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基于堆栈的择优遗传禁忌查询优化算法的设计与实现

作　者: 赵小凡
导　师: 高英；徐国明
学　校: 华南理工大学
专　业: 软件工程
关键词: 海量数据禁忌搜索算法多连接查询优化基于堆栈的择优遗传禁忌搜索算法
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 20次
引　用: 1次
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内容摘要

在当前信息化建设在各行各业的不断深入和发展中,数据库已经成为管理信息系统的基本和必需工具,尤其对海量数据的处理和快速响应的需求尤为重要。随着时间的推移,数据库中的数据日益增加,从海量数据中查询出满足用户条件的数据需要耗费大量时间,为了把数据库的性能维持在可接受的水平上,众多学者展开了对查询优化技术的研究。应用系统的性能优化包括对应用程序本身的优化、操作系统的优化、硬件系统的优化和数据库系统的调整和优化,其中数据库系统的调整和优化在应用管理系统优化中占据着核心的地位。而数据查询中最复杂的是多连接查询,它极大地影响着数据查询效率,因此多连接查询优化是数据库优化的关键问题之一。本文首先对传统的遗传和禁忌算法进行研究和改进,然后根据数据库多连接查询优化的特点,将侧重于全局搜索的遗传算法与侧重于局部搜索的禁忌搜索算法进行混合,提出了一种基于堆栈的择优遗传禁忌搜索算法并引进禁忌频率加以改进。先从一组择优产生的初始种群开始进行全局最优搜索,通过选择、交叉、变异等遗传操作产生新一代种群,当迭代到一定次数之后再对个体进行禁忌搜索操作,将结果作为下一代种群中的个体。如此反复迭代进行,到满足终止条件为止,实验证明了它的有效性。本文的所有实践活动、实验数据和测试结果都是基于某机关大院门禁系统的主数据库进行的。优化后的测试结果表明,该系统的性能得到了大大的优化。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 论文的研究背景  10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 研究意义与目的  12-13
  1.4 研究内容  13-14
  1.5 组织结构  14-15
第二章数据库查询优化的技术理论  15-36
  2.1 查询优化的意义与原则  15-16
  2.2 查询优化的基础  16
  2.3 查询的执行过程  16-18
  2.4 查询优化的技术措施  18-20
    2.4.1 查询优化技术  18-19
    2.4.2 查询优化措施  19-20
  2.5 数据库系统参数的调整与优化  20-21
  2.6 数据库逻辑设计的优化  21-26
    2.6.1 规范化中的相关概念  21-23
    2.6.2 规范化的基本途径  23-26
    2.6.3 模式分解遵循的准则  26
  2.7 SQL 语句优化  26-34
    2.7.1 SQL 语句优化的目标  27
    2.7.2 SQL 语句优化的原则  27
    2.7.3 SQL 语句的书写规范  27-34
    2.7.4 共享SQL 语句  34
  2.8 查询算法  34
  2.9 本章小结  34-36
第三章基于堆栈的择优遗传禁忌搜索算法  36-53
  3.1 择优遗传搜索算法  36-43
    3.1.1 简单遗传算法  36-39
    3.1.2 遗传算法的缺点  39-40
    3.1.3 改进的遗传算法思想  40-41
    3.1.4 择优遗传算法的流程  41-42
    3.1.5 实验结果  42-43
  3.2 基于堆栈的禁忌搜索算法  43-49
    3.2.1 禁忌搜索算法  43-45
    3.2.2 禁忌搜索算法的缺点  45-47
    3.2.3 改进的禁忌搜索算法思想  47
    3.2.4 基于堆栈的禁忌搜索算法流程  47-48
    3.2.5 实验结果  48-49
  3.3 基于堆栈的择优遗传禁忌搜索算法GTSBS  49-52
    3.3.1 GTSBS 的思想  49-50
    3.3.2 GTSBS 的流程  50-51
    3.3.3 GTSBS 的优点  51-52
  3.4 本章小结  52-53
第四章 GTSBS 算法在查询优化中的实现  53-71
  4.1 多连接查询的关键技术  53-58
    4.1.1 查询条件的预处理  53
    4.1.2 多连接查询的逻辑表现形式  53-56
    4.1.3 策略空间和搜索空间  56
    4.1.4 查询代价的估计方法  56-58
  4.2 GTSBS 在查询优化中的实现  58-67
    4.2.1 GTSBS 的程序流图  58-60
    4.2.2 GTSBS 的关键技术实现  60-65
    4.2.3 GTSBS 的程序实现  65-67
  4.3 实验结果  67-69
    4.3.1 实验环境  68
    4.3.2 实现结果的分析  68-69
  4.4 本章小结  69-71
第五章某机关大院门禁管理系统的查询优化  71-86
  5.1 某机关大院门禁管理系统  71-75
    5.1.1 项目背景  71-72
    5.1.2 功能描述  72-75
  5.2 门禁系统的逻辑设计优化  75-78
  5.3 门禁系统的查询优化  78-83
    5.3.1 建立索引  78-79
    5.3.2 优化SQL 语句  79-82
    5.3.3 基于堆栈的择优遗传禁忌查询优化算法的应用  82-83
  5.4 实验结果和分析  83-85
  5.5 本章小结  85-86
结论  86-88
参考文献  88-90
致谢  90

基于堆栈的择优遗传禁忌查询优化算法的设计与实现

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