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一种快速的非提取式XML解析器的设计与实现

作　者: 张运嵩
导　师: 钱培德
学　校: 苏州大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: XML解析 VTD-XML 非提取复用性并行计算
分类号: TP311.10
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着XML技术的广泛应用,如何提高XML解析器的性能是一个亟待解决的问题。XML解析模型直接影响XML解析器的性能,因此解决这个问题应从XML解析模型入手。当前的研究工作大多基于提取式XML解析模型,对非提取式XML解析模型的研究很少。VTD-XML是一种新型的非提取式XML解析模型。本文在VTD-XML的基础上设计并实现了一种快速的非提取式XML解析器,称为NEM-XML。首先,NEM-XML是一种非提取式XML解析器。它抛弃了XML DOM模型中为每个XML节点创建节点对象的做法,取而代之的是使用64位长的整数保存XML节点的元信息,极大地减少了解析XML文档所需的时间和内存空间。NEM-XML以静态链表的方式组织内部的数据结构,既方便了元素节点的添加和删除,又提高了XML文档的遍历速度。其次,探索了复用XML解析结果的方法,也就是在第一次使用XML文档时进行正常的解析并将解析结果保存到二进制文件中,以后使用时直接利用二进制文件还原原始的解析结果。这在那些仅对XML文档进行访问而无更新操作的应用中有很大的实用价值。为了复用NEM-XML的解析结果,本文改进了NEM-XML的数据结构,以减少保存解析结果所需的空间以及还原解析结果所需的时间。最后,并行计算是当前的一个重点研究领域,XML并行解析也得到了越来越多的关注。本文研究了NEM-XML的并行解析算法,提出了一种受限制的XML文档划分方法,可以很快地确定各个文档片段的初始解析状态。这个划分算法兼顾XML文档的层次结构和负载平衡,划分结果比较理想。本文对XML解析技术的研究具有一定的现实意义。它不但扩展了VTD-XML所体现的非提取式XML解析思想,还进一步研究了如何复用NEM-XML的解析结果,可以促进XML在各个领域的应用。另外,本文提出的受限制的XML文档划分方法对其它XML并行解析方面的研究具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 课题研究内容  10-12
  1.3 课题研究意义  12-13
  1.4 文章组织结构  13-14
第二章 XML解析概述  14-22
  2.1 XML的解析过程  14-15
  2.2 两种常用的XML解析模型  15-19
    2.2.1 XML DOM  16-17
    2.2.2 基于流的XML解析模型  17-19
  2.3 XML的典型应用  19
  2.4 XML解析的研究现状  19-22
第三章 VTD-XML的基本原理  22-32
  3.1 VTD Record  22-24
  3.2 LC Entry  24-26
  3.3 VTD-XML的遍历过程  26-28
  3.4 VTD-XML的更新过程  28-29
  3.5 VTD-XML的优缺点  29-31
  3.6 本章小结  31-32
第四章 NEM-XML的设计与实现  32-46
  4.1 NEM-XML的基本原理  32-35
    4.1.1 MED结构  32-34
    4.1.2 OA Record  34-35
  4.2 NEM-XML的解析过程  35-36
  4.3 NEM-XML的更新过程  36-38
  4.4 NEM-XML的遍历过程  38-39
  4.5 NEM-XML的性能分析  39-42
    4.5.1 定性分析  39-40
    4.5.2 定量分析  40-42
  4.6 实验结果与分析  42-44
  4.7 本章小结  44-46
第五章复用NEM-XML解析结果  46-57
  5.1 复用XML解析结果的重要因素  46-47
    5.1.1 空间开销  46-47
    5.1.2 时间开销  47
  5.2 两种复用方案  47-54
    5.2.1 复用方案一：完全保存VTD Bu?er  48-50
    5.2.2 复用方案二：R-MED结构  50-54
  5.3 实验结果与分析  54-56
  5.4 本章小结  56-57
第六章 NEM-XML的并行解析算法  57-71
  6.1 XML并行解析的可行性  57-59
  6.2 XML并行解析的困难之处  59-60
  6.3 SP-NEMXML算法详解  60-65
    6.3.1 第一阶段：预解析  60-61
    6.3.2 第二阶段：并行解析  61-64
    6.3.3 预解析实验结果及分析  64-65
  6.4 RP-NEMXML算法详解  65-70
    6.4.1 划分  65-67
    6.4.2 并行解析  67-68
    6.4.3 合并解析结果  68
    6.4.4 加速比分析  68-69
    6.4.5 实验结果与分析  69-70
  6.5 本章小结  70-71
第七章总结与展望  71-74
  7.1 总结  71-72
  7.2 展望  72-74
参考文献  74-80
攻读硕士学位期间公开发表的论文  80-81
致谢  81-82

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