Sumário
-
Upload
blythe-garza -
Category
Documents
-
view
16 -
download
0
description
Transcript of Sumário
![Page 1: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/1.jpg)
Sumário
1 SQL Embutida
2 Processamento de Consultas
3 Introdução a Transações
4 Recuperação de Falhas
5 Controle de Concorrência
6 Banco de Dados Distribuído
![Page 2: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/2.jpg)
Processamento de Consultas• Extração de informações do BD• Consulta SQL
– adequada para uso humano– não adequada para processamento pelo SGBD
• não descreve uma seqüência de passos (procedimento) a ser seguida
• não descreve uma estratégia eficiente para a implementação de cada passo no que diz respeito ao acesso a nível físico (arquivos do BD)
• O SGBD deve se preocupar com este processamento!– módulo Processador de Consultas
![Page 3: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/3.jpg)
Módulo Processador de Consultas• Objetivo
– otimização do processamento de uma consulta• tradução, transformação e geração de uma estratégia
(plano) de execução• estratégia de acesso
– leva em conta algoritmos predefinidos para implementação de passos do processamento e estimativas sobre os dados
• Vale a pena todo este esforço? Sim!– Tx = tempo para definir e executar uma estratégia
otimizada de processamento
– Ty = tempo para executar uma estratégia não-otimizada de processamento
– Quase sempre: Tx Ty
![Page 4: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/4.jpg)
Etapas de Processamento
Tradução
Transformação
Definição do Plano de Execução
Consulta em linguagem de alto nível
(consulta SQL, p. ex.)
Representação interna(árvore algébrica da consulta)
Representação transformada(árvore otimizada algebricamente)
Plano de Execução(árvore com indicação de
estratégias de acesso)
Processador Run-time
Gerador de Código
Código de Execução
Resultado da Consulta
![Page 5: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/5.jpg)
Etapas de Processamento
Tradução
Transformação
Definição do Plano de Execução
Consulta em linguagem de alto nível
(consulta SQL, p. ex.)
Representação interna(árvore algébrica da consulta)
Representação transformada(árvore otimizada algebricamente)
Plano de Execução(árvore com indicação de
estratégias de acesso)
Processador Run-time
Gerador de Código
Código de Execução
Resultado da Consulta
• análise léxica - cláusulas SQL e nomes válidos• análise sintática - validação da gramática• análise semântica - nomes usados de acordo com a estrutura do esquema• conversão para uma árvore algébrica
da consulta
![Page 6: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/6.jpg)
Árvore (Algébrica) da Consulta• Estrutura que representa o mapeamento da
consulta para a álgebra relacional– uma expressão da álgebra relacional “estendida”
• pode indicar alguma computação (função agregação, atributo calculado, ...)
– nodos folha: relações (do BD ou resultados intermediários)
– nodos internos: operações da álgebra
• Processamento da árvore– nodos internos são executados quando seus operandos
estão disponíveis– são substituídos pela relação resultante– a execução termina quando o nodo raiz é executado
![Page 7: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/7.jpg)
Exemplo de Árvore da Consulta
select m.CRM, m.nome, a.número, a.andarfrom Médicos m, Ambulatórios awhere m.especialidade = ‘ortopedia’and a.andar = 2and m.número = a.número
Médicos Ambulatórios
X
m.especialidade = ‘ortopedia’
a.andar = 2
m.número = a.número
m.CRM, m.nome,
a.número, a.andar
![Page 8: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/8.jpg)
Etapas de Processamento
Tradução
Transformação
Definição do Plano de Execução
Consulta em linguagem de alto nível
(consulta SQL, p. ex.)
Representação interna(árvore algébrica da consulta)
Representação transformada(árvore otimizada algebricamente)
Plano de Execução(árvore com indicação de
estratégias de acesso)
Processador Run-time
Gerador de Código
Código de Execução
Resultado da Consulta
• definição de uma árvore de consulta equivalente
- chega ao mesmo resultado- processa de forma mais eficiente
• também chamada de Otimização Algébrica
![Page 9: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/9.jpg)
Exemplo de Árvore Equivalente
Médicos Ambulatórios
X
m.especialidade = ‘ortopedia’
a.andar = 2
m.número = a.número
m.CRM, m.nome,
a.número, a.andar
Médicos Ambulatórios
X
m.número = a.número
m.CRM, m.nome,
a.número, a.andar
m.especialidade
= ‘ortopedia’
a.andar = 2
![Page 10: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/10.jpg)
Etapas de Processamento
Tradução
Transformação
Definição do Plano de Execução
Consulta em linguagem de alto nível
(consulta SQL, p. ex.)
