第九章关系统及其查询优化
第九章关系查询处理和查询优化
9.1 关系数据库系统的查询处理 (1)
9.1.1 查询处理步骤 (1)
9.1.2 实现查询操作的算法示例 (2)
9.2 关系数据库系统的查询优化 (5)
9.2.1关系系统及其查询优化 (5)
9.2.2 一个实例 (5)
9.3 代数优化 (7)
9.3.1 关系代数等价变换规则 (7)
9.3.2 查询树的启发优化 (8)
9.4 物理优化 (16)
本章的目的是使读者初步了解RDBMS查询处理的基本步骤，查询优化的概念，基本方法和技术，为数据库应用开发中利用查询优化技术提高查询效率和系统性能打下基础9.1 关系数据库系统的查询处理
查询处理的任务实把用户提交给RDBMS的查询语句转换为高效的执行计划
9.1.1 查询处理步骤
RDBMS查询处理分为4阶段：查询分析，查询检查，查询优化和查询执行，
1．查询分析
对查询语句进行扫描，词法分析和语法分
析
2．查询检查
根据数字字典对合法的查询语句进行语
义检查，既检查语句中的数据库对象，如属性名，
关系名，是否存在和是否有效。如果该用户没有
相应的访问权限或违反了完整性约束，就拒绝执行该查
询。检查通过后便把SQL查询语句转换成等价的关系代数
表达式。
3查询优化
查询优化有多种方法。按照优化的层次一般可分为
代数优化和物理优化，代数优化是指关系代数表达式的优
化，即按照一定的规则，改变代数表达式中操作的次序和
组合，使查询执行更高效；物理优化则是指存取路径和底
层操作算法的选择。
4查询执行
9.1.2 实现查询操作的算法示例
简单介绍选择操作和连接操作的实现算法，确切的说是算法思想。每一种操作有多种执行这个操作的算法，这里只介绍最主要的几个算法。
一．选择操作的实现
例1 Select*from student where<条件表达式>；
C1：无条件；
C2：Sno=’200215121’;
C3：Sage>20;
C4：Sdept=’CS’ AND Sage>20;
1 简单的全表扫描方法
对查询的基本表顺序扫描，逐一检查每个元素是否满足选择条件，把满足条件的元组作为结果输出。对于小表，这种方法简单有效。对于大表顺序扫描十分费时，效率很低。
2．索引（或散列）扫描方法
如果选择条件中的属性上有索引（例如B+树索引或Hash索引），可以用索引扫描方法。通过索引先找到满足条件的元组主码或元组指针，再通过元组指针直接在查询的基板表中找到元组。
例1—C2 以C2为例，Sno=’200215121’，并且Sno上有索引（或Son是散列码），则可以使用索引（或散列）得到Sno为’200215121’元组的指针，然
后通过元组指针在student表中检索到该学生。
例1—C3 以C3为例，Sage>20，并且Sage上有B+树索引，则可以使用B+树索引找到Sage=20的索引项，以此为入口点在B+树的顺序集上得到Sage>20
的所有元组指针，然后通过元组指针在student表中检索到所有年龄大
于20的学生。
例1—C4 以C4为例，Sdept=’CS’AND Sage>20，如果Sdept和Sage上都有索引，一种算法是：分别用上面两种方法分别找到Sdept=’CS’的一组
元组指针和Sage>20的另一组元组指针，求这两组指针的交集，再到
student表中检索，就得到计算机系年龄大于20的学生。
另一种算法是：找到Sdept=’CS’的一组元组指针，通过这些元组指针到student表中检索，并对得到的元组检查另一些选择条件（如
Sage>20）是否满足，把满足条件的元组作为结果输出。
二．连接操作的实现
例2 SELECT*FROM Student,SC WHERE Student.Sno=SC.Sno；
1．嵌套循环方法（nested loop）
对外层循环（Student）的每一个元组（s），检索内循环（SC）中的每一个元组（sc），并检查这两个元组在连接属性（sno）上是否相等.如果满足连接条件，则串接后作为结果输出，直到外层循环表中的元组吃力完为止。
2．排序-合并方法（sort-merge join 或merge join ） 用排序-合并方法的步骤是：
① 如果连接的表没有排好序，首先对Student 表和SC 表按连接属性Sno 排序； ② 取Student 表中第一个Sno ，依次扫描SC 表中具有相同Sno 的元组；把它们
连接起来；
③ 当表扫描到Sno 不相同的第一个SC 元组时，返回Student 表扫描它的下一个元组，再扫描SC 表中具有相同Sno 的元组；把它们连接起来。 重复上述步骤直到Student 表扫描完。
这样Student 表和SC 表都只要扫描一遍。当然，如果2个表原来无序，执行时间要加上对两个表的排序时间。即使这样，对于两个大表，先排序后使用sort-merge join 方法执行连接，总的时间一般仍会大大减少。
3．索引连接（index join ）方法 用索引连接方法的步骤是：
① 在SC 表上建立属性Sno 的索引，如果原来没有的话。
② 对Student 中每一个元组，由Sno 值通过SC 的索引查找相应的SC 元组； ③ 把这些SC 元组和Student 元组连接起来。 循环执行②③，直到Student 表中的元组处理完为止。 4．Hash Join 方法
把连接属性作为hash 码，用同一个函数把R 和S 中的元组散列到同一个文件hash
95001… 95002… 95003… 95004… ……
中。第一步，划分阶段（partitioning phase）,对包含较少元素的表（比如R）进行一边处理，把它的元组按hash函数分散到hash表的桶中；第二步，试探阶段（probing phase）,也称为连接阶段（join phase），对另一个表（S）进行一边处理，把S的元组散列到适当的hash桶中，并把元组与桶中所有来自R并与之相配的元组连接起来。
以上的算法思想可以推广到更加一般的多个表的连接算法上。
9.2 关系数据库系统的查询优化
查询优化在关系数据库系统中有着非常重要的地位。关系数据库系统和非过程化的SQL之所以能够取得巨大的成功，关键是得益于查询优化技术的发展。关系查询优化是影响RDBMS性能的关键因素。
9.2.1关系系统及其查询优化
关系系统的查询优化既是RDBMS实现的关键技术又是关系系统的优点所在。它减轻了用户选择存取路径的负担。
系统优化可以比用户程序的“优化”做得更好。这是因为：
（1）优化器可以从数据字典中获取许多统计信息，例如关系中的元组数、关系中每个属性值的分布情况等。优化器可以根据这些信息选择有效的执行计划，
而用户程序则难以获得这些信息。
（2）如果数据库的物理统计信息改变了，系统可以自动对查询进行重新优化以选择相适应的执行计划。在非关系系统中必须重写程序，而重写程序在实际应
用中往往是不太可能的。
（3）优化器可以考虑数百种不同的执行计划，而程序员一般只能考虑有限的几种可能性。
（4）优化器中包括了很多复杂的优化技术，这些优化技术往往只有最好的程序员才能掌握。系统的自动优化相当于使得所有人都拥有这些优化技术。
在集中式数据库中，查询的执行开销主要包括：
总代价=I/O代价+CPU代价+内存代价
9.2.2 一个实例
例求选修了2号课程的学生姓名。用SQL语言表达：
SELECT Student.Sname
FROM Student, SC
WHERE Student.Sno=SC.Sno AND https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,o=‘2’;
假定学生课程数据库中有1000个学生记录，10000个选课记录，其中选修2号课程的选课记录为50个。
系统可以用多种等价的关系代数表达式来完成这一查询
Q1=πSname(σStudent.Sno=SC.Sno∧https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,o=‘2’(Student×SC))
Q2=πSname(σhttps://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,o=‘2’(Student∞SC))
Q2=πSname(Student∞σhttps://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,o=‘2’(SC))
还可以写出几种等价的关系代数表达式，但分析这三种就足以说明问题了。后面将看到由于查询执行的策略不同，查询时间相差很大。
一、第一种情况
1、计算广义笛卡尔积
设一个块能装10个Student元组或100个SC元组，在内存中存放5块Student元组和1块SC元组，则读取总块数为：
1000 1000 10000
—— + ——×—— =100+20×100=2100块
10 10×5 100
其中读Student表100块。读SC表20遍，每遍100块。若每秒读写20块，则总计要花105s。
连接后的元组数为103×104=107。设每块能装10个元组，则写出这些块要用106/20=5×104s。
2、作选择操作
依次读入连接后的元组，按照选择条件选取满足要求的记录。假定内存处理时间忽略这一步读取中间文件花费的时间（同写中间文件一样）需5×104s。满足条件的元组假设仅50个，均可放在内存。
3、作投影
