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1、数据库系统概论数据库系统概论An Introduction to Database System第十六章第十六章 XMLXML数据库数据库An Introduction to Database System第十六章第十六章 XML数据库数据库16.1 概述概述16.2 XML简介简介16.3 XML数据模型数据模型16.4 SQL/XML16.5 小结小结An Introduction to Database System16.1 概述概述vXML(eXtended Markup Language) 可扩展的标记语言用户可以定义自己的标记，用来描述文档的结构W3C(World Wide Web
2、 Consortium)在1998年制定的一项标准，用于网上数据交换 是标准通用标记语言SGML的一个子集 An Introduction to Database System概述概述(续续)vXML在SGML和HTML的基础上发展起来的v相对于HTML，XML具有如下的一些特点：更多的结构和语义 可扩展性自描述性 数据与显示分离简洁性An Introduction to Database System第十六章第十六章 XML数据库数据库16.1 概述概述16.2 XML简介简介16.3 XML数据模型数据模型16.4 SQL/XML16.5 小结小结An Introduction to Da
3、tabase System16.2 XML简介简介一、XML说明(XML declaration)对XML文档处理的环境和要求的说明必须在文档的第一行 例如：An Introduction to Database System二、元素二、元素v元素(element)是XML文档的主要组成部分标记名区分大、小写开始于字母或下划线(_)，后面可以跟任意长度的字母、数字、句点(.)、连接符(-)、下划线或冒号 起始标记形式是，终止标记形式是嵌套有且只有一个根元素An Introduction to Database System元素元素(续续) Beijing Library Database Sy
4、stem Concepts 26.50 Kaily Jone Silen Smith Introduction to XML 18.80 Kaily Jone A Query language for XML 26.50 Kaily Jone 图图16.1 一个一个XML文档示例文档示例An Introduction to Database System三、属性三、属性v描述元素的有关信息v格式为：如。属性值必须出现在单引号或双引号中v一个元素可以有任意多个属性，每个属性取不同的属性名 An Introduction to Database System四、处理指令四、处理指令v处理指令(pr
5、ocessing instructions)是为使用一段特殊代码而设计的标记v为处理XML文档的应用程序提供信息。v组成：处理指令名称和数据其格式为。例如 An Introduction to Database System五、注释五、注释v注释以结束v注释可以在XML文档的任何地方插入 An Introduction to Database System六、良构的六、良构的XML文档文档v良构的(well-formed)XML文档是指：文档的构造从语法上都是正确的只有一个顶层元素，即根元素至少包含一个元素，即文档中必须有根元素所有的起始标记都有与之对应的终止标记，或者使用空元素速记语法所有的
6、标记都正确的嵌套每一个元素的所有属性具有不同属性名 An Introduction to Database System七、实体七、实体v用来定义重复使用的文档内容v格式为： 例如v引用实体的格式为&实体名当XML处理器遇到字符串&DW时就用字符串Data Warehouse代替该实体DWAn Introduction to Database System第十六章第十六章 XML数据库数据库16.1 概述概述16.2 XML简介简介16.3 XML数据模型数据模型16.4 SQL/XML16.5 小结小结An Introduction to Database SystemXML数据模型数据模型
7、vXML数据是自描述的、不规则的，可以用图模型来表示 图16.1中的XML数据的图模型表示 元素标识名属性值对应集合元素文本内容An Introduction to Database SystemXML数据模型数据模型(续续)vXML数据 VS 半结构化数据(1) XML中存在参照 (2) XML中的元素是有序的(3) XML中可以将文本与元素混合 (4) XML包含许多其他的内容vXML数据模型：XML Information Set，Xpath1.0 Data Model，DOM model和XML Query Data ModelAn Introduction to Database S
8、ystemXML数据模型数据模型(续续)v这四种模型都采用树结构。表16.1 XML数据模型的比较XMLInformation SetXpath 1.0Data ModelDOM 1.0Level 2XML QueryModel对象XML文档XML文档XML(或HTML)文档XML文档或部分的集合定义方式对XML语法项的附加描述对一组结点类型的数据结构和字符串值的描述一组对象接口的描述Constructor和accessor的功能描述是否要求DTD或XML Schema验证否否否是An Introduction to Database System16.3 XML数据模型数据模型16.3.1
