语义驱动的XML规范化研究

论文摘要

XML已经成为W3C制订的Web上的数据表示和数据交换的标准,需要通过Web交换和处理的XML数据在大幅度的增加,这就对XML的数据模式提出了更高的要求。设计一个好的Schema的中心目标之一就是减少数据冗余:冗余信息不仅仅浪费了我们的存储空间,增加了数据传输和维护操作的成本,更重要的是,这些数据冗余可能导致潜在的更新异常,引起数据库的不一致。由于Web的开放性,XML数据异常的危害性要远远大于关系数据异常的危害性。本文首先从语义的角度出发,对XML数据的语义约束进行深入的研究,并设计算法,对XML数据进行规范化处理,从而得到良好的XML数据模式,减少了数据冗余,保持了数据的一致性。因此,XML模式规范化的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文的主要工作是在已有的XML Schema等规范基础上,从语义角度对XML数据进行规范化研究,主要研究成果如下:①研究形式化的XML文档定义,以及XML Schema中的语义约束,研究基于路径和树元组的XML函数依赖、间接函数依赖和传递函数依赖的概念,并定义了XML函数依赖的逻辑蕴涵与覆盖,证明其有效性和完备性。②基于XML函数依赖的形式化定义,研究并给出XML不同级别范式的定义,即确定XML文档规范化的标准,以达到消除语义二义性、最小化冗余及保持数据一致性和可维护性等目标。③基于以上研究,提出一种基于函数依赖的XML冗余检测算法,以有效地检测文档中存在的冗余数据,并对算法的复杂度进行分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究意义
• 1.4 论文结构
• 2 XML 相关标准及定义
• 2.1 XML 背景知识
• 2.1.1 XML 发展与特点
• 2.1.2 XML 语义约束的分析
• 2.2 XML Schema
• 2.2.1 XML Schema 语法
• 2.2.2 XML Schema 形式化定义
• 2.2.3 XML Schema 形式化定义
• 2.3 XML 数据库
• 2.4 本章小结
• 3 XML 函数依赖及范式
• 3.1 XML 函数依赖
• 3.1.1 路径表达式和树元组
• 3.1.2 XML 函数依赖
• 3.1.3 XML 函数依赖的推理规则集
• 3.2 传递函数依赖与间接函数依赖集
• 3.3 基于函数依赖的XML Schema 规范化规则
• 3.4 函数依赖的蕴含与最小覆盖问题
• 3.5 XML 范式级别
• 3.5.1 XML 范式定义
• 3.5.2 XML 模式分解
• 3.6 本章小结
• 4 XML 文档冗余检测算法
• 4.1 问题的提出和定义
• 4.2 冗余检测的属性分解算法
• 4.2.1 XML 数据的表示
• 4.2.2 表内的数据依赖检测
• 4.2.3 表间的数据依赖检测
• 4.2.4 set 元素的处理
• 4.3 算法复杂度分析
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 小结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录