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关系查询处理和查询优化

还有数据库恢复(小声)

本篇文章记录了第19&20次作业

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1、假设关系R(A,B)和S(B,C,D)情况如下：

R有20 000个元组，S有1 200个元组，一个块能装40个R的元组，能装30个S的元组，估算下列操作需要多少次磁盘块读写。

(1) R上没有索引，select * from R;

解答：这里是要select*，没有限定条件，就直接全表扫描一遍，需要$\frac{20000}{40}=500$次 。

(2) R中A为主码，A有3层B+树索引，select * from R where A=10;

解答：3层B+树每层的元素肯定不到40。三次查找加上最后一次读写，一共需要4次读写。

(3) 嵌套循环连接R$\bowtie$S;

解答：$cost=Br+BrBs/(K-1)+(Frs\ast Nr\ast Ns)/Mrs$,在这里内存缓冲区块数K和存放连接结果的块因子Mrs都不知道，故无解。

注：Br与Bs是R、S分别占用的内存块数，Frs连接选择率。

(4) 排序合并连接R$\bowtie$S,区分R与S在B属性上已经有序和无序两种情况。

解答：有序：$cost=Br+Bs+(Frs\ast Nr\ast Ns)/Mrs$，这里Mrs和Frs都不清楚，故无法计算。

无序则需要加上对B个块文件排序的代价：$(2\ast B)+(2\ast B\ast {\log }_{2}B)$,R表有500块，S表40块，分别代入得R排序代价约为11000次，S排序代价约为480次，，总共11480次。

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2、对学生-课程数据库，查询信息系学生选修了的所有课程名称。

SELECT Cname	FROM Student,Course,SC	WHERE Student.Sno=SC.Sno AND SC.Cno=Course.Cno AND Student.Sdept='IS';

试画出用关系代数表示的语法树，并用关系代数表达式优化算法对原始的语法树进行优化处理，画出优化后的标准语法树。

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3、对于下面的数据库模式

 Teacher(Tno,Tname,Tage,Tsex);

 Department(Dno,Dname,Tno);  Work(Tno,Dno,Year,Salary).  假设Teacher的Tno属性、Department的Dno属性以及Work的Year属性上有B+树索引，说明下列查询语句的一种较优的处理方法。

(1) select * from teacher where Tsex =‘女’;

解答：直接全表扫描。

(2) select * from department where Dno < 301;

解答：全表扫描，这里的条件是"<",且数据小。

(3) select * from work where Year <> 2000;

解答：不等于的话只能全表扫描了，毕竟只有少数的元组不用读取

(4) select * from work where year > 2000 and salary < 5000 ;

解答：利用Year的B+树索引。这里Year>2000,很容易用B+树找到。

(5) select * from work where year < 2000 or salary < 5000 ;

解答：这里使用的是OR，满足子句中一种条件就行了，应该利用全表扫描。

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4、对于上题中的数据库模式，有如下的查询:

SELECT Tname	FROM Teacher,Department,Work	WHERE Teacher.Tno=Work.Tno AND Department.Dno=Work.Dno AND Department.Dname='计算机系' AND Salary>5000;

 画出语法树以及用关系代数表示的语法树，并对关系代数语法树进行优化，画出优化后的语法树。

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5、考虑下图所示的日志记录：

(1) 如果系统故障发生在14之后，说明哪些事务需要重做，哪些事务需要回滚。

解答：T1和T3都提交了，T4还未提交，T2已回滚。故T1,T3重做，T4回滚。

(2) 如果系统故障发生在10之后，说明哪些事务需要重做，哪些事务需要回滚。

解答：T1重做，T3回滚。

(3) 如果系统故障发生在9之后，说明哪些事务需要重做，哪些事务需要回滚。

解答：T1重做，T2,T3回滚。

(4) 如果系统故障发生在7之后，说明哪些事务需要重做，哪些事务需要回滚。

解答：T1重做，T2回滚。

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6、考虑题5所示的日志记录，假设开始时A、B、C的值都是0；

(1) 如果系统故障发生在14之后，写出系统回复后A、B、C的值；

解答：A=8,B=7,C=11.

(2) 如果系统故障发生在12之后，写出系统回复后A、B、C的值；

解答：A=10,B=0,C=11.

(3) 如果系统故障发生在10之后，写出系统回复后A、B、C的值；

解答：A=10,B=0,C=11.

(4) 如果系统故障发生在9之后，写出系统回复后A、B、C的值；

解答：A=10,B=0,C=11.

(5) 如果系统故障发生在7之后，写出系统回复后A、B、C的值；

解答：A=10,B=0,C=11.

(6) 如果系统故障发生在5之后，写出系统回复后A、B、C的值；

解答：A=0,B=0,C=0.

      参考文献： [1]萨师煊，王珊，数据库系统概论.5版.北京:高等教育出版社,2014.

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