[论文解读] 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 3

一句话总结

本文比较了支持XML的数据库与原生XML数据库在管理XML数据方面的表现，评估了它们在存储、检索和操作方面的功能。研究发现，由于采用了优化的索引和查询处理机制，原生XML数据库在处理原生XML数据方面优于支持XML的系统，能够更有效地支持复杂XML操作和层次化数据结构。

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

研究动机与目标

• 评估并比较支持XML的数据库与原生XML数据库在管理基于XML的数据方面的能力。
• 识别每种方法在数据存储、检索和操作方面的优势与局限性。
• 为根据特定应用需求选择最合适的数据库系统提供决策框架。
• 分析处理层次化和半结构化XML数据时的性能差异。

提出的方法

• 本研究对支持XML的数据库（在传统DBMS基础上扩展XML支持）和原生XML数据库（从零开始专为XML设计）进行了对比分析。
• 通过标准的XML数据工作负载评估了两种系统，重点关注索引、查询执行和数据操作操作。
• 分析包括对查询响应时间、存储效率以及不同数据规模下的可扩展性等性能指标的基准测试。
• 作者评估了XML特定功能（如路径表达式、FLWOR查询和嵌套结构）对系统行为的影响。
• 比较基于XML数据管理的理论与实践方面，包括数据建模和事务支持。

实验结果

研究问题

• RQ1 原生XML数据库与支持XML的数据库在存储和检索层次化XML数据方面的能力有何不同？
• RQ2 对于复杂XML查询，支持XML的数据库与原生XML数据库之间的性能权衡是什么？
• RQ3 在哪些场景下，原生XML数据库相较于支持XML的数据库具有显著优势？
• RQ4 每种系统中的索引策略如何影响查询执行效率？
• RQ5 在选择一种系统而非另一种时，应依据哪些标准来针对特定的XML工作负载进行决策？

主要发现

• 原生XML数据库由于内部结构优化和原生XML索引，表现出在处理复杂XML查询时的优越性能。
• 支持XML的数据库在查询执行效率方面存在局限，尤其是在处理嵌套和层次化数据模式时。
• 原生XML数据库在支持高级XML功能（如全文搜索和路径表达式）方面，优于支持XML的系统。
• 由于直接表示XML结构而无需关系模式开销，原生XML数据库的存储效率通常更高。
• 本研究发现，原生XML数据库更适合处理大量半结构化或层次化XML数据的应用。