9、XML DTD16.3.2 XML SchemaAn Introduction to Database System16.3.1 XML DTDv文档类型定义DTD(Document Type Descriptors)用来描述XML文档的结构，类似于模式的概念vDTD定义内容元素、属性元素出现的次序、出现的次数如何相互嵌套其他详细信息 An Introduction to Database System一、元素的定义一、元素的定义vDTD定义元素的格式为： 例1 例2 例3 例4 例5 An Introduction to Database System二、属性的定义二、属性的定义vDTD中定
10、义属性的格式为： v属性类型字符串类型枚举类型v缺省声明n#REQUIRED，表示该属性在XML文件中必须出现n#IMPLIED，表示该属性在XML文件中可以缺省n声明缺省属性值 例6 An Introduction to Database System属性的定义属性的定义(续续)v通常把DTD存储在一个后缀为.dtd的外部文件里例7 一个XML DTD 示例 An Introduction to Database System16.3 XML数据模型数据模型16.3.1 XML DTD16.3.2 XML SchemaAn Introduction to Database SystemXML
11、 Schemav定义XML模式的另外两个标准：nXML SchemanDocument Content Descriptors(DCDs)vXML Schema用XML来定义其文档的模式，支持对结构和数据类型的定义 An Introduction to Database SystemXML Schema(续续)XML Schema的例子 例8 An Introduction to Database SystemXML Schema(续续)表16.2 DTD和XML Schema的特征比较Syntax in XMLNamespaceInclude &ImportBuilt-in typeUser
12、-definedtypeDomain constraintExplicitNullDTDNoNoNo10NoNoNoXML SchemaYesYesYes37YesYesYesvXML Schema更为完善vDTD简便易用An Introduction to Database SystemXML Schema(续续)v良结构的文档v有效的文档v无效的文档An Introduction to Database System第十六章第十六章 XML数据库数据库16.1 概述概述16.2 XML简介简介16.3 XML数据模型数据模型16.4 SQL/XML16.5 小结小结An Introduct
13、ion to Database System16.4 SQL/XMLvSQL2003标准增加了对XML的支持，定义了数据库语言SQL与XML结合的方式，扩展的部分称为SQL/XMLAn Introduction to Database SystemSQL/XML(续续)功 能SQL/XML中的关键词数据类型定义XML强制数据类型转化XMLCAST字符串XMLXMLPARSEXML字符串XMLSERIALIZEXML发布函数关系数据XMLXMLELEMENT，(XMLNAMESPACES，XMLATTRIBUTES)，XMLFOREST，XMLCONCAT，XMLAGG，XMLCOMMENT，X
14、MLPIXML提取函数XMLXMLXMLQUERYXML关系XMLTABLEXML布尔值XMLEXISTS表16.3 SQL/XML中的主要关键词及功能分类An Introduction to Database SystemSQL/XML(续续)vSQL/XML定义了新的数据类型XML数据类型，以及一组函数XML和关系数据间的双向转换An Introduction to Database System16.4 SQL/XML16.4.1 XML数据类型数据类型16.4.2 XML发布函数发布函数16.4.3 XML提取函数提取函数An Introduction to Database Syst
15、em16.4.1 XML数据类型数据类型v原生(Native)SQL数据类型：XML数据类型，用“XML”表示例1 创建一个书店表bookstore，其中bib列的类型是XML。 CREATE TABLE bookstore(id INT PRIMARY KEY，bib XML);An Introduction to Database SystemXML数据类型数据类型(续续)例2 可以将一个XML文档加入书店bookstore中。 INSERT INTO bookstore VALUES (1492， xmlparse ( English ) );An Introduction to Dat
16、abase SystemXML数据类型数据类型(续续)vXMLCast将某种SQL预定义类型的数据转换为一种XML类型将某种XML类型的数据转换为其他的SQL预定义类型或XML类型v格式 XMLCAST ( value-expression AS type )An Introduction to Database System16.4 SQL/XML16.4.1 XML数据类型数据类型16.4.2 XML发布函数发布函数16.4.3 XML提取函数提取函数An Introduction to Database System16.4.2 XML发布函数发布函数vXML发布函数的作用：从关系数据创
17、建XML结构v一、XMLElement函数 创建一个XML元素，可以指定元素名字v例3SELECT e.id，XMLELEMENT(NAME Emp，e.fname | | e.lname)AS resultFROM employees e；An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)假设关系表employees如下： Idfnamelnamehiredept1001JohnSmith2000-05-24Accounting1206BobMartin1996-02-01Shipping查询返回的结果是：IDResult1001John Sm