把第2步的结果在Sname上作投影输出，得到最终结果。
因此第一种情况下执行查询的总时间≈105+2×5×104≈105s。
二、第二种情况
1、计算自然连接
写出这些元组时间为104/10/20=50s
2、读取中间文件块，执行选择运算，花费时间也为50s。
3、把第2步结果投影输出。
第二种情况总的执行时间≈105+50+50≈205s。
三、第三种情况
1、先对SC表作选择运算，只需读一遍SC表，存取100块花费时间为5s，因为满
足条件的元组仅50个，不必使用中间文件。
2、读取Student表，把读入的Student元组和内存中的SC元组作连接。也只需读一遍Student表共100块花费时间为5s。
3、把连接结果投影输出。
第三种情况总的执行时间≈5+5≈10s。
假如SC表的Cno字段上有索引，若Student表在Sno上也有索引，总的存取时间将进一步减少到数秒。
这个简单的例子充分说明了查询优化的必要性，同时也给出一些查询优化方法的初步概念。如当有选择和连接操作时，应当先做选择操作，这样参加连接的元组就可以大大减少。下面给出优化的一般策略。
9.3 代数优化
9.3.1 关系代数等价变换规则
各种查询语言都可以转换成关系代数表达式。因此关系代数表达式的优化是查询优化的基本课题。关系代数表达式的优化利用关系代数表达式的等价变换规则。
两个关系表达式E1和E2是等价的，可记为E1≡ E2。
常的用的等价变换规则有：
1．连接、笛卡尔积的交律
设E1和E2是关系代数表达式，F是连接运算的条件，则有：
E1×E2≡E2×E1
E1∞E2≡E2∞E1
E1∞E2≡E2∞E1
F F
2、连接、笛卡尔积的结合律
设E1，E2，E3是关系代数表达式，F1和F2是连接运算的条件，则有：
（E1×E2）×E3≡E1×（E2×E3）
（E1∞E2）∞E3≡E1∞（E2∞E3）
（E1∞E2）∞E3≡E1∞（E2∞E3）
F1 F2 F1 F2
3、投影的串接定律
ЛA1,A2,…，An(ЛB1,B2,…,Bm(E))≡ЛA1,A2,…,An(E)
这里E是关系代数表达式，A i（i=1,2,…,n）,B j(j=1,2,…,m)是属性名且{A1，A2，…,A n}构成{B1，B2,…,B n}的子集。
4、选择的串接定律
σF1（σF2（E））≡σF1∧F2(E)
这里，E是关系代数表达式，F1，F2是选择条件。选择的串接律说明选择条件可以
合并。这样一次就可检查全部条件。
5、选择与投影的交换律
σF（ЛA1,A2,…，An(E)）≡ЛA1,A2,…,An(σF (E))
这里，选择条件F只涉及属性A1,A2,…,A n。若F中有不属于A1,A2,…,A n的属性B1,B2,…,B m则有更一般的规则：
ЛA1,A2,…，An(σF (E))≡ЛA1,A2,…,An(σF(ЛA1,A2,…,An,B1,B2,…,Bm (E)))
6、选择与笛卡尔积的交换律
如果F中涉及的属性都是E1中的属性，则
σF（E1×E2）≡σF（E1）×E2
如果F=F1∧F2，并且F1只涉及E1中的属性，F2只涉及E2中的属性，则可推出：σF（E1×E2）≡σF1（E1）×σF2（E2）
若F1只涉及E1中的属性，F2涉及E1和E2两者的属性，则仍有
σF（E1×E2）≡σF2（σF1（E1）×E2）
7、选择与并的交换
设E= E1∪E2，E1，E2有相同的属性名，则
σF（E1∪E2）≡σF（E1）∪σF（E2）
8、选择与差运算的交换
若E1与E2有相同的属性名，则
σF（E1-E2）≡σF（E1）-σF（E2）
9．选择对自然连接的分配率
σF(E1∞E2)≡σF(E1)∞σF(E2)
F只涉及E1与E2的公共属性.
10、投影与笛卡尔积的交换
设E1和E2是两个关系表达式，A1,…,A n是E1的属性，B1,…,B m是E2的属性，则ЛA1,A2,…,An,B1,B2,…,Bm (E1×E2) ≡ЛA1,A2,…,An (E1) ×ЛB1,B2,…,Bm (E2)
11、投影与并的交换
设E1和E2有相同的属性名，则
ЛA1,A2,…,An(E1∪E2) ≡ЛA1,A2,…,An (E1) ∪ЛA1,A2,…,An (E2)
9.3.2 查询树的启发优化
应用启发式规则的代数优化
一：启发式规则
1、选择运算应尽可能先做。
2、把投影运算和选择运算同时进行。
3、把投影同其前或其后的双目运算结合起来，没有必要为了去掉某些字段而扫
描一遍关系。
4、把某些选择同在它前面要执行的笛卡尔积结合起来成为一个连接运算，连接
特别是等值连接运算要比同样关系上的笛卡尔积省很多时间
5、找出公共子表达式。如果这种重复出现的子表达式的结果不是很大的关系，
并且从外存中读入这个关系比计算该子表达式的时间少得多，则先计算一次公
共子表达式并把结果写入中间文件是合算的。当查询的是视图时，定义视图的
表达式就是公共子表达式的情况。
二：关系代数表达式的优化算法实例
优化算法：输入：一个关系表达式的语法树。
输出：计算该表达式的程序。
方法：
1.查询树是一种表示关系代数表达式的树形结构。在一个查询树中，叶子结点表示关系，内结点表示关系代数操作。查询树以自底向上的方式执行：当一个内结点的操作分量可用时，这个内结点所表示的操作启动执行，执行结束后用结果关系代替这个内结点。
2 .构造查询树
第一步把用高级语言定义的查询转换为关系代数表达式。
第二步把关系代数表达式转换为查询树。
例如给定一个用SQL语言定义的查询：
SELECT list
FROM R1,R2,…,R n
WHERE C
按照如下方法把这个查询转换为关系代数表达式：
(1)使用FROM从句中的关系R1,R2,…,R n构造笛卡尔乘积R1×R2×…×R n；
(2)在第一步的基础上构造一个选择操作：σC(R1×R2×…×R n)；
(3)在第2步的基础上构造一个投影操作：Πlist(σC(R1×R2×…×R n))。
例子给定查询
SELECT A
FROM R1,R2,R3
WHERE P=15 AND N=“User”;
得到关系代数表达式ΠA(σP=15 AND N=“User”(R1×R2×R3))。
给出了对应的查询树：
ΠA
3 代数优化算法的非形式描述。
①利用规则4把形如σF1∧F2∧…∧Fn(E)变换为
σF1 (σF2 (…(σFn(E))…))；（目的是使选择操作可以灵活方便地沿查询
树下移）。
②查询树上的对每一个选择，利用规则4～9尽可能把它移到树的叶端。（目的
是使选择操作尽早执行）。
③对查询树上的每一个投影利用规则3，10，11，5中的一般形式尽可能把它移
向树的叶端。（目的是使投影操作尽早执行）
（注意：法则3使一些投影消失，而一般形式的规则5把一个投影分裂为两个，其中一个有可能被移向树的叶端。）
④利用规则3～5把选择和投影的串接合并成单个选择、单个投影或一个选择后
跟一个投影。使多个选择或投影能同时执行，或在一次扫描中全部完成，尽管这种变换似乎违背“投影尽可能早做”的原则，但这样做效率更高。（目的是使多个选择或投影操作只需一次关系扫描就可完成）。
⑤使用规律1,2重新安排叶结点，使得具有最小选择操作的叶结点最先执行。最小选择操作是指具有最小结果关系的选择操作。选择操作结果关系的大小可以依据数据字典提供的信息预先估计出来。本步的目的是使查询的中间结果尽量小。
⑥组合笛卡尔乘积和相继的选择操作形成连接操作（目的是以连接代替笛卡
尔乘积）。
⑦把上述得到的语法树的内节点分组(把最后的查询树划分为多个子树)。
每一双目运算（×，∞，∪，-）和它所有的直接祖先为一组（这些直接祖先是σ，Л运算）。如果其后代直到叶子全是单目运算，则也将它们并入该组，但当又目运算是笛卡尔积（×），而且其后的选择不能与它结合为等值连接时除外。
把这些单目运算单独分为一组。组合笛卡尔乘积和相继的选择操作形成连接操作（目的是以连接代替笛卡尔乘积）。
⑧生成一个程序，每组结点的计算是程序中的一步(即每一步计算一个子树)。各
步的顺序是任意的，只要保证任何一组的计算不会在它的后代组之前计算。例12.2.1考虑一个具有如下关系的图书馆数据库：
书目关系：Boo(Ti,Au,Pn,Nc) 出版社关系：Pub(Pn,Pa,Pc)
借阅者关系：Bor(Na,Ad,Ci,Cn) 借阅登记关系：Loa(Cn,Nc,Da)。
关系属性的意义如下：
Ti=书名 Au=作者Pn=出版社名Nc=图书编号
Pa=出版社的市内地址Pc=出版社所在城市Na=借阅者姓名
Ad=借阅者市内地址Ci=借阅者所在城市Cn=借书证号码
Da=借阅日期。
设有一个由已借出书的信息构成的视图LBI，其SQL定义如下：
CREATE VIEW LBI
AS SELECT Ti,Au,Boo.Pn,Boo.Nc,Na,Ad,Ci,https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,,Da
FROM Boo,Bor,Loa
WHERE Boo.Nc=Loa.Nc AND https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,。
我们希望了解1994年2月1日前借出的所有书籍的名字。下边是这个查询的SQL定义：
SELECT Ti
FROM LBI
WHERE Da<2/1/1994
查询处理程序首先把这个查询与视图LBI和并形成一个直接定义在基关系上的等价查询并变换为等价的关系代数表达式：
