Query Translation from XPath to SQL in the Presence of Recursive DTDs

Transkript

1 Humboldt Universität zu Berlin Institut für Informatik Query Translation from XPath to SQL in the Presence of Recursive DTDs VL XML, XPath, XQuery: Neue Konzepte für Datenbanken Jörg Pohle, Daniel Apelt,

2 Überblick Das Problem Unser Beispiel Ablauf des Algorithmus XPath Reg. XPath Zurück zum Beispiel Simple LFP Operator Reg. XPath SQL Zurück zum Beispiel

3 Das Problem Eine formale Beschreibung Gegeben: Gesucht: DTD D Mapping τd: D R Relationenschema R = τ(d) Xpath Query Q SQL Query Q', so daß für jedes XML-Dokument T mit T valid zu D gilt: Q(T) = Q'(τ(T))

4 Unser Beispiel * Firma * Abt * Name AbtNr Mitarb UAbt * Person Mitglied_von Name Vorname PKZ R Firma (From, ID Firma ) R Abt R Person (From, ID Abt, AbtNr, Name, Mitarb, UAbt) (From, Id Person, Mitglied_von, Name, Vorname, PKZ)

5 Beispiel-Query XPath Query Q = //Abt/Name SQL Query Q' =?

6 Ablauf des Algorithmus Eingabe XPath Query Q Übersetzen in einen regulären XPath-Ausdruck E Q in Abhängigkeit einer DTD D E Q Übersetzung in eine Sequenz von SQL-Queries Q' mit einem einfachen LFP-Operator (R) in Abhängigkeit von d Ausgabe Q' DTD D Mapping von D nach R Grafik nach: Query Translation from XPath to SQL in the Presence of Recursive DTDs

7 XPath Reg. XPath 1/2 Ziel: Übersetzung einer XPath-Query Q in eine reguläre XPath-Query E Q, wobei E Q (T) = Q(T) Ablauf: lokale Übersetzung für jede SubQuery E p = x2r(p,a) Zusammenfügen der lokalen Übersetzungen E Q = x2r(q,r), wobei r Wurzel von D ist Herausforderung: Umgang mit Zyklen in D

8 XPath Reg. XPath 2/2 Umgang mit Zyklen in D 1. Tarjan: teilen des Graphen in Zusammenhangskomponenten, Berechnen der regulären Ausdrücke mit Hilfe der Gaußschen Elimination und Zusammenführung der Lösungen 2. Cycle Contraction: suchen von Kreisen C j, danach suchen von A-B-Pfaden L 1,...,L n Kodieren von L i = A... B in E i = A/.../B für jeden Kreis C j verbunden mit Knoten A i, A i wird ersetzt durch A i /E * Cj

9 Zurück zum Beispiel C 1 : Abt Mitarb Person Mitglied_von Abt C 2 : Abt UAbt Abt A-B-Pfad //Abt: Firma Abt E 1 = Firma/Abt = Firma/Abt/E * C E 2 = Name E Q = Firma/Abt/E * C /Name mit E* C = (E C1 E C2 )*

10 Simple LFP Operator 1/2 Problem: Kleenesche Hülle in SQL? Entweder: with...recursive von SQL99 (nur in IBM DB2 unterstützt) Oder: mit Simple LFP Operator (IBM DB2, Oracle, Microsoft)

11 Simple LFP Operator 2/2 Fixpunkt: Punkt, der bei einer Abbildung mit sich selbst zusammenfällt (f(x)=x) Simple LFP Operator: Φ(R) R 0 R R i R i 1 R i 1 join C R 0

12 Reg. XPath SQL findet alle Teilausdrücke von E Q und sortiert sie topologisch in aufsteigender Ordnung mit dem innersten Ausdruck beginnend wird dann die SQL-Query zusammen gebaut (versch. Fälle) Einschränken auf das was von r erreicht werden kann Optimieren des Ergebnis durch Eliminieren von leeren Mengen und Extrahieren von common subqueries

13 Zurück zum Beispiel R C1 R P. F, R A. ID R P join R P. ID=R A. F R A R C2 R A R R C1 R C2 R R ID, ID R C R E RA.Name R F join R P.ID = R A.F R A join R A.ID = R. F R join R. ID =R A.F R A.ID

14 Zusammenfassung Über einer (rekursiven) DTD D wird aus einer (rekursiven) XPath-Query Q über den Zwischenschritt einer regulären XPath-Query E Q eine SQL-Abfrage Q' erzeugt. Es wird dabei eine SQL-Abfrage erzeugt, die von (fast) allen kommerziellen RDBMS unterstützt wird.

15 Literatur Wenfei Fany, Jeffrey Xu Yu, Hongjun Lu, Jianhua Lu, Rajeev Rastogi: Query Translation from XPath to SQL in the Presence of Recursive DTDs in VLDB, 2005 (& Slides) Rajasekar Krishnamurthy, Venkatesan T. Chakaravarthy, Raghav Kaushik, Jeffrey F. Naughton: Recursive XML Schemas, Recursive XML Queries, and Relational Storage: XML-to-SQL Query Translation; University of Wisconsin-Madison; 2004; Robert Endre Tarjan: Fast Algorithms for Solving Path Problems JACM, Volume 28, Issue 3, p ; 1981 Stephan Kreutzer, Nicole Schweikardt: Logik und Informatik; it - Information Technology 46 (2004) 3;

16 Humboldt Universität zu Berlin Institut für Informatik Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit

17 SQLGen-R A S FA für XML-Schema A Q FA für XPath-Query AS A Q = A SQ FA Partitionierung von A SQ in starke Zusammenhangskomponenten c 1,...,c n und c 0 (linearer Rest) für die Partitionen werden SQL-Abfragen berechnet und dann zusammengefügt