XML数据管理技术6

XML (可扩展标记语言) 是一种用于标记电子文档结构和内容的语言。

它被广泛应用于各种领域，例如网页设计、文档管理、数据交换等。

而document.xml则是XML语言中的一个重要概念，它在各种领域中都有着重要的作用。

本文将介绍document.xml语法的基本概念和用法，帮助读者更好地理解和应用这一重要的技术。

一、document.xml的概念document.xml是一种XML文件，用于描述文档的结构和内容。

它由一系列标签(tag)和数据(data)组成，可以用来表示各种类型的文档，如网页、电子书、报告等。

通过使用document.xml，用户可以轻松地创建、编辑和管理各种类型的文档。

二、document.xml的基本语法1. 标签在XML中，标签是用来表示文档结构的基本元素。

一个标签由开始标记和结束标记组成，如<book>和</book>。

开始标记用于表示标签的起始位置，结束标记用于表示标签的结束位置。

标签还可以包含属性，用来描述标签的附加信息，如<book id="001">表示具有id属性的book标签。

2. 数据在XML中，数据是标签中的内容，用来表示文档的具体信息。

数据可以是文本、数字、图像等形式的信息，它们被包含在开始标签和结束标签之间。

在<book>标签中可以包含书名、作者、出版日期等信息。

3. 注释在XML中，注释用来对文档进行解释和说明。

注释以<!--开始，以-->结束，可以插入到标签之间或者标签外部，用来提供关于文档内容和结构的补充信息。

三、document.xml的应用1. 网页设计在网页设计中，document.xml可以用于描述网页的结构和内容。

通过使用document.xml，可以将网页的各个元素（如标题、段落、图像等）以结构化的方式表示出来，从而更好地组织和管理网页的内容。

2. 文档管理在文档管理系统中，document.xml可以用来表示和存储各种类型的文档，如报告、合同、说明书等。

xml文档数据更新的几种方法
XML文档数据更新的几种方法：
1. 手动编辑XML文件，即直接打开XML文件，在文本编辑器或XML编辑器中增删改查数据。

这种方法适用于不需要大量更新数据的情况。

2. 使用XML DOM API操作XML数据，即通过编程语言，如Java、Python等，调用XML DOM API库函数进行增删改查操作。

这种方法适用于需要对大量XML数据进行更新的情况，且具备一定的编程能力。

3. 使用XSLT技术更新XML数据，即通过定义样式表，将不同格式的XML数据转换成需要的格式，并进行增删改查操作。

这种方法适用于需要对XML数据进行复杂的转换和更新的情况，但需要具备一定的XSLT技术和XML数据结构设计能力。

4. 使用XML数据库管理系统，如eXist、MarkLogic等，通过SQL语句或API调用进行XML数据的增删改查操作，可实现多用户、高性能的XML数据管理。

但是这种方法需要使用专门的XML数据库管理系统，并具备相应的数据库管理知识。

XML通信协议动态管理方法随着互联网技术的不断发展，XML（可扩展标记语言）作为一种数据交换格式，具有良好的可读性、可扩展性和跨平台性等优势而被广泛应用于通信协议的定义和数据传输中。

然而，随着系统规模和复杂性的增加，对XML通信协议的管理和维护成为一个重要挑战。

本文将介绍一种XML通信协议动态管理的方法，帮助企业更好地管理和维护XML通信协议。

一、XML通信协议的基本概念在介绍XML通信协议的动态管理方法之前，我们先了解一下XML 通信协议的基本概念。

XML通信协议是一种基于XML的文档，用于定义通信双方之间的数据交换格式和规则。

它可以规定数据的结构、内容和约束条件，确保通信双方能够正确地理解和解析传输的数据。

XML通信协议通常由DTD（文档类型定义）或者XSD（XML模式定义）来定义，以确保数据的有效性和一致性。

二、XML通信协议管理的挑战随着系统规模和复杂性的增加，对XML通信协议的管理和维护成为一个重要挑战。

主要表现在以下几个方面：1. 协议版本管理：随着系统的升级和演变，XML通信协议的版本会不断产生变化。

在多个版本同时存在的情况下，如何管理和维护不同版本的协议成为一个问题。

2. 协议修改和扩展：当需求发生变化或者系统需要增加新功能时，XML通信协议需要进行修改和扩展。

如何在不影响已有协议和系统的前提下，进行协议的修改和扩展，成为一个关键问题。

3. 协议一致性和兼容性：在分布式系统中，通常存在多个模块或子系统，它们之间通过XML通信协议进行交互。

如何确保不同模块或子系统的协议一致性和兼容性，是一个非常重要的问题。

三、XML通信协议动态管理的方法为了更好地管理和维护XML通信协议，我们可以采用以下动态管理方法：1. 使用XML Schema定义协议：XML Schema（XSD）是一种XML模式定义语言，它可以用来定义XML文档的结构、数据类型和约束条件。

使用XSD来定义XML通信协议可以保证协议的有效性和一致性。

目前主流数据库的现状和问题随着网络信息时代的到来，数据库已经成为先进信息技术的重要组成部分，是现代计算机信息系统和计算机应用系统的基础和核心。

数据库技术是计算机科学的重要分支，主要研究如何安全高效地管理大量、持久、共享的数据。

数据库的研究始于20世纪60年代中期，从诞生到现在，在不到半个世纪的时间里，形成了坚实的理论基础、成熟的商业产品和广泛的应用领域，目前数据库成为一个研究者众多且被广泛关注的研究领域。

随着信息管理内容的不断扩展和新技术的层出不穷，数据库技术面临着前所未有的挑战。

面对新的数据形式，人们提出了丰富多样的数据模型（层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、半结构化模型等），同时也提出了众多新的数据库技术（XML数据管理、数据流管理、Web数据集成、数据挖掘等）。

在Web大背景下的各种数据管理问题成为人们关注的热点。

目前Internet是主要的驱动力。

现在，大部分企业感兴趣的是如何与供应商和客户进行更密切的交流，以便提供更好的客户支持。

在这方面的应用从根本上说是跨企业的，需要安全和信息集成的有力工具。

另一个重要应的用领域是自然科学，特别是物理科学、生物科学、保健科学和工程领域，这些领域产生了大量复杂的数据集，需要信息集成机制的支持。

除此之外，它们也需要对数据分析器产生的数据管道进行管理，需要对有序数据进行存储和查询（如时间序列、图像分析、网格计算和地理信息），需要世界范围内数据网格的集成。

此外，还有一个推动数据库研究发展的动力是相关技术的成熟。

数据库的发展趋势主要有以下几点：1．信息集成随着Internet的飞速发展，网络迅速成为一种重要的信息传播和交换的手段，尤其是在Web上，有着极其丰富的数据来源。

