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基于关系数据库的 XML 存储和查询的研究









重庆大学硕士学位论文




学生姓名:詹火木
指导教师:罗军副教授
专业:计算机系统结构
学科门类:工学




重庆大学计算机学院
二 OO 八年五月
Research on XML Storage and Query Based
on Relational Database











A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Degree of Master of Engineering
by
Zhan Huomu

Supervisor: Associate Prof. Luo Jun
Major: Computer System Architecture


College puter Science of
Chongqing University, Chongqing, China
May, 2008
重庆大学硕士学位论文中文摘要

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。

关键词: XML,XML Schema,关系数据库,模式映射,查询处理
I
重庆大学硕士学位论文英文摘要

ABSTRACT

The invention of XML (Extensible Markup Language) changes the situation of
web totally. XML has many pared with HTML: semi-structure,
self-description, flexibility and extensibility etc. It makes the separation of structure,
content and display, which is good for data exchanges, personalized display