基于多蚁群遗传算法的分布式数据库查询优化-上海师范大学学报.PDF
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第 卷第 期 上海师范大学学报 自然科学版
年 月
基于多蚁群遗传算法的分布式数据库查询优化
周 莹 陈军华
上海师范大学信息与机电工程学院上海
摘要 针对单一普通算法在查询优化方面的不足提出了一种结合遗传算法与蚁群算法优
点的多蚁群遗传算法克服了蚁群算法前期搜索的盲目性并引入多蚁群概念更好地防止了
算法陷入局部最优的情况以获取更优的查询路径类比实验表明该算法较传统蚁群算法在
查询方面能获得更好的查询路径
关键词 分布式数据库 多蚁群 遗传算法 查询优化
中图分类号 文献标志码 文章编号
分布式数据库技术使数据在物理上呈现分布状态在逻辑上融为整体的数据库技术随着数据量的
日益增长分布式数据库技术的应用越来越广泛为了尽可能地降低该技术的整体开销需要寻找一个
切入点对其进行优化查询操作是分布式数据库中最常用同时也是最有提升空间的一种操作成为研
究的重点目前已经有许多学者提出了相关优化策略如基于索引的语句查询优化 基于禁忌
的查询优化 基于遗传模拟退火的查询优化 等策略
考虑到单个算法的局限性及不足 本文作者提出了一种遗传算法与多蚁群算法相结合的混合算
法多蚁群算法是在普通蚁群基础上进行改进的算法该混合算法不但克服了蚁群算法前期搜索的盲目
收稿日期
作者简介 周莹 女硕士研究生主要从事数据库方面的研究
导师简介 陈军华 男副教授主要从事数据库方面的研究
通信作者
引用格式 周莹陈军华基于多蚁群遗传算法的分布式数据库查询优化 上海师范大学学报 自然科学版
上海师范大学学报 自然科学版 年
性而且利用了平滑机制及多蚁群间互相学习机制来避免陷入局部最优和早熟现象从而提高了整个算
法的全局搜索能力实验表明该算法有效地提高了分布式数据库查询的效率
算法模型
多蚁群遗传算法的基本思想是通过遗传算法处理产生初始的信息素分布多蚁群算法利用这个
初始信息素分布开始寻优多个蚁群间先互相独立寻优当迭代数满足条件时依照平滑机制跳出局部
最优并利用学习机制获得更好的全局最优解这个解就是查询路径
遗传算法
利用传统遗传算法的步骤对查询问题初步求解求解前需要根据待求解问题来设置各个参数和相
关技术其中几个重要概念定义如下
目标函数目标函数指的是解决问题所要关心的目标与相关因素的函数关系对于所遇到的一
些分布式数据库查询优化问题来说最需要关注的目标就是总通信费用的问题目标函数公式如下
其中表示总通信费用为查询路径上的节点对应的通讯费用 为查询路径上的节点以及节点
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