信息集成系统的方法可以分为：数据仓库方法和Wrapper/Mediator方法。

在数据仓库方法中，各数据源的数据按照需要的全局模式从各数据源抽取并转换，存储在数据仓库中。

用户的查询就是对数据仓库中的数据进行查询。

xml 教程XML（可扩展标记语言）是一种常用的数据交换格式，被广泛应用于各种领域，特别是在互联网和Web服务中。

它的设计目标是提供一种简单且人类可读的标记语言，用于描述和交换结构化的数据。

本篇教程将为你介绍XML的基本概念、语法规则和应用场景，帮助你快速入门并掌握XML技术。

一、XML的基本概念1. 标记语言：XML是一种标记语言，它使用尖括号（< >）标记开始和结束元素，来定义数据的结构和属性。

2. 可扩展性：XML具有可扩展性，即你可以根据需要定义自己的标签和属性，无需受到固定标准的限制。

3. 结构化数据：XML是一种用于描述和交换结构化数据的语言，数据可以按照自定义的层次结构和关系进行组织。

二、XML的语法规则1. 声明：XML文档以声明（Declaration）开头，使用<?xml?>标记，用于指定XML版本和编码方式。

2. 标签（Element）：XML文档由标签组成，标签可以嵌套和包含其他标签，用于表示数据的不同层次和关系。

3. 属性（Attribute）：标签可以包含属性，属性包含在标签的开始标记中，用于提供关于标签的额外信息。

4. 内容：标签可以包含文本内容或其他标签，用于描述数据或表示数据间的关系。

5. 注释：XML文档可以包含注释（<!-- -->），用于给文档添加说明和注解。

6. 实体引用：某些字符在XML中具有特殊的意义，使用实体引用（Entity Reference）表示这些字符，如<表示小于号（<）， >表示大于号（>）等。

三、XML的应用场景1. 数据交换：XML可以作为一种通用的数据交换格式，用于不同系统之间的数据传输和共享。

2. Web服务：XML用于描述和传输Web服务的请求和响应数据，如SOAP（Simple Object Access Protocol）和REST （Representational State Transfer）。

xml的应用场景XML的应用场景XML（可扩展标记语言）是一种用于描述数据的标记语言，它被广泛应用于各个领域，具有良好的可读性和可扩展性。

本文将介绍XML 的几个主要应用场景。

1. 数据交换和存储XML最常见的应用场景之一是数据交换和存储。

在各种应用中，不同的系统之间需要进行数据的传递和共享，XML可以作为一种通用的数据格式来实现这一目的。

例如，在Web服务中，XML被用作数据的传输格式，将数据从一个系统传递给另一个系统。

此外，XML 还可用于存储和管理数据，如配置文件、日志文件等。

2. Web开发XML在Web开发中也有广泛的应用。

XML可以用于描述和组织网页的内容，如HTML、SVG等。

此外，XML还可以用于描述网页的结构和样式，如XML Schema、XSLT等。

通过使用XML，开发人员可以更好地组织和管理网页的内容和结构，使网页更具可读性和可维护性。

3. 数据库管理XML在数据库管理中也有重要的应用。

XML可以用于数据的存储和检索，通过将数据存储为XML格式，可以更好地组织和管理数据。

此外，XML还可以用于描述数据库的结构和关系，如XML Schema、XQuery等。

通过使用XML，数据库管理员可以更灵活地管理和操作数据库，提高数据库的可扩展性和可维护性。

4. 配置文件XML还常用于配置文件的编写。

在各种应用中，配置文件用于存储应用程序的配置信息，如数据库连接信息、系统参数等。

通过使用XML，配置文件可以更清晰地描述和组织配置信息，使配置文件更易于阅读和维护。

此外，XML还可以与其他技术（如XSLT、XPath等）结合使用，实现配置信息的动态读取和修改。

5. 数据分析和处理XML还可以用于数据的分析和处理。

在各种领域中，需要对大量的数据进行分析和处理，如科学研究、商业分析等。

通过使用XML，可以将数据组织为XML格式，并利用XML的解析和处理技术进行数据的分析和处理。

同时，XML还可以与其他数据处理技术（如XSLT、XPath等）结合使用，实现更复杂的数据分析和处理任务。

计算机研究与发展ISSN1000-1239P CN11-1777P T P Jour nal of Comput er Research and Development46(10):1721-1728,2009XML流管理研究综述杨卫东施伯乐(复旦大学计算机学院上海200433)(wdyang@)A Survey of XML Stream ManagementYang Weido ng and Shi Baile(School of Comp uter Science,F ud an Univer sity,S hang hai200433)Abstract XML stream manag em ent system fits a larg e class of new applicatio ns such as publish P subscribe sy stem,netw ork m onitor ing systems,and the ex tensible markup lang uage has beco me the de-facto standard for data representation and ex change of Web data.Therefore,there have been a hot spot in the area of data steam research recently.Differ ent fro m traditional XM L database manag em ent system s,an XM L stream system aim s to prov ide fast,on-the-fly matching of XM L-encoded data to user p s query.It usually invo lves handling the XM L stream co ming online at any moment and any order,and r equiring timely response w itho ut incurring more m em ory co st.Because that XML stream is nested and recursive and user p s interests ar e repr esented by XML query lang uag es such as XQuery or XPath,XML stream m anagement system is v ery different from relational data stream(i.e.tuple based str eam)sy stem.In this paper,a com prehensive overview o ver researches r elevant for XM L stream m anagement sy stem is presented,the characteristics of XM L stream m anagement are pointed out;typical XM L stream manag em ent system s are com pared,ex isting approaches for processing XM L stream are discussed and analy zed including the approaches based o n automaton,index and sequence; optimizing techniques fo r processing XM L streams are described.A lso,the further researches are pointed out.Key words data stream;XM L;XPath;XQuery;XM L stream management摘要近年来,XML流管理是数据流研究领域中的一个热点研究问题.