Representação interna(árvore algébrica da consulta)
Representação transformada(árvore otimizada algebricamente)
Plano de Execução(árvore com indicação de
estratégias de acesso)
Processador Run-time
Gerador de Código
Código de Execução
Resultado da Consulta
análise de alternativas de definição de estratégias de acesso
- escolha de algoritmos para implementação de operações- existência de índices- estimativas sobre os dados (tamanho de tabelas, seletividade, ...)
![Page 11: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/11.jpg)
Exemplo de Plano de Execução
Médicos Ambulatórios
X
m.número = a.número
m.CRM, m.nome,
a.número, a.andar
m.especialidade
= ‘ortopedia’
a.andar = 2 (pesquisa linear)
(pesquisa indexada)
(loop-aninhado)
(processamento pipeline)
![Page 12: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/12.jpg)
Etapas de Processamento
Tradução
Transformação
Definição do Plano de Execução
Consulta em linguagem de alto nível
(consulta SQL, p. ex.)
Representação interna(árvore algébrica da consulta)
Representação transformada(árvore otimizada algebricamente)
Plano de Execução(árvore com indicação de
estratégias de acesso)
Processador Run-time
Gerador de Código
Código de Execução
Resultado da Consulta
![Page 13: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/13.jpg)
Etapas de Processamento
Tradução
Transformação
Definição do Plano de Execução
Consulta em linguagem de alto nível
(consulta SQL, p. ex.)
Representação interna(árvore algébrica da consulta)
Representação transformada(árvore otimizada algebricamente)
Plano de Execução(árvore com indicação de
estratégias de acesso)
Processador Run-time
Gerador de Código
Código de Execução
Resultado da Consulta
FOCO:OTIMIZADOR DE
CONSULTA
![Page 14: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/14.jpg)
Otimização Algébrica
• Objetivo do passo de Transformação– entrada: árvore da consulta inicial– saída: árvore da consulta otimizada (pode manter
a mesma árvore)
• Base– regras de equivalência algébrica
• devem ser conhecidas pelo otimizador para que possam ser geradas transformações válidas
– algoritmo de otimização algébrica• indica a ordem de aplicação das regras e de outros
processamentos de otimização
![Page 15: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/15.jpg)
Regras de Equivalência
1. Cascata de Seleções
c1 c2 ... cn (R) c1 (c2 (... (cn (R))))
2. Comutatividade de Seleções
c1 (c2 (R)) c2 (c1 (R))
3. Cascata de Projeções
listaAtributos1 (R) listaAtributos1 (listaAtributos2 (...(listaAtributosN (R))))
- válido em que situação?
![Page 16: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/16.jpg)
Regras de Equivalência
4. Comutatividade de Seleções e Projeções
a1, a2 , ..., an (c (R)) c (a1, a2 , ..., an (R))
- válido em que situação?
5. Comutatividade de Operações Produtórias (“X”)
R “X” S S “X” R
- por “X” entenda-se: X ou X ou
- a ordem dos atributos e tuplas do resultado não é relevante
![Page 17: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/17.jpg)
Regras de Equivalência6. Comutatividade de Seleções e Operações Produtórias
(a) c (R “X” S) (c (R)) “X” S ou
(b) c (R “X” S) (c1 (R)) “X” (c2 (S)) - válidas em que situações?
7. Comutatividade de Projeções e Operações Produtórias
(a) listaAtributos1 (R “X” S) (listaAtributos2 (R)) “X” S ou
(b) listaAtributos1 (R “X” S) (listaAtributos2 (R)) “X” (listaAtributos3 (S))ou
(c) listaAtributos1 (R “X” S) listaAtributos1 ((listaAtributos2 (R)) “X”
(listaAtributos3 (S)))- válidas em que situações?
