XML數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著XML(eXtendedMarkupLanguage，擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)使用XML進(jìn)行表示，XML已經(jīng)逐漸成為Web上數(shù)據(jù)表示和交換的標(biāo)準(zhǔn)。XML數(shù)據(jù)是一種特殊的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，且其查詢(xún)也不同于傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的SQL語(yǔ)句，這為XML數(shù)據(jù)管理帶來(lái)新的研究問(wèn)題。本文以XML數(shù)據(jù)管理技術(shù)為研究對(duì)象，研究XML數(shù)據(jù)管理中的關(guān)鍵技術(shù)，在XML數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型、XML數(shù)據(jù)的查詢(xún)語(yǔ)言、XML數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、XML數(shù)據(jù)查詢(xún)處理

2、及優(yōu)化技術(shù)方面取得了一系列研究成果。在XML數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型方面，提出了一種基于映射的XML數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型。該模型能夠充分表達(dá)XML數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義，并支持以路徑表達(dá)式為核心的查詢(xún)代數(shù)操作。優(yōu)于其他數(shù)據(jù)模型，該模型給出了XML數(shù)據(jù)模型的精確定義，同時(shí)定義了模式維護(hù)和數(shù)據(jù)維護(hù)操作。在XML數(shù)據(jù)的查詢(xún)語(yǔ)言方面，提出了一種XML數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)語(yǔ)言X-SQL。X-SQL具有類(lèi)似于SQL(StructureQueryLanguage，結(jié)構(gòu)

3、化查詢(xún)語(yǔ)言)語(yǔ)言的Select-From-Path-Where結(jié)構(gòu)，使用方便，具有路徑表達(dá)式查詢(xún)能力和同時(shí)從多個(gè)數(shù)據(jù)源選取數(shù)據(jù)的能力，支持?jǐn)?shù)據(jù)更新操作和查詢(xún)結(jié)果的語(yǔ)義捕述。 在XML數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于模式劃分的ASRX存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、以及適應(yīng)于TwigJoin方法的ERCX存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)能夠有效地支持各種XML數(shù)據(jù)維護(hù)操作。在XML數(shù)據(jù)的查詢(xún)處理及優(yōu)化方面，提出了三種XML數(shù)據(jù)查詢(xún)處理方

4、法：基于ASRX存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的路徑表達(dá)式查詢(xún)處理方法、基于過(guò)濾的XML數(shù)據(jù)查詢(xún)處理算法和基于ERCX存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的查詢(xún)處理算法。(1).基于ASRX存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的查詢(xún)處理方法利用自動(dòng)機(jī)匹配求解查詢(xún)計(jì)劃，并根據(jù)數(shù)據(jù)的劃分信息掃描少量的數(shù)據(jù)塊，從而降低了算法的I/O代價(jià)。本文將異步迭代查詢(xún)處理技術(shù)應(yīng)用于基于ASRX的查詢(xún)處理，在查詢(xún)計(jì)劃的執(zhí)行過(guò)程中不同層次的結(jié)點(diǎn)以流水線方式運(yùn)行，并行完成查詢(xún)的處理，提高了查詢(xún)處理的效率。(2).本文還提出了三種基于過(guò)濾

5、的查詢(xún)處理方法BFX-Filter、CX-Filter和SX-Filter。這三種基于過(guò)濾的算法可以大大降低元素掃描數(shù)日，使得參加查詢(xún)處理的元素結(jié)點(diǎn)數(shù)日大大降低。但由于采用了適合順序掃描的索引結(jié)構(gòu)，使得這三種方法運(yùn)行時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)比較大。為此，我們研究了基于ERCX存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的查詢(xún)處理方法。(3).利用結(jié)點(diǎn)的ERC編碼，數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)時(shí)被進(jìn)行劃分。查詢(xún)處理時(shí)，只掃描對(duì)查詢(xún)處理結(jié)果可能有貢獻(xiàn)的結(jié)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于ERCX存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的HTwigJoi