数据库中XML文档存储、检索与时间序列查询语言扩展

### 数据库中XML文档存储、检索与时间序列查询语言扩展 #### 1. XML文档的存储与检索 在数据库领域，对于XML文档的存储和检索是一个重要的研究方向。这里介绍了一种基于对象关系数据库的XML文档存储和检索方法，该方法不仅适用于对象关系数据库，也适用于关系数据库。 ##### 1.1 XML文档的存储 XML文档被分解为其树表示的路径，并存储在四个关系表中，这些关系表对用户或应用程序是隐藏的。用户或应用程序将XML文档视为树，并使用XML查询语言（如XQL）指定查询。 ##### 1.2 XML文档的检索 - **查询重写**：XQL使用路径运算符（`/` 或 `//`）与元素类型等连接的表示法来提取元素包含的子文档。如果XQL查询不包含过滤器和索引，生成SQL查询的步骤如下： 1. 数据库中存储的简单路径以路径运算符 `/` 开头，并用 `/` 连接元素类型。如果XQL查询包含路径运算符 `//`，则使用 `LIKE` 谓词在 `WHERE` 子句中将简单路径中每个 `//` 替换为 `%/`，然后从 `Path` 关系中选择出路径ID。 2. 根据步骤1中获得的每个路径ID，从 `Element` 关系中检索 `docID` 和 `pos` 对。 以下是几个XQL查询重写为SQL查询的示例： - **Query 1**：`/books//author` ```sql SELECT e1.docID, e1.pos FROM Element e1, Path p1 WHERE e1.pathID = p1.pathID AND p1.pathexp LIKE '/books%/author' ORDER BY e1.docID, e1.pos ``` - **Query 2**：`//book[summary/keyword = 'XML']` ```sql SELECT e3.docID, e3.pos FROM Element e1, Path p1, Text t2, Path p2, Element e3, Path p3 WHERE p1.pathexp LIKE '%/book' AND p2.pathexp LIKE '%/book/summary/keyword' AND p3.pathexp LIKE '%/book/author/family' AND e1.pathID = p1.pathID AND t2.value = 'XML' AND t2.pathID = p2.pathID AND e3.pathID = p3.pathID AND e1.pos.contain(t2.pos) AND e1.docID = t2.docID AND e1.pos.contain(e3.pos) AND e1.docID = e3.docID ORDER BY e3.docID, e3.pos ``` - **Query 3**：`//book/author/family[0]` ```sql SELECT e1.docID, e1.pos FROM Element e1, Path p1 WHERE e1.pathID = p1.pathID AND p1.pathexp LIKE '%/book/author/family' AND e1.index = 0 ORDER BY e1.docID, e1.pos ``` ##### 1.3 实验结果 使用PostgreSQL作为对象关系数据库，XML Parser for Java作为XML处理器进行了实验。实验使用了莎士比亚戏剧的XML文档集合，相关数据如下表所示： | 项目 | 数量或数据大小 | | ---- | ---- | | 总XML文档大小 | 7.65 Mbytes | | 文档数量 | 37 | | 平均文档大小 | 206.71 Kbytes | 存储测试数据所需的数据大小如下表： | 项目 | 数据大小 | | ---- | ---- | | 关系 `Element` | 4.10 Mbytes | | 关系 `Attribute` | 0 bytes | | 关系 `Text` | 7.32 Mbytes | | 关系 `Path` | 1.5 Kbytes | | 总计 | 11.42 Mbytes |