ＸＭＬ技術在數據庫系統管理中的應用

摘要：XML數據庫是數據庫研究的熱點，本文首先簡要介紹了XML技術及其特點和優越性，詳細分析和介紹了基于XML技術的數據庫管理系統的建立、存儲機制、傳輸技術、查詢等關鍵技術。

關鍵詞：XML；數據庫；存儲；查詢

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2008)09-11578-02

Application of XML Technology in Database System Administration

GUO Hao

(Zhoushan Subsidiary company of Zhejiang mobile communication company，Zhoushan316000，China)

Abstract: The XML database was the key point of database research， This article first briefly introduced the XML technology and its characteristic and the superiority， Analysied and introduced the database management system's establishment， the memory mechanism， the transmission technology， the inquiry and so on which were based on the XML technology on detail.

Key words: XML; Database; Memory; Inquiry

信息已經成為現代企業生產和運營不可或缺的組成部分。對信息和數據在網絡環境下集成與共享的需求也日益迫切。隨著應用對信息和數據需求量的不斷增加，將原來單一的數據統合起來，進行集中分析和操作成為必然的趨勢。XML是為了用來對信息進行描述而設計的一種新語言，XML是SGML（標準通用標記語言）的子集，它并不是類似于HTML的預定義標識語言，而是用于定義其他標識語言的一種元語言，XML能夠使編程者輕松自如地完成許多有趣的事情，但XML并不是編程語言，也不是基于對象的平臺，更不是操作系統，它是一種能夠思考、交換和表示數據的，獨立于平臺的，強大而精巧的技術。它的出現，使得統一不同數據庫模式成為可能。本文分析了XML技術的優勢與特點，詳細敘述了其在數據庫系統管理平臺的設計思想和實現技術，結合實際的應用項目驗證了無模式XML數據管理平臺。

1 XML技術的優勢與特點

1.1 適合于異構數據庫間的數據傳遞

隨著計算機網絡技術的普及和Web技術的廣泛應用，不同平臺上數據庫之間的數據傳遞也越來越頻繁。這種數據傳遞面臨的技術困難是數據庫之間的結構不同以及數據庫所處平臺的不同，使得數據傳遞不能直接進行，必須使用某種中間媒介進行過渡。對這種媒介的基本要求是：不受操作系統和數據庫系統的限制，即獨立于平臺。XML以其優良的性能成為這種中間媒介的首選。同時充分利用XML技術，對外部系統，提供統一XML格式文件，對內部系統，統一接口方法，可以徹底解決數據轉換問題。

1.2 簡單

XML的規范簡單，其設計原則是希望與其相關軟件能具有高度的兼容性，且降低相關應用程序撰寫的難度。XML采取一般計算機語言的語法，清晰易懂，同時XML是一個開放性標準，不隸屬于任何一個公司或團體。任何研究單位與公司都可以獲得XML，并以此為標準進行開發。

1.3 可擴展性

XML的可擴展性從多個方面表現出來。首先，它不像HTML那樣受限于固定的詞匯集，允許為特定的應用和行業使用XML定義專門的詞匯集。其次，與采用其它格式的應用系統相比，只要結構的改變只牽扯到添加、處理或應用XML格式的應用程序，則XML具有更強的抗變化能力。這樣的靈活性在其它數據格式中并不多見，這也是使用XML的顯著優越性之一。XML沒有綁定到任何程序設計語言、操作系統或軟件銷售商上。事實上，使用各種各樣的程序設計語言都可以相當直接地創建和使用XML。與平臺無關的特性使得XML成為非常有用的工具，在不同的程序設計平臺和操作系統之間達到交互操作的目的。

1.4 可控制管理

XML不僅可以描述結構化數據，還可以有效地描述半結構化甚至非結構化的數據。以XML為基礎結構的數據庫，不但可以保存XML格式的數據，還可以保存各種數據格式，包括關系數據庫表的數據，以及圖形、圖像、影片、聲音等二進制的數據。同時XML可通過類似數據庫的操作技巧來使用該份文件，可作為簡易的網絡數據庫使用

1.5 其他

XML為純文本文件，不受操作系統、軟件平臺、數據庫的異構性限制。XML使用者可以定制屬于自己的標簽與文件架構，并且可以提供給其它使用者采用。對于同一份內容，使用者只需要新建一次便可以使用多次，且通過傳輸可與其它對文件有需求的單位共享資料。可降低重復數據的傳輸，強化網絡資源的使用效率。

2 基于XML技術的數據庫管理系統的構建

2.1 建立XML數據庫

傳統的關系型數據庫的建立，其思路是高層數據以對象形式出現，底層數據由關系型數據庫組織。而XML數據庫是采用關系數據庫反映應用數據集根節點的子節點，而由XML組織根節點的各個子樹的內容，形成數據對象，把由XML描述的數據組織在關系數據庫中，這樣的數據無論存儲形式還是表現形式都是結構化的，無需再作數據分析。建立步驟簡述如下：（1）建立元數據庫：將元數據的每個元素用XML標記。若某元數據有多個元素，則分別置標，然后作為一個字符串存放于相應字段中。由于標記后的XML元素已成為獨立的對象，因此可以通過對象屬性的設置表示元數據的特殊含義；（2）建立文本對象數據庫：對于圖象、音頻、視頻等對象可以無需用XML置標．文本必須被XML置標。根據內容結構將元數據分解為若干個對象裝入數據庫，同時在Catalog字段設置對象的ID和TiTle。這樣用戶可以通過查看Catalog選擇需要的部分。當用戶查看某個對象的內容時，可通過ID和TiTie選擇子對象。