不同于传统数据库管理系统, XM L数据流管理系统需要在使用少量内存的情况下随时处理在线到达的数据流;由于XM L流具有递归的、层次的结构,并且用户兴趣通常用XM L查询语言来表示,因此,XM L流管理技术与关系型数据流(基于元组的数据)管理技术有很大不同.综述XML流管理技术及各项研究成果;指出XM L流管理系统的特点;比较了当前典型的XM L数据流管理系统;系统地阐述和分析当前国内外已有的XM L流数据处理方法(包括基于自动机的方法、基于索引的方法,基于序列的方法)和流处理的相关优化技术;指出尚需进一步研究的问题.关键词数据流;XM L;XPath;XQ uery;XM L流管理中图法分类号T P311收稿日期:2007-07-10;修回日期:2009-04-30基金项目:国家自然科学基金项目(60773076,90818023);上海市重点基础研究计划基金项目(08J C140250);上海市引进技术创新年度计划基金项目(消-34-1);教育部留学回国人员科研启动基金20世纪90年代初,数据流管理系统的研究受到广泛关注[1].它不是将数据持久存储在数据库中,用户通过即席查询来获取数据;相反地,它将数据建模为临时的数据流,支持持续的查询.这类技术可广泛应用于金融应用中的股票行情系统、Web上的网络监测系统、传感器网络中的数据管理等.数据流研究通常针对两种数据:关系型数据和XM L数据.本文综述XML流数据管理技术.1XML流管理概述XM L流是以流的形式在线、实时到达的;其到达次序不受应用控制;对数据的查询是持续的;很多系统是在Web平台上发布的,通常要及时处理大量查询(多查询处理).另外,XM L流管理具有以下特点:1)XM L流以字符流的形式或更常见的记号(token)流的方式进行.由于XM L是自描述的,内容与结构标签混杂在一起,具有层次、嵌套的结构,因此,其中的记号需要XM L流中的其他记号所提供的背景信息.2)用户对数据的兴趣通常用XPath或XQuery 等表示.由于其中的路径表达式可以包含的/*0、/P P0和任意复杂的谓词,使得XM L流的查询处理更为复杂.3)XM L流管理系统均采用事件驱动的体系结构风格,通常使用基于事件的解析器对XM L流进行解析.它通过一系列方法回调来创建一个XM L 流.每个方法调用称为事件,每个对应的事件都传输XM L流的一个记号.通过实现这些接口,应用程序可以采取相应的动作来处理这些事件.XM L流管理总体目标是在有限的内存中对XM L流进行实时、持续的查询处理.因此,研究高效、实时的XM L流处理方法是该领域面临的主要挑战.国际上众多学术机构都对XML流管理技术进行了研究,例如加州大学伯克利分校数据库研究组的X P YFilter项目[2-3]、华盛顿大学的XML Too lkit项目[4]、马里兰大学的XSQ项目[5]、伍斯特科技学院的RAINDROP项目[6]、亚利桑那州立大学Bo ng ki Moo n等人开发的FiST系统[7]、哥伦比亚大学和AT&T实验室的Gravano等人开发的Index-Filter[8]、NEC研究实验室Candan等人的AFilterI[9]、加州大学洛杉矶分校的Stream M ill项目[10]等.在国内,复旦大学、北京大学、人民大学等也对XML流管理技术进行了研究[11-14].从支持的查询语言上讲,多数系统支持XPath 的子集,即XP{P,P P,*,=>}.只有少量的研究支持水平轴和逆向轴,但需要提前转换为前向轴,例如SPEX[15].少数系统支持XQuery的一个小的子集,即FLWR(For-Let-Where-Return)和路径表达式XP{P,P P,*,=>}.支持XQuery的XM L流管理系统的一个重要特点是需要向用户返回满足查询结构的XM L文档片段,因而需要有效的缓存管理方法[16-17].许多研究者将它们的系统称为过滤器[2,8-9].在文献[17]中,将只向用户返回真假值(用来表示查询是否匹配)的称为过滤系统,这类系统大多只支持XPath查询;而返回查询结果(XML 文档片段)的称为全功能演算系统[17].也有一些针对XPath的系统支持少量的缓存管理,例如Index Filter能够返回整个匹配路径;XSQ支持某个节点的返回.但相比于XQ uery的返回结果管理要简单得多.Table1Several Representative X ML Stream Managem ent System s表1几个典型的XML流管理系统Sys tem M eth od Qu ery Lan guage Filter P Ful-l fledged Single P M ult-i QueryYFilter Based on Automata(DFA)XPath(XP{P,P P,*,=>})Filter M ult-i Query(Prefix S har ed)In dexFilter Based on Index XPath(XP{P,P P,*})Fu l-l Fledged Eevaluation M ult-i Query(Prefix S har ed)AFilter Based on Automata(DFA)XPath(XP{P,P P,*})Filter M ult-i Query(Prefix P Su ffix Shared) FiST Based on Prufer Sequen ce XPath(XP{P,P P,*,=>})Filter M ult-i QueryXM LT K Based on Automata(Laz y DFA)XPath(XP{P,P P,*,=>})Filter M ult-i QueryXSM Based on Automata(XSM s)XQu ery(FLW R)Fu l-l Fledged Evaluation Single QueryXSQ Based on Automata(H DPDT)XPath(XP{P,P P,*,=>})Fu l-l Fledged Evaluation Single QueryT urboXPath Based on Automata(DFA)XQu ery(FLW R)Fu l-l Fledged Evaluation Single Query1722计算机研究与发展2009,46(10)自动机是由事件的发生来驱动状态转移的,能够较自然地处理XM L 流,因而为大多研究所采用.在基于自动机的方法中,需要将查询转换为某种特定的自动机形式.理想情况下对XM L 流的处理应当是单遍完成的,但有些系统对XM L 文档还是通过多遍扫描处理的.例如,YFilter [3]在处理简单查询时对XML 流是单遍扫描处理的,而在处理含有分支的查询时,先将分支路径单独处理,再进行合并运算.IndexFilter [8]自称为基于索引的方法,而将采用自动机的系统称为基于导航的方法.它根据预先计算的XML 文档的索引进行查询处理,从而避免了处理一部分肯定与任何查询不匹配的部分XM L 文档.但是,除了查询匹配过程外,这种方法必须有一个对XML 流进行索引的预处理过程,需要耗费相应的内存或时间.还有的方法将XPath 转换为某种序列或串[7,18]与XM L 流进行匹配.其中,Pr fer[7]方法将tw ig patter n 和XM L 流转换为Pr fer 序列,然后进行两个序列之间的匹配,因此也需要对XML 流进行多遍处理.当前的研究中,有的系统只支持一次处理一个查询,称为单查询系统.而有的系统支持一次处理多个查询,称为多查询系统.显然,单查询系统的性能要高于多查询系统.在当前的单查询系统中,查询处理的时间耗费通常都小于XML 流的解析时间,其空间耗费接近于常量.