【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。但WWW是一個(gè)信息的海洋，數(shù)億萬計(jì)的。器自主管理自己的資源，沒有一個(gè)統(tǒng)一的管理機(jī)制。XML的出現(xiàn)為解決上述問題提供了理想的解決方案。由于異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成主要是異構(gòu)關(guān)系數(shù)。而更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享?；赬ML查詢語言XML-QL實(shí)施Web查詢。在XML出現(xiàn)以前,面向Web數(shù)據(jù)查詢是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)。

　　

【正文】 己經(jīng)有很多研究是關(guān)于XML 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) ,XML 數(shù)據(jù)的查詢和 XML 的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用模式等方面 ,以 XML 家族為基礎(chǔ)的新一代的 WWW 環(huán)境是直接面對 Web 數(shù)據(jù)的 ,不僅可以很好地兼容原有的 Web應(yīng)用 ,而且可以更優(yōu)地實(shí)現(xiàn) WWW 這一分布計(jì)算環(huán)境下的信息共享與交換 .因此 ,它成為 Web 信息發(fā)展的可喜趨勢 。 XML 將使 Web 查詢非常方便 . 與第一代 Web 查詢語言相比 ,基于XML 的查詢語言主要有如下優(yōu)點(diǎn) ： Web 頁面 ,邊是頁面之間的連接 .而 XML 圖的結(jié)點(diǎn)是粒度小于頁面的內(nèi)部數(shù)據(jù) ,邊既可以是頁面 內(nèi)部的連接也可以是頁面之間的連接 。 ,并從借鑒數(shù)據(jù)庫的技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于結(jié)構(gòu)的查詢 .這種查詢語言未考慮 Web頁面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和查詢結(jié)果的重構(gòu) .而基于 XML 的查詢語言支持查詢結(jié)果重構(gòu)成復(fù)雜的結(jié)構(gòu) ,更多地依賴半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的查詢 。 可以預(yù)言 XML 將成為數(shù)據(jù)組織和交換的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn) ,并且大量的 34 XML 數(shù)據(jù)將很快出現(xiàn)在 Web 上 .實(shí)質(zhì)上 ,XML為 Web的數(shù)據(jù)管理提供了新的數(shù)據(jù)模型 ,很多成熟的數(shù)據(jù)庫技術(shù)將進(jìn)入 Web 信息處理領(lǐng)域 ,把Web 變?yōu)橐粋€(gè)巨大的數(shù)據(jù)庫 .XML 是 朝這個(gè)方向邁出的第一步 .這種變化給數(shù)據(jù)庫研究界帶來了巨大的機(jī)會(huì) ,使得將數(shù)據(jù)庫技術(shù)和研究擴(kuò)展到 Web數(shù)據(jù)的管理成為可能 .目前對 XML 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢方面的研究正方興未艾 .XML 數(shù)據(jù)模型與半結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 [[291 有著很多的相似性 ,可以說 ,XML 是 WWW 上的半結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) .它既為半結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的研究提供了廣泛的應(yīng)用前景 ,同時(shí)也推動(dòng)了半結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)研究的發(fā)展 。 基于 XML 的 Web 查詢實(shí)現(xiàn) Web查詢語言比較 在 WWW 被廣泛運(yùn)用之前 ,較普遍的查詢技術(shù)主耍有 :對文檔的基于關(guān)鍵詞匹配的檢索技術(shù) ,對數(shù)據(jù)庫有結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)的說明性查詢語言 (如關(guān)系數(shù)據(jù)庫的 SQL,對象數(shù)據(jù)庫的 OQL等 ).但是由于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 ,網(wǎng)上數(shù)據(jù)不斷增加 ,對網(wǎng)上信息的應(yīng)用需求也不斷提高 .原有的對文本文件的鏈接瀏覽和關(guān)鍵詞檢索己無法滿足一些復(fù)雜的應(yīng)用需求 ,近年來大量的研究致力于將數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)上數(shù)據(jù)的管理和查詢 ,使得查詢可以在更小的粒度上進(jìn)行 ,并集成多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。 針對目前 Web 查詢的缺陷 ,很多研究側(cè)重在提供功能更強(qiáng)大的Web 查詢和重構(gòu)語言 ,如 WebSQL, WebOQI,WebLog, StruQL, MIXES, Lorel, UnQL 等 .Web查詢語言主要的代表是 ATamp。