XML数据在关系数据库中的存储技术研究

论文摘要

随着XML数据的可扩展性和自我描述性的日益发展，越来越多的开发者将其视为网络数据传输的主要形式。XML文件本质上是保存信息的结构化载体，它对自身数据库的处理能力是有限的。将XML数据转换成关系数据，然后凭借关系数据库的强大功能来处理XML数据，将带来可观的处理效果。然而，响应时间是评价数据处理的一个重要指标，因此如何提高响应时间已成为各个研究者的目标。由于底层存储表达对上层的查询和优化有着重要的影响，因而也是提高处理XML数据响应时间的有效方法。本文以边模型映射为基础，提出了一种优化的基于关系数据库的XML文档存储方案。具体来讲：（1）与边模型映射中的独立值表映射方案不同，本文按照文档中的节点类型对XML的文档树进行细化，进而提高了XML文档重构的准确性；（2）本文采用节点序号和路径相结合的方式记录每一个元素节点的路径信息，进而有效地提高了文档的查询性能。（3）最后，基于该存储方案，设计实现了针对该方案数据库的操作原型。本方案有效地解决了XML数据库的底层存储表达，进而提高了响应时间，与此同时提高了对存取结果进行重构的准确性。本文实验通过对纯XML文档和XRel模型进行比较，实验表明本方案无论在性能还是在存储空间上都有较大幅度的提升。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图表清单
• 1 引言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容和方法
• 1.4 论文结构
• 2 XML及其相关技术
• 2.1 XML简介
• 2.2 XML文档结构
• 2.2.1 XML基础语法
• 2.2.2 XML语法规则
• 2.2.3 XML名称空间
• 2.3 XML模式
• 2.3.1 DTD介绍
• 2.3.2 XML Schema介绍
• 2.4 XML查询
• 2.4.1 XPath
• 2.4.2 XQuery
• 2.5 API应用编程接口
• 2.5.1 DOM文档对象模型
• 2.5.2 SAX简单应用程序接口
• 2.6 XML存储方法
• 2.6.1 文件系统的平面文件方法
• 2.6.2 面向对象数据库管理系统
• 2.6.3 利用关系数据库系统
• 2.7 本章小结
• 3 XML数据到关系数据的转换
• 3.1 模型映射
• 3.1.1 边模型映射
• 3.1.2 节点模型映射
• 3.2 结构映射
• 3.3 本章小结
• 4 基于边模型映射的数据库模型
• 4.1 XML文档的数据模型
• 4.2 节点的区分及各节点之间的联系
• 4.3 新存储模式下的数据库操作
• 4.3.1 重构XML文档
• 4.3.2 XML文档的更新
• 4.4 原型系统的实现
• 4.4.1 基本框架
• 4.4.2 功能模块的关键技术
• 4.5 实验分析
• 4.5.1 存储性能分析
• 4.5.2 查询响应速度分析
• 4.6 本章小结
• 5 总结和展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间发表的论文