XML數(shù)據(jù)管理中的結(jié)構查詢技術研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術迅猛發(fā)展，XML已逐漸成為數(shù)據(jù)表達和數(shù)據(jù)交換的標準。越來越多的Web數(shù)據(jù)通過XML文檔形式呈現(xiàn)。如何有效管理這些XML數(shù)據(jù)，是當前數(shù)據(jù)庫領域一個重要研究課題。XML數(shù)據(jù)具有半結(jié)構化特征，其存儲、查詢、更新比傳統(tǒng)結(jié)構化數(shù)據(jù)更為復雜。使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術解決XML數(shù)據(jù)管理問題，其效果不佳。為此，需要根據(jù)XML數(shù)據(jù)特點，研究開發(fā)新的XML數(shù)據(jù)管理技術。 本文主要研究XML數(shù)據(jù)管理中的結(jié)構查詢處理。XML結(jié)構查詢是XML所特

2、有的一類查詢，其查詢條件為XML結(jié)構約束，以路徑表達式形式出現(xiàn)。在XML數(shù)據(jù)查詢中，XML結(jié)構查詢占有基礎地位，許多已知的XML查詢語言，如XOuery，XPath等，都以XML結(jié)構查詢作為其核心部分。因此，高效的XML結(jié)構查詢處理在XML數(shù)據(jù)管理中非常重要。本文根據(jù)路徑表達式的不同，對XML結(jié)構查詢實行分類處理，從而提高其查詢效率。 首先，本文提出了一種多分類XML結(jié)構查詢處理框架MCXArch，具體描述了該框架的兩個重要組成

3、部分：查詢執(zhí)行模型MCXEng和查詢優(yōu)化模型MCxopt。在模型MCXEng中，給出了各類查詢執(zhí)行算子。在模型McxOpt中，給出了多類結(jié)構查詢優(yōu)化規(guī)則。接著，本文圍繞McXArch框架，分析研究了四個XML結(jié)構查詢關鍵技術點：XML線性路徑匹配；XML分支路徑匹配；XML結(jié)構查詢加速和XML包含連接估計。 在XML線性路徑匹配研究中，本文提出了兩種新匹配算法：整數(shù)差值匹配法和約簡式遍歷匹配法。整數(shù)差值匹配法用于XML簡單線性路

4、徑匹配；而約簡式遍歷匹配法主要用于XML復雜線性路徑匹配。這兩種匹配算法都通過約簡方式，提高查詢匹配效率。 在XML分支路徑匹配研究中，本文給出了兩種啟發(fā)式匹配算法：Heur-PC和Heur-Unnested。算法Heur-PC用于簡單分支路徑匹配；算法Heur-unnested用于非自嵌套分支路徑匹配。與先前的小枝連接類匹配算法相比，兩種啟發(fā)式算法所需的查詢匹配時間更少。 在XML結(jié)構查詢加速研究中，本文提出了一種位圖

5、過濾加速法。利用前/后綴標簽位圖，該方法能加速多類查詢匹配算法，如遍歷類匹配算法、連接類匹配算法等。本文給出了過濾加速原理，并研究了位圖過濾加速法與查詢匹配算法的集成。 在XML包含連接估計研究中，本文給出了一種權重哈爾小波的估計方法。在預處理階段，使用哈爾小波，壓縮統(tǒng)計數(shù)據(jù)，生成小波摘要。在查詢估計階段，利用小波系數(shù)重構，獲取XML包含連接估計值。同時，在估計方法中，使用概率權重模型，體現(xiàn)查詢負載變化。在相同的空間限制下，權重