ΠTi(σC1(ΠL(σC2((Loa×Bor) ×Boo)))),
其中，
C1=“Da<2/1/1994”,L=“Ti,Au,Boo.Pn,Boo.Nc,Na,Ad,Ci,https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,,Da”,C2=“Bo o.Nc=Loa.Nc AND https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,”。
关系代数表达式对应的查询树如图所示。
下面我们来讨论Q 的优化过程。优化的第一步是把具有的选择条件“Boo.Nc=Loa.Nc AND https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,”的选择操作划分为分别具有选择条件“Boo.Nc=Loa.Nc”和“https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,”的两个选择操作。然后，我们把三个选择操作尽可能地下移。使用规律2和4，我们可以把σDa<2/1/1994移到投影和其他两个选择操作之下，直接应用到(Loa×Bor) ×Boo，即σDa<2/1/1994((Loa×Bo r ) ×Boo )。使用规律8，我们可以把上式变换为 (σDa<2/1/1994(Loa ×Bor )) ×Boo 。 在有规律8，我们可以继续变换上式为
((σDa<2/1/1994(Loa ))×Bor ) ×Boo 。 至此，我们已经把σDa<2/1/1994移到了向下移动的极限。
具有选择条件“Boo.Nc=Loa.Nc”的选择操作不能下移，因为它涉及一个Boo 的属性和一个不属于Boo 的属性。我们来考虑具有选择条件“https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,”的选择操作。https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, 是σDa<2/1/1994(Loa)的一个属性。使用规律8，我们可以把这个选择操作向下移动，是之直接应用到σDa<2/1/1994(Loa ) ×Bor 。
σDa<2/1/1994
ΠTi,Au,Boo.Pn,Boo.Nc,Na,Ad,Ci,https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,,Da σBoo.Nc=Loa.Nc AND https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, ×
× Loa
Bor
Boo
查询Q 的查询树
ΠTi
现在我们来考虑投影操作。使用规律3，我们可以把两个投影合并为ΠTi ，结果见图。
根据规律5，我们可以使用ΠTi σBoo.Nc=Loa.Nc ΠTi ，Boo.Nc ，Loa.Nc 代替ΠTi 和σBoo.Nc=Loa.Nc 。使用规律 9，我们可以把ΠTi ，Boo.Nc ，Loa.Nc 划分为两个投影操作ΠTi ，Boo.Nc 和ΠLoa.Nc 。ΠTi ，Boo.Nc 应用到Boo 。ΠLoa.Nc 应用到图12-3的查询树包含Loa 的笛卡尔乘积的左运算量。
再一次使用规律5，我们可以用ΠLoa.Nc σhttps://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, ΠLoa.Nc ，https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, ，https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, 代替ΠLoa.Nc 和σhttps://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, 。根据规律9，我们把投影操作ΠLoa.Nc ，https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, ，https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, 划分为两个投影操作Πhttps://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, 和ΠLoa.Nc ，https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, ，并向下移动到笛卡尔乘积的下边。根据规律4，当ΠLoa.Nc ，https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, 遇到σDa<2/1/1994时，两者变换为ΠLoa.Nc ，
https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, σDa<2/1/1994ΠLoa.Nc ，https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, ，Da 。由于
ΠLoa.Nc ，https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, ，Da 包含Loa 的所有
属性，可以删除。经过这些处理后，图12-3种查询树成为图12-4中所示的查询树。
ΠTi
σBoo.Nc=Loa.Nc
×
Boo
σhttps://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, ×
Bor
σDa<2/1/1994 Loa
经过移动选择操作和合并投影操作后的查询树
最后，我们把σ操作和笛卡尔乘积合并为连接操作。结果查询树如图12-5所示。图中的虚线框中的子树是由优化算法的第7步所得的子树。
σBoo.Nc=Loa.Nc
×
ΠBoo.Nc ，Ti
ΠLoa.Nc Boo
σhttps://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,
×
Πhttps://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,
ΠLoa.Nc,https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, Bor
σDa<2/1/1994
Loa
经过投影移动合并等处理后的查询树
ΠTi
⑧生成查询计划，选择代价最小
常有多个查询计划可供选择。例如在作连接运算时，若两个表（设为R1，R2）均无序，连接属性上也没有索引，则可以有下面几种查询计划： 对两个表作排序预处理 对R1在连接属性上建索引 对R2在连接属性上建索引
在R1，R2的连接属性上均建索引
对不同的查询计划计算代价，选择代价最小的一个。在计算代价时主要考虑磁盘读写的I/O 数，内存CPU 处理时间在粗略计算时可不考虑。
注意：对某一查询可以有很多不同的查询计划。不可能生成所有的查询计划。因为对这些查询计划进行代价估计本身要花费一定的代价，弄不好就会得不偿失。
9.4 物理优化
代数优化改变查询语句中操作的次序和组合，不涉及底层的存取路径。9.1.2小节
中已经讲解了对每一种操作有多种执行这个操作的算法，有多条存取路径。因此对于一个查询语句有许多存取方案，他们的执行效率不同，有的会相差很大。因此，仅仅进行代数优化是不够的。物力优化就是要选择高效合理的操作算法和存取路径，求得优化的
?Boo.Nc=Loa.Nc
ΠBoo.Nc ，Ti
Boo
ΠLoa.Nc ?https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,=https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html,
Πhttps://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, Bor
ΠLoa.Nc,https://www.wendangku.net/doc/8912313424.html, σDa<2/1/1994
Loa
图12-5 最后的结果查询树
ΠTi
查询计划，达到查询优化的目标。
本章掌握练习内容p275 2
浅谈矿井通风系统优化改造技术