多查询优化的一个重要问题是如何共享大量查询之间的公共部分,以节省处理时间和空间的耗费[8-9].例如,大多数基于自动机的多查询系统都采用前缀共享的方式进行优化.2 基于自动机的方法自动机是由事件驱动而发生状态转移的,是处理XM L 流的较为自然的方式,因而被多数系统采用.X P YFilter 是基于自动机方法的典型代表.XFilter 将每一个XPath 表达式(它支持XPath 表达式的子集:/P 0、/P P 0和简单的谓词)转换为确定有限自动机(DFA).YFilter 在XFilter 的基础上进行改进,它使用单个NFA 来表示所有XPath 表达式,并通过前缀共享来支持多查询的处理.下面简单描述YFilter 的方法.如图1(a)所示,左边是XPath 的4个基本定位步,分别为/P a 0,/P P a 0,/P *0和/P P *0,其中,/a 0表示构成DT D 中所有元素的任一符号;/*0是通配符;/P 0和/P P 0分别表示父子轴和祖先后裔轴.图1(a)右边说明如何将一个XPath 表达式翻译为对应的单个NFA.针对/P P 0,YFilter 引入到一个带有自转移状态的E -转移.因而,构造的NFA(表示为NFAp)保持了XPath 不同定位步的语义.N FAp 的最终状态即为XPath 表达式的接受状态.图1(b)直观地说明如何通过共享前缀将多个NFAp 组合为单个NFA.F ig.1 Co nstr ucting the N F A o f X Path(Y Filter ).(a)Constructing N F A of an XPath ex pr essio n and (b)Co nstr uctingpr efix -shar ed N FA of multiple XP aths.图1 构造XPat h 的N FA (Y Filter ).(a)构造单个XPat h 的N FA ;(b)构造多个查询的前缀共享N F AYFilter 是以事件驱动的方式执行查询匹配.文档是按标记(tag )依次解析的,以此通过回调机制驱动NFA 的状态转移.YFilter 需要一个运行时栈来维护当前的活动状态(可能出现多个活动状态).当遇到Start Docum ent 标记时,NFA 进入初始状态,同时初始状态进栈;当遇到Start Element 标记时,在状态的索引结构中(基于散列表的索引结构,数据流的元素标记作为散列表的键)寻找相应状态,如果存在,则它是一个目标状态.当NFA 到达接受状态时,查询匹配发生.当遇到End Element 标记时,执行相应的出栈操作.图2给出了一组XPath 查询、相应的NFA 、查询的索引结构以及查询与数据流匹配过程中的运行时栈的情况.基于自动机方法的一个主要瓶颈是随着查询数1723杨卫东等:XM L 流管理研究综述F ig.2Auto mat on-based metho d(YF ilter).(a)T he set of XP ath quer ies and(b)Index st ructur e and run time stack.图2基于自动机的方法(YF ilt er).(a)XPat h查询集;(b)索引结构和运行时栈目的增加,系统状态数目急剧增加.XFilter系统性能随着查询数目的增加呈线性下降趋势.在最坏情况下(查询的形式为:P P x[y=v1]P P x[y=v2]P P,P P x [y=v m]),它的复杂度是O(N@2d),其中,N是总的XPath数目,d表示数据流的最大层数.与XFilter相比,YFilter使用单个NFA同时处理大量查询.在这种情况下,其性能明显优于XFilter,在最坏情况下,YFilter的时间和空间复杂度随着查询的数目呈指数级增长.值得注意的是,这些结论只是在有限的查询能力下成立(即不含谓词的查询),未对充分考虑谓词处理的情况.除此之外,YFilter还支持对谓词和嵌套路径表达式(例如P a[b P c]P d)的处理.对基于值的谓词的处理,采用延迟计算的方式,即在结构匹配后再进行计算;针对嵌套路径表达式,YFilter使用查询分解进行处理.当一个查询包含嵌套路径时,就被分为主路径和一组扩展路径,每一个扩展路径都用一个相对独立的NFA进行处理.对它的处理分为两步:路径匹配和路径匹配结果的后置处理(执行连接操作).这种后置处理的方式可能会产生大量中间结果,从而影响系统性能并耗费更大内存.参考文献[13]通过分析和实验说明,在处理大量嵌套路径表达式和大文档(文档大小在1M B以上)时,YFilter 的处理性能急剧下降.XM L To olkit针对基于状态机方法所存在的状态爆炸问题,构造单个懒惰DFA来表示多个XPath 表达式,有助于减少自动机状态数目/爆炸0式的增长.XM LToo kit说明,急切DFA具有的活动状态为O(2n um_path_exp ressions),使用懒惰状态机可以将活动状态减少到O(quer y_dep th degr ee_of.recursion_in.data).XM L T oolkit的另一个主要贡献是:说明在一定假设下,懒惰DFA的时间和空间复杂度不依赖于查询的数目.如果只考虑简单的、只包含/P0和/P P0的XPath 表达式,懒惰DFA的状态数目至多随Schem a的大小(也就是指Schema中声明的元素数目)呈指数级增长.但是,这只是针对简单查询,并且,DFA中的每一个状态都对应于NFA中的一组状态.XPush[19]将一组查询转换为单个确定下推自动机,称为XPush机.该方法首先将每一个XPath 表达式转换为等价的交替有限自动机(alternating finite automaton,AFA),XPush在简单谓词表达式的基础上,增强了对基于值的谓词的处理.它可以共享谓词中的某些共同部分,从而优化多查询处理.同一些基于自动机的方法一样,随着XPath的增加,状态数目会呈指数级增长.为此,它也采用懒惰构造的方法在运行时构造XPush机,使得需要的内存减少到1-R k+11-R,其中,n表示查询的数目,R表示谓词的选择性,k表示每一个查询包含的谓词数目.然而这种情况下,当首次发现并计算该状态时运行代价很高.对于上述方法,有两点需要指明:1)它们支持递归文档,但都只是支持XPath的常见子集,例如/P P0、/P0、/[]0、/*0;2)除了XFilter,都考虑了在同时处理大量查询的情况下,如何进行多查询优化.参考文献[20]提出一个支持前向轴和反向轴的流处理算法@R O F.XSQ[5]系统基于层次的下推转换器(H PDT,实际上是扩充了缓存的有限状态机).其状态的数目随着查询长度(或查询中出现的谓词次数)呈指数级增长.XSQ支持较强的查询能力,例如聚合操作等,但不支持递归、嵌套的XM L文档,只支持简单的结构谓词和基于值的谓词.SPEX[15]基于一个转换器网络,与XSQ的H PDT类似.它支持水平轴或反向轴,但它不支持聚合操作.就第2)点而言,还有一些只支持单个查询的系统,但支持的是XQuer y的子集.XSM[21]是一个支持XM L流的XQuer y处理引擎,将一个XQuery编译为一组XM L流处理机(称为XSM s,实际上是将有限状态机和缓存结合起来).XSM支持XQuery的子集1724计算机研究与发展2009,46(10)(父子轴、祖先后裔轴和基于值的谓词),但不支持递归、嵌套的XML 文档.RAINDROP 将基于自动机的处理和基于元组的处理结合起来,用统一的代数模型来表示,以优化查询处理.我们可以将其看作是对基于自动机方法的一种改进.3 基于索引的方法IndexFilter [8]称为基于索引的方法.它根据预先计算的XM L 文档的索引进行查询处理,从而避免了处理一部分肯定与任何查询不匹配的部分XM L 文档.该方法利用前缀树来共享所有查询的公共前缀,以同时处理多个XPath 查询,如图3(a)和图3(b)所示.为了强调获得每一个查询表达式的所有匹配,该方法对查询(前缀共享树)中的每一个节点q 都关联下列信息:1)一个索引流T q ,它包含匹配q 的文档节点的索引位置(按区间编码起始位置排序,包含左值、右值以及层次);2)一个运行时栈S q ;3)一个优先级队列P q ,它允许动态访问流中具有最小左值的孩子.