一种基于关系数据库的XUpdate2SQL更新方案

摘要

XML是一种文本文档的元标记语言,具有良好的可扩展性。目前越来越多的应用采用XML标准来存储信息。这些XML文档需要一个稳定,高效的存储和管理工具,特别是对数据的更新管理工具。关系数据库以其成熟、稳定、高效等诸多优点被用来存储和管理XML数据。采用关系数据库管理XML数据存在两方面的问题:如何将XML数据从XML模式转换为关系模式;如何将XML语言转换为关系数据库的SQL语言。本文将针对第二个问题展开研究。本文分析了XML语言到SQL语言转换的研究成果,发现存在两方面问题:(1)目前对XML语言中XUpdate语言(更新语言)到SOL语言转换的研究还不成熟。(2)这些研究成果中,XUpdate语言(更新语言)到SQL语言的转换大多是针对某种特定的存储模式生成方法,也就是说存储模式生产方法是固定的。如果存储模式生成方法需要改变,代价会比较大。这一约束条件使得研究成果的使用范围受到了很大限制。因此,本文将研究目标确定为XML语言中的XUpdate语言到SQL的转换。本文将提出并实现一个基于关系数据库的XUpdate2SQL更新方案。本文设计的更新方案是一个比较完善的更新转换方案,主要解决了两个问题:(1)实现了XUpdate语言到SQL语言的转换。更新方案提供了完整的XUpdate到SQL的转换算法,转换出的SQL语言符合SQL-92标准,具有良好的通用性。(2)较好地解决了存储模式生成方法固定的问题。本文为更新方案的存储模块设计了一系列接口,XUpdate到SOL的转换算法只能通过接口获得需要的信息,完全与存储模块的内部隔离,隔离了存储模式生成方法与语言转换的依赖性。当存储模式生成方法需要改变时,需要修改的只是存储模块的一部分,转换算法不需要改变,使整个更新方案的调整代价大大降低,较好地解决了存储模式的问题。并且,作者在实验室已经实现的查询系统的基础上,按照更新方案的设计对查询系统进行了修改,最后实现了一个基于更新方案的更新转换系统。该系统按照更新方案的设计要求支持XUpdate到SQL的转换,并且可以以较小的代价对更新系统进行调整。最后,本文综合评估了更新方案的优点和有待进一步完善之处,提出了今后需要深一步开展的研究工作。

目录

摘要

Abstract

第一章 引言

1.1 XML简介

1.2 XML查询

1.2.1 XPath

1.2.2 XQuery

1.2.3 XUpdate

1.3 XML的存储和管理方式

1.3.1 手工方式

1.3.2 面向对象的数据库

1.3.3 原生数据库

1.3.4 关系数据库

1.3.5 关系数据库存储XML需要解决的问题

1.4 研究现状及存在问题

1.6 本文的主要研究工作

1.7 本文的组织结构

第二章 XML的存储模式

2.1 DTD和XML Schema

2.2 存储模式基本概念

2.3 不基于XML结构的存储技术

2.3.1 Edge方法

2.4 基于XML结构的存储技术

2.4.1 基本内联法

2.4.2 共享内联法

2.4.3 混合内联法

2.5 本章小结

第三章 XUpdate2SQL更新方案的设计

3.1 方案的研究意义

3.2 方案的设计原理

3.3 存储服务模块的设计

3.3.1 实体结构

3.3.2 工作流程

3.4 文档载入模块的设计

3.4.1 实体结构

3.4.2 工作流程

3.5 更新转换模块的设计

3.5.1 实体结构

3.5.2 工作流程

3.6 方案的总体流程

3.7 方案的更新约束

3.8 本章小结

第四章 XUpdate2SQL更新方案的更新表达式

4.1 XQuery Update Facility和FLWOR表达式

4.1.1 XQuery Update Facility

4.1.2 XUpdate FLWOR表达式

4.2 更新表达式

4.3 更新表达式的转换

4.3.1 Insert更新表达式

4.3.2 Delete更新表达式

4.3.3 Replace更新表达式

4.5 本章小结

第五章 XUpdate2SQL更新方案的实现

5.1 系统总体框架

5.2 存储模式子系统

5.2.1 设计思路

5.2.2 实现方法

5.3 文档载入子系统

5.4 更新转换子系统

5.4.1 设计思路

5.4.2 实现方法

5.5 SQL Validator

5.6 本章小结

第六章 XUpdate2SQL更新系统的性能分析

6.1 更新系统的应用方法

6.2 更新系统的正确性实验

6.3 更新系统的转换时间实验

6.3.1 存储模式的性能比较

6.3.2 嵌套结构XUpdate与无嵌套结构XUpdate转换效率比较

第七章 结论与未来研究

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录一

附录二

参加的项目及发表的学术论文目录