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可视化的XML数据查询：QR_XML系统

作　者: 李伟
导　师: 谢荣传
学　校: 安徽大学
专　业: 计算机应用
关键词: XML 查询语言查询组规范树查询语言条件片断依赖关系
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

良好的数据定义格式、可扩展性、高度的结构化和便于网络传输是XML的4个主要优点。由于XML能针对特定的应用领域而定义特定的标记集合，使得XML可以在电子商务、政府文档、报表、出版和中介信息交互等领域，根据不同的系统和应用提出各具特色的独立解决方案。基于这些应用领域的XML查询就变得日益重要，为此W3C提出了XQuery查询语言的规范(草案)，由于直接使用XQuery语言查询需要用户有较深的专业知识才能进行，一种易于使用的基于Web的可视化查询系统就成为研究XML查询的热点。本文分析研究了系统使用的数据模型、相关技术应用和查询语言的转换，并给出了一种基于XQuery查询引擎之上的可视化查询系统QR_XML。QR_XML系统包括三个部分：QR_XML的Web查询部分，QR_XML的编辑器组件和QR_XML系统的运行服务器。在对数据模型的研究中，首先介绍了XML数据模型和半结构化的数据模型，研究了XML的半结构化特征：自描述、图结构和不规则，并分析了XML常见的树结构模型。本文提出了标签有序树对象(lotos)数据模型，有序树的内部结点由XML数据的元素表示，而元素名要进行参数化处理。文章分析了查询组规范QSS(Query Set Specification)技术，Qss是一个4元组<CTG，RTG，F，D>。查询组规范是分析处理QFRs(Query Forms andReports)中的所有查询要求。我们使用编辑器来建立QSS，这包括四个过程：构造CTG(Condition Tree Generator)和RTG(Result Tree Generator)，建立条件片断F(Fragments)和依赖关系D(Dependencies)。在处理引擎的研究中，我们根据QSS和用户输入的实例化参数值，分析了条件片断的实例化过程。再由搜索活动条件片断算法减去不符合要求的子树，建立满足用户输入的最小活动片断子集。本文给出了从查询组规范QSS描述语言到树查询语言TQL(Tree Query Language)的转换算法，分析了从活动片断子集到CT的构造过程，以及从RTG到RT的转换过程。最后，分析和改进了从树查询语言TQL到XQuery查询语言的转换算法，实现了从查询描述到查询表达式构造。本文主要的贡献是：首先，给出了易于使用的基于Web的可视化XML查询系统架构。其次，分析研究了系统的数据模型。最后，实现了QSS对查询要求的描述、TQL语言的表示和计算、以及QSS到TQL的转换算法和TQL到XQuery查询表达式的转换算法。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章引言  9-17
  1.1 研究背景和动机  9-12
    1.1.1 强大的XML技术  9-10
      1.1.1.1 XML技术的产生  9-10
      1.1.1.2 XML技术的应用领域  10
    1.1.2 Xquery查询语言  10-11
    1.1.3 Xquery查询中遇到的问题  11
    1.1.4 可视化技术的发展  11-12
  1.2 国内外研究的现状  12-13
  1.3 主要的研究动机、内容和目标  13-15
    1.3.1 对查询、报告和条件控制的研究  13
    1.3.2 查询和可视化编辑的松耦合研究  13
    1.3.3 强大的QSS的应用研究  13-14
    1.3.4 树查询语言TQL的研究  14
    1.3.5 TQL2XQuery转换算法的研究  14
    1.3.6 研究的目标  14-15
  1.4 论文的内容、成果和组织  15-17
    1.4.1 论文内容  15
    1.4.2 论文的成果和组织  15-17
第二章 XML技术和XQuery查询语言  17-21
  2.1 可扩展的标记语言XML  17-18
    2.1.2 形式良好的XML文档  18
  2.2 XML的相关技术  18-19
    2.2.1 XML相关技术图  18-19
  2.3 XQuery查询语言  19-21
    2.3.1 XQuery语言规范  19-20
      2.3.1.1 XQuery规范目标  19
      2.3.1.2 XQuery规范族  19-20
    2.3.2 XQuery语言  20-21
第三章软件可视化技术  21-28
  3.1 软件工程中可视化技术应用  21-23
    3.1.1 软件可视化技术  22
    3.1.2 可视化工具的种类  22-23
      3.1.2.1 SV工具的特征  22-23
      3.1.2.2 SV工具的分类  23
