XML聚簇存储方法与查询性能分析

"XML数据聚簇技术研究 (2005年) - 东北大学学报(自然科学版)" 本文深入探讨了XML数据聚簇存储技术，旨在优化XML文档的存储方式和查询性能。XML作为Web上信息表示和数据交换的标准，其存储和聚簇方法一直是数据库领域的重要研究课题。研究主要集中在DOM（文档对象模型）树的聚簇存储方法，并分析这些方法对查询性能的影响。 首先，文章分析了DOM标准中的数据访问特性，DOM是一种将XML和HTML文档结构化并提供访问接口的API。DOM树中，每个节点通常包含五个指针域，包括三个父子指针（指向第一个和最后一个子节点，以及父节点）和两个兄弟指针（指向前一个和下一个兄弟节点）。这种设计允许灵活地遍历和操作文档结构。 接着，文章提出了两种XML数据聚簇存储方法： 1. 基于父子关系的XML数据聚簇存储：这种方法侧重于根据父子节点的关系组织数据，使得父节点与其子节点在物理存储上紧密相邻，从而减少I/O操作。 2. 基于兄弟关系的XML数据聚簇存储：此方法则考虑相邻的兄弟节点的聚簇，目的是优化同级节点的访问效率。 为了评估这两种存储方法，文章针对DOM树的两种典型遍历操作进行了分析：深度优先查询和宽度优先查询。深度优先查询从根节点开始，先遍历所有子节点，再回溯到父节点的下一个子节点；而宽度优先查询则先遍历同一层次的所有节点，再进入下一层。这两种算法的实现依赖于存储结构，对于不同的聚簇策略，它们的I/O概率也会有所差异。 此外，作者使用XMark和XMach这两个广泛认可的测试基准，对提出的聚簇存储方法进行了性能评价。XMark是一个XML处理的基准，用于模拟复杂业务场景下的XML数据处理；XMach则是专门用于XML数据库性能评估的基准。 通过实验，文章展示了不同聚簇策略对查询性能的影响，为XML数据存储和查询优化提供了理论依据。这些研究成果对XML数据库的设计和实现具有实际指导意义，有助于提升XML数据的处理速度和系统效率。 总结来说，该研究贡献在于提出了新的XML数据聚簇存储策略，分析了它们对DOM树遍历操作的影响，并通过实际基准测试验证了其性能优势。这对于XML数据的高效存储和查询具有重要意义，特别是在大数据量的Web服务和分布式信息系统中。