不完全信息下XML数据库基础9787030315649
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作者郝忠孝著
出版社科学出版社
ISBN9787030315649
出版时间2010-06
装帧平装
开本16开
定价55元
货号6832478
上书时间2024-12-23
商品详情
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作者简介
郝忠孝，教授，山东蓬莱人，1940年12月生，党员，曾任原东北重型机械学院副校长，齐齐哈尔大学副校长，哈尔滨理工大学学术委员会。现任哈尔滨工业大学博士生导师（兼）、哈尔滨理工大学博士生导师。原机械电子工业部有突出贡献专家、享受国务院政府特殊津贴、全国很好教师、黑龙江省共享人才专家、黑龙江省级学科带头人、黑龙江省计算机学会副理事长。
主要研究领域：①空值数据库理论。在靠前外抢先发售提出了空值数据库数据模型，完成一系列相关研究，形成了比较完整的理论体系，著有靠前外靠前部该领域的论著《空值环境下数据库导论》。②数据库NP接近问题的求解问题。抢先发售基本解决了求全部候选关键字、主属性，基数为M的候选关键字，很小候选关键字等问题，著有《关系数据库数据理论新进展》一书。③数据库数据组织的无环性理论研究。在无α环、无β环、无γ环的分解条件与规范化理论研究方面有了突破性进展，著有《数据库数据组织无环性理论》。④时态数据库理论研究。系统提出并完成了时态数据库中基于全序、偏序、多粒度环境下的各种时态理论问题研究，著有《时态数据库设计理论》的论著。⑤主动数据库理论研究。著有靠前外靠前部该方面的论著《主动数据库系统理论基础》。⑥空间、时空数据库理论研究。抢先发售解决了空间数据库线段很近邻查询的问题，著有《时空数据库查询与推理》。⑦不接近信息下XML概率XML数据库理论研究。抢先发售解决了不接近信息下XML数据库部分理论研究问题，著有《不接近信息下XML数据库基础》。
发表学术论文230余篇，其中，国家一级论文160余篇、在《计算机研究与发展》上发表个人学术论文专辑两部，被SCI、EI等检索140余篇。1991年发表学术论文数居中国科技界第5位（并列）。著书7部。
目录
前言
第1章 XML概述
1.1 XML和DTD简介
1.2 XML的优势与特点
1.2.1 XML的优势
1.2.2 XML的特点
1.2.3 XML应用概述
1.3 基于编码的XML数据库存储方法
1.4 不完全信息下XML
1.4.1 不完全信息下关系数据库数值理论
1.4.2 不完全信息下XML数值理论
1.5 概率XML数据
1.6 本章小结
第2章 基于编码的XML数据库存储方法
2.1 DTD完全一致性判定的相关定理和算法
2.2 基于编码的XML关系数据库存储方法
2.2.1 编码方法
2.2.2 模式映射
2.2.3 路径查询的实现
2.3 XML文档的重组与更新
2.3.1 XML文档的重组
2.3.2 XML文档的更新
2.3.3 DTD的更新
2.3.4 递归模式的处理
2.4 本章小结
第3章 不完全信息下XML强函数依赖推理规则
3.1 基础知识
3.1.1 不完全信息的语义分类
3.1.2 不完全信息之间的关系
3.1.3 不完全信息函数依赖的保持条件
3.2 不完全信息下XML文档树相关基本概念
3.3 不完全信息下xML强函数依赖的性质
3.4 不完全信息下XML强函数依赖推理规则集
3.4.1 XSFD推理规则集的正确性
3.4.2 XSFD推理规则集的完备性
3.5 本章小结
第4章 不完全信息下XML数据依赖规范化
4.1 不完全信息下XML强闭包依赖
4.1.1 不完全信息下XML强闭包依赖的定义
4.1.2 不完全信息下XML强闭包依赖的性质
4.2 不完全信息下强闭包依赖的推理规则集
4.2.1 不完全信息下强闭包依赖推理规则集的正确性
4.2.2 不完全信息下强闭包依赖推理规则集的完备性
4.3 XSIND范式
4.3.1 XSFID和XSIND之间的关系
4.3.2 XSIND产生数据冗余的原因
4.3.3 XSFID和非循环XSIND互不影响的判定条件
4.3.4 XSIND范式的判定条件
4.3.5 规范S为XSIND范式的算法
4.4 不完全信息下XML强多值依赖
4.5 不完全信息XML文档树满足XSMVD范式的条件