2.2 存儲數據

目前，XML主流的存儲方式有兩種，一種是基于文本方式的存儲，即把XML作為文本存儲，它可以是文件系統中的文件、關系數據庫中特定的文件格式。這種存儲方式對于恢復整個XML文檔很簡單，因為它不需要重建樹結構，但是對于查詢或恢復小部分的文檔片段效率很低，需要讀取和解析整個文檔。另一種是基于模型方式存儲。基于模型方式是指將數據的概念模型轉換成物理存儲模型。有些數據庫將該模型存儲于關系型和面向對象的數據庫中，例如在關系型數據庫中存儲DOM時，就會有元素、屬性、PCDATA、實體、實體引用等表格。有些數據庫使用了專為這種模型作了優化的專有存儲格式。

2.3 XML與數據庫之間的數據操作

XML的主要作用是為不同數據庫和數據存儲之間傳遞數據和顯示數據，XML與數據庫之間的數據操作可以分為XML向數據庫輸人數據、數據庫中的數據以XML形式輸出。（1）XML向數據庫輸人數據：可以使用DOM對象將XML文檔存人數據庫。表文件對象模型(DOM)提供了一種訪問和操XM文件的方法。比如在Microsoft IE5.0中包含了Microsoft XML2.0類庫，其中包含了各種DOM對象。可以在ASP中引用這些對象，從而實現XML與數據庫的交互；（2）數據的XML形式的輸出：ADO是ASP的內置組件．它的特征是有一對新對象Record和Stream可以實現數據的XML形式的輸出。用ADO實現從數據庫中讀取XML格式數據的處理步驟是：首先從數據庫中取出數據，存人記錄集RS中。創建Stream對象，由RecordSet生成XML格式的Stream，參數adPersistXML是生成XML格式的Stream的關鍵。然后將RecordSet中的數據轉換成XML，用Stream的ReadText方法生成XML文本SzXML。

2.4 XML數據的查詢

在基于關系數據庫的XML數據庫中查詢數據。就是把關系表中的數據以XML文檔的形式發布出來。基于關系存儲的XML查詢最終都要將XML查詢轉化為SQL查詢，并將SQL查詢得到的平坦表形式的結果再轉化為XMI 文檔返回給用戶或應用。由于XML查詢語言比SQL要復雜的多，它們一般通過路徑表達式來對XML文檔中的嵌套結構進行查詢，而且路徑表達式中可以包含各種查詢軸和謂詞。謂詞中又可以包含路徑表達式、操作符和函數等，因此轉換XML查詢為SQL查詢是一個挑戰，這種轉換技術及其實現性能對于基于關系的XML數據庫的發展前途可以起決定性的作用。目前，針對XML文檔和頁面的查詢多采用XQL實現，XQL是ATT實驗室提出的一種基于XML的半結構數據的查詢語言，它能夠通過查詢從XML文檔中抽取信息，能夠在不同的DTD之間翻譯XML數據。同時，它也能夠從多個XMI 文檔中進行數據結合，對XML文檔進行查詢、構造、轉換和集成，XQL方案的作者按照數據庫的思路來解決問題，采用了用于訪問層次型數據庫的相同技術，XQL與SQL語言很相似，有類似SELECT-FR0M-WHERE的查詢結構。但是，XQL有一些很重要的區別于SQL語言的特點，XQL的WHERE子旬由模式和條件表達式兩部分組成，這意味著滿足條件的數據項不僅要滿足條件表達式，而且數據項的類型和值必須與指定的模式匹配，引入模式匹配是XQL區別于SQL的最大特點。

總之，XML技術是近幾年才發展起來的，在各個領域以及各個行業都具有十分巨大的潛力。但是與傳統的系據庫技術相比，很多技術還不成熟，在規范化，引用完整性、安全機制等方面的研究工作才剛起步。但是隨著XML技術的不斷完善與發展，XML同數據庫結合必將會實現更強大的功能。

參考文獻：

[1] 趙輝，陶世群，李麗萍．一種基于XML 的異構數據源集成的方法與實現[J]．山西大學學報(自然科學版)，2005，28(1)：33-36．

[2] 李軍懷，周明全，耿國華，等．XML在異構數據集成中的應用研究[J]．計算機應用，2002，22(9)：10-12．

[3] 孟小峰，周龍驤，王珊，數據庫技術發展趨勢[J]．軟件學報，2004，21(4)．

[4] 方美琪．XML及其在電子商務中的應用．清華大學出版社．2003：56-59．

[5] 游明坤．淺談XML在數據庫中的應用技術[J]．電腦知識與技術，2004，(23)：19-21．

[6] 王春枝，紀利群．利用XML實現異構數據庫間互訪[J]．微型機與應用，2002，(8)．

[7] 張素智，盧正鼎，李春林．XML數據庫及其應用研究[J]．計算機工程與應用，2002(8)：33-36．

[8] 李由，肖衛東，徐振寧，等．XML數據庫存儲技術的研究與實現[J]．計算機工程，2002(7)：86-88．

[9] 徐建平．XML與數據庫的交互技術和方法[J]．信息系統，2003(1)：67-68．