seguridad Resultado tabla o relación donde los duplicados son eliminados Marzo 2012 Administración de Base de Datos 58
- 59. Operación Proyección El DBA • Costo de proyección El SMBD Manejo de Memoria TB B TB B ' TB B ' log( TB B ' ) Restauración Concurrencia Ordenar B’ Recorrer B Diccionario Datos Generar B’ Proc. Consultas Integridad • Costo de almacenamiento Seguridad TB B '' Tabla proyectada sin duplicados Marzo 2012 Administración de Base de Datos 59
- 60. Operación Proyección El DBA • Basado en HASH Se crea B’ El SMBD For each tupla tj in B’ Manejo de Memoria Aplicar f(tj) #se contruye una tabla hash Restauración en mp si tupla tj en f(ti) / ti = tj Concurrencia Descartar ti Diccionario Datos sino Proc. Consultas Guardar ti en f(ti) Integridad fsi Retornar tuplas en tabla hash Seguridad end Marzo 2012 Administración de Base de Datos 60
- 61. Operación Proyección El DBA • Basado en HASH (costo) – Suponiendo que El SMBD Manejo de Memoria B– se puede almacenar en la tabla hash Restauración TB B TB B ' Concurrencia Sino Diccionario Datos Proc. Consultas TB B 3TB B ' Integridad Aunque este costo puede ser menor que el de ordenamiento, requiere memoria principal Seguridad + Costo de almacenar B’’ Marzo 2012 Administración de Base de Datos 61
- 62. Operación Join El DBA • El operador Join se puede evaluar de varias maneras distintas El SMBD – Nested loop join Manejo de Memoria – Block Nested Loop Join Restauración – Merge sort join – Index Join Concurrencia – Hash Join Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 62
- 63. Nested Loop Join El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia For each tupla tA in A Diccionario Datos For each tupla tB in B If satisfy (tA, tB, Cond) Proc. Consultas Return (tA. tB) End Integridad End End Seguridad RA = cantidad de Costo = TBA + RA*TBB registro de A Marzo 2012 Administración de Base de Datos 63
- 64. Block Nested Loop Join El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia A B Diccionario Datos Este algorito se puede mejorar si se aprovechan los bloques de memoria disponibles Proc. Consultas Si se carga A por bloques el costo seria Integridad Costo = TBA + TBA*TBB Seguridad Si se tienen T bloques disponibles se dejan dos para entrada/salida TB A Costo TB A *TB B T- 2 Marzo 2012 Administración de Base de Datos 64
- 65. Sort-Merge Join El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia A B Diccionario Datos Si ambas tablas están ordenadas sobre los atributos del Join, el costo es el menor Proc. Consultas Costo = TBA + TBB Integridad Si no hay que agregar el costo de ordenación Seguridad Costo = TBA Log(TBA )+ TBB Log(TBB ) +TBA +TBB Marzo 2012 Administración de Base de Datos 65
- 66. Index Join El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia A B Diccionario Datos Se usa si la tabla de la derecha tiene un índice sobre el atributo del Join, el costo es el de leer A y buscar cada Proc. Consultas registro de A por el índice Integridad Costo = TB(A) + CostoBuscar*Ra Seguridad El costo de buscar depende del indice (ver operador select) Marzo 2012 Administración de Base de Datos 66
- 67. Hash Join El DBA • Se dividen las tuplas de cada relación utilizando una función hash tal que: El SMBD ta A, tb B / part ( A , t a ) part ( B , t b ) i .e . h ( t a ) h (tb ) Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 67