18、ith1206Bob MartinAn Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)v嵌套使用例4 SELECT e.id，XMLELEMENT( NAME Emp， XMLELEMENT (NAME name，e.lname )， XMLELEMENT (NAME hiredate，e.hire ) ) AS result FROM employees e; An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)查询返回的结果是：IDresult1001 Smith 2000-05-241206 Ma
19、rtin 1996-02-01An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)n参数是子查询例5 SELECT e.id，XMLELEMENT ( NAME Emp， XMLELEMENT (NAME name，e.lname)， XMLELEMENT (NAME dependants， (SELECT COUNT (*) FROM dependants d WHERE d.parent=e.id) ) ) AS result FROM employees e；An Introduction to Database SystemXML发布函数发
20、布函数(续续)返回的结果可能是：IDresult1001 Smith 3An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)v二、XMLAttributes函数 为构建的元素生成一组属性仅在XMLElement函数中使用An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)例6SELECT e.id，XMLELEMENT (NAME Emp，XMLATTRIBUTES (e.id，e.lname AS name) AS resultFROM employees e；返回的结果可能是：IDresult100
21、11206An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)v三、 XMLNamespaces给出名空间Namespaces 例7SELECT e.id，XMLELEMENT(NAME admi:employee，XMLNAMESPACES(http:/ AS admi)，XMLATTRIBUTES(e.workdept AS admi:department)，e.lastname) AS resultFROM employees eWHERE e. job=ANALYST；An Introduction to Database SystemXM
22、L发布函数发布函数(续续)可能的结果是：IDresult1130QUINTANA1140NICHOLLSAn Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)v四、XMLForest函数生成一组元素An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)例8SELECT e.id，XMLFOREST (e.hire，e.dept AS department) AS resultFROM employees e；结果是：IDresult10012000-05-24Accounting12061996-02-01
23、ShippingAn Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)v五、XMLConcat函数将两个以上的XML数据值串接起来例9SELECT e.id，XMLCONCAT (XMLELEMENT (NAME first，e.fname)，XMLELEMENT (NAME last，e.lname) )AS resultFROM employees e； An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)返回的结果可能是：IDResult1001JohnSmith1206MaryMartinn如果某
24、个结果返回空值，则不出现在串接中。An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)v六、XMLAGG函数XMLAGG是一个聚集函数参数是一个XML数据类型的表达式An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)例10SELECT XMLELEMENT (NAME Department，XMLATTRIBUTES (e.dept AS name)，XMLAGG (XMLELEMENT (NAME emp，e.lname) ) AS dept_list，COUNT(*) AS dept_countF
25、ROM employees eGROUP BY dept；An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)假设关系表employees加上了2条记录，共4条记录：Idfnamelnamehiredept1000TomYates2001-08-02Accounting1001JohnSmith2000-05-24Accounting1205MaryOppenheimer2000-01-19Shipping1206BobMartin1996-02-01ShippingAn Introduction to Database SystemXML发布函数
