XML数据库查询优化技术的研究

论文摘要

随着Internet技术的发展,XML已经逐渐成为Internet上数据交换的标准,同时它也为数据库的应用开辟了一个崭新的领域——XML数据库。由于XML数据的半结构化特性及XML数据特有的路径表达式不同于现有的关系数据库的结构化查询,使得XML数据库的查询技术与传统的关系数据库存在很大的差异。因此,XML查询技术成为XML数据库的一个重要研究领域。本文研究了XML数据库的查询结构,并对查询处理过程中的每一阶段进行了详细的分析,重点研究了逻辑优化和物理优化阶段的优化策略,并研究了三种常用的XML数据库查询优化技术:基于路径索引的优化技术、基于编码的优化技术和基于模式的优化技术。基于模式的优化是XML查询优化中的一个重要技术,它利用XML的模式信息对查询表达式进行查询过滤、模式消减,从而达到查询优化的目的。本文研究了一种基于XML Schema模式的查询优化技术——XSIS,它结合模式优化技术和路径索引技术来实现XML的查询优化。它分别采用PBiTree、区间编码对Schema文档和XML文档进行编码,对Schema文档和XML文档分别建立索引,并同时给出了相应的查询处理方式;针对Schema模式中出现的环模式这种特殊情况提出了一种建立消减树的解决方案;并将XSIS与XISS进行了对比试验,进行了查询优化性能分析。最后,在对单Schema优化技术研究的基础上,对多Schema查询优化技术进行了探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.4 论文的组织结构
• 第2章 XML数据库技术简介
• 2.1 XML技术简介
• 2.1.1 XML文档类型
• 2.1.2 XML数据模型
• 2.1.3 XML模式
• 2.2 XML数据库系统
• 2.2.1 XML数据库的分类
• 2.2.2 纯XML数据库的定义
• 2.2.3 纯XML数据库的特性
• 2.3 XML数据库查询语言
• 2.4 XML数据库的关键技术
• 2.4.1 XML数据库存储技术
• 2.4.2 XML数据库索引技术
• 2.5 本章小结
• 第3章 XML数据库查询优化研究
• 3.1 XML数据查询的特点
• 3.2 XML数据库查询结构
• 3.2.1 查询解析
• 3.2.2 逻辑优化
• 3.2.3 物理优化
• 3.2.4 查询执行
• 3.3 XML查询优化技术
• 3.3.1 基于路径索引的优化技术
• 3.3.2 基于编码的优化技术
• 3.3.3 基于XML模式的优化技术
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于Schema的查询优化技术
• 4.1 XSIS查询结构模型
• 4.2 XSIS编码技术
• 4.2.1 PBiTree编码技术
• 4.2.2 Schema中复杂模式的研究
• 4.2.3 XSIS的编码方式
• 4.3 XSIS索引结构
• 4.3.1 XML Schema索引结构
• 4.3.2 XML文档索引结构
• 4.4 XSIS路径查询处理机制
• 4.4.1 查询处理策略
• 4.4.2 查询表达式预处理
• 4.4.3 XML Schema查询处理
• 4.4.4 XML文档查询处理
• 4.5 XSIS性能分析
• 4.6 多Schema索引技术研究
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