栈S q 中的每一个元素都包含两部分:一个是XM L 文档中的节点;一个是指向其父亲栈位置的指针.该栈记录了XML 流从根到给定文档元素的所有匹配.采用类似路径栈[22]的思想,在算法的执行过程中,利用文档节点的区间编码,保证一个栈中的节点一定处于XM L 文档中的一条路径上(根到叶子节点),一组栈包含了查询的部分或全部匹配.它只考虑了简单查询,不支持对谓词的处理;从性能来讲,该方法要对整个XM L 文档进行扫描并进行缓存,随后根据区间编码建立索引,这样做有两个缺点:其一,建立索引要花费一定的时间代价,其二,缓存整个XM L 文档要花费的一定空间代价.与YFilter 相比,他们通过实验表明,当查询数量相对较小并且XM L 文档相对较大时,Index Filter 更加有效(在不考虑建立索引所花费的代价的前提下);当查询数量相对较大并且XM L 文档相对较小时,YFilter 更加有效.Fig.3 Index -based metho d (Index Filter).(a)P ath Quer is;(b)Pr ef ix T ree;(c)A nsw er fo r Q 3;and (d)Stack Encoding fo r Q 3.图3 基于索引的方法(Index F ilter ).(a)路径查询;(b)前缀树;(c)Q 3的应答;(d)Q 3的栈编码4 基于序列的方法这类方法的共同特点是将XM L 查询转换成某种类型的串或序列,然后进行查询匹配的处理.例如FiST[7],XTrie[18]等.贝尔实验室的Chan 等人利用Xtr ie 索引结构来处理XML 流,将一个XPath 表达式分解为一组子串,其中每一个子串是一个由/P 0连接起来的元素标记序列.如果每一个子串都是最大长度的,则称为最小分解.参考文献[18]利用/懒惰0XTrie 的优化技术来减少不必要的索引探针(index probes)的数目,与XFilter 相比较具有相对较好性能.类似于XFilter,它支持XPath 表达式的子集是:/P 0、/P P 0和简单的谓词,另外,它还支持follow ing -sibling 轴,需要对XML 流进行两遍处理.亚利桑那州立大学开发的FiST 系统将twigpattern 和XM L 文档均转换为Pr fer 序列,从而将文档流和tw ig pattern 之间的匹配转换为两个序列之间的匹配.FiST 将一个tw ig pattern 完整地转换为一个Pr fer 序列,而后进行整体性查询匹配;同时,FiST 利用动态散列表建立对tw ig pattern 的索引,其性能优于YFilter.但是,FiST 在进行多查询处理时,未考虑多个XPath 间公共部分的共享.最近,H o u [23]等人提出另一种基于序列的方法.他们将XM L 文档转换为元组,而将每一个XPath 表达式转换为一个谓词的有序集合,并在此基础上进行查询匹配.这里进行查询的每一个谓词都是元组(属性,操作符,值).更形式化地讲,可以将一个XPath 表达式表示为s:(a 1;o 1;v 1)y (a 2;o 2;v 2)y ,y (a n ;o n ;v n ),其中,a i 表示标记名变量或一对标记名变量,o i 表示一个关系操作符,y 表示顺序关系,v i 表示标记的位置.例如,a P *b P P c 转换为(d(p a ;p b );1725杨卫东等:XM L 流管理研究综述=;2)y(d(p b;p c);>;1).它表示该表达式由两个谓词组成,第1个谓词表示p a和p b之间距离为2;p b和p c之间距离大于1.而对于XML文档,则转换为一组元组,其中,每一个元组表示文档种的一条路径.该方法同样对谓词进行索引,使得可以共享谓词之间的公共部分.该方法通过实验与YFilter 等进行了比较,在匹配率比较高时性能优于YFilter,而在匹配率比较低时,YFilter的性能优于该方法.5查询优化技术前面讨论的方法都在某种程度上通过优化来提高XML流查询的效率,例如,YFilter,IndexFilter, AFilter等通过共享多个查询之间某些公共部分来进行多查询优化;XM LT oo lkit[4]使用二进制数据预先编码XML的部分结构信息来帮助流处理引擎略去部分无关元素;参考文献[24]根据同样的思想,用基于预先计算的视图来加速XM L流数据的处理.这里重点讨论基于XM L模式的优化和缓存管理的优化.5.1基于XML Schema或DTD的优化现有的XM L流处理方法中,/P P0和/*0的出现会引入处理时的不确定性和复杂性.例如,YFilter 中的NFA状态表的大小随着/P P0的数目指数级增长.在一些应用中若利用XML文档的模式(XM L Schema或DTD)简化XM L流处理,例如去除路径表达式中的*和部分P P等,可以减少系统查询处理的空间和时间[12].另外,还可以利用以下规则进行简化:父子规则(如果一个元素一定有一个子元素作为它的孩子,则它与该子元素满足父子规则);子孙规则(如果一个元素一定有一个子元素作为它的后代,则它与该元素满足子孙规则);兄弟规则(如果一个元素有一个子元素作为其孩子,那么一定有该子元素兄弟作为其孩子);排斥规则(如果一个元素有一个子元素作为其孩子,那么一定不会有另外的子元素作为其孩子);另外,还包括支持谓词逻辑短路运算的/与规则0和/或规则0.RAINDROP的较新工作[25]采用的是类似的方法(称为语义查询优化).它针对的是XQ uery.考虑了对/*0和/P P0的优化,提出了3种规则:出现规则(表示一种类型节点在另一种类型节点中的出现次数);排斥规则(与上面的排斥规则相同);顺序规则(约束元素出现的顺序).证明了规则的完备性(没有遗漏的规则)和最小性(没有冗余的规则).直接将这些集成在他们的XM L流处理引擎当中,用于对查询计划的优化.RAINDROP的最新工作R-SOX[26]考虑了如何利用动态变化的XML Schem a信息来优化XML 流处理.它通过标注的方式将动态的Schem a变化嵌入到XM L流中;然后,XML流查询处理引擎利用这些信息对查询处理和缓存管理进行优化.还有其他一些研究也初步涉及了基于DT D的优化. YFilter和XSM讨论了XM L流环境下的基于DTD的优化.他们利用DT D的相关知识来确定一个模式的查询结果是否是递归的以及会遇到什么类型的元素.参考文献[18]以及XPush基于DTD考虑了顺序约束.FluXQuery[16]的目标是利用Schema 的知识将缓存的大小减到最小.5.2缓存管理方法图4为XQuer y查询示例:for$b in doc(/P bib.xml0P P b ookw here$b P pubisher P text()=/Addis on-W es ley0and$b P@year>1991retu rnòbookó{$b P title}{$b P@year}òP bookóFig.4A sample XQ uer y.图4X Query查询示例参考文献[27]指出,对于纳斯达克的实时股票行情服务系统,假定每秒到达的消息个数是5000个,消息的数据量是1KB,用户查询的数量是1000万个,查询的平均匹配率是0.001%,则结果集的数据量可能达到大约每秒4GB.因而缓存管理的研究应该引起重视,它对系统的空间耗费和运行时间有着重要的影响.如图4所示,查询要求列出Addison-Wesley出版社在1991年后出版的书的名字和出版时间.在遇到/title0时,并没有足够的信息来判断/year0是否满足条件,因此,需要先将/title0缓存起来,并将/title0和/year0组成的元组返回给用户.参考文献[17]针对XM L流,系统地研究了XPath的缓存管理问题.他们针对具有谓词的XPath表达式,考虑缓存所需的最小边界.他们给出处理非递归XM L流的算法,并指出一个只包含前向轴的XPath查询在处理非递归文档时的空间和时间复杂度.