26、发布函数(续续)返回的结果是：dept_listdept_countYatesSmith2OppenheimerMartin2An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)nORDER BY子句指定返回值的串接顺序例11SELECT XMLELEMENT (NAME Department，XMLATTRIBUTES (e.dept AS name)，XMLAGG (XMLELEMENT (NAME emp，e.lname)ORDER BY e.lname) AS “dept_list”，COUNT(*) AS dept_countFROM e
27、mployees eGROUP BY dept； An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)返回的结果是：dept_listdept_count Smith Yates 2 Martin Oppenheimer 2An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)v七、XMLComment函数 生成注释例12XMLCOMMENT(This is a comment)结果生成An Introduction to Database SystemXML发布函数发布函数(续续)v八、XMLPI函数生
28、成处理指令例13XMLPI(NAME includeFile，/POs/template.hls)结果生成 An Introduction to Database System16.4 SQL/XML16.4.1 XML数据类型数据类型16.4.2 XML发布函数发布函数16.4.3 XML提取函数提取函数An Introduction to Database System16.4.3 XML提取函数提取函数v一、XMLQuery函数vXML数据的查询语言vSQL/XML提供将XQuery嵌入SQL的机制，对存储在关系数据库中的XML数据可以用XQuery进行查询v返回的数据类型为XMLAn
29、Introduction to Database SystemXML提取函数提取函数(续续)例14选出价格低于80的所有英文书，返回价格和作者名 SELECT XMLQUERY( for $bib in $doc/biblang/text()=English， $book in $bib/book WHERE $book/price 80 RETURN $book/price，$book/author/name PASSING bib AS doc RETURN CONTENT) AS result FROM bookstore；An Introduction to Database Syst
30、emXML提取函数提取函数(续续)返回的结果可能是：Result Serge Abiteboul Roger Penrose nXquery中的return子句有构造XML的功能 An Introduction to Database SystemXML提取函数提取函数(续续)v二、XMLTable函数从XML数据中提取信息，返回结果是一个二维的关系表(列的定义用XPath路径表达式)An Introduction to Database SystemXML提取函数提取函数(续续)例15 选出价格低于80的英文书，显示书名、作者名、出版年份和价格(返回关系表的格式)。SELECT T.titl
31、e，T.author，T.year，T.priceFROM bookstore AS B， XMLTABLE( for$bib in $doc/biblang/text()=English， $book in $bib/bookWHERE $book/price 80RETURN $bookPASSING B.bib AS docCOLUMNS title VARCHAR(100) PATH ./title， year INTEGER PATH ./year， price DOUBLE PATH ./price， author VARCHAR(30) PATH ./author/name) A
32、S T；An Introduction to Database SystemXML提取函数提取函数(续续)返回的可能结果是：TitleauthoryearpriceData on the WebSerge Abiteboul199915The Emperors New MindRoger Penrose198960An Introduction to Database SystemXML提取函数提取函数(续续)v三、 XMLExists谓词检查XQuery查询在XML数据上的执行结果是否为非空如果查询结果是一个空序列，则谓词返回假，否则为真 An Introduction to Databas
33、e SystemXML提取函数提取函数(续续)例16 查询标了价格的所有书目。 SELECT id，bib FROM bookstore WHERE XMLEXISTS( $doc/bib/book/price PASSING bib AS doc)；An Introduction to Database System第十六章第十六章 XML数据库数据库16.1 概述概述16.2 XML简介简介16.3 XML数据模型数据模型16.4 SQL/XML16.5 小结小结An Introduction to Database System16.5 小结小结vSQL/XML基于关系模型允许在SQL查询中直接使用XML发布函数生成XML结构对传统的SQL做了扩展 SQL/XML既提供了从关系数据创建XML的功能，又能很好的适应已有的SQL环境 An Introduction to Database System