T實(shí)驗(yàn)室的專家們提出的一種基于 XML的查詢語言 XMLQL,它用查詢的方式可實(shí)現(xiàn) XML數(shù)據(jù)的檢索 ,轉(zhuǎn)換和集成 .他們的分析對比如表三所示： 35 目前 ,主要的 Web查詢語言的對比如下 : 表三 Web 查詢語言比較 由以上表的對比 ,根據(jù)圖模型的描述信息的不同粒度和查詢語言的功能 ,可大致將 Web查詢語言分為第一代 Web查詢語言和第二代Web 查詢語言。 Web查詢語言的典型代表有 WebSQL, WebLog和早期的 W3QL； Web 查詢語 言的典型代表有 WebSQL, StruQL； 查詢語言 XMLQL 36 XMLQL 是在查詢語言 (UnQL 和 StruQL)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的 ,它能對XML 文檔進(jìn)行查詢 ,構(gòu)造 ,轉(zhuǎn)換和集成 .XMLQL 集中了查詢語言技術(shù)和XML語法格式 ,它通過說明路徑表達(dá)式和模式的方式 ,給出 XML數(shù)據(jù)的提取條件 (Where 子句 ).同時(shí) ,XMLQL 中可以給出構(gòu)造查詢輸出的XML 數(shù)據(jù)的模板 ,其輸出結(jié)果仍為 XML 文檔 (CONSTRUCT子句 )。 XMLQL 有類似 SELECTFROMWHERE 的結(jié) 構(gòu) ,與 SQL 很相似 .但 XMLQL 有一些很重要的區(qū)別于基于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)查詢語言的特點(diǎn) .其WHERE 子句由兩部分組成： 模式和條件表達(dá)式 ,這意味著被選出的數(shù)據(jù)項(xiàng)要滿足兩個(gè)條件： 1．?dāng)?shù)據(jù)項(xiàng)的類型 〔或 Schema)和值必須與指定的模式匹配； 2．?dāng)?shù)據(jù)項(xiàng)的值要滿足條件表達(dá)式。 在查詢條件中加入模式匹配是 XMLQL 與其它 Web 查詢語言和結(jié)構(gòu)化查詢語言最 大的不同之處 .下面是 XMLQL的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。 WHERE tagl //模式 tag2abcdefg/tag2 ?? tag3 $ a/tag3 /tagl lN URL (Data Source) //條件表達(dá)式 $a100 and ?? CONSTRUCTresult //結(jié)果 (XML形式 ) 37 ?? / result XMLQL可以利用綁定變量 ,嵌套查詢等特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)關(guān)系代數(shù)中的選擇 ,連接 ,投影 , 分組 ,排序等操作。 基于 XML 的 Web 查詢過程 以 XML 為基礎(chǔ)的新一代 WWW環(huán)境是直接面對 Web數(shù)據(jù)的 ,不僅可以很好地兼容原有的 Web 應(yīng)用 ,而且可以更好地實(shí)現(xiàn) Web中的信息共享與交換 .XML 數(shù)據(jù)模型可以很容易地將 XML 的文檔描述與關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的屬性一一對應(yīng)起來 ,實(shí)施精確地查詢。 XML 己經(jīng)成為正式的規(guī)范 ,開發(fā)人員能夠用 )ML 的格式標(biāo)記和交換數(shù)據(jù) . XML 在三層架構(gòu)上為數(shù)據(jù)處理提供了很好的方法 .使用可升級的三層模型 ,XML 可以從存在的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生出來 ,使用 XML 結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)可以從商業(yè)規(guī)范和表現(xiàn)形式中分離出來 .數(shù)據(jù)的集成 ,發(fā)送 ,處理和顯示是下面過程中的甸一個(gè)步驟。 38 在該查詢處理過程中 ,用戶通過 XMLQL 進(jìn)行查詢 .XMLQL 是 XML的查詢語言 ,該處理過程的各個(gè)模塊功能簡單介紹如下 : (1) Query Composer 對于 XMLQl 請求在這里進(jìn)行語法和語義的檢查 ,判斯是否符合 XMLQL查詢語言的語法 ,請求的 XML數(shù)據(jù)是否存在 。 (2)Executable Query 這個(gè)模塊對 XML文檔庫進(jìn)行查詢 ,如果 XML文檔庫中沒有找到符合條件的數(shù)據(jù) ,該模塊要把 XMLQL 查詢請求傳 39 給 Translator 模塊 ,并產(chǎn)生 XML模板 .如果在 XML文檔庫中找到符合條件的 XML文檔 ,則直接返回給用戶 。 (3) Translator 該模塊根據(jù)全局 XML示圖把 XMLQL分解 ,翻譯為針對局部物理數(shù)據(jù)源的查詢請求 。 (4)View query 和 source description 該模塊占有很重要的地位 ,屏蔽異構(gòu)數(shù)據(jù)源的異構(gòu)性的工作主要在這里實(shí)現(xiàn) .在系統(tǒng)中用 XML的 DTD數(shù)據(jù)模式作為全局 XML 視圖來描述各個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù) ,并存儲(chǔ)在全局 XML示圖中 .