Microsoft SQL Server 2000: Architektur

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1 Microsoft SQL Server 2000: Architektur Anwendung XML-Dokumente Internet Information Server (IIS) ADO Middleware SQLOLEDB MS SQL Server 2000 Datenbank 11-59

2 Abbildung von XML auf Datenbanken Drei Varianten zur Speicherung von XML-Dokumenten Modellbasierte Speicherung nach dem EDGE-Ansatz SQL-Erweiterung um einen XML-Parser, der eine Ausgabe nach dem EDGE-Format generiert Strukturbasierte Speicherung über STORED-Queries SQL-Erweiterung um einen XML-Parser, der STORED-Queries verarbeitet Textbasierte Speicherung XML-Dokumente als CLOBs gespeichert Speicherung der XML-Inhalte (EDGE oder strukturbasierte Daten) über INSERT-SQL SQL-Befehle in der Datenbank 11-60

3 Modellbasierte Speicherung mit EDGE (1) Aufruf von OPENXML ohne WITH-Klausel liefert EDGE-Tabelle Spalte id parentid nodetype localname prefix namespaceuri datatype prev text Datentyp bigint bigint int nvarchar nvarchar nvarchar nvarchar bigint ntext Funktion Eineindeutige Knoten-ID ID des Vaterknotens Unterscheidet Elemente, Attribute, Kommentare Tag Präfix des XML-Namensraums URI des XML-Namensraums Datentyp (abgeleitet aus DTD oder XML-Schema) ID des Vorgängerknotens (in Dokumentordnung) Inhalt des Knotens 11-61

4 Modellbasierte Speicherung mit EDGE (2) EXEC INSERT INTO EDGE SELECT * FROM OpenXML (@hdoc, '', 0) EXEC EDGE-Tabelle id parentid nodetype localname prefix namespaceuri datatype prev text 0 NULL 1 book NULL NULL NULL NULL NULL #text NULL NULL NULL NULL ' Vossen ' 11-62

5 Strukturbasierte Speicherung mit STORED-Queries SQL-Erweiterung mit OPENXML OPENXML transformiert XML-Inhalte zu Datenbanktabellen (Shredding( Shredding) OPENXML ermöglicht es damit auch, STORED-Queries zu implementieren Beispiel für die Umsetzung einer STORED-Query: EXEC INSERT INTO book SELECT * FROM OpenXML (@hdoc, '//book/', 0) WITH ( title NVARCHAR(3000)./title', publisher NVARCHAR(200)./publisher, isbn NVARCHAR(15)./isbn ) EXEC 11-63

6 Strukturbasierte Speicherung: Beispiel Ergebnistabelle erzeugen: CREATE TABLE book ( ) publisher NVARCHAR(200), title isbn NVARCHAR(3000), NVARCHAR(15) Nach STORED-Query von der vorigen Seite ergibt sich der Tabelleninhalt: publisher Addison Wesley Springer Thomson title Datenmodelle Datenbank-Handbuch Objektdatenbanken isbn X

7 Abbildung von Datenbanken auf XML Variante 1: Standardabbildung mit SQL SELECT und FOR XML-Klausel FOR XML RAW: Umsetzung in ROW-XML-Elemente und XML-Attribute FOR XML AUTO: Semantisch reiche XML-Element-Namen Fremdschlüssel-Beziehungen werden in Hierarchien umgesetzt FOR XML EXPLICIT: Nutzer steuert XML-Aufbau durch Metadaten (EDGE) Variante 2: Benutzerdefinierte XML-Sicht Verwendung eines (vorhandenen) XML-Schemas Annotation des Schemas mit Informationen über Tabellen und Spalten Zugriff der Anwendung auf die XML-Sicht über: IIS-Funktionalität ADO (ActiveX Data Objects) Middleware zum DB-Zugriff 11-65

8 Variante 1: FOR XML-Klausel SELECT title, publisher, isbn, lastname FROM book, author WHERE book.id = author.bookid FOR XML AUTO, ELEMENT XML-Elemente statt Attribute verwenden XML_XXXX: NTEXT (CLOB) <book> </book>... <title> Datenmodelle </title> <author> <lastname> Vossen </lastname> </author> <isbn> </isbn> <publisher> Addison-Wesley </publisher> 11-66

9 Variante 2: Benutzerdefinierte XML-Sichten Annotiertes XML-Schema Zusätzlicher Namensraum: xmlns:sql="urn:schemas-microsoft-com:mapping-schema" Konform zum XML-Schema-Standard des W3C Annotation sql:relation: Bezug zwischen XML und einer Tabelle Annotation sql:field: Bezug zwischen XML und einer Tabellenspalte Annotation sql:relationship: Schlüssel-Fremdschlüssel-Beziehung in der DB Zugriff auf die XML-Sicht über XPath ist möglich aus dem Browser über IIS aus Applikationen via ActiveX Data Object (ADO) Middleware zum DB-Zugriff Nicht alle XPath-Konstrukte können abgedeckt werden XPath wird in äquivalentes SQL auf der Datenbank übersetzt 11-67