4.6 规范不完全信息XML文档树为XSMVD范式
4.7 本章小结
第5章 存在XSFD的XML Sclaema规范化
5.1 基本定义
5.2 XSFD的推理规则集
5.3 XSFD的成员籍问题
5.4 不完全信息下规范XML Schhema为XSFD范式
5.4.1 XML双类结点强函数依赖范式
5.4.2 XML双类结点强函数依赖规范规则
5.4.3 XMLSchema规范化算法
5.5 存在XSMⅧ的性质
5.6 XSMVD的推理规则集
5.6.1 XSMVD推理规则集的正确性
5.6.2 XSMVD推理规则集的完备性
5.7 XSMVD弱范式
5.8 规范XML Schema为XSMVD弱范式
5.8.1 规范XML Schema为XSMVD弱范式规范规则
5.8.2 规范XML Schema为XSMVD弱范式算法
5.9 本章小结
第6章 概率数据模型分析和数据的转换
6.1 概率XML数据管理简述
6.1.1 概率：XML数据模型
6.1.2 概率：XML代数
6.1.3 概率XML数据查询
6.1.4 概率XML数据库系统
6.2 概率数据模型分析
6.2.1 概率关系数据模型
6.2.2 概率XML数据模型
6.2.3 概率XML树的路径表达式的类型
6.2.4 概率XML树的路径表达式的关系
6.2.5 概率XML树的路径表达式中结点的关系
6.3 概率关系数据与概率XML数据的转换
6.3.1 概率关系模式转换为概率XML模式
6.3.2 概率XML模式转换为概率关系模式的算法
6.3.3 概率关系数据转换为概率XML数据树的算法
6.3.4 概率关系数据转换为概率XML数据的算法
6.4 本章小结
第7章 概率XML XQpuery和XML EXQuery
7.1 以概率XML元素单元为操作对象的概率运算
7.1.1 叶子结点概率运算
7.1.2 概率阈截取运算
7.1.3 平凡化运算
7.2 概率XML树的基本运算
7.2.1 并运算
7.2.2 交运算
7.2.3 差运算
7.2.4 连接运算
7.3 概率XML代数系统的相关特性
7.3.1 概率XML代数系统的封闭性
7.3.2 查询操作有效性和完备性
7.4 EXQuery函数
7.4.1 与路径表达式有关的函数
7.4.2 与路径表达式转换有关的函数
7.4.3 概率计算有关的函数
7.4.4 路径表达式的划分有关的函数
7.4.5 路径表达式关系判断的有关的函数
7.4.6 结点关系判断有关的函数
7.4.7 结点概率的计算函数
7.4.8 与树类型的判断有关的函数
7.5 本章小结
第8章 概率XML树的结点概率查询算法
8.1 子树个数的估计算法
8.2 基于可能世界原理的结点概率查询算法
8.3 基于路径表达式划分的结点概率查询算法
8.4 本章小结
参考文献
内容摘要
�?1 �? XML �?�?br />1. 1 XML �?DTD 简�?br /> XML（xtensible Markup Language）是标准通用标记语言（SGML）的一种变
�?，它采用了优化浏览器显示文档视图的严格的规则集合 �?�?SGML 中经过精�?br />修剪而来�?XML ，既保持�?SGML 的功�?，又减少�?SGML 的复杂�?�?�?HT-
ML 不同 ，XML 允许文档开发人员创建描述数据的标记 ，并使开发人员可以创�?br />被称为文档类型定义（Document Type Description ，DTD）的规则集合 �?任何标准
�?XML 语法分析器都可以读取 、解码和检验这种基于文本的自描述文�?，并以独
立于平台的方式提取数据元�?，因�?，使应用程序可以通过另一种名为文档对象模
型（DOM ）的标准访问数据对象 �?br />一�?XML 文档包含了从根元素开始的嵌套元素结构 �?每个元素有一个标�?br />（Tag）与之相对应 ，除了字符串数据 ，它还可以包含属性值对和嵌套子元素 �?同时
包含字符串数据和嵌套子元素的元素被称为具有混合内�?�?XML 中的元素标签
必须良好嵌套 ，这样的 XML 文档是良构的 �?br />DTD 规定�?XML 文档的结�?，可视为 XML 文档的模�?�?DTD 通过描述�?br />元素和属性的名字及类型来定义 XML 元素的结�?�?嵌套子元素的出现次数用类