浅谈矿井通风系统优化改造技术 摘要：对矿井通风系统优化的具体问题，如矿井通风系统阻力研究、矿井通风网络优化调节研究、矿井通风系统安全可靠性优化、矿井通风系统主通风机工况优化研究、矿井通风系统测量平差优化等进行阐述，并指出具体技术措施。 关键词：矿井；通风系统；优化；改造 0 引言 矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，它服务于生产系统，同时又制约着生产系统。矿井通风系统的优劣好坏，直接影响着矿井的安全生产、灾害防治和经济效益。在实际生产中，往往由于矿井通风系统的不合理，影响了矿井的正常生产和矿井的抗灾能力，导致矿井经济效益的严重滑坡。为确保矿井安全生产、稳产和高产，提高矿井的抗灾能力，最终提高矿井的经济效益，通风系统必须保持最佳运行状态。因此，建立完善、合理的矿井通风系统是矿井安全生产和提高效益的基本保证。而实行矿井通风系统优化改造正是为这一目的而进行的，它是通风管理工作和矿井设计过程中的一项主要任务和内容。 1矿井通风系统优化的重要意义建立完善的矿井通风系统是矿井安全生产的基本保证，生产矿井由于生产布局的变化、自然条件的影响及生产能力的提高，必须进行矿井通风系统的改造。 2矿井通风系统的优化问题 矿井通风系统的优化问题归纳起来主要包括如下几类：矿井通风系统阻力研究、矿井通风网络优化调节研究、矿井通风系统安全可靠性优化、矿井通风系统主通风机工况优化研究矿井通风系统测量平差优化。2.1矿井通风系统阻力优化 降低矿井通风阻力技术措施的研究对于矿井通风系统优化有着至关重要的作用，无论是矿井通风优化设计还是矿井通风技术管理工作，都要尽力降低矿井通风阻力，这项工作的好坏直接关系到矿井的安全生产和经济效益。矿井通风阻力的影响因素较多，归纳起来主要有四个方面。 2.1.1风量对阻力的影响 （1）根据通风阻力定律2 h RQ =可知：通风阻力与风量的平方成正比。当矿井总风阻不变，矿井总风量增加时，通风总阻力按风量的平方的倍数增加；同理，各个分支风量增加时，分支的阻力也相应地随风量的增加按风量平方的倍数增加。 （2）各个分支通过的风量(包括用风地点需风量)越接近自然分风风量，矿井通风阻力越小，各个分支的阻力就越接近平衡。 2.1.2分支风阻对通风阻力的影响 巷道风阻()7/ R kg m取决于巷道的长度() L m、断面积()2 S m、周长() U m、支护形式等参数，它们之间的关系为： 3 LU R m α =
连续系统的最优控制
第6章 连续系统的最优控制 6.1 最优化问题 6.2 最优控制的变分法求解 6.3 线性系统二次型性能指标的最优控制 1、线性系统有限时间最优状态调节系统 ◆二次型性能指标 设受控系统对平衡点的增量方程为 ()()()()()x t A t x t B t u t ?=?+?，00()x t x ?=? 简记为 ()()()()()x t A t x t B t u t =+，00()x t x = 最优状态调节是指：对上述系统，在时间区间0[,]f t t t ∈，
寻求最优状态反馈控制，使初始状态偏差00()x t x =迅速衰减，且同时使二次型性能泛函 11()()[()()()()]d 22f t t t t f f f x u t J x t Q x t x t Q x t u t Q u t t =++? * min f x u J J J J J =++→= 式中 ()0f n n Q ?≥——终端加权矩阵。 ()0x n n Q ?≥——状态加权矩阵。 ()0u r r Q ?>——控制加权矩阵。 三个加权矩阵均为对称矩阵，为简单，一般取为对角矩 阵。 ●1()()2 t f f f f J x t Q x t =表示对终端状态偏差即稳态控制精度的限制。当1 diag[]f f fn Q q q =，2 1 1()2n f fi i f i J q x t ==∑
●0 1()()d 2f t t x x t J x t Q x t t =?表示对控制过程中状态偏差衰减速度的要求。当1 diag[]x x xn Q q q =，0 2 11()d 2f t n x xi i i t J q x t t ==∑? ●0 1()()d 2f t t u u t J u t Q u t t =?表示对控制过程中所消耗的能量的限制，以避免状态偏差过快衰减导致控制量超过允许数值。当 1 diag[]u u ur Q q q =，0 2 11()d 2f t r u ui i i t J q u t t ==∑?，2()i u t 可理解为功率。 实际上，在性能指标中，x J 已经对控制的稳态精度有所要求。当对稳态精度有更高的要求时，才增加f J 项。 由上可知，上述二次型性能指标的物理意义是，在整个时间区间0[,]f t t t ∈，特别是终值时刻f t t =上状态变量尽量接近于0
linux_操作系统优化方案
按照传统，Linux不同的发行版本和不同的内核对各项参数及设置均做了改动，从而使得系统能够获得更好的性能。下边将分四部分介绍在Red Hat Enterprise Linux AS和SUSE LINUX Enterprise Server系统下，如何用以下几种技巧进行性能的优化： 1、Disabling daemons （关闭daemons) 2、Shutting down the GUI (关闭GUI) 3、C hanging kernel parameters (改变内核参数） 4、Kernel parameters （内核参数） 5、Tuning the processor subsystem（处理器子系统调优） 6、Tuning the memory subsystem （内存子系统调优） 7、Tuning the file system（文件系统子系统调优） 8、Tuning the network subsystem（网络子系统调优） 1 关闭daemons 有些运行在服务器中的daemons (后台服务)，并不是完全必要的。关闭这些daemons可释放更多的内存、减少启动时间并减少C PU处理的进程数。减少daemons数量的同时也增强了服务器的安全性。缺省情况下，多数服务器都可以安全地停掉几个daemons。 Table 10-1列出了Red Hat Enterprise Linux AS下的可调整进程. Table 10-2列出了SUSE LINUX Enterprise Server下的可调整进程
注意：关闭xfs daemon将导致不能启动X，因此只有在不需要启动GUI图形的时候才可以关闭xfs daemon。使用startx 命令前，开启xfs daemon，恢复正常启动X。 可以根据需要停止某个进程，如要停止sendmail 进程，输入如下命令： Red Hat: /sbin/service sendmail stop SUSE LINUX: /etc/init.d/sendmail stop 也可以配置在下次启动的时候不自动启动某个进程，还是send mail： Red Hat: /sbin/chkconfig sendmail off SUSE LINUX: /sbin/chkconfig -s sendmail off 除此之外，LINUX还提供了图形方式下的进程管理功能。对于Red Hat，启动GUI，使用如下命令：/usr/bin/redhat-config-serv ices 或者鼠标点击M ain M enu -> System Settings -> Serv er Settings -> Serv ices.
数据库第四章关系系统及其查询优化(精)
第四章关系系统及其查询优化 习题 1．试给出各类关系系统的定义：最小关系系统；关系完备上的系统；全关系型的关系系统。 2．试述全关系型系统应满足的十二条准则，以及十二条基本准则的实际意义和理论意义。 3．试述查询优化在关系数据库中的重要性和可能性。 4．对学生-课程数据库有如下的查询： SELECT Cname FROM Student，Course，SC WHERE Student。Sno=SC。Sno AND SC。Cno=Course。Cno AND Student。Sdept=’IS’； 此查询要求信息系学生选修了的所有课程名称。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，画出优化后的标准优化树。 5．试述查询优化的一般准则。 6．试述查询优化的一般步骤。 参考答案 1．答：最小关系系统。 一个系统可定义为最小关系系统，当且仅当它： （1）支持关系数据库（关系数据结构），从用户观点看，关系数据库由表构成，并且只有表这一种结构 （2）支持选择、投影和（自然）连接运算，对这些运算不必要求定义任何物理存取路径。 关系上完备的系统： 这类系统支持关系数据结构和所有的关系代数操作（或者功能上与关系代数等价的操作）。 全关系型的关系系统： 这类系统支持关系模型的所有特征。即不仅是关系上完备的而且支持数据结构中域的概念，支持实体完整和参照完整性。 2．答：关系模型的奠基人E。F。Codd具体地给出了全关系型的关系系统应遵循的十二条基本准则。从实际意义上看，这十二条准则可以作为评价或购买关系型产品的标准。从理论意义上看，它是对关系数据模型具体而又深入的论述，是从理论和实际紧密结合的高度对关系型DBMSR 评述。 准则0 一个关系型的DBMS必须能完全通过它的关系能力来管理数据库。 准则1信息准则。关系型DBMS的所有信息都应在逻辑一级上用一种方法即表中的值显式地表示。 准则2保证访问准则。依靠表名、主码和列名的组合，保证能以逻辑方式访问关系数据库中的每个数据项（分量值）。 准则3空值的系统化处理。全关系型的DBMS应支持空值的概念，并用系统化的方式处理空值。 准则4基于关系模型的动态的联机数据字典。数据库的描述在逻辑级应该和普通数据采用同样的方式，使得授权用户可以使用查询一般数据所用的关系语言来查询数据库的描述信息。 准则5统一的数据语言准则。 准则6视图更新准则。所有理论上可更新的视图也应该允许由系统更新。 准则7高级的插入、修改和删除操作。 准则8数据物理独立性。无论数据库的数据在存储表示或存取方法上作任何变化，应用程序和终端活动都保持逻辑上的不变性。 准则9数据逻辑独立性。当对基本关系进行理论上信息不受损的任何改变时，应用程序和终端活动都保持逻辑上的不变性。
