[論文レビュー] A Comparative Analysis of XML Documents, XML Enabled Databases and Native XML Databases

Amir Mohammad Saba, Elham Shahab+3 more|arXiv (Cornell University)|Jul 26, 2017

Advanced Database Systems and Queries参考文献 10被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、XMLデータの管理におけるXML対応データベースとネイティブXMLデータベースを比較し、ストレージ、リトリーブ、操作における能力を評価している。ネイティブXMLデータベースは、最適化されたインデクシングとクエリ処理により、ネイティブXMLデータの処理においてXML対応システムを上回る性能を示しており、複雑なXML操作および階層的データ構造に対するより強固なサポートを提供している。

ABSTRACT

With the increasing popularity of XML data and a great need for a database management system able to store, retrieve and manipulate XML-based data in an efficient manner, database research communities and software industries have tried to respond to this requirement. XML-enabled database and native XML database are two approaches that have been proposed to address this challenge. These two approaches are a legacy database systems which are extended to store, retrieve and manipulate XML-based data. The major objective of this paper is to explore and compare between the two approaches and reach to some criteria to have a suitable guideline to select the best approach in each circumstance. In general, native XML database systems have more ability in comparison with XML-enabled database system for managing XML-based data

研究の動機と目的

• XML対応データベースとネイティブXMLデータベースの両方がXMLベースのデータを管理する能力を評価・比較すること。
• データストレージ、リトリーブ、操作の観点から、それぞれのアプローチの強みと限界を特定すること。
• 特定のアプリケーション要件に基づいて最も適したデータベースシステムを選択するための意思決定フレームワークを提供すること。
• 階層的および準構造化XMLデータを処理する際のパフォーマンス差を分析すること。

提案手法

• 本研究では、XML対応データベース（従来のDBMSにXMLサポートを拡張したもの）とネイティブXMLデータベース（XML用にゼロから設計されたもの）を比較分析する。
• 両システムを、インデクシング、クエリ実行、データ操作処理に焦点を当てた標準的なXMLデータワークロードを用いて評価する。
• クエリ応答時間、ストレージ効率、さまざまなデータサイズにおけるスケーラビリティといったパフォーマンスメトリクスのベンチマークを含む。
• パス式、FLWORクエリ、ネスト構造などのXML固有の機能がシステム動作に与える影響を評価する。
• データモデリングおよびトランザクションサポートを含む、XMLデータ管理の理論的および実践的側面に基づいた比較を行う。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ネイティブXMLデータベースとXML対応データベースは、階層的XMLデータのストレージおよびリトリーブ能力においてどのように異なるか？
• RQ2 複雑なXMLクエリ処理において、XML対応データベースとネイティブXMLデータベースの間にはどのようなパフォーマンス的トレードオフがあるか？
• RQ3 どのような状況でネイティブXMLデータベースがXML対応データベースに対して顕著な優位性を発揮するか？
• RQ4 各システムにおけるインデクシング戦略は、クエリ実行効率にどのように影響するか？
• RQ5 特定のXMLワークロードに対して、どちらのシステムを選ぶべきかを判断するための基準は何か？

主な発見

• ネイティブXMLデータベースは、最適化された内部構造とネイティブXMLインデクシングにより、複雑なXMLクエリ処理において優れたパフォーマンスを示している。
• XML対応データベースは、ネスト構造や階層的データパターンの処理において、クエリ実行効率に限界を示している。
• ネイティブXMLデータベースは、フルテキスト検索やパス式といった高度なXML機能を、XML対応システムよりも効果的にサポートしている。
• ストレージ効率は、リレーショナルスキーマのオーバーヘッドが不要なため、一般的にネイティブXMLデータベースで高い水準を示している。
• 本研究では、大量の準構造化または階層的XMLデータを扱うアプリケーションにおいて、ネイティブXMLデータベースがより適していると判明した。