似正则表达式的如下符号规�?�? （包含零或多个元素的集合�?�? （至少包含一�?br />元素的集合） ，？ （包含零或一个元素）和没有修饰（包含且仅包含一个元素） �?同时
DTD 也严格规定了 XML 文档中元素的子元素的出现顺序 ，即按照元素定义的正
则表达式顺次展开 �?元素允许包含至多一个类型为 ID 的属�?，由该属性在文档�?br />内唯一标识该元�?，同时其他元素也可以通过类型�?IDREF 的属性对其加以引
�?�?IDREF 属性并没有指明该属性所指向的元素类�?，在这一意义上说 ，IDREF
属性是没有类型�?�?属性定义中可以�?# REQUIED �?# IMPLIED 等修饰符�?br />似描述其在出现次数上的约�?，同时属性的取值范围也可在 DTD 中定�?�?一�?br />良构且满�?DTD 的定义的 XML 文档被视为是有效�?�?br />很多学者也提出了各�?XML 存储模型 ，根据存储方式的不同 ，处�?XML �?br />据的基本方式可分为三�?�?br />�?�?文件系统 �?HTML 的存储管理都是基于这种平面的文件系统 �?�?XML
�?HTML 有着很大的区�?，XML 是层次结构的 ，�?HTML 不是 �?主要方法是将
XML 数据�?BLOB 的形式进行存�?，然后在每一次使用时将它进行解析 �?这存
在着很大缺陷 ，为了提高查询效率可以建立索�?，索引的维护是需要解决的关键
问题 �?br />�?�?数据库管理系�?�?这是一种基于层次数据库的存储管理技�?�?由于
XML 本身是层次结构的 ，所以可以将 XML 数据存储在层次数据库�?�?在层次数
据库�?，可以利�?：① pseudo query 的语法来编写查询语句对数据进行查�?�?但层
次数据库技术非常的不成�?，而且操作非常复杂 ，因此不是一种很有效的方�?�?br />�?基于关系数据库的存储管理技�?�?关系数据库是目前最成熟的数据库技�?，可
以将 XML 的模式映射到关系数据库中 �?例如 ，将 DTD（文档类型定义）映射到关
系数据库�?，这种基于关系数据库的存储管理技术被应用的非常广�?�?�?基于�?br />向对象数据库的存储管理技�?�?面向对象数据库用自身的方�?、关系和语义来管
理分�?XML �?，同时提供了强大的导航和链接的功�?�?虽然面向对象数据库的
体系结构非常适合存储 XML 数据 ，但它本身技术还不成�?，从而限制了它的
应用 �?br />�?�?XML 数据�?�?XML 数据库是一�?XML 文档的集�?，这些文档是持久
的并且是可以操作�?�?XML 文档趋向于面向文档处理或趋向于面向数据处�?�?br />面向文档处理的文档是使用 XML 来获取自然语言的那些文�?，侧重于给用户提
供信息的最终表�?�?面向数据处理的文档是 XML 主要用于数据传送的文档 ，侧
重于它被应用程序的使用和交换 �?br />XML 数据是一个面向数据处理的文档的集�?�?XML 在数据库与应用程�?br />之间 ，以及在多对应用程序之间进行数据交换是很有用�?�?在数据交换中 ，被交换
的数据可能需要被保留在一个存档文件中 �?一个可搜索�?XML 数据库可以作�?br />数据交换的中心部�?，并且它也可以与其他使用 XML 的应用程序进行交�?，或�?br />获取 Web 服务的摘要信�?�?br />如果数据库把数据保存�?XML ，那么在存储粒度上存在几个选择 �?XML �?br />据可以被保存为一个文�?、被分割为更小的部分并被保存为片�?，或者被分解为单
独的元素 �?即使数据不保存为 XML ，它也可以作�?XML 被输�?，提供给其他�?br />用程序或用户 �?通过解析文档 ，并把数据保存在数据库结构（如关系）�?�?数据�?br />以作�?XML 被添加到数据库中 �?br />XML 数据库比传统数据库更具有表现�?，能够对半结构化数据进行有效�?br />存储和管�?，提供了对标签名称的操作 ，并且包括了对路径的操作 ，显示丰富多�?�?br />�?XML 数据库检索速度和修改效率较�?，解析手段有缺陷（基于文件解析的 SAX
方式速度�?，而基于内存解析的 DOM 资源消耗较大） ，且安全性和并发操作机制