该研究没有考虑算法在同时处理多个XPath查询时的时间和空间复杂度.另外,也没有考1726计算机研究与发展2009,46(10)虑XQuery查询.XSQ也初步讨论了针对XPath的缓存管理问题.它使用缓存区暂存可能的结果,其缓存操作是由自动机驱动的.在某个状态转移发生时,如果转移关联有某个缓存操作,则执行在缓存加入元素的操作.当一个文档中的多个片段满足某个查询时,XSQ为每个匹配建立一个缓存项,其内容是该元素的一个拷贝.XSQ指出,在遇到第1个定位步的结束事件时,缓存中的所有项都可以确定其是否是最终的结果,因此,缓存中的最大元素数不超过XM L流中最大元素所包含的子节点数目.FluX[16]系统使用XML流的DTD模式来减少XQuer y计算时的缓存耗费.RAINDROP使用代数模型的方法来管理缓存.需要指出的是,这些研究工作都只能够处理单个查询的查询匹配和缓存管理,而没有能力同时处理多个查询.6总结XM L流管理仍存在一些需要进一步解决的问题,例如:1)需要进一步增强XM L流管理系统处理复杂查询的能力,例如在线数据分析需要支持更强的查询能力,包括聚合函数、用户自定义函数、统计等;由于流处理环境的约束,通常采用近似查询[28-29].2)绝大多数现有研究都支持的是XPath P XQ uery查询语言,这对于W eb上的普通用户来讲存在诸多困难:一般用户难以学习;用户在不知道XM L流的DT D时,很难给出准确的查询.在XM L 查询方面,基于关键字的数据库检索则是近年来新的研究热点[30].XM L流上的关键字查询则是一个新的研究点,目前相关研究还比较少[14].3)采用分布式体系结构有助于在高负载的情况下通过多个节点的分布处理以获得更好性能和可伸缩性.目前关于将分布式XM L流管理的研究相对较少[10,31],并且不够全面,例如,查询的分割问题、数据分发的均衡问题、容错机制等也需要进一步研究.参考文献[1]Bab cock B,Babu S,Datar M,et al.M odels and issues indata s treams[C]P P Popa L.Proc of the21st ACM SIGAC T-SIGM OD-SIGART Sym p on Principles of Datab ase S ystem s.New York:AC M,2002:1-16[2]Altin el M,Franklin M J.Efficien t filtering of XM Ldocumen ts for selective dissemination of inform ation[C]P PProc of VLDB2000.San Fran cisco,C A:M organKaufman n,2000:53-64[3]Yanlei Diao,M ehm et Altin el,et al.Path sharing andp redicate evaluation for high-performance XM L filtering[J].ACM T rans on Database System,2003,28(4):467-516 [4]Green T J,M ik lau G,Onizuk a M,et al.Proces sing XM Ls treams w ith determin istic au tomata and stream indexes[J].ACM T rans on Database S ystems(T ODS),2004,17(4):752-788[5]Feng Peng,S udarshan S,Ch aw ath e.XS Q:A streamingXPath engine[J].ACM T rans on Database S ystems,2005,30(2):577-623[6]S u H ong,Jian J inhui,Ru nden steiner Elke A.RAINDROP:A uniform an d layered algebraic fram ew ork for XQueries onXM L streams[C]P P Pr oc of C IKM p03.New York:ACM,2003:279-286[7]J oon ho Kw on,Praveen Rao,Bongk i M oon,et al.FiS T:S calab le XM L docum ent filtering by sequ encin g tw ig patterns[C]P P Proc of VLDB.New York:ACM,2005:217-228[8]Brun o N,Gravano L,Koudas N,et al.Navigation-vs.in dex-based XM L m ultiquery processing[C]P P Proc of ICDE2003.L os Alamitos,CA:IEEE Computer Society,2003:139-150[9]u k Candan K Selc,H siung W angPin,Ch en Songting,et al.AFilter:Adaptable XM L filterin g w ith Prefix Caching andS uffixClusterin g[C]P P Proc of VLDB p06.New York:ACM,2006[10]Zhou Xin,Thakk ar H etal,Zaniolo Carlo.Un ifying thep roces sing of XM L stream s and relational data streams[C]P PProc of the22nd Int Conf on Data En gineering.LosAlamitos,CA:IEEE Com puter Society,2006:50-62[11]Gong Xueqin g,Qian Weining,Yan Ying,et al.Bloom filter-b as ed XM L pack ets filterin g for millions of path queries[C]P P Proc of ICDE.Los Alamitocs,CA:IEE E C om puterS ociety,2005:890-901[12]Gao Jun,Yan g Dongqing,Tang S hiw ei,et al.T ree-automata based efficient XPath evaluation over XM L datas tream[J].Journal of S oftw are,2005,16(2):223-232(inC hines e)(高军,杨冬青,唐世渭,等.基于树自动机的XPath在XM L数据流上的高效执行[J].软件学报,2005,16(2):223-232)[13]Yang Weidong,Wang Qin gming,Shi plex tw igpattern query processing over XM L stream s[J].Journ al ofS oftw ar e,2007,18(4):893-904(in C hinese)(杨卫东,王清明,施伯乐.针对XM L流数据的复杂Tw igPattern查询处理[J].软件学报,2007,18(4):893-904) [14]W an g Xiaofen g,Zhang Xin,Xie M in,et al.Keyw ord s earchon XM L streams[J].Journal of Computer Res earch andDevelopment,2006,43(Suppl):484-489(in Chin ese)(王小峰,张新,谢敏,等.XM L数据流上的关键字检索[J].计算机研究与发展,2006,43(增刊):484-489)1727杨卫东等:XM L流管理研究综述。