矿井通风系统优化及可靠性评价
矿井通风系统优化及可靠性评价Optimization and Reliability Assessment of Mine Ventilation System 2015年09月20日 September 20, 2015
摘要 作为煤矿生产中重要的一环，矿井通风系统会对煤矿的安全生产与经济效益造成直接的影响，因此需要对其运行可靠性进行评价，对其中存在的问题进行优化与整改，以期矿井通风系统达到最优的工作状态。分析了可靠性评价的主耍内容包括可靠性评判指标与评判方法、确定可靠性评价指标权重与建立可靠性评价指标体系，望对相关工作实施有所借鉴。 关键词：矿井通风；可靠性评价；优化
Abstract As an important link in the production of coal mine, the mine ventilation system will have a direct impact on the safe of and economic benefits of mine production ,so it is needed to evaluate the operational reliability of it,optimize and rectify the existing problems, in order to achieve the optimal working condition of mine ventilation system. The main contents of the reliability assessment are analyzes,including reliability assessment index and assessment methods,determination of the reliability assessment index weight and construction of reliability system, hoping to provide reference for the implementation of related work. Keywords：Mine Ventilation；Reliability Assessment；Optimization
王珊《数据库系统概论》课后习题(关系查询处理和查询优化)【圣才出品】
第9章关系查询处理和查询优化 1．试述查询优化在关系数据库系统中的重要性和可能性。 答：查询优化在关系数据库系统中的重要性： 关系系统的查询优化既是RDBMS实现的关键技术，又是关系系统的优点所在。它减轻了用户选择存取路径的负担。用户只要提出“干什么”，不必考虑如何最好地表达查询以获取较好的效率，而且系统可以比用户程序的“优化”做得更好。 查询优化在关系数据库系统中的可能性： （1）优化器可以从数据字典中获取许多统计信息，例如关系中的元组数、关系中每个属性的分布情况、这些属性上是否有索引（B＋树索引、HASH索引、唯一索引或组合索引）等。优化器可以根据这些信息选择有效的执行计划，而用户程序则难以获得这些信息。 （2）如果数据库的物理统计信息改变了，系统可以自动对查询进行重新优化以选择相适应的执行计划。在非关系系统中必须重写程序，而重写程序在实际应用中往往是不太可能的。 （3）优化器可以考虑数十甚至数百种不同的执行计划，从中选出较优的一个，而程序员一般只能考虑有限的几种可能性。 （4）优化器中包括了很多复杂的技术，这些优化技术往往只有最好的程序员才能掌握。系统的自动优化相当于使得所有人都拥有这些优化技术。 2．对学生-课程数据库有如下的查询：
此查询要求信息系学生选修了的所有课程名称。 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。 答：学生-课程数据库用关系代数表示的语法树如图9-1所示： 图9-1 关系代数语法树 优化后的标准语法树如图9-2所示：
图9-2 优化后的语法树 3．试述RDBMS查询优化的一般准则。 答：下面的优化策略一般能提高查询效率： （1）选择运算应尽可能先做； （2）投影运算和选择运算同时进行； （3）投影同其前或其后的双目运算结合起来； （4）某些选择同在它前面要执行的笛卡尔积结合起来成为一个连接运算；（5）找出公共子表达式； （6）选取合适的连接算法。 4．试述RDBMS查询优化的一般步骤。
三种方法-Win7系统优化(图文解说)
第一部分修改注册表 1.桌面显示ie8主图标 不要把快捷方式当成主图标啊 将以下代码储存为reg格式，双击导入注册表即可。请注意，如果你的系统不是安装在c盘下，请把里面所有的c盘盘符改为你的安装盘符。 Windows Registry Editor Version 5.00 [HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Explorer\Desk top\NameSpace\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}] @="Internet Explorer" [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}] @="Internet Explorer" [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}\DefaultIcon] @="C:\\Windows\\System32\\ieframe.dll,-190" [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}\shell] @="" [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}\shell\NoAdd Ons] @="无加载项(&N)" [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}\shell\NoAdd Ons\Command] @="\"C:\\Program Files\\Internet Explorer\\iexplore.exe\" -extoff" [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}\shell\Open] @="打开主页(&H)" [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}\shell\Open\ Command] @="\"C:\\Program Files\\Internet Explorer\\iexplore.exe\"" [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}\shell\Set] @="属性(&R)" [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{00000000-0000-0000-0000-100000000001}\shell\Set\C ommand] @="\"C:\\Windows\\System32\\rundll32.exe\"
矿井通风系统优化
第一章矿井通风系统 定义：矿井通风系统是矿井生产系统的主要组成部分，是矿矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。井通风方式、通风方法和通风 网络矿井通风方式是指进风井（或平硐）和回风井（或平硐）矿井通风方式的布置方式，即所谓中央式、对角式、区域式和混合式等；矿井通风方法是指产生通风动力的方法，有自然通风矿井通风方法法和机械通风法（压入式，抽出式）；矿井通风网络是指井下各风路按各种形式联接而成的矿井通风网络网络。 建立完整的矿井通风系统是矿井安全生产的基本保证。目前用通风方 法排除井下瓦斯、粉尘和热量的平均能力。 研究表明，矿井通风系统能：排除全矿井瓦斯量的80%?90%,排除回采工作面瓦斯望的70%?80%,排除装有抑尘装置回采工作面的粉少量的：20%?30%排除深井回采作面热量的60%?70%。 在影响矿井安全的诸多因素中，瓦斯、高温和有自燃煤层的矿井对矿井通风系统有不同的要求，合理的矿井通风系统应有利于排除矿井瓦斯、降低工作面的温度和防止煤炭自燃。 第一节通风系统的类型 随着矿井开采深度的增大，矿井设计生产能力的增大，煤层的开采技 术条件日趋复杂化，相应的矿井瓦斯涌出量也增大，岩层温度也升高，矿井自然发火也越来越严重这就导致各矿井通风系统的差异也越来越大。为了使矿井通风系统与矿井开拓开采的条件相适应，应对不同开 拓开采条件的矿井的通风系统提出不同的要求。一、矿井通风系统的类
