39、实用物理设计与查询编译技术详解

实用物理设计与查询编译技术详解

1. 引言

在现代数据库系统中，物理设计和查询编译是两个至关重要的概念。物理设计决定了数据在底层存储中的具体表示方式，而查询编译则是将用户查询转换为高效执行计划的过程。本文将深入探讨如何在不引入新查询操作符的情况下，将数据库中常用的各种更复杂的数据编码方式融入物理设计中。这包括指针、哈希、用户定义函数、两级存储等。我们将通过一个假设的ACME公司工资单系统示例来说明这些概念和技术。

2. 引用、指针和链式结构

物理设计中最强大的惯用语之一依赖于底层数据存储基于RAM模型的假设。当搜索键对应于指向存储的指针值时，可以以恒定时间访问位于此类存储中的记录。实际上，在RAM模型中，解引用指针值是数据访问的最终手段。请注意，这种惯用语不仅适用于主内存数据，也适用于存储在提供接近随机访问的外部设备上的数据，例如磁盘。

2.1 访问路径和简单扫描

假设ACME的数据库管理员部门已经确定了一个非常简单的物理设计，其中所有员工信息都记录在一个主内存数组中。伪代码如下所示：

员工数组[1到 n]的整数 emp-salary 整数 emp-num 字符串 emp-name.

为了在一阶逻辑中捕捉这种物理设计，我们考虑以下能力：

1. 符号 emp-array0/3 用于捕获扫描 emp-array 中所有条目的能力；
2. 符号 emp-array1/3 用于捕获扫