第九章 关系系统及其查询优化

一单项选择题

1 设E是关系代数表达式，F1，F2是选取条件表达式，则有______。

A σF1（σF2（E））≡σF1∨F2（E）

B σF1（σF2（E））≡σF1∧F2（E）

C σF1（σF2（E））≡σF1（E）

D σF1（σF2（E））≡σF2（E）

2 设E是关系代数表达式，F是选取条件表达式，并且只涉及A1，…，An属性，则有____。

A σF（πA1，…，An（E））≡πA1，…，An（σF（E））

B σF（πA1，…，An（E））≡πA1，…，An（E）

C σF（πA1，…，An（E））≡πA1（σF（E））

D πA1，…，An（σF（E））≡πA1，…，An（σF（πA1，…，An，B1，…Bm（E）））

3 如果条件F形为F1∧F2，F1仅涉及到E1中的属性，F2仅涉及到E2中的属性，则有_____。

A σF（E1×E2）≡σF1（E1）×σF2（E2）

B σF（E1×E2）≡σF1（σF1（E1）×σF2（E2））

C σF（E1×E2）≡σF2（σF1（E1）×σF2（E2））

D σF（E1×E2）≡σF1（E2）×σF2（E1）

4 如果一个系统定义为关系系统，则它必须___________。

A 支持关系数据库

B 支持选择、投影和连接运算

C A和B均成立

D A和B都不需要

5 如果一个系统为表式系统，则它支持__________。

A 关系数据结构

B A与选择、投影和连接运算

C A与所有的关系代数操作

D C与实体完整性、参照完整性

6 如果一个系统为关系完备系统，那么它支持___________。

A 关系数据结构

B A与选择、投影和连接运算

C A与所有的关系代数操作

D C与实体完整性、参照完整性

7 如果一个系统为全关系系统，那么它支持___________。

A 关系数据结构

B A与选择、投影和连接运算

C A与所有的关系代数操作

D C与实体完整性、参照完整性

8 关系代数表达式的优化策略中，首先要做的是__________。

A 对文件进行预运算

B 尽早执行选择运算

C 执行笛卡尔积运算

D 投影运算

9 在关系代数运算中，最费时间和空间的是_________________。

A 选择和投影运算

B 除法运算

C 笛卡尔积和连接运算

D 差运算

10 在关系代数表达式的等价优化中，不正确的叙述是____________。

A 尽可能早的执行连接运算

B 尽可能早的执行选择运算

C 尽可能早的执行投影运算

D 把笛卡尔积和随后的选择合并成连接运算

11 根据系统所提供的存取路径，选择合理的存取策略，这种优化方式称为__________。

A 物理优化

B 代数优化

C 规则优化

D 代价估算优化

二填空题

1 关系系统的查询优化既是关系数据库管理系统实现的关键技术，又是关系系统的优点。因为用户只要提出_____________，不必指出______________。

2 在关系代数运算中，___________和__________________运算最费时间和空间。究竟应采用什么样的策略才能节省时间和空间，这就是优化的准则。

3 在优化算法中，首先应将形如σF1∧F2∧…∧Fn（E）变换为___________________________。

4 在RDBMS中，通过某种代价模型计算各种查询的执行代价。在集中式数据库中，查询的执行开销主要包括________________和_________________代价。在多用户数据库中，还应考虑查询的内存代价开销。

三问答题

1 为什么要对关系代数表达式进行优化？

答：

2 代数查询优化的总目标是什么？

答：代数查询优化的总目标是：选取有效地存取路径，求得给定关系代数表达式的值。

3 有哪3条启发式优化规则？对优化起什么作用？

答：3条启发式优化规则是：尽可能早的执行选择运算；尽可能早的执行投影运算；把笛卡尔积与附近的一连串选择和投影合并起来做。

使用这3条启发式优化规则可以使计算时尽可能减少中间关系的数据量。

4 查询优化有哪些途径？

答：查询优化有多种途径。一种途径是对查询优化语句进行变换，例如改变基本运算的次序，使查询语句执行起来更有效。这种查询优化方法仅涉及查询语句本身，而不涉及存取路径，称为独立于存取路径的优化，或代数优化。查询优化的另一种途径是根据系统所提供的存取路径，选择合理的存取策略，这称为依赖于存取路径的优化，或物理优化。

四应用题

1 设教学数据库有3个关系：

S（S#，SNAME，AGE，SEX）

C（C#，CNAME，TEACHER）

SC（S#，C#，GRADE）

用户有一查询语句：检索不学“数据库”课程的学生姓名与年龄。

（1）试写出该查询的关系代数表达式；

（2）试写出查询优化的关系代数表达式；

（3）画出该查询初始的关系代数表达式的语法树；

（4）使用优化算法，对语法树进行优化，并画出优化后的语法树。

2 在上题的教学数据库S，C和SC中，用户有一查询语句：检索女同学选修课程的课程名和任课教师名。

（1）试写出该查询的关系代数表达式；

（2）试写出经查询优化的关系代数表达式。

（3）画出该查询初始的关系代数表达式的语法树；

（4）使用优化算法，对语法树进行优化，并画出优化后的语法树。

3已知一个关系数据库的模式如下：

S（SNO，SNAME，SCITY）

P（PNO，PNAME，COLOR，WEIGHT）

J（JNO，JNAME，JCITY）

SPJ（SNO，PNO，JNO，QTY）

其中，S表示供应商，它的各属性依次为：供应商号、供应商名和供应商所在城市；P 表示零件，它的各属性依次为：零件号、零件名、零件颜色和零件重量；J表示工程，它的各属性依次为：工程号、工程名和工程所在城市；SPJ表示供货关系，它的各属性依次为：