也是需要重点解决的问题之一 �?br />其中 ，经过了 40 多年发展的关系数据库 ，具有管理方�?、存储容量小 、检索�?br />度快 、修改效率高 、安全性好等特�?，技术已十分成熟 ，利用其管理 XML 数据能够
保障 XML 数据的可移植性和完整�?；另一方面 ，目前大量的 Web 数据主要存放
在关系数据库�?，所�?，不少的研究人员都致力于 XML 的关系数据库存储方法�?br />研究 �?br />基于关系数据库的 XML 存储方法的研究重点是 XML 文档的模式到关系�?br />式的映射 �?近几年所提出的模式映射方�?，主要分为两�?�?br />�?�?映射产生的关系模式依赖于 XML 模式 �?它要求预先确�?XML 文档�?br />结构 ，对 DTD（或 Schema）进行简�?、分解等预处�?，再�?DTD 中的元素 、属性映
射成关系数据库中的表或表的属�?，即根据 DTD（或 Schema）产生存�?XML 文档
数据的一个或几个关系�?�?这种方法在存储特定的 XML 文档的情况下 ，具有较
高的存储和查询效�?，但�?，如果需要存放的是海量的 、具有不同结构的 XML �?br />�?，如 Internet 上得到的各种数据 ，则具有很大的局限�?：① 不同�?DTD（或 Sche-
ma）会产生大量的不同模式的关系�?；② 如果 XML 文档的结构发生了变化 ，那�?br />相应的关系表必须适应这种变化 ，修改模式定�?，重新对 XML 数据进行存储 ，更
新粒度较�?�?br />�?�?映射方法产生的关系模式独立于 XML 模式 �?这类方法通常是将 XML
文档解析成树或图结构 ，然后提供相应的关系模式来储存这些图结构 ，关系数据库
中不但保存了 XML 数据 ，且同时保存�?XML 文档的结�?�?能够有效地解决第一
类映射方法中出现的部分问�?，但对于 XML 路径查询 ，它通常需要遍历整个数�?br />�?，进行多次连接操作才能确定路径的正确性完成查询工�?，因而效率相对第一�?br />方法要差�?�?br />1. 2 XML 的优势与特点
1.2. 1 XML 的优�?br /> 可扩展标识语言 XML 由万维网联盟 W3C �?1998 �?2 月发布为 W3C �?1.0
版本标准 ，是一种用于网络信息描�?、组织和显示的语言 ，是 Internet 的“世界语�?�?br />目前它已经成�?Internet 上信息表示和数据交换的一个重要标�?�?它在当今世界
的网络信息表示和数据交换上如此重要是因为它具有如下优�?�?br />�?�?XML 具有良好的格式以及严格的验证机制 ，数据编码为 XML 格式的应
用将使信息能够以一种简单可用的方式加以表达 ，这些信息的提供者也能非常简
便的提供互操作�?�?br />�?�?将内容与其表示相分离使得 XML 更能专注于表示数据的语义信息 �?br />�?�?用户自定义标签和无限嵌套的能力赋�?XML 无限的可扩展�?，这使得
XML 能够清晰自然的表示各行业的数�?�?br />�?�?XML 解析器和访问接口实现简�?，各种平台都很容易获取稳定的 XML
解析器和访问接口 ，这使得开发基�?XML 的应用变得简单高�?�?br />鉴于 XML 的上述优�?，XML 具有广阔的应用前�?�?基于 XML 的行业标�?br />语言目前较多 ，如数学领域�?MathML 、化学领域的 CML 以及音乐领域�?Music-
ML �?；在电子商务等领域中逐渐代换传统的电子数据交换（EDI）技�?，成为数�?br />交换的新标准 ；业界领先的软件提供商提供面�?XML 的工具和产品 ；众多企业和
研究者以 XML 格式发布它们的数�?�?种种现象表明 ，XML 数据及面�?XML �?br />据的应用将持续快速发�?，使 XML 迅速成为数据交换的唯一公共语言 �?br />1.2. 2 XML 的特�?br />XML 有以下几个特�?�?br />�?�?开放的标准 �?br />XML 是基�?W3C 定制的开放的标准 ，从而使得基�?XML 的应用越来越
广泛 �?br />�?�?具有良好的格�?�?br />XML 标记大都是成双成对的 ，极少数不在此列的情况也需要遵守特殊格�?br />定义起始 �?br />�?�?XML 支持对文档内容进行验�?，或称文档有效性保�?�?br />目前 ，DTD �?XML Schema 已经成为 XML 两种主流模式 �?DTD 是一个专