全局 XML示圖屏 蔽了異構(gòu)數(shù)據(jù)源的異構(gòu)性 ,呈現(xiàn)給用戶統(tǒng)一的數(shù)據(jù)形式 ,這樣用戶就只需理解 XML 文檔形式的數(shù)據(jù) ,對 XML中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問 .在全局 XML示圖中還要有數(shù)據(jù)源的物理存儲(chǔ)空間 ,如數(shù)據(jù)庫表是在哪一個(gè)具體的數(shù) 據(jù)庫中 ,文本文件在哪一個(gè)數(shù)據(jù)源中。 (5)XML Generator 對于各個(gè)數(shù)據(jù)源的查詢結(jié)果在這里進(jìn)行合成 ,利用 XML 模板產(chǎn)生 XML文檔返回給用戶。 查詢實(shí)例 通過模式匹配進(jìn)行數(shù)據(jù)查找 .該查詢在 .二 xinxi. corn /data. xml 文檔中查找出版商 Addi sonWesley出 版的書的作者。 查詢條件的設(shè)置按照 XMLQL 的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)設(shè)置 : WHERE book publishernameAddison 一 Wesley /name /publisher title $t /title 40 author $ a /author /bookIN rww. xinxi. corn/data. xmlCONSTRUCT $ a 該查詢從 XML 文檔中返回所 有出版商是 AddisonWesley 的作者姓名 .通常需要在結(jié)果中構(gòu)建數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果 ,如通過下面的方式可以返回書的作者和書名 ,并增加一個(gè)新的輸出結(jié)果元素 . WHEREbook Pub l i sher nameAddi sonWsley// title $t / anther $ a / /IN “ ” CONSTRUCT result //構(gòu)建輸出結(jié)果的格式 author $a / title$t / / 對于上述的查詢設(shè)置條件 ,考慮對下面的 XML 數(shù)據(jù)源的查詢結(jié)果 : bib book year= 1995 !A good introductory text titleAn Introduction to Database System/title 41 39 authorlastnameDate/lastname/author publishernameAddisonWerley/name/publisher /book book year= 1998 titleFoundation for Object/Relational Databases: The Third:Manifesto/title authorlastnameDate/lastname/author authorlastnameDarwen/lastname/author publishernameAddisonWerley/name/publisher /book /bib 返回的結(jié)果為 ： result authorlastnameDate/lastname/author titleAn Introduction to Database System/title /result result authorlastnameDate/lastname/author titleFoundation for Object/Relational Databases: The Third Manifesto/title /result 42 result authorlastnameDarwen/lastname/author titleFoundation for Object/Relational Databases: The ThirdManifesto/title /esult 上面的查詢的結(jié)果中對于同一本書不同的作者出現(xiàn)在不同的result中 ,為了按書名進(jìn)行全部作者的輸出 ,必須使用嵌套查詢 ,查詢的構(gòu)建如下 : WHERE book$p/ IN . xinxi. Com/, title$t/, publishernameAddisonWesley/IN $p CONSTRUCT result title$t/ WHERE author $a/IN $p CONSTRUCT author $a/ / 我們用 CONTENT_ AS $p 表示將匹配的內(nèi)容和變量扣綁定 .上面的查詢可變?yōu)?: WHERE book title$t/ publishername AddisonWesley// 43 /CONTENT_AS $p IN . xinxi. Com/data. XmI CONSTRUCT result title $t/ WHERE author $a/IN $p CONSTRUCT author $a/ / 這樣查詢結(jié)果為 : result titleAn Introduction to Database System/title authorIastnameDate/lastname/author /result result titleFoundation for Object/Relational Databases:The Third：Manifesto/title author(lastnameDate/lastname/author authorlastnameDarwen/lastname/author /result 2. 連接查詢 XML查詢能夠通過兩個(gè)或多個(gè)值的匹配來表示連接查詢 ,下面的查詢查找出所有的文章 ,要求文章的作者中至少有一位自從 1995 年以來寫了一本書 。 WHERE article 44 author firstname $f/ //firstname $f lastname $1/ //lastname $1 / /CONTENT