基于关系数据库的XML存储和查询的研究

论文摘要

可扩展的标记语言(Extensible Markup Language ,XML)的出现改变了Web的基本面貌。XML具有许多优点: XML具有半结构化、自描述性、灵活性、可扩展性等特点,实现了结构、内容和显示的分离,这有利于机器之间的数据交换和用户的个性化显示以及数据集成等。XML已经成为了Web上数据表示、交换、集成的标准。因此,XML自从发布以来就受到了各界的广泛关注,并且很快便成为了Web上数据表示、交换、集成的标准。目前,互联网上涌现了大量的XML数据,如何高效存储和获取这些XML数据将变得非常急迫。本文主要研究基于关系数据库的XML存储和查询。如果能将XML文档内容存储在关系数据库,便可以充分利用成熟的关系数据库技术,所以XML在关系数据库中的存储和查询一直是研究的热点。但目前的存储方法中需要针对具体的模式设计具体的映射规则,从而构建具体的关系数据库表结构,不能达到很好的通用性,而且它们研究的XML模式都是DTD的,而DTD并不是W3C指定的XML模式,它存在许多不足,因此本文设计一种模式映射的XML关系存储方法,这种存储方法研究的XML模式是W3C指定的XML Schema,为所有的XML文档和XML Schema设计通用的映射规则,从而构建了通用的关系数据库表结构,达到了通用性,以便于维护,且此存储方法可以无缝地存储和查询XML数据,此外,利用此存储方法可以非常高效地验证XML文档的有效性。本文的主要研究工作如下:首先分析了现有的XML存储方式,总结出XML使能数据库中基于关系数据库的XML存储方法具有许多优点,是解决XML存储问题的有效途径之一;然后分析了目前基于关系数据库中的XML存储方法的不足,设计了一种性能更佳的基于关系数据库的XML存储方法—模式映射的XML关系存储方法,重点研究了此模式映射的存储思想,存储实现,以及利用此模式映射所进行的XML还原方法和验证方法;最后研究基于关系数据库的XQuery查询处理,提出了XQuery查询语句的规范化和XQuery语句到SQL语句的转换过程,并研究了其具体的查询处理过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 XML 存储的研究现状
• 1.2.2 XML 查询的研究现状
• 1.3 本文主要工作及内容安排
• 2 XML 相关介绍
• 2.1 XML 简介与语法
• 2.1.1 XML 简介
• 2.1.2 XML 语法
• 2.2 XML 模式
• 2.2.1 DTD
• 2.2.2 XML Schema
• 2.3 XML 查询语言
• 2.3.1 XPath
• 2.3.2 XQuery
• 2.4 本章小结
• 3 基于关系数据库的XML 存储研究
• 3.1 引言
• 3.2 XML 存储方式概述
• 3.2.1 文件系统
• 3.2.2 原生XML 数据库
• 3.2.3 XML 使能数据库
• 3.2.4 各种存储方式的比较
• 3.3 基于关系数据库的XML 存储方法
• 3.3.1 模型映射的XML 关系存储方法
• 3.3.2 结构映射的XML 关系存储方法
• 3.4 本章小结
• 4 模式映射的XML 关系存储方法
• 4.1 引言
• 4.2 模式映射的存储思想
• 4.3 模式映射的存储实现
• 4.3.1 XML Schema 的存储算法
• 4.3.2 XML 文档的存储算法
• 4.3.3 存储的具体过程
• 4.4 模式映射的还原方法
• 4.3.1 XML Schema 的还原方法
• 4.3.2 XML 文档的还原方法
• 4.5 模式映射的验证方法
• 4.6 本章小结
• 5 基于关系数据库的XQuery 查询处理
• 5.1 引言
• 5.2 XQuery 查询处理过程
• 5.2.1 XQuery 查询语句的规范化
• 5.2.2 XQuery 到SQL 的转换处理
• 5.2.3 查询和输出结果
• 5.3 查询的具体过程
• 5.4 本章小结
• 6 工作总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录