型与级别根据瓦斯煤层自燃和高温对矿井通风系统的要求和特点，为了便于管理、设计和检查，可把矿井通风系统分为：一般型、降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型矿井通风系统及其相应的级别，如表1—1所示。 将矿井通风系统划分为不同的类型和级别，具有以下优点1）有利于矿井通风系统设计的规范化。1）有利于矿井通风系统设计的规范化。有利于矿井通风系统设计的规范化根据不同类型的矿井对通风系统的不 同要求，规范。按设计规范的要求进行矿井通风系统设计，具体制定出每一类型矿井通风系统的设计提高了矿井没计的质量。 2）可使通风管理标准化2）可使通风管理标准化。可使通风管理标准化矿井通风系统类型不同，通风管理酌标灌也有差异，根据每一类型矿井迎风系统类型的特点，制定出每一类型矿井通风系统具体的管理标准，即可使通风管理有的放矢。3）提高了矿井通风的管理质量提高了矿井通风的管理质量。3）提高了矿井通风的管理质量。根据矿井通风系统的不同类型，制定出了具体的管理标准，在进行通风质量检查时，按照通风系统的不同类型分别对待，提高了4）可使矿井的开拓开采和矿井通风结为一体可使矿井的开拓开米和矿井通风结为一体。4）可使矿井的开拓开采和矿井通风结为一体。在进行通风质量控查时通风检查，首先要检查的是矿井通风系统是否符合要求，然后才是检查通风 管管理是否符合质量标准。通风检查把矿井的开拓、开采与通风检查 联系在一起，可健全矿工程技术人员和生产管理人员都重视起通风工作。5）增强了矿井的技灾能力。5）增强了矿井的技灾能力。增强了矿
(完整版)win7系统优化方法(超级牛逼)
Win7优化 1、通过关闭特效，有效提高windows7的运行速度右键单击我的电脑-->属性-->高级系统设置-->性能-->设置-->视觉效果,留下五项"平滑屏幕字体边缘"、"启用透明玻璃"、"启用桌面组合"、"在窗口和按钮启用视觉样式"、"在桌面上为图标标签使用阴影"，其余的把勾全拿了，可以马上感觉到速度快了不少，而视觉上几乎感觉不到变化。另外还可以勾选上“显示缩略图，而不是显示图标” 2、据说可提高文件打开速度10倍的设置控制面板-->硬件和声音-->显示【显示或缩小文本及其他项目】-->设置自定义文本大小（DPI）去掉“使用Windows XP 风格DPI 缩放比例”的勾选，确定。【按照提示，注销计算机】 3、轻松访问控制面板-->轻松访问-->轻松访问中心-->使计算机易于查看-->勾选“关闭所有不必要的动画（如果可能）” 4、更改“Windows资源管理器”的默认打开的文件夹启动参数的命令格式为：%SystemRoot%explorer.exe /e,〈对象〉/root, 〈对象〉/select, 〈对象〉开始-->所有程序-->附件-->Windows资源管理器-->右击-->属性-->“快捷方式”选项卡-->目标修改为“%windir%\explorer.exe /e, D:\Downloads”，确定。然后右击“Windows资源管理器”-->锁定到任务栏 5、修改“我的文档”、“桌面”、“收藏夹”、“我的音乐”、“我的视频”、“我的图片”、“下载”等文件夹的默认位置方法一：CMD-->regedit，修改
“[HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows\CurrentVers ion\Explorer\User Shell Folders]”方法二：系统盘-->用户-->“当前用户名”，分别右击上述文件夹-->属性-->位置-->移动 6、更改临时文件夹位置(%USERPROFILE%\AppData\Local\Temp) 右击“计算机”-->属性-->高级系统设置-->“高级”选项卡-->“环境变量”按钮-->X用户环境变量 7、更改“IE临时文件夹”位置IE-->Internet选项-->“常规”选项卡-->“设置”按钮-->“移动文件夹”按钮-->选择 8、系统自动登录cmd-->“control userpasswords2”-->去掉“要使用本机，用户必须输入用户名和密码”复选勾 9、关闭系统休眠 cmd-->“powercfg -h off” 10、去除历史纪录cmd-->“gpedit.msc”-->打开“本地组策略编辑器” (1)计算机配置-管理模板-系统-关机选项-关闭会阻止或取消关机（启动） (2)用户配置-->管理模板-->"开始"菜单和任务栏-->不保留最近打开的历史(启用) (3)用户配置-->管理模板-->"开始"菜单和任务栏-->退出系统时清除最近打开的文档的历史(启用) (4)用户配置→管理模板→Windows组件→Windows资源管理器→在Windows资源管理器搜索框中关闭最近搜索条目的显示（启用） 11、在任务栏同时显示“星期几”控制面板→时钟、语言和区域→区域和语言→更改日期、时间或数字格式，点击弹出窗口中的“更改
煤矿矿井通风系统优化策略研究
煤矿矿井通风系统优化策略研究 摘要：随着当前我国煤矿矿井生产作业难度的不断提升，不仅仅需要重点关注 于生产的效率，往往还需要重点围绕着生产安全性予以严格把关，尽量降低煤矿 矿井作业中安全事故发生几率。针对现阶段煤矿矿井生产作业中存在的各类安全 隐患问题进行分析，因为通风质量不佳导致内部存在较高的瓦斯，进而可能对于 生产作业人员的生命安全带来影响，这也是比较常见的安全影响因素。 关键词：煤矿矿井；通风系统；优化策略 1煤矿矿井通风系统简介 通风设施、通风方法以及通风网络共同构成了煤矿矿井的通风系统，对矿井中的空气进 行换气操作，从而确保矿井中的空气处于安全的范围内，排除有毒有害的气体，并且传输氧 气到矿井中。因此，煤矿矿井的通风系统具有非常重要的作用，其可以保障在井下工作的工 作人员的生命安全，并且能够通过改善矿井下环境的条件，提升煤矿的工作效率。由此可见 需要对煤矿矿井的通风系统进行充分的重视，不断地优化煤矿矿井的通风系统，从而为矿井 下的工作提供更加优越的工作的环境，为施工人员提供更加安全与舒适的工作环境，并且能 够对施工的设备进行保护，确保减少受到潮湿空气的腐蚀，提升设备的使用寿命，确保设备 的工作状态。 2煤矿矿井通风系统构建原则 在煤矿矿井生产作业中充分发挥通风系统的作用至关重要，明确相应构建原则是基本前提。结合当前煤矿矿井通风系统的运行需求，其在优化构建中需要遵循以下基本原则：首先，在通风系统的设计构建中必须要充分考虑到煤矿矿井实际生产作业状况，了解其面临的通风 需求，进而才能够设计更为合理的通风系统运行能力，确保通风条件能够匹配以煤矿矿井生 产作业要求，避免出现通风能力较差带来的威胁问题；其次，在煤矿矿井通风系统的优化构 建中，往往还需要表现出较强的可靠性和稳定性，需要确保其能够伴随着煤矿矿井生产作业，持续性发挥应有通风价值，并且在一些调控系统方面更是需要表现出较强的稳定运行效果， 降低通风系统自身出现故障问题的几率；另外，煤矿矿井通风系统的优化构建往往还需要表 现出较强的简洁性特点，可以在最大程度上降低自身对于煤矿矿井生产作业影响的基础上， 保障其可以更好关注于煤矿矿井的各个区域，形成最为高效的通风条件；最后，对于煤矿矿 井中通风系统的优化构建，往往还需要重点考虑到相关法律规范的基本要求，尤其是对于 《煤矿设计规范》以及《煤矿安全规程》，更是需要设计人员深入研究，杜绝违规行为出现。 3煤矿矿井通风系统优化策略 3.1通风方式的优化布置 在煤矿矿井通风系统的构建中，选择适宜合理的通风方式是关键条件，通风方式不合理，不仅仅会导致通风效率较差，难以满足通风需求，还会产生严重的能耗损失，需要作为优化 的重要目标。在通风方式的优化设置中，构建人员往往需要充分考虑到进出风井的具体布置，确保形成较为协调有序的相互关系。一般而言，当前比较常用的通风方式有对角式进出风井、混合式进出风井以及中央式进出风井三类，需要结合不同煤矿矿井作业状况进行恰当选择和 布置。从中央式进出风井的布置上来看，其又可以根据不同矿井特点合理划分为分列式通风 方式以及并列式通风方式，需要在综合分析各个因素的基础上予以恰当选用和布置。在对角 式进出风井的布置中，则主要针对出风井设置在两翼区域，进而也就可以明显降低通风阻力，
关系查询处理和查询优化小结
关系查询处理和查询优化小结 一．关系查询优化的概述 1. 查询优化在关系数据库中的重要性及必要性 关系系统的查询优化既是 RDBMS实现的关键技术又是关系系统的优点所在。它减轻了用户选择存取路径的负担。查询优化极大地影响RDBMS的性能。用户只要提出“干什么”，不必指出“怎么干”。查询优化的优点不仅在于用户不必考虑如何最好地表达查询以获得 较好的效率，而且在于系统可以比用户程序的“优化’夕做得更好。 2.查询优化的可能性和优点 1)优化器可以从数据字典中获取许多统计信息，而用户程序则 难以获得这些信息 2)如果数据库的物理统计信息改变了，系统可以自动对查询重 新优化以选择相适应的执行计划。在非关系系统中必须重写程序，而重写程序在实际应用中往往是不太可能的。 3)优化器可以考虑数百种不同的执行计划，程序员一般只能考 虑有限的几种可能性。 4)优化器中包括了很多复杂的优化技术，这些优化技术往往只有最好的程序员才能掌握。系统的自动优化相当于使得所有人都拥有这些优化技术；