  3.2 软件体系结构  23-24
  3.3 科学可视化技术  24-26
    3.3.1 科学可视化的目的和内容  24-25
    3.3.2 科学可视化系统的组成  25
    3.3.3 科学可视化的方法技术  25-26
  3.4 图形化技术  26-28
    3.4.1 力导向方法  26
    3.4.2 平面图的正交方法  26-27
    3.4.3 分层方法  27
    3.4.4 树结构绘制  27-28
第四章 QR_XML系统架构  28-33
  4.1 系统架构  28
  4.2 系统内组件功能及交互  28-33
    4.2.1 系统的QFRs组件  29-30
    4.2.2 系统的编辑器组件  30
    4.2.3 系统的运行服务器  30-33
      4.2.3.1 参数实例化  31
      4.2.3.2 搜索活动条件片断  31
      4.2.3.3 QSS2TQL转换过程  31-32
      4.2.3.4 TQL2XQuery转换过程  32-33
第五章 XML的数据模型和标签模型  33-39
  5.1 面向查询的XML数据模型  33-37
    5.1.1 数据模型的分类  33-34
    5.1.2 基于半结构化的XML数据模型  34-37
      5.1.2.1 半结构化数据模型  34-36
      5.1.2.2 XML数据的半结构化特征  36
      5.1.2.3 基于半结构化的XML查询数据模型  36-37
  5.2 基于树结构的XML数据模型  37
  5.3 标签模型(lotos)  37-39
第六章 QFRs实例分析  39-42
  6.1 查询文档和模式文件实例  39-40
  6.2 客户端模块  40-41
  6.3 Web服务器端模块  41-42
第七章 QSS、TQL和依赖关系  42-62
  7.1 查询组规范语言QSS  42-45
    7.1.1 PTPs介绍  42
    7.1.2 QSS(Query Set Specification)定义  42-43
    7.1.3 查询组规范QSS的构造实例  43-44
    7.1.4 查询组规范的基本构成  44-45
  7.2 依赖关系和依赖关系图  45-47
    7.2.1 依赖关系定义:  45
    7.2.2 依赖关系的实例分析  45-47
    7.2.3 依赖关系图:  47
  7.3 树模式查询语言TQL  47-54
    7.3.1 TQL语言的数据模型  47-49
      7.3.1.1 信息树  48
      7.3.1.2 信息项  48
      7.3.1.3 信息项的等价公式  48-49
    7.3.2 树逻辑  49-52
      7.3.2.1 树逻辑公式  49-51
      7.3.2.2 路径公式  51-52
    7.3.3 树查询语言  52-54
      7.3.3.1 查询语言  52-54
      7.3.3.2 查询语义  54
  7.4 树模式查询语言实例分析  54-62
    7.4.1 树查询语言的构成  55
    7.4.2 树查询语言的条件树  55-59
      7.4.2.1 条件树定义:  55-56
      7.4.2.2 条件树的语义  56-59
    7.4.3 树查询语言的结果树  59-60
      7.4.3.1 结果树定义:  59-60
    7.4.4 条件树和结果树的构造分析  60-62
第八章 QR_XML编辑器  62-76
  8.1 EST显示组件  63-65
    8.1.1 EST的构造分析  63-64
    8.1.2 EST定义:  64-65
  8.2 查询条件建立过程  65-72
    8.2.1 人机交互建立条件片断  65-66
    8.2.2 构造CTG  66-70
      8.2.2.1 ConstructCTG算法  67-69
      8.2.2.2 ConstructCTG算法的实例剖析  69-70
    8.2.3 消减冗余  70-71
    8.2.4 人机交互建立依赖关系  71-72
  8.3 模板报告和RTG构造过程  72-76
    8.3.1 模板报告  72-73
    8.3.2 建立报告的映射关系  73-74
    8.3.3 f_R构造算法:  74-76
第九章 QR_XML运行服务器  76-85
  9.1 参数实例化  76-77
  9.2 搜索活动片断  77-78
  9.3 QSS2TQL查询转换  78-79
  9.4 TQL2Xquery查询转换  79-84
  9.5 结果的获取与处理。  84-85
第十章结论和进一步工作  85-86
参考文献  86-90
致谢  90-91
攻读学位期间发表的学术论文目录  91

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