XML技术在B2B电子商务中的应用研究第一章：引言B2B电子商务是近年来快速发展的领域之一，XML技术被广泛应用于该领域中。

本文将着重对XML技术在B2B电子商务中的应用进行研究，探究XML技术的优势和局限性。

第二章：XML技术概述XML（可扩展标记语言），是一种用于描述和传输数据的标准规范。

它利用标签来描述和组织数据，不仅可以将数据传输到不同平台中，还可以进行数据分离、简化和标准化。

XML可以定义自己的标签，从而实现面向对象的数据交互。

第三章：XML技术在B2B电子商务中的应用1. 数据交换标准化XML技术在B2B电子商务中最主要的应用就是进行数据交换标准化，它可以帮助不同企业之间进行数据交换。

XML文件的格式可以在所有计算机系统之间实现共用，从而使得企业之间的数据交换变得更加容易和快捷。

同时，XML技术可以对数据进行严格的验证和规范，从而最大限度地避免数据的错误和重复。

2. 电子商务的业务流程管理XML技术还可以在B2B电子商务中实现业务流程管理。

通过建立一个业务流程模型，企业可以将其业务过程标准化，实现各个部门之间的协同。

XML技术可以实现对不同的企业数据进行分类，并对不同数据流的实现进行不同的操作，从而实现自动化业务流程管理。

3. 网络服务管理XML技术可以帮助企业进行网络服务管理，从而实现多个不同平台之间的协同。

企业可以使用XML技术来描述它的网络服务，并通过网络连接其他企业的XML描述，从而实现整个网络的服务链。

这样，不同的企业就可以通过网络资源共享，实现资源的最大化利用。

第四章：XML技术的优势和局限性1. 优势XML技术具有良好的可读性和可扩展性，使得它能够在不同平台之间进行数据交换。

它还可以通过XSLT对XML文档进行转换和处理，从而实现XML文档的多种显示方式。

XML技术在数据管理和处理中具有灵活性和可靠性，可以实现多层次的数据处理和管理，提高数据的利用价值。

2. 局限性与JSON技术相比，XML技术的处理速度较慢，因为XML技术必须首先将其文档解析为文本格式，然后再转换为数据格式。

XML实用技术教程教学设计一、前言XML（Extensible Markup Language），可扩展标记语言，是一种类似于 HTML 的文本标记语言。

XML 在 Web 开发、数据交换、电子商务、资源描述等领域有着广泛的应用，因此，学习 XML 技术是非常有必要的。

为了更好地教授 XML 相关技术，教学设计要针对学生的实际学习需求，结合教学大纲，开展一系列有针对性的教学。

本文介绍了一种 XML 实用技术的教学设计方案，帮助教师更好地进行 XML 相关的课程教学。

二、教学设计2.1 教学目标1.掌握 XML 的基本语法和规范；2.能够使用 XML 描述和存储数据，并应用到 Web 开发领域；3.熟悉 XML 的相关技术和工具，如 DTD、XSD、DOM 和 SAX等；4.能够在实际项目中运用 XML 相关技术，提高项目开发效率和可维护性。