3.查询优化的一般准则 ( l ）选择运算应尽可能先做； ( 2 ）把投影运算和选择运算同时进行； ( 3 ）把投影同其前或其后的双目运算结合起来执行； ( 4 ）把某些选择同在它前面要执行的笛卡儿积结合起来成为一个连接运算； ( 5 ）找出公共子表达式； ( 6 ）选取合适的连接算法。 4. 查询优化的一般步骤 ( l）把查询转换成某种内部表示，通常用的内部表示是语法树。 ( 2）把语法树转换成标准（优化）形式。即利用优化算法，把原始的语法树转换成优化的形式。 ( 3）选择低层的存取路径。 ( 4）生成查询计划，选择代价最小的。 5.代价模型 一般DBMS采用基于代价的优化算法： 集中式数据库 单用户系统 总代价 = I/O代价 + CPU代价 多用户系统 总代价 = I/O代价 + CPU代价 + 内存代价 分布式数据库 总代价 = I/O代价 + CPU代价[+ 内存代价] + 通信代价
优化自己的电脑 系统瘦身8大方法
优化自己的电脑系统瘦身8大方法 老是听到有人抱怨：我的系统怎么越来越慢了呢？特别是装了Vista的朋友，感觉更明显。优化杀毒都试过了，就是不管用。到底系统变慢的罪魁祸首是什么呢？根据本人总结，除去硬件老化和病毒侵蚀两个不可抗拒的主要因素，再就是Windows系统过于臃肿和随机启动项目加载太多的原因了。 随机启动项我们可以以直接运行msconfig修改，禁用那些不需要的启动项目就行，一般我们只运行一个输入法程序和杀毒软件就行了。关于windows系统越来越臃肿的问题解决的方法就不会这么简单了。 随着每天的操作，安装新软件、加载运行库、添加新游戏等等使得系统变得更加庞大，而更为重要的是变大的不仅仅是它的目录，还有它的注册表和运行库。因为即使删除了某个程序，可是它使用的DLL文件仍然会存在，因而随着使用日久，Windows的启动和退出时需要加载的DLL动态链接库文件越来越大，自然系统运行速度也就越来越慢了。特别是Vista让注册表变得更加臃肿了，注册表对于系统速度的影响，有点说不清道不明。微软设计注册表，给应用程序一个统一存放配置信息的地方，因为注册表在系统启动时加载，所以应用程序在启动时，使用注册表项比使用外部配置文件要快。但是如果注册表太大的话，将消耗很多的系统资源，为什么有那么多注册表清理软件存在，就是因为注册表垃圾太多了，不光是应用软件制造注
册表垃圾，Windows自己也制造注册表垃圾。在制造注册表垃圾的软件当上，微软的软件应该是名列前矛，像Office、.NETFramework，都是写注册表达数量巨大的软件。WindowsVista的注册表，据估计至少比WindowsXP臃肿一倍。 到底我们该怎样优化自己的电脑，给系统来个大瘦身呢？本人总结了8条方法： 一、让系统盘更清净 1、进入：控制面板--系统--高级--环境变量 2、单击用户变量中的TEMP--编辑--将那一长串内容变为D:TEMP(根据你需要，可改成其它盘，但不是系统所在的就行了) 3、同上，将TMP同样改为D:TEMP。因为这些东西是让你的系统盘快速膨胀的主要内患，其属性是隐藏的，有些朋友还找不到呢。) 4、在“系统变量”同样将TEMP和TMP改成上面的。 5、右键单击桌面“我的文档”--属性--目标文件夹中设置“目标文件夹位置”，将其改为D:MyDocuments或D:我的文档(喜欢哪个由你了)，然后可选移动。 这个很重要，事实上当我们的电脑崩溃后，在系统盘中一般没有什么重要的东西，有用的都在MyDocuments中了，所以把它给挪个窝，你就什么也不用担心了，还有，有相当一部分朋友在DOS模式下还不会备份MyDocuments中的内容(因为那个文件夹名称很长，如果你用了中文，那就更麻烦了) 6、右键单击InternetExplorer--属性--常规--Internet临时文件--设
矿井通风系统优化与应用研究
矿井通风系统优化与应用研究 【摘要】为确保矿井安全生产以及施工人员人身安全问题，必须向井下施工地点输送大量空气，排除有害气体杂质，调节井内的温度和湿度，以攀枝花金属非金属矿业集团通风系统优化工程为背景，采用矿井挖掘衔接技术分析矿井现有存在问题，应用棱角对流式系统对矿井通风量进行测试，选择最佳通风系统改造方案满足今后生产需求。 【关键词】棱角对流式衔接技术通风系统 现如今我国处于工业发展中阶段，对矿产资源需求量进入一个高峰期，矿产资源的供需矛盾更加凸显，矿产资源已面临耗尽的局面，采场外部建设良好，赋予设备简单的采矿机床基本已安装完成，但以后采场面临海拔低、熔岩温度高，排水难度大等难题，通风系统、扇区安装程序将会更加困难和复杂。所以，在优化通风系统时，应遵循安全可靠，建筑安装费、通风器材费最低和便于操作运输的原则，增加通风量。做到设备布局规划简单，技术与经济统一管理的局面。 1 某矿井区通风环境概述 某矿井区通风为轴承插拔样式，通风系统分为扇区式通风系统和集压限流式通风系统，矿井的回风量为43000m3/h，有效瓦斯排出量为28349m3/h（其中抽出量2202m3/h，回流量26147m3/h）。目前采矿区有四个排气口：主排气口、副排气口、斜式排气口，立式排气口。五个回风纵井。其中某回风纵井实现全面分区通风，矿井工作环境采用悬浮离地一次性采用垂直自然高度划落式机械化采矿方法，采用X环绕四周型的通风方式；挖掘工作面采用多平行面连采、连挖工艺，平行面采用横向间距20m，纵向间距17m贯通一体全封闭压缩模式结构。 2 该矿山通风系统现状及问题分析 该矿山通风系统采用棱角对流式通风，扩大了原有的覆盖面积，扇区部分位于排风口下侧220米左右，加大风速排流量，但在开采过程中，施工难度的加大，开采作业也发生相应的变化，对矿井开采深度有了进一步的延伸，致使矿井需要的风量与阻力发生较大的转变，从现状分析以及测定的结果来看主要由以下几个问题存在。 （1）接地排选用的位置不合理。应采用挂壁式接地排，与汇接线对齐用扣式纽带捆绞，安放在距扇区位置东偏南45°角大约60米的位置，此矿井的安装位置阻碍风的对流速度，达不到主井位置区的范围，造成设备散热系统损耗、负载平衡加大以及灰尘等杂质不易排出排风管道。 （2）矿井散风量大。从评测结果分析来看，该矿井的低端底层有效通风率为21.32%，拐弯点处的散风现象十分严重，根据当地部门的调查结果来看，最主要因素：①井下散热系统的散热能力达不到符合实际生产需要，导致风流量减
第4 章关系系统及其查询优化
第 4 章关系系统及其查询优化 1. 试给出各类关系系统的定义：最小关系系统；关系上完备的系统；全关系型的关系系统。 2. 试述全关系型系统应满足的十二条准则，以及十二条基本准则的实际意义和理论意义。 3. 试述查询优化在关系数据库系统中的重要性和可能性。 4. 试述查询优化的一般准则。 5. 试述查询优化的一般步骤。 答案 1．最小关系系统：一个系统可定义为最小关系系统，当且仅当它： （1）支持关系数据库（关系数据结构）。从用户观点看，关系数据库由表构成，并且只有表这一种结构。 （2）支持选择、投影和（自然）连接运算，对这些运算不必要求定义任何物理存取路径。 关系上完备的系统：这类系统支持关系数据结构和所有的关系代数操作（或者功能上与关系代数等价的操作）。 全关系型的关系系统：这类系统支持关系模型的所有特征。即不仅是关系上完备的而且支持数据结构中域的概念，支持实体完整性和参照完整性。 2．关系模型的奠基人 E.F.Codd 具体地给出了全关系型的关系系统应遵循的十二条基本准则。从实际意义上看，这十二条准则可以作为评价或购买关系型产品的标准。从理论意义上看，它是对关系数据模型的具体而又深入的论述，是从理论和实际紧密结合的高度对关系型DBMS 的评述。 准则 0 一个关系型的 DBMS 必须能完全通过它的关系能力来管理数据库。 准则 1 信息准则。关系型 DBMS 的所有信息都应在逻辑一级上用一种方法即表中的值显式地表示。 准则 2 保证访问准则。依靠表名、主码和列名的组合，保证能以逻辑方式访问关系数据库中的每个数据项 ( 分量值 ) 。 准则 3 空值的系统化处理。全关系型的 DBMS 应支持空值的概念，并用系统化的方式处理空值。 准则 4 基于关系模型的动态的联机数据字典。数据库的描述在逻辑级上应该和普通数据采用同样的表示方式，使得授权用户可以使用查询一般数据所用的关系语言来查询数据库的描述信息。 准则 5 统一的数据子语言准则。 准则 6 视图更新准则。所有理论上可更新的视图也应该允许由系统更新。 准则 7 高级的插入、修改和删除操作。 准则 8 数据物理独立性。无论数据库的数据在存储表示或存取方法上作任何变化，应用程序和终端活动都保持逻辑上的不变性。 准则 9 数据逻辑独立性。当对基本关系进行理论上信息不受损害的任何改变时，应用程序和终端活动都保持逻辑上的不变性。 准则 l0 数据完整性的独立性。关系数据库的完整性约束条件必须是用数据库语言定义并存储在数据字典中的，而不是在应用程序中加以定义的。 准则 11 分布独立性。关系型 DBMS 具有分布独立性。 准则 12 无破坏准则。如果一个关系系统具有一个低级 ( 指一次一个记录 ) 语言，则这个低级语言不能违背或绕过完整性准则。
节能自动控制系统优化
抽油机节能自动控制系统优化 一、抽油机节能自动控制系统优化背景 1.1国际环境 当前全球经济发展过程中，有两条显著的相互交织的主线：能源和环境。能源的紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长，也为许多发达国家带来了相当大的问题。因此，不论在国内还是国外，尤其是在工业生产中，节能问题已经受到越来越多的重视。而油田作为耗能大户其节能受到全世界的关注。 1.2国内环境 我国油田在原油生产过程中，油气集输、含油污水处理、油田注水、水源井供水等主要生产工艺大部分是通过各种泵、空气压缩机来完成，其用电量占油田总用电量的70%～80%。在油田开采过程中，通常电动机的装机功率较大：一是泵装置的设计能力按最大化的抽取要求选择，设计及选型阶段即存在能力过剩；二是随着油井由浅入深的抽取，抽油机装置的能力过剩随流体总量的减少而加大，产量越趋降低，泵装置水泵和空气压缩机大都处于电动机驱动恒速运转状态，由于设计时考虑到油田发展的需要，选型时一般选择容量较大的电动机，使得大多数油井泵都存在大马拉小车的现象；另一方面，随着油田开发程度的加深，注采、集输等要求的不断调整，很大一部分油、水泵处于变工况状态下运行，因此在运行中普遍存在着离心泵节流、往复泵打回流的现象，造成
