Em um nível muito alto, as estatísticas são mantidas para que o otimizador de consultas do SQL Server possa determinar a melhor maneira de executar as instruções. Os planos de execução são gerados para cada operação e as estatísticas ajudam a determinar o plano de execução mais eficiente a ser usado para concluir uma tarefa.
Existe uma tonelada absoluta de informações sobre esse tópico. Antes de implementar sugestões de ajuste, no entanto, você deve ter certeza absoluta do que está fazendo. Por exemplo, nem sempre é certo que adicionar um índice melhora o desempenho. Às vezes os efeitos são negativos. Manter as estatísticas atualizadas, no entanto, é uma peça vital.
Aqui está um artigo do MSDN descrevendo as estatísticas que o Query Optimizer usa no SQL 2008.
Estatísticas usadas pelo otimizador de consultas no Microsoft SQL Server 2008
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