29、数据库查询编译与物理设计基础

数据库查询编译与物理设计基础

1. 引言

数据库技术的快速发展使得现代企业能够更高效地管理和处理大量数据。物理设计和查询编译是数据库管理系统中的两个核心概念，它们确保了用户能够以高效且透明的方式访问和操作数据。本文将探讨如何使用一阶逻辑（FOL）作为工具，帮助我们更好地理解和实现物理设计与查询编译。

1.1 逻辑与物理设计

数据库系统中的信息大致可以分为数据和元数据。例如，一家名为ACME的公司需要管理其员工信息、薪资等数据。这些数据包括：
- 玛丽是一名员工。
- 玛丽的员工编号是3412。
- 玛丽的薪水是72000。

而元数据则包括：
- 存在一种称为员工的实体。
- 员工具有员工编号、姓名和薪水等属性。
- 每个员工实体具有员工编号、姓名和薪水属性。
- 员工通过其员工编号来识别。

ACME公司使用关系型数据库技术开发了一个信息系统，称为工资单。该系统包括一个带有大容量存储的计算机系统和两个独立的部门，分别称为APS（应用程序）和DBA（数据库管理）。DBA负责选择文件格式和数据结构，以物理编码工资单数据在大容量存储上，以最佳方式利用计算机系统。这需要对工资单元数据、工资单数据量和典型工作负载有所了解。DBA的职责包括对物理设计负责。

1.2 查询编译

查询编译是将用户请求从纯粹的概念和特定领域的数据理解方式（通常称为逻辑设计）转换为高效的可执行程序，称为查询计划。查询计划通过它们的低级通常是迭代器接口访问各种具体的数据源来评估请求。物理设计和逻辑设计之间的关系可以通过图1.1来表示：