电能损失巨大。三是为保证抽油机的启动要求；四是保证在运行时有足够的过载能力。而电动机正常工作时常以轻载运行，因此造成抽油机与电动机的荷载匹配不合理，在运行中处于大功率带小负载的情况。电机在抽油机上行时处于有功工作状态，下行时处于发电状态，大部分时间出现“大马拉小车”现象，这种现象普遍存在于油田开采中。特别是在油田的开发后期，机采井的产量急剧下降，抽油机在工作中存在着不同程度的“泵空”和“干抽”情况，工作效率低，能耗大，无效行程增加。 1.3孤岛采油厂现状 孤岛油田进入开发中后期，部分区块由于含水上升，开发难度加大，设备老化，机械采油耗电量增加。电动机的平均负荷率仅为20%一30%，部分电动机负荷率更低，造成能源的极大浪费。在采油成本中，抽油机电费占30%左右，年耗电量占油田总耗电量的20%-30%，为油田电耗的第二位，仅次于注水。如果一台抽油机节省一点能源消耗，则整个经济效益是相当惊人的。面对现状，孤岛采油厂加强内部用电管理，优化抽油机倒发电与节能自动控制系统，电量消耗得到有效控制。 1.4游梁式抽油机运行技术分析 游梁式抽油机，性能稳定，运行可靠，维修方便，是我厂普遍采用的抽油机。虽然其抽汲速度慢，却一直是世界上使用的主要抽油设备，在我国的老油田，使用率在80%以上。孤岛采油厂有稠油井900多口，生产井750口左右。游梁式抽油机使用率达99%。 游梁式抽油机电机轴扭矩与时间的变化曲线如图1所示。
浅谈矿井通风系统优化设计
摘要：矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，合理的矿井通风系统对提高我国煤矿经济效益和改善煤矿经营状况将具有重大的意义。本文通过介绍矿井通风系统优化的意义、通风系统的选择要求以及矿井通风优化方案设计的原则，初步确定了矿井通风系统的优化方案。 关健词：矿井通风系统系统选择优化方案 1矿井通风系统优化的意义 所谓矿井通风系统，就是向矿井中各个作业地点供给新鲜空气，并排出矿井中的污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设施的总称。矿井通风系统的可靠稳定和正规合理是确保矿井在发生瓦斯涌出和火灾事故等意外情况时抗灾和减小事故扩大范围的重要保障。因为许多的矿井通风系统存在安全、技术、经济和布局等不合理的现象，以致于煤矿经济效益的严重滑坡，甚至难以维持矿井的正常生产，进而导致矿井的破产。这些不合理现象的产生可能是由于设计不当引起，或者是生产布局的发展变化、通风技术管理不当、设备老化、主要通风机通风能力与井巷通过能力不匹配等造成。实践证明，不论是哪方面原因引起的不合理现象，只要及时加以改造、优化调整，相应的矿井通风系统就会得到改善，以致有利于安全生产，这对改善煤矿经营状况和提高煤矿经济效益将具有重大的意义。 2矿井通风系统的选择 2.1矿井通风系统的要求 矿井的通风系统的要求如下：①每一个矿井必须有完整的独立通风系统，不能多个矿井共用一个通风系统；②井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井主要回风巷和总回风巷中；③每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风；④在满足风量按需分配的前提下，多风机通风系统的主要通风机的工作风压应接近；⑤矿井的进风口应按全年风向频率布置，必须布置在不受粉尘、灰尘、煤尘、有害气体和高温气体侵入的地方。 2.2通风系统的确定 按照矿井的进、回井在井田内的位置布局不同，通风系统可分为中央式、混合式、区域式及对角式。主要通风机的工作方式有三种：抽出式、压入式、压抽混合式。 当矿井井田面积较大时，矿井初期宜优先采用中央式通风系统，因为其具有井巷工程量少、初期投资省的优点。对于有煤与瓦斯突出危险的矿井、煤层易自燃的矿井、有热害的矿井及高瓦斯矿井，应采用对角式或分区对角式通风，对于初期采用中央通风的矿井，可逐步过渡为对角式或分区对角式。矿井通风方法一般采用抽出式。当露头发育老窑多、地形复杂和采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。 3矿井通风系统优化设计 矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，合理的矿井通风系统对提高我国煤矿经济效益和改善煤矿经营状况将具有重大的意义。 3.1矿井通风优化方案设计的原则 通风系统方案设计时遵循的原则主要是：①通过改善矿井通风状况和创造良好的劳动卫生条件，为矿井的安全生产和创造出安全舒适的劳动环境和保护劳动者的身体健康提供有利的保障；②尽量缩短回风路线，减少回风距离或者设法采取降阻措施，以减少回风阻力，使通风系统合理化；③提高通风系统的稳定性，使得用风地点风量和风流方向保持不变；④充分利用和合理调整现有的井巷和通风设备，极大地发挥其潜力；⑤根据生产实际合理的安排矿井的采掘部位，充分发挥各个系统的通风能力。 3.2矿井通风系统的优化方案 由于煤矿开采各个阶段条件不同，实现矿井通风系统的经济运行是一个动态的变化过程，因此，应从通风设计、设备选型、开拓布局和科学管理等方面采取合理可行的措施，使矿井的通风网网络与风机相匹配，充分发挥井下通风风机能力，达到高效节能和安全可靠的目的。而矿井通风系统优化的基本步骤为：①对现在矿井的通风阻力、通风机性能、漏风状况和风量分配状况等进行测定，同时对所测定的资料进行认真地综合的分析、研究和整理，找出矿井通风系统存在的问题，包括系统配风漏风登等情况、井巷通过能力和风机能力鉴定等；②针对存在的问题，请专家进行分析研究，并制定出合理、有效的改造方案；③请专家对给定的各个改造方案进行初步比较，找出它们的优缺点，选出相对较好的方案；④借助计算机对初选方案进行再优化，找出其中最优方案。 下面是根据一些矿井不同时期的通风状态的评定，而总结的一些矿井通风系统的优化方案： 3.2.1选择合理的通风设备 对于刚建的矿井，必须选用高效率、曲线较平缓和低噪音的新型节能型风机，除了能够长期安全运行外，其高效区范围大，并且能够适应不同生产布局的需风要求，兼顾采区生产的前、中、后期及其巷道布置，做到运行工况点总是处于高效低能耗区域内，减少通风电费和通风成本。一些矿井往往是由于通风设备虽然陈旧、运行费用高、性能降低和效率低下，然而由于资金问题而不愿意优化其通风系统。因此，建议矿井通风系统的决策者从提高经济效益韵角度，对比一下优化前后的经济帐，下决心逐步更换成高性能的通风设备。 3.2.2选择合理的优化工具 矿井通风安全设计人员的客观判断及他们的经验对通风方案的选择有很大的影响，而这些往往对于解决相对较小的网络问题是有效的，但是随着工作面距地表的距离不断加大，这时通风网络渐趋复杂化，则这种方法便会到达其使用极限。所以，在设计和管理通风系统时越来越趋向于使用以计算机为基础的分析工具，这些工具可以连同设计数据和通风测量数据一起用于获得矿山服务期限内安全经济的通风方法。并且由于安装了先进的监测传感器，通风技术人员可以不断地更新模拟程序所用的输入数据。这样便可得到最佳的通风系统方案。 3.2.3合理开采布局 为了解决那些特殊的通风问题，开始从现有通风网络获取最新的精确通风监测数据着手或从确定通风设计参数着手，应用先进技术设备，例如计算机，根据先进的程序进行通风网络解算和分析，从而实现合理开采布局，优化通风系统，然后将监测数据或设计数据输入到稳态矿井通风模拟程序中从而计算出整个网络的风量与压力平衡值。并利用现代的交互式计算机程序，包括市场上买得到的和内部开发的稳态矿井通风莫拟程序，从而进行有效的通风网络设计。 3.2.4选择合理的通风安全技术 矿井通风阻力测定是通风安全技术工作的一项重要内容，开展该项工作可以了解系统中的阻力分布清况，以提供实际的风阻值和井巷通风阻力系数，进而保证通风设计与计算更切合实际。由于矿井通风系统是一个动态的系统，特别是矿井通风网络拓扑结构随着矿井生产的发展而变化，为此矿井通风系统的设计应由静态设计向动态设计方向发展，以此保证具有先进的通风安全技术，从而优化矿井通风系统。 参考文献： [1]谭允祯.矿井通风系统优化[M].北京:煤炭工业出版社，1992. [2]陈开岩，傅清国，刘祥来，等.矿井通风系统安全可靠性评价软件设计及应用[J].中国矿业大学学报，2003，(4)． [3]魏平儒，王永建，程远国.矿井通风系统可靠性分析[J].焦作工学院学报，1994，(3)． [4]张国枢主编.通风安全学，徐州：中雷矿业大学出版社，2000. [5]谭允祯.矿井通风系统优化.北京：煤炭工业出版社，1992. [6]赵梓成，谢贤平.矿井通风理沦与技术进展评述[J].云南冶金，2002，(3). 浅谈矿井通风系统优化设计 力尚全（同煤集团雁崖煤业公司通风区） 矿山天地 173