10 Benutzerdefinierte XML-Sicht: Beispiel <xsd:schema xmlns:xsd=" :// xmlns:sql="urn:schemas-microsoft microsoft-com:mapping-schema"> <xsd:element name= = "Buch" sql:relation= = "book" book" type= = "BuchTyp" BuchTyp"/> <xsd:complextype name= = "BuchTyp" BuchTyp" " > <xsd:sequence> <xsd:element name= = "Titel" sql:field= = "title"/> <xsd:element name= = "ISBN" sql:field= = "isbn" isbn"/> <xsd:element name= = "Verlag" sql:field= = "publisher" publisher"/> </xsd:sequence xsd:sequence> </xsd:complextype xsd:complextype> </xsd:schema xsd:schema> Definition der XML-Struktur Definition der Tabellenspalten 11-68

11 Benutzerdefinierte XML-Sicht: Beispiel publisher Addison Wesley Springer Thomson title Datenmodelle Datenbank-Handbuch Objektdatenbanken isbn X <Buch> <Titel> Datenmodelle </Titel> <ISBN> </ISBN> <Verlag> Addision Wesley</Verlag> </Buch>... <Buch> <Titel> Objektdatenbanken </Titel> <ISBN> </ISBN> <Verlag> Thomson </Verlag> </Buch> Sicht- Definition Sichten können als XML-Dokumente über den IIS abgerufen werden, um sie dann weiterzuverarbeiten 11-69

12 Manipulationen SQL Server 2000 bietet keine Funktion zur Manipulation von XML- Dokumenten, die als CLOB gespeichert sind Dadurch deutliche Einschränkung des textbasierten Ansatzes Manipulationen bei strukturbasierten Abbildungen sind möglich über sogenannte Updategrams Aufbauend auf annotierte XML-Schemas Formulierung der Änderungen in einem XML-Dokument: Neuer Namensraum: xmlns:updg="urn:schemas-microsoft-com:xml-updategram" Element before: Definition eines vorigen (abzuändernden) Zustandes Element after: Definition des neuen Zustandes Unterschiedliche Änderungsoperationen durch verschiedene Elementinhalte Einfügen : before-element wird leer gelassen Löschen: after-element wird leer gelassen Update: beide Elemente haben nicht-leeren Inhalt Automatische Durchführung der erforderlichen Datenbankoperationen 11-70

13 Manipulationen: Beispiel für Updategrams Datenbestand mit XML-Sicht wie im vorigen Beispiel Änderungsoperation: Update der Verlagsinformation <ROOT xmlns:updg="urn:schemas-microsoft-com:xml-updategram"> <updg:sync > <updg:before> <Buch> <Titel> Objektdatenbanken </Titel> <ISBN> </ISBN> <Verlag> Thomson </Verlag> </Buch> </updg:before> <updg:after> <Buch> <Titel> Objektdatenbanken </Titel> <ISBN> </ISBN> <Verlag> International Thomson Publishing </Verlag> <Buch> </updg:after> </updg:sync> </ROOT> 11-71

14 Zusammenfassung SQL Server 2000 XML-Unterstützung Modell Schemabeschreibung Art der Speicherung Abbildungen von DB auf XML XML-Datentyp Wertindex Volltextindex Pfadindex Anfragen Manipulationen XML-Speicherung relational inline DTD oder XML-Schema textbasiert: CLOB-Spalte modellbasiert: mit OPENXML benutzerdefiniert strukturbasiert: mit OPENXML STORED Queries automatisch: FOR XML-Klausel benutzerdefiniert: XSD-Annotationen - Indexe Standard-DBS DBS-Indexe keine XML-spezifischen Funktionen - Anfragen und Manipulation SQL-Erweiterungen, XPath-Dialekt mit Updategrams 11-72

15 Kritik des Ansatzes von SQL Server 2000 Zu eingeschränkte Unterstützung von XML im DBS-Kern kein XML-Datentyp vorhanden keine Unterstützung für Updates durch XML-Prozessor im DBS Unterstützung für SQL/XML fehlt komplett Viele Möglichkeiten, XML auf DB-Strukturen abzubilden Unterstützung von STORED-Queries positiv Benötigte Infrastruktur zu komplex Internet Information Server ist hier eigentlich unnötig Positiv: Annotation von Standard-XML XML-Schemas für die Sichtenbildung 11-73

16 Tamino - Architektur (1) 11-74

17 Tamino - Architektur (2) XML Parser: Wohlgeformtheit & Korrektheit Object Processor: Speichert XML und SQL Daten Query Interpreter: X-Query (XPath( XPath-ähnlich) Interpretation gemäß Data Map Objekt Composer: Generiert XML Dokumente aus Anfragen Utilities: Beschleunigung beim Laden 11-75

