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1、毕业设计（论文）说明书学 院 软件学院 专 业 软件工程 年 级 2007 姓 名 张彪 指导教师 许静 王庆节2011 年 6 月 5 日毕业设计（论文）任务书题目： XML 数据库性能评测学生姓名 张彪 学院名称 软件学院 专 业 软件工程 学 号 3007218055 指导教师 许静 王庆节 职 称 教授 讲师 一、原始依据随着 XML 逐渐成为 Internet 上数据表示与数据交换的标准，为了有效管理大量 XML 数据，各个数据库厂商纷纷推出支持 XML 数据的数据库产品。如何对这些数据库产品的性能进行评价成为用户选择的难题之一。为了解决这一难题，本文提出关系数据库上 XML 引擎评
2、测基准，并设计了一个分布式测试系统，并使用改基准对自己设计的一个测试场景进行测试。软件开发平台和应用环境为 Windows XP 以上版本或 Linux 等主流操作系统，通过标准的软件工程中的原型开发方法，对该系统进行分析和调研，得到初步的软件需求，针对关系数据库上 XML 引擎的特性建立起一种通用的、完备的测试方案，可以评测多种 DBMS 对 XML 语言的支持程度。最后测试并得出相应结论。二、参考文献1 钟启艮, 王希武, 黄小城 . 数据库应用软件交互复杂性度量研 究J. 计算机工程, 2010, 36(1): 79-81.2 于 戈， 王欣辉， 王国仁等.TPC-C 测试标准及其在面向
3、对象数据库上的设计与实现J.计算机科学，1998,25(3)：57-60.3 魏理豪， 徐 晖. TPC-C 基准测试体系应用研究J.广东电力，2007,20(9)：29-32.4 王爱冬， 易 伟. TPC-W测试工具 KTtpcW的设计与实现J.计算机工程与科学，2008,30(3)：110-113.5 易 伟， 阳国贵. 基于 Kylin操作系统的 TPC-W性能测试研究J.微计算机信息，2006,22(11-1)：310-312.6 刘大为， 王 珊. 内存数据库在 TPC-H负载下的处理器性能J.软件学报，2008,19(10)：2573-2584.7 宋钦宇. 数据库在 TPC-H
4、测试系统的设计与分析J.长春大学学报，2008,18(1)：62-65.8 刘策群. LoadRunner和软件项目性能测试M.北京：机械工业出版社，2008.9 黄文高， 赵 丹.LoadRunner 性能测试完全讲义M.北京：水利水电出版社，2010.10 黄文高， 赵 丹.LoadRunner 性能测试完全讲义M.北京：水利水电出版社，2010.11万常选 刘喜平 XML 数据库技术(第二版) 清华大学出版社 2008 p38643412孙伟，XML 数据库查询优化及相关技术研究：博士学位论文. 黑龙江.哈尔滨工程大学, 200613 TPC BENCHMARK C Standard S
5、pecificationEB/OL. (2009- 02-11). http:/www.tpc.org/tpcc/spec/tpcc_current.pdf. 14 Bohme T, Rahm E. XMach-1: A Benchmark for XML Data ManagementC/Proc. of German Database Conference. Oldenburg, Germany: s. n. , 2001. 15 Schmidt F, Waas M L, Kersten M J, et al. XMark: A Benchmark for XML Data Managem
6、entC/Proc. of the International Conference on Very Large Data Bases. Hong Kong, China: s. n., 2002. 16 Bressan S, Dobbie G, Lacroix Z, et al. XOO7: Applying OO7 Benchmark to XML Query Processing ToolsC/Proc. of the ACM International Conference on Information and Knowledge Management. Atlanta, Georgi
7、a, USA: ACM Press, 2001. 17 Yao B B, Ozsu M T, Keenleyside J. XBenchA Family of Benchmarks for XML DBMSsC/Proc. of the VLDB 2002 Workshop EEXTT and CAiSE 2002 Workshop DTWeb. London, UK: Springer-Verlag, 2002. 18 Nicola M, Kogan I, Schiefer B. An XML Transaction Processing BenchmarkC/Proc. of the AC
8、M SIGMOD International Conference on Management of Data. Beijing, China: s. n., 2007. 三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。 ）XML 作为一种先进的网络格式，近年来得到很大的发展。随着 MXL 应用的不断增长，对高效存储和管理大量 XML 数据的需求变得越来越迫切。也出现了越来越多的基于 XML 技术的系统。目前关于 XML 数据库的基准测试己经有许多，D.Floresuc 和 D.Kosmsnan 在“String and Querying
