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基于双路索引的XML查询优化研究

作　者: 姜蓉
导　师: 易军凯
学　校: 北京化工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 双路索引倒排索引查询优化
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 61次
引　用: 1次
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内容摘要

XML是一种可扩展的标记语言,由于其丰富的表达能力和自描述性、灵活性等特点,被广泛应用于Web环境下数据的表示和共享。随着大量数据以XML格式保存,如何高效、系统、科学地管理XML文档已成为数据库研究领域中的一个重要挑战。本文首先研究了从XML模式到关系模式之间的映射,然后给出了一个基于Schema的XML存储模型,在这个存储模型基础上研究了XML查询语言和索引查询技术；结合多种索引方法,提出了双路索引模型,最后是它的查询处理算法,大体上包含以下内容：(1)由于采用传统的模型来存储XML文档虽然模型简单,但是它仅适合于传统的以从上到下或从下到上顺序遍历XML文档,查询效率较低,本文在改进的基础上提出了一个基于Schema的XML存储优化模型。利用在实际应用中经常存在的XML数据的模式信息-XML Schema,根据相应的转换规则,生成基于关系数据库的存储模型。与传统方法相比,其优点在于：将传统的大表集中存储分散成相互关联的小表存储,适合从任意层次遍历XML文档。当文档比较大、节点数比较多时,利用该存储模型进行查询,程序不必一层一层逐个节点遍历文档,提高了查询效率。此外,它还为索引的建立提供一个相对持久和稳定的参考。(2)在基于Schema的XML存储模型上,提出了一种新的XML文件索引方法-DI索引。目前的路径索引多倾向于解决绝对路径表达式的查询,而对于相对路径表达式的处理,得到满足路径表达式的结果可能需要遍历整个索引,付出较高的查询代价。DI索引方法采用倒排文件索引机制及中文分词技术,建立了绝对索引模型和相对索引模型,能有效支持各种形式的路径表达式,又不会占用过大的空间。绝对索引模型将查询路径表达式缩短,减少了比较次数,相对索引模型建立父子索引表补全路径,用较小的索引结构替代原始查询。利用这种索引方法克服了元素查找总是从树的根部开始进行的缺陷,节约了索引存储空间,提高了查询速度。(3)基于DI索引,本文还研究给出了相关查询处理的算法。采用Fabric索引和DI索引,对3种不同的查询语句进行了测试,给出了模型仿真试验结果。实验结果表明,该方法可以有效地提高查询处理的性能。

全文目录

学位论文数据集  3-4
摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-21
  1.1 研究的背景和意义  13-14
  1.2 国内外研究现状  14-18
  1.3 课题的难点  18
  1.4 课题的主要创新点  18-19
  1.5 论文的研究内容和组织结构  19-21
    1.5.1 论文的主要研究内容  19
    1.5.2 论文的组织  19-21
第二章 XML存储模型的研究与改进  21-39
  2.1 基于模式映射的存储模型研究  21-33
    2.1.1 XML模式及映射  21-26
    2.1.2 典型的XML-RDB映射方法  26-30
    2.1.3 现有的存储模型及其不足  30-33
  2.2 现有XML存储模型的改进  33-35
  2.3 存储模型实例与分析  35-36
  2.4 本章小结  36-39
第三章双路索引模型的提出与实现  39-57
  3.1 XML查询语言  39-41
  3.2 XML索引查询处理  41-46
    3.2.1 典型的索引查询技术  41-45
    3.2.2 待解决的问题  45-46
  3.3 双路索引模型的提出  46-48
    3.3.1 模型相关概念定义  46-47
    3.3.2 绝对索引模型  47-48
    3.3.3 相对索引模型  48
  3.4 双路索引模型的实现  48-53
    3.4.1 双路索引的建立  48-49
    3.4.2 中文分词算法  49-52
    3.4.3 倒排文件索引  52-53
  3.5 双路索引查询优化算法  53-54
  3.6 索引模型实例与分析  54-56
    3.6.1 模型实例  54-56
    3.6.2 查询实例  56
  3.7 本章小结  56-57
第四章实验结果及分析  57-61
  4.1 实验准备  57-59
  4.2 实验结果分析  59-60
  4.3 本章小结  60-61
第五章总结与展望  61-63
  5.1 工作总结  61
  5.2 展望  61-63
参考文献  63-67
致谢  67-69
研究成果及发表的学术论文  69-71
作者及导师简介  71-72
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  72-73

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