18 Speicherungsstrukturen: Abbildung von XML Tamino verwendet eine "native" Speicherungsstruktur für XML Ergänzung der nativen Speicherung durch diverse klassische Indextypen B-Baum-Index Volltextindex zusätzlich: Pfadindex Speicherungsalternativen Speicherung von wohlgeformten XML-Dokumenten ohne Schemadefinition Speicherung von schemavaliden XML-Dokumenten Annotation der Schema-Definition mit Speicherungsvarianten Hierarchie der Speicherung 1. Ebene: Tamino 2. Ebene: Kollektion 3. Ebene: Dokumenttyp (definiert durch Menge von XML-Schema-Definitionen) 4. Ebene: Dokumentinstanz 11-76

19 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <xsd:schema xmlns:xs=" xmlns:tsd="namespaces.softwareag.com/tamino/taminoschemadefinition"> <xs:annotation> <xs:appinfo> <tsd:schemainfo name="book"> <tsd:collection name="books"></tsd:collection> <tsd:doctype name="book"> <tsd:logical> <tsd:content>open<tsd:content></tsd:logical> </tsd:doctype> </tsd:schemainfo> </xs:appinfo> </xs:annotation> <xs:element name = "book"> <xs:complextype> <xs:sequence> <xs:element name = "title" type = "xs:string"></xs:element> <xs:element name = "summary" type = "xs:string"> <xs:annotation> <xs:appinfo> <tsd:elementinfo> <tsd:physical> <tsd:native> <tsd:index> <tsd:text></tsd:text> </tsd:index> </tsd:native> </tsd:physical> </tsd:elementinfo> </xs:appinfo> </xs:annotation> mit </xs:element> </xs:sequence> </xs:complextype> für Text </xs:element> Speicherung: Beispielschema mit Annotation für Text-Index 11-77

20 Anfragen Möglichkeiten zum Zugriff Programmgesteuert bspw. über DCOM-Komponenten Ad-Hoc-Anfragen mit Query Tool des X-Plorer "Interactive Interface" Unterstützte Anfragesprachen XPath 1.0-Dialekt mit Erweiterungen für Textsuche (auch ohne Index möglich) Enthaltensein (~=) /Buch[Titel ~= "Datenmodelle"]/Beschreibung Platzhalter (*) /*[. ~= "*XML*"] Kontextberücksichtigung (NEAR) /*[/Autor ~= "Gunter" NEAR "Saake"] XQuery-Dialekt 11-78

21 Manipulation Operationen (innerhalb von UPDATE sind mehrere Operationen möglich) Löschen: UPDATE DELETE Einfügen: UPDATE INSERT <Preis Waehrung="EUR">35</Preis> INTO Ersetzen: UPDATE REPLACE WITH ATTRIBUTE Ort {"Wiesbaden"} 11-79

22 Zusammenfassung Tamino Modell Schemabeschreibung Art der Speicherung Abbildungen von DB auf XML XML-Datentyp Wertindex Volltextindex Pfadindex Anfragen Volltextsuche Manipulationen XML-Speicherung nativ Validierung möglich modellbasiert nativ Indexe vorhanden vorhanden vorhanden Anfragen und Manipulation Tamino X-Query (Erweiterungen und kleinen Abweichung von W3C XQuery) unterstützt tzt unterstützt 11-80

23 Excelon - Architektur 11-81

24 Zusammenfassung Excelon Modell Schemabeschreibung Art der Speicherung Abbildungen von DB auf XML XML-Datentyp Wertindex Volltextindex Pfadindex Anfragen Volltextsuche Manipulationen XML-Speicherung objektorientiert (DOM) Validierung möglich modellbasiert nativ Anfragen und Manipulation XQL, XPath Teile von XQuery 1.0 Indexe XUpdate (SQL-ähnlich mit XPath 1.0) 11-82

25 Poet - Architektur 11-83

26 Zusammenfassung Poet Modell Schemabeschreibung Art der Speicherung Abbildungen von DB auf XML XML-Datentyp Wertindex Volltextindex Pfadindex Anfragen Volltextsuche Manipulationen XML-Speicherung objektorientiert für strukturierte Speicherung erforderlich modellbasiert, strukturiert über Java-Methoden Anfragen und Manipulation OQL OQL Indexe 11-84

27 Infonyte-DB - Architektur 11-85

28 Zusammenfassung Infonyte-DB Modell Schemabeschreibung Art der Speicherung Abbildungen von DB auf XML XML-Datentyp Wertindex Volltextindex Pfadindex Anfragen Volltextsuche Manipulationen XML-Speicherung nativ (DOM) Validierung möglich modellbasiert nativ Anfragen und Manipulation XPath Teile von XQuery 1.0 Indexe über DOM-Methoden Methoden 11-86