9、XML Data Using RDBMS.”提出的是一个在关系数据库上存储 XML 数据的基准测试。该测试并不是基于一个真实的应用环境，而且仅仅使用了单个的合成文档。在这个基准测试中，只在一个 80M 的小数据库上测试了查询操作和更新操作的响应时间。高效地存储、检索、重现 XML 数据是对 XML 数据库的核心要求，众多的 XML 数据库孰优孰劣，如何量化，如何评价，是一个最终用户、开发人员、研究人员都十分关心的问题。基于以上需求，设计一个关系数据库的评测基准并开发一个基于该标准的测试系统，着眼于数据库软件交互过程，以适用于 XML 数据库的性能测试。并做出如下要求：1. 针对关系数据库上 X
10、ML 引擎的特性建立起一种通用的、完备的测试方案，可以评测多种 DBMS 对 XML 语言的支持程度。针对数据库系统功能的每一项测试内容，基准评测都要包括三方面内容：测试数据集、测试查询集与测试指标集。测试指标包括标准查询语言的支持能力，查询结果的正确性、完整性，装入数据集、查询操作的时间空间开销等。2. 为了达到跨数据库通用测试，我们使用 XQuery + SQL/XML 语言实现所有的事务。针对 XML Query (XQuery) Requirements、XQuery Update Facility Requirements 和 XQuery and XPath Full Text 1
11、.0 Requirements 标准，要求测试事务集要涵盖 W3C 标准中对 XQuery 语言的所以要求。在关系型数据与 XML 数据结合方面，我们严格按照 SQL:2003/2006 国际标准中 SQL/XML 扩展来实现。3. 设计一个合理的赋有实际意义的测试场景，通过分布式的方式实现针对XML 数据库的压力负载测试系统。由于在实际商业运用环境中，数据库系统通常是与网络相关联，对于一个网络应用系统，往往有多个客户端对其进行连接和访问。所以，需要以一个分布式的结构，控制多个客户端，而每个客户端还可并发多个线程，向指定的数据库服务器提交事务，事务有读有写，在考察锁的实现的同时关注系统吞吐量等
12、性能指标。指导教师（签字）年 月 日审题小组组长（签字）年 月 日天津大学本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称 XML 数据库性能评测学院名称 软件学院 专业名称 软件工程学生姓名 张彪 指导教师 许静 王庆节1. 课题的来源及意义随着电子商务等的广泛应用，关系型数据库在处理信息的复杂化、多样化、灵活性、可读性等方面的不足日益明显。特别是目前 Web Service 的蓬勃发展，XML 越来越多地活跃在数据交换和存储领域，其数据量指数级的增长，要求更有效的数据管理能力和更快、更精确的查询，而这是传统关系型数据库领域所没有涉及到的。在人们寻求一种可以简单通用的表示这些数据（尤其是半结构化数据）
13、的过程中，XML 成为当今电子商务等各种网络应用的标准数据交换语言。 XML 的基本思想是：用标记表示数据的意义，而不是像 HTML 仅仅用来规定数据的显示方式。XML 技术的飞速发展，在许多方面的广泛应用，并占有越来越重要的地位，目前，主要使用 XML 数据库对 XML 文档进行存储和处理，正确的性能评测对开发人员了解系统瓶颈、改善系统以及用户正确选择系统有重要作用。2. 国内外发展现状XML 作为可扩展标记语言，具有扩展性、自描述性、自相容性等优点，日益成为 Internet 上数据表示和数据交换的标准。为了描述 XML 数据的结构和约束，已有一些 XML 模式语言由一些学术机构、与 In
14、ternet 相关的一些公司和W3C（ World Wide Web Consortium 世界网络协会）提出。为了有效管理大量 XML 数据，各数据库厂商纷纷对他们的数据库产品进行功能扩展以满足处理 XML 数据的需求。当前有很多不同技术种类的 XML 数据库系统，例如 XML-Enabled Database，Native XML Database，XML Query Engine等，既有众多的商业系统，也有许多开源或者原型系统。这些 XML 数据库良莠不齐，给用户选择合适的产品带来了一定困难。在 IT 行业中，基准测试被公认是衡量计算性能的方法和标准，目前，许多研究机构提出针对 XML
15、数据库的基准测试，如 XMach-1、XMark、 XPathMark、XOO7、XBench、MBench 、MemBeR、TPoX 等，其中，XMark、XOO7 、XBench 更侧重于通过大规模的查询语句覆盖尽量多的查询功能，以检测数据库功能方面的全面性，并没有提出具体的性能指标。XMach-1、TPoX着眼于性能测试，但没有得到大规模应用的检测，且不太完善。而如XPathMark、 MBench、MemBeR 属于小规模测试，不适用于整个系统的评测。3. 本课题的研究内容和目标基于以上需求，设计一个关系数据库的评测基准并开发一个基于该标准的测试系统，着眼于数据库软件交互过程，以适用于 XML 数据库的性能测试。并做出如下要求：1、针对关系数据库上 XML 引擎的特性建立起一种通用的、完备的测试方案，可以评测多种 DBMS 对 XML 语言的支持程度。针对数据库系统功能的每一项测试内容，基准评测都要包括三方面内容：测试数据集、测试查询集与测试指标集。测试指标包括标准查询语言的支持能力，查询结果的正确性、完整性，装入数据集、查询操作的时间空间开销等。2、为了达到跨数据库通用测试，我们使用 XQuery + SQL/XML 语言实现所有的事务。针对 XML Query (XQuery) Requirement
