李玉翠

（西安歐亞學(xué)院信息工程學(xué)院，陜西 西安 710065）

引言

本文主要研究關(guān)系模型和XML模型的轉(zhuǎn)換問題。首先分析關(guān)系模型和XML模型的差異，并對兩種模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模；然后實現(xiàn)一種將關(guān)系模式轉(zhuǎn)換為XML Schema的算法，最后，介紹數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法在異構(gòu)數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用。

1 關(guān)系模式與XML Schema

1.1 關(guān)系模式與XML Schema的分析

關(guān)系模式是對關(guān)系的描述。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的信息是完全結(jié)構(gòu)化的，它無法表達(dá)一些層次性質(zhì)的數(shù)據(jù)。而XML文檔表達(dá)的是半結(jié)構(gòu)化的信息，特別適合表達(dá)層次型的數(shù)據(jù)。正是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和XML文檔存在有結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的區(qū)別，導(dǎo)致了兩者之間進(jìn)行模式轉(zhuǎn)化的困難。在本文中論述了一種基于語義的轉(zhuǎn)換算法，整個算法實現(xiàn)的前提是由具體的關(guān)系數(shù)據(jù)庫提取出關(guān)系模式，關(guān)系模式轉(zhuǎn)換為XML Schema。

1.2 輸入輸出建模

關(guān)系模式是算法的輸入。本文在討論時，假設(shè)關(guān)系模式已經(jīng)得到。

（1）算法輸入：關(guān)系模式

在定義關(guān)系模式前，假設(shè)已存在表名集合 ，列名集合 和原子數(shù)據(jù)類型 。

定義1（關(guān)系模式）設(shè)R代表關(guān)系模式，則有關(guān)系模式定義R是四元組，R=(T，C,F，△)，其中：T代表中的一個有限集合；C是一個函數(shù)，表示一個特定到一組的映射；F代表對于一個到其類型的定義的映射；△是三元組（PK，F(xiàn)K），表示關(guān)系模式的約束集合。該定義建立在文獻(xiàn)[1]的基礎(chǔ)上。

例1：對于表Tab_Teacher(Name，Age，Salary)，Tab_Student(Name，Advisor，Course－Name)，Tab_Course(Name，TeacherName)，其中，下劃線標(biāo)識的為主鍵。

由定義1，關(guān)系模式表示為R=(T，C,F，△)，其中

定義2根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的不同組成部分，數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換后生成的XML schema可以用5種方式進(jìn)行描述，其中，設(shè)RSl是對關(guān)系數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)庫元素的模式描述，RS2是對關(guān)系表元素的模式描述，RS3、RS4和RS5分別是對表中字段為主鍵、外鍵和非主外鍵的字段的模式表示。

圖1 關(guān)系模式生成XML Schema

（2）算法的輸出：抽象的XML Schema（XSchema）

由于算法的目的是實現(xiàn)一種將關(guān)系模式轉(zhuǎn)換為XML Schema，算法較好地保留了關(guān)系模型的各種語義約束；并不是要找出所有的XML Schema語法規(guī)則與關(guān)系模式的對應(yīng)關(guān)系，所以算法只是對使用到的XML Schema相關(guān)語法作相應(yīng)的建模。

2 關(guān)系模式轉(zhuǎn)換為XML Schema的算法實現(xiàn)

在利用前面定義的基礎(chǔ)上，本文實現(xiàn)了一種將關(guān)系模式轉(zhuǎn)換為XML Schema的算法，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的每張表的相互關(guān)系建立關(guān)系模式圖，通過深度優(yōu)先算法實現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式向XML模式的轉(zhuǎn)換。算法的具體描述如下：

2.1 掃描數(shù)據(jù)庫建立關(guān)系模式圖，各結(jié)點信息如下：

庫結(jié)點：<0，db_name>

表結(jié)點：

字段結(jié)點：<2，r_name>

2.2 DFS(graph g)//深度優(yōu)先遍歷模式圖，為結(jié)點編號

2.3 依次取結(jié)點g.adjlist[v]

If(g.adjlist[v].flag==2)//如果是字段結(jié)點

表1 Teacher表

表2 Student表

if(is_pK)按RS3模式轉(zhuǎn)換；

else

……

如表1、表2所示：

在這兩個關(guān)系表中，Teahcer表中tno為主鍵，Student表中sno和tno的組合為主鍵，tno項為表Student的外鍵。利用前面介紹的算法將表1、表2中的關(guān)系模式生成XML Schema如圖1所示：

3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法在異構(gòu)數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用

在異構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)查詢的主要手段是使用查詢語句，在實際情況中，大部分的數(shù)據(jù)庫中都使用一個主表加多個輔助表的方式全面描述一個事物的信息。實際查詢時需要將這些相關(guān)的信息完全抽取出來，在這種情況下，查詢后的結(jié)果視圖會產(chǎn)生基本信息的大量冗余。

本文通過ODBC編程，數(shù)據(jù)庫采用SQL server2000。通過上述算法實現(xiàn)了關(guān)系數(shù)據(jù)模式向XML模式的整體轉(zhuǎn)換，保證了關(guān)系模式中信息的完整性，較好地保持了數(shù)據(jù)庫中原有的語義約束，起到保留語義關(guān)聯(lián)的作用，突出表達(dá)了鍵約束關(guān)系。

[1]Lee，D.，Mani，M.，Chiu，F(xiàn).，and Chu，W.， “NeT & CoT:Translating relational schemasto XML schemasusing semantic constraints”， Proc.ofCIKM 2002， pages 282-291.

[2]Dongwon Lee， Murali Mani et.al.， Nesting-based Relational-to-Xml Schema Translation，Int'l Conf.Workshop on the Web and Database(WebDB)， SantaBarbara， CA，May 2001.

[3]（美）麥克勞夫林（Mclaugblin，B.）著；李二勇，祁力等譯。Java與XML數(shù)據(jù)綁定。北京：中國電力出版社，2002.