![Page 18: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/18.jpg)
Regras de Equivalência
8. Comutatividade de Operações de Conjunto
R S S R e
R S S R
- por quê a “” não é comutativa?
9. Associatividade de Operações Produtórias e de Conjunto (“X”)
(R “X” S) “X” T R “X” (S “X” T)
- por “X” entenda-se: X ou X ou ou ou -por quê a “” não é associativa?
![Page 19: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/19.jpg)
Regras de Equivalência
10. Comutatividade de Seleção e Operações de Conjunto (“”)
11. Comutatividade de Projeção e União
c (R “” S) (c (R)) “” (c (S))
- por “” entenda-se: ou ou
listaAtributos (R S) (listaAtributos (R)) (listaAtributos (S))
- por quê a “” e a “” não são comutativas?
![Page 20: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/20.jpg)
Regras de Equivalência
12. Fusão de Seleções e Operações Produtórias
(a) c (R X S) R X = c S ou
(b) c (R X S) R S ou
(c) R X = c S R S
- válidas em quais situações?
c
c
![Page 21: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/21.jpg)
Algoritmo de Otimização Algébrica
• Algoritmo de alto (altíssimo!) nível
• Composto de 6 grandes passos
• Passo 1– aplicar a regra 1
• desmembrar operações de seleção• maior flexibilidade para mover seleções
• Passo 2– aplicar as regras 2, 4, 6 e 10
• objetivo– mover seleções para níveis inferiores da árvore o máximo
possível
![Page 22: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/22.jpg)
Algoritmo de Otimização Algébrica
• Passo 3– aplicar as regras 5 e 9
• mudar de posição sub-árvores envolvidas em operações produtórias
• objetivos– combinar prioritariamente sub-árvores com menor número
de dados» investigar sub-árvores com seleções mais restritivas
– evitar produtos cartesianos» combinações sem atributos de junção
• como saber quais as seleções mais restritivas?– análise do grau de seletividade de um predicado
» estatística geralmente mantida no DD
![Page 23: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/23.jpg)
Grau de Seletividade (GS)
• Definido pela seguinte razão– GS = tp(R) / |R|, onde tp(R) é o número de tuplas que
satisfazem o predicado em uma relação R e |R| é o número de tuplas em R (GS [0,1])
• GS pequeno ( 0) seleção mais restritiva
• Um atributo chave ac possui baixo GS em predicados de igualdade– GS(ac) = 1 / |R|
• Geralmente mantém-se uma estimativa de distribuição uniforme de valores de atributos– GS(ai) = (|R| / V(ai)) / |R| = 1 / V(ai), onde V(ai) é o número
de valores distintos de ai
![Page 24: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/24.jpg)
Algoritmo de Otimização Algébrica• Passo 4
– aplicar a regra 12• otimizar operações produtórias
• Passo 5– aplicar as regras 3, 4, 7 e 11
• desmembrar e mover projeções para níveis inferiores da árvore, tanto quanto possível, definindo novas projeções conforme se faça necessário
• Passo 6– identificar sub-árvores que representem grupos de
operações que possam ser executadas por um único algoritmo
• defina-os uma única vez (uma única sub-árvore) na “árvore”
![Page 25: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/25.jpg)
Passo 6 - Exemplo
R S
r1, s1, s2, t1, t2
r1 = x s1 > y
S
s1 > y
T
t2 < z
R
r1, s1, s2, t1, t2
r1 = x
S
s1 > y
T
t2 < z
X X
![Page 26: Sumário](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022062517/56813697550346895d9e25d2/html5/thumbnails/26.jpg)
Exercício – Operadores Lógicos• Considerando que p1, p2 e p3 são
predicados de seleção, explique por quê as leis abaixo são úteis no algoritmo de otimização algébrica
• Leis de De Morgan(a) (p1 p2) ( p1) ( p2)
(b) (p1 p2) ( p1) ( p2)
• Leis da Distributividade(a) p1 (p2 p3) (p1 p2) (p1 p3)
(b) p1 (p2 p3) (p1 p2) (p1 p3)