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Optimización de Preguntas

Optimización de Preguntas. Optimización de preguntas. Optimización: pregunta  plan costo ópt. costo = CPU + I/O + COMUNICACIONES Necesario para responder eficientemente Posible con lenguajes no procedurales (ej. SQL)

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  1. Optimización de Preguntas

  2. Optimización de preguntas • Optimización: pregunta  plan costo ópt. costo = CPU + I/O + COMUNICACIONES • Necesario para responder eficientemente • Posible con lenguajes no procedurales (ej. SQL) • leng. no procedural: se dice qué se quiere obtener y no cómo obtenerlo (algoritmo, uso de índices...) • sistemas con lenguajes procedurales: ej. IMS (jerárquico) o CODASYL (en red)

  3. Ejemplo motivador • La optimización es posible y necesaria • Las distintas estrategias requieren costes muy distinto • Debe ser un proceso automático • depende del momento concreto en la vida de la BD • es complicado saber qué estrategia es mejor • Nunca se esta seguro (estimaciones)

  4. Etapas en la optimización • Convertir la pregunta en una representación interna (álgebra relacional, árbol sintáctico) • Transformar la pregunta en una forma canónica (reglas sintácticas y semánticas) • Escoger los procedimientos de bajo nivel candidatos (para cada operador) • ¿índices? ¿clustering? ¿rango y núm. valores? • Generar los planes y escoger el más barato • usar heurísticos para reducir búsqueda

  5. Optimización sintáctica • Entrada: expresión álgebra relacional • Salida: expr. álgebra relacional equivalente • operaciones de idempotencia, propagar ctes. • operación selección se baja en el árbol • operación proyección se baja en el árbol • agrupar selecciones y proyecciones • Idea: reducir tamaño de las relaciones a combinar con la operación join

  6. Optimización semántica • Transformar la pregunta en otra que devuelve las misma tuplas • Utilizar conocimiento semántico de la BD • restr. integridad, dependencias funcionales, claves extranjeras, reglas semánticas • En general, la opt. sem. es un proceso caro, por lo que los SGBD comerciales no la aplican. Se suele basar en técnicas de Int. Artificial.

  7. Optimización física: Selección • Algoritmos • Búsqueda lineal • Búsqueda binaria • Empleo de índices (de distintos tipos) • Selectividad de una condición • % de la relación que satisface la condición • Ejecutar primero las selecciones de mayor selectividad

  8. Optimización física: Join • Algoritmos • Ciclo anidado (Nested Loops) o fuerza bruta • Sort-Join (Sort Merge) • Join con índice en una de las relaciones • Join con índice para cada relación • Hash-Join

  9. Optimización física: otras op. • Proyecciones: fácil de implementar (hay que recorrer todas las tuplas) • Producto cartesiano: muy costosa • Evitarla • Unión, Intersección, Diferencia • Primero se ordenan las dos relaciones

  10. Generar los planes y escoger el más barato • Planes para responder a la pregunta, y su costo • Cada plan se construye combinando el conjunto de procedimientos candidatos posibles. • Calcular el costo es complicado  hay que estimar tamaños de resultados intermedios (estadísticas de la BD, en el catálogo). • Calcular el orden óptimo de ejecución de joins • N! posibilidades de ejecutar un join entre N relaciones • Evitar resultados intermedios (subir selecciones) • Usar heurísticos para reducir la búsqueda

  11. Optimización del costo:CPU + I/O + COM • BD centralizadas • generalmente se tiene en cuenta sólo costo I/O • BD distribuidas en Redes Area Amplia (WAN) • generalmente, sólo costo COM. • BD distribuidas en Redes de Area Local (LAN) • generalmente, costos I/O y COM. • BD en servidores paralelos • influyen los tres: CPU, I/O y COM.

  12. Optimización en Oracle • Optimización basada en reglas o basada en costes (seleccionado por el usuario) • EXPLAIN PLAN: ver como se ejecutará una sentencia SQL • No hay optimización semántica • hasta Oracle 8, incluido • Se puede influir en el uso o no de índices (no recomendado)

  13. Conclusiones • Los SGBD realizan optimización de preguntas • son inútiles algunas reformulaciones de preguntas • Algunas optimizaciones (todavía) no son realizadas por los SGBD (ej. optimización semántica) • hay que reformular algunas preguntas • El proceso de optimización de preguntas es complejo y cada SGBD lo hace distinto. • hay que consultar el manual del SGBD concreto. • Es necesario conocer cómo se procesan las preguntas para realizar el DISEÑO FÍSICO. • cuándo es útil usar índices o hash o no utilizarlos. • saber que el join es costoso --> reducir número de joins.

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