2.2 教学内容1.XML 简介2.XML 文本编写规范3.XML 的基本元素和属性4.DTD 和 XSD5.DOM 和 SAX6.XML 应用实例2.3 课程设计第一节课：XML 简介1.XML 的定义和特点2.XML 和 HTML 的比较3.XML 的应用领域和优势4.XML 的语法和结构第二节课：XML 文本编写规范1.XML 文档结构和命名空间2.XML 的有效性验证和错误处理3.XML 文本编码和字符集4.XML 注释和处理指令第三节课：XML 的基本元素和属性1.XML 元素和属性的定义和使用2.XML 属性约束和默认值3.XML 命名规范和规则4.XML 实体引用和字符转义第四节课：DTD 和 XSD1.DTD 的定义和使用2.DTD 的元素、属性和实体3.DTD 的命名空间和验证机制4.XSD 的定义和使用第五节课：DOM 和 SAX1.DOM 和 SAX 的区别和优缺点2.DOM 的解析和操作3.SAX 的解析和事件处理4.DOM 和 SAX 的应用场景和选择第六节课：XML 应用实例1.通过 XML 存储和传输数据2.利用 XML 实现项目配置和参数管理3.使用 XML 生成报表和图表4.基于 XML 的 Web 服务和数据交换2.4 教学方法1.讲课法：通过讲解 XML 的基本语法和规范，使学生了解XML 的定义和特点；2.案例法：通过实例演示 XML 的应用场景，使学生能够熟悉和掌握 XML 的相关技术和工具；3.实践操作法：通过实践操作 XML 相关技术，使学生能够在实际项目中运用 XML 相关技术，提高项目开发效率和可维护性。

Xml技术习题一、填空题１、每文档都分为两个部:序文部分和文档元素。

２、＜?ｘｍl verｓion＝＂1.０＂eｎcoｄｉng="gb２3１2"?>就是一个序文文档的声明。

3、ＸML文档内容的主体部分,一般由根元素,子元素,属性,注释和内容组成。

4、一个元素开始的分隔符被称作起始标记,一个元素最后的分隔符被称作结束标记。

５、一共有四类元素：空元素；仅含文本的；含其他元素；含子元素、文本或混合元素的元素６、文档类型定义DTＤ，用来描述定义一段合法的XML文档块。

7、在ＤTD中,元素类型是通过ELEMＥNＴ标记声明的。

８、属性类型设为ＩＤ，表明该属性的取值是唯一。

9、Xｍｌ定义了两种类型的ｅnｔity。

一种是普通enｔｉty;另一种是参数entｉty。

二、选择题1、属性(Ｂ）用来表示XML文档所使用的字符集。

A．vｅrsioｎB．encodｉnｇ C.stanｄalonｅ2、ＸＭL（A)提供了一种避免元素命名冲突的方法。

A.命名空间B．DＴD C.ＸSＤ D.XSL3、下列那段代码描述的是空元素？( )A.<ｔitｌｅ>ｇone with the ｗind＜/tｉｔｌｅ＞<format>movｉe<／ｆoｒmａt><ｇenre>cｌassic</genre>Ｂ．<DVD id=”1”><title＞goｎe with the wind</tｉtlｅ>＜ｆormat>moｖiｅ</ｆorｍat><gｅnre＞classｉc</genre></ＤVD>C.＜boｏｋ/>4、含有中文字符的XML文档中,encodinｇ属性值应设为(B)A. BIG５B．GB2３12 C. UTF-８５、实体引用是一种合法的XＭL名字,前面带有一个符号( A）Ａ. & B．; C. +６、下列选项中,哪一个是合法的元素名?（Ａ）A. ＴOＭＢ．1ＪAＣK C.1２7、对于下面的代码＜!ELEMENＴPRODUCT(PRODUCTＮＡＭE，DEＳCRＩPTION，ＰRＩCE，ＱＵＡNTITY)>下列选项中,哪一个不是PＲODＵCT元素的子元素?( C ）A.PＲODUＣTＮＡＭEＢ. ＤEＳCRIPTＩOＮC.NUMBERＤ．QUANTIＴY8、DＴD文档中，定义属性的关键字是( Ａ)。

XML在关系数据库中存储技术研究的开题报告摘要：XML（Extensible Markup Language）是一种用于描述数据的标记语言，被广泛应用于互联网上的数据交换和数据存储中。

随着XML的应用范围不断扩大，如何在关系数据库中存储XML数据成为了研究的热点问题。

本文从XML的特点出发，阐述了在关系数据库中存储XML数据的意义和挑战，并分析了目前主流的XML存储技术，包括将XML 数据存储为文本、存储为二进制、存储为对象以及使用特殊的XML数据库等。

最后，本文提出了基于对象的存储方式在处理XML数据方面的优越性，并对进一步的研究方向进行了展望。

关键词：XML；关系数据库；存储技术一、研究背景XML是一种用于描述数据的标记语言，它使用简单的文本格式描述结构化数据，并可扩展性强，被广泛应用于Internet上的数据交换。

随着XML的应用得到不断扩大，如何在关系数据库中存储XML数据成为了研究的一个热点问题。

传统的关系数据库如Oracle、MySQL等不支持直接存储XML数据，需要将XML数据转化为关系数据（文本、二进制或对象）存储。

因此，如何处理和存储XML数据在关系数据库中成为了一个挑战。

二、XML在关系数据库中存储的意义XML是一种可以描述各种结构的数据的标记语言，与关系数据库中的表、行、列相比，XML具有更多的灵活性。

XML文档可以根据需要添加、删除或修改各自的元素和属性，也可以根据需要添加或删除整个分支。

因此，在关系数据库中存储XML数据可以让用户更加自由地存储和查询数据。

同时，XML具有强大的自我描述性，允许数据与其自身的描述关联在一起。

这个特性使得XML更适合于存储复杂的数据结构和大量的元数据。

因此，XML在关系数据库中的应用也可以增强数据的可扩展性和可维护性。

三、XML在关系数据库中存储的挑战在关系数据库中存储XML数据也有一些挑战和难点。

首先，XML文档本身就很大，其中可能含有大量的嵌套和重复的结构。