Семантическая оптимизация запросов СУБД — процесс валидации и преобразования синтаксического дерева запроса в форму, пригодную для дальнейших шагов оптимизации.
На этой стадии выполняется:
Запросы приводятся в каноническую форму, то есть переписываются так, чтобы они содержали минимальное количество операторов SELECT (соединение-фильтрация-проекция). Везде, где возможно, запрос должен быть приведен к форме единственного оператора SELECT. Это может позволить последующим фазам оптимизации сгенерировать значительно более эффективный (на 2-3 порядка) план выполнения для сложных запросов.
Раскрытие представлений применяется для того, чтобы итоговый запрос содержал ссылки только на материализованные отношения (таблицы) и было возможным использовать конвейерную обработку данных.
select a from V where cond2
где V as select a, b from T where cond1
select a from T where (cond1 and cond2)
Преобразование подзапросов в соединения необходимо для применения конвейерной обработки данных и минимизации объема результатов подзапросов, аккумулируемых во временной дисковой или в оперативной памяти.
select distinct T.a from T where T.b in (select T1.b from T1 where T1.c < T.c)
select distinct T.a from T,T1 where T.b = T1.b and T1.c < T.c
Выполняется путём преобразования дерева логических операций в КНФ и упрощения полученной логической функции.
Преобразования дерева логических операций в КНФ выполняется следующим образом:
P OR (Q AND R) = (P OR Q) AND (P OR R) (P AND Q) OR R = (P OR R) AND (Q OR R)
NOT (P OR Q) = NOT P AND NOT Q
Преобразование продолжается рекурсивно до тех пор, пока дерево не будет состоять из конъюнкций конституэнт 0.
Полученная логическая функция находится в конъюнктивной нормальной форме, но избыточна. Для упрощения применяют методы оптимизации логических функций, такие как Эспрессо (Логика) или Куайна-Мак-Класки.
Распределение предикатов выполняется
A.B pred C
для которых существует предикат
A.B = D.E
В результате получаем предикат
D.B pred C
где C — константа; A,D — отношения; B,E — сравниваемые атрибуты. Данное упрощение выполняется на основе предположения, что исходный предикат A.B pred C может быть эффективней для отношения D.
A.B pred D.E
генерируется обратное условие
D.E inversed pred A.B
для возможности выполнить соединение в обратном порядке.
После упрощения дерева условий каждая конъюнкция в дереве представляет собой путь выборки. Предикаты внутри конъюнкций группируются по принадлежности к отношениям. Для получения итогового результата необходимо объединить результаты каждого из путей выборки.