门的文件 ，用来定义和检�?XML 文档中的标记 �?XML Schema �?XML 语法�?br />�?，它�?DTD 优越 ，多�?Schema 可以满足使用 XML 名称空间 ，可以详细定义元
素的内容和属性值的数据类型 �?br />�?�?面向对象的特�?�?br />XML 文件是树状结�?，也有属�?，这非常符合面向对象的编�?，而且也体�?br />出对象方式的存储 ，XML 是信息的对象化语言 �?br />�?�?选择性更�?�?br />通过 XML ，数据可以在选择的局部小范围内更�?，提高服务器的性能 �?br />�?�?支持高级搜索 �?br />�?Internet 上若 Web 页是 XML 格式�?，不仅可以搜索数�?，而且还可以在�?br />索中加入与数据相关的上下文信�?，形成更精确的搜索机�?�?br />�?�?XML 是电子数据交换的格式 �?br />XML 是为互联网的数据交换而设计的 ，能够应用于电子商务 、电子政务等�?br />个领域的数据交换 �?br />�?�?XML 具有一套完整的方案 �?br />XML 是一个技术大家族 ，有一系列相关技�?，包括文件数据验�?、显示输�?�?br />文件转换 、文档对象和链接�?�?XML 文档是对象实�?，DTD �?Schema 是界面或
�?，XSL 是方法和实现 ，XML 的资源描述框架是信息导航 、浏�?、搜索的用户接口
标准 �?br />1.2. 3 XML 应用概述
XML 是一个网络信息描�?、组织和显示的语言 ，它的开放�?、严谨�?、结构�?br />和灵活性备受网络开发者的青睐 �?在以下领�?，XML 有广阔的应用前景 �?br />1�?数据库领�?br />关系型数据库行业的三大巨�?—�?Oracle 公司 、IBM 公司�?Microsoft 公司
都在它们的数据库产品中提供了�?XML 的支�?�?从本质来�?，XML 文档就是�?br />据库 ，是数据的集�?，每个文件都含有某种类型的数�?�?在许多方面它和其他文�?br />没什么区�?，但作为一种“数据库”格�?，XML 有一些优�?，例�?，它是可交换�?�?br />自描述的 ，能够以树状或图形结构描述数�?�?br />2�?Agent
若把 XML 结构化的数据送到 Agent（智能体�?，Agent 就能很容易地理解这些
数据的含�?，很容易理解这些数据与已有知识的关系 �?基于 XML 的数据交换对
于解决Agent的交互性问题起着重要的作�?，XML 及相关技术必将促�?Agent 技
术的发展 �?br />3�?软件设计元素的交�?br />XML 能够描述软件设计中有关的设计元素 ，如对象模型 ，甚至能够描述最�?br />设计出来的软�?�?这些基于 XML 的设计元素可以借助 Web 在开发组内进行交
�?，在不同的开发工具之间交�?�?br />4�?网络服务领域
XML 有利于信息的表达和结构化组织 ，从而使数据搜索更有�?�?XML 能够
使用 URL 别名�?Web 的维护更方便 ，也�?Web 的应用更稳定 ；XML 还能够使�?br />数字签名�?Web 的应用更广阔 �?信息发布在企业的竞争发展中起着重要的作�?�?br />服务器只需发出一�?XML 文档 ，客户就可根据自己的需求选择和制作不同的�?br />用程序以处理数据 �?加上 XSL 的帮�?，能够实现广泛的 、通用的分布式计算 �?br />5�?EDI
传统�?EDI（电子数据交换）标准缺乏可扩展性和灵活�?�?使用 XML ，程序能�?br />理解在交换数据中所表示的商务数据及概念 ，根据明确的商务规则来进行数据处�?�?br />6�?电子商务领域
XML 的丰富置标能够描述不同类型的单据 ，如保险�?、信用证 、索赔单以及
各种发票�?�?结构化的 XML 文档发送至 Web 的数据可以被加密 ，并且很容易�?br />加上数字签名 �?br />1.3 基于编码�?XML 数据库存储方�?br />由于逐渐广泛的应�?，XML 正逐步�?Web 转化为一个巨大
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