- 68. Hash Join El DBA • h es una función que asigna a los atributos de join El SMBD los valores {0,1,..,n-1} Manejo de Memoria • Ha0 .. Ha(n-1) denota las particiones de A inicialmente vacías. Se colocan las tuplas en Hai Restauración con i = h(ta[atributos join]) Concurrencia • Hb0 .. Hb(n-1) denota las particiones de B inicialmente vacías. Se colocan las tuplas en Hbi Diccionario Datos con i = h(tb[atributos join]) Proc. Consultas • Al aplicar la misma función para ambos Integridad particionamientos, cada tupla de A y B que tengan resultados iguales de la función de asociación, Seguridad estarán en la misma partición Marzo 2012 Administración de Base de Datos 68
- 69. Hash Join El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 69
- 70. Video Join El DBA • Videos – Video 1 El SMBD – Video 2 Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 70
- 71. Calcular el costo de un árbol de ejecución El DBA • Una vez que el árbol este optimizado – Se cambian los operadores lógicos por físicos El SMBD p.e join por index join Manejo de Memoria – Si hay mas de un operador posible se debe Restauración verificar el menos costoso – Se calculan los costos de las operaciones por Concurrencia nodo, y el costo de almacenar resultados Diccionario Datos intermedios – Se suman los costos de todos los nodos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 71
- 72. Ejercicio Jugador (DI, Nombre, Apellidos, Juegos(CodEq1, CodEq2, Temporada, FechaNac, Direccion) Fecha, Resultado, CodEquipoGana) El DBA DI: 9 bytes CodEq1: 4 bytes Nombre: 40 bytes CodEq2: 4 bytes El SMBD Apellidos: 40 bytes Temporada: 4 bytes, min : 1902, máximo FechaNac: 8 bytes 2011, valores diferentes, 110 Manejo de Memoria Direccion: 50 bytes Fecha: 8 bytes (162 valores distintos) Resultado: 8 bytes Restauración Num registros: 250.000 CodEquipoGana: 4 bytes (INDICE) Equipo( CodEq, NombreEq, FechaFund, Num registros: 18.000 Concurrencia Ciudad, Liga, Estadio) CodEq: 4 bytes Juega (DIJugador, CodEq, FechaIni, Diccionario Datos NombreEq: 40 bytes FechaFin, Posicion) FechaFund: 8 bytes DIJugador: 9 bytes Proc. Consultas Liga: 2 bytes (Nacional =0, Americana=1) CodEq: 4 bytes Estadio: 50 bytes FechaIni: 8 bytes (un promedio de 20 jug Integridad por año) Num registros: 30 FechaFin: 10 bytes Seguridad Posición: 20 bytes (9 valores distintos) Num registros: 875.000 Marzo 2012 Administración de Base de Datos 72
- 73. El DBA • Consulta: Nombre, apellido y equipo de los jugadores que han participado en la El SMBD temporada 2009 en juegos ganados, y Manejo de Memoria que han jugado en primera base. Restauración – Dé el árbol canónico para q. – Dé el árbol optimizado heurísticamente. Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 73
- 74. El DBA • Suponga que el SMBD se caracteriza por – Disponer de 20 bloques de memoria principal El SMBD para las operaciones AR Manejo de Memoria – Cada bloque ocupa 1024 bytes Restauración – Disponer de los operadores físicos vistos en clase Concurrencia – Materializar los resultados intermedios. Asuma Diccionario Datos registros fijos extensibles para las tablas intermedias y no extensibles para las relaciones Proc. Consultas base Integridad – Indices primarios para las claves primarias, Seguridad todos tienen 4 de altura Marzo 2012 Administración de Base de Datos 74
- 75. Ejemplo de plan de ejecución Caso Oracle El DBA El SMBD SELECT e.employee_id, e.last_name, e.salary, Manejo de Memoria d.department_name, l.city FROM employees e, departments d, locations l Restauración WHERE e.department_id = d.department_id AND d.location_id = l.location_id Concurrencia AND l.city = 'Oxford' Diccionario Datos AND e.salary > 10500 AND e.last_name LIKE '%e%'; Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 75
- 76. El DBA El SMBD Manejo de Memoria Restauración Concurrencia Diccionario Datos Proc. Consultas Integridad Seguridad Marzo 2012 Administración de Base de Datos 76