XML文档和关系数据库数据模式中的概念比较分析

第７卷第４期　

２００８年４月　

软件导刊　

ＳｏｆｔｗａｒｅＧｕｉｄｅ　

Ｖ０１．７　ＮＯ．４　

Ａｐｒ．２００８　

ＸＭＬ文档和关系数据库数据模式中的概念比较分析　

杨　鼓　

（武汉软件工程职业学院，湖北武汉４３０２０５）　

摘　要：可扩展标识语言（Ｘ／ＶｌＬ）作为一种应用于不同组织之间进行网上信息和内部电子数据交换的描述性语言而　

被广泛使用。由于数据库系统在实质上已经成为各种信息系统的基础，因此，ＸＭＬ和数据库系统相互间的融合就成　

为了一种必然的趋势。而数据库系统又是建立在对信息的一致检索、存储基础上的，因此数据模型和模式的不一致　

性必然为这种融合设置了障碍。在讨论了数据模型不一致性的基础上，对关系数据库系统和ＸＭＬ模式说明性语言中　

有效的项目进行了对比。　

关键词：ＸＭＬ：关系数据库；数据模式　

中图分类号：ＴＰ３１１．１３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—７８００（２００８）０４—００８２—０３　

而相比较而言，如果使用ＸＭＬ作为主体，那么就只有一种　

０　引言　

如何将网站上往来的信息加以储存目前已经成为网络数　

比较灵活的映射方法：由ＸＭＬ文档结构根据它们的模式说明书　

映射成相对应的关系模式，这样才可能真正利用ＲＤＢＳ的特性，　

据库系统开发中应该考虑和值得关注的问题。在这一背景下，　

可扩展标记语言ＸＭＬ就有了其用武之地，它正在成为网页编辑　

层次中的主流，并在网页的逻辑层次中占据重要地位。而将数　

如校验机制、协同控制以及继承机制等。　

目前的开发已经有了一定标准。不同的组织和设计者之间　

也有了很好地沟通，在模式说明业已确定的情况下，不一致性　

已经大大降低，至少是可以处理的。　

据库应用于网站交互信息的存储也已经是不可阻挡的趋势，因　

此如何将ＸＭＬ和数据库系统有机地结合起来就成为了值得研　

究的问题。　

本文将从客观的角度对ＸＭＬ　ＤＴＤ和ＸＭＬ模式涉及到的一　

些概念和来自ＲＤＢＳ的概念进行比较，从而在概念上帮助读者　

加以区分　

将ＸＭＬ语言和数据库系统（ＤＢＭＳ）进行有机结合的意义是　

显而易见的．但实际操作起来却比较复杂，其关键问题就在于　

定义ＸＭＬ模式说明和关系模式间的映射时，如何解决数据模型　

和模式一致性问题。　

所谓的数据模型不一致性在这里是指：由ＸＭＬ和ＲＤＢＳ提　

供的概念间存在的基本差异　，而所谓的模式不一致性则是指：　

即使ＸＭＬ模式说明和相对应的关系模式的讨论域相同，但只要　

是不同的设计人员或组织——甚至是同一批设计人员在基于　

１概念的比较　

１．１名称的唯一性　

关系的名称要求在整个关系模式中是唯一的，就像ｘＭＬ元　

素类型的名称在ＤＴＤ中是唯一的一样。ＸＭＬ允许元素类型通过　

附以不同的名称空间前缀来使用相同的名称，而在ＤＴＤ或ＸＭＬ　

模式中定义的ＸＭＬ属性的名称则必须和它的元素类型统一，这　

不同的工作目的下——相对独立地开发一个产品，就会有所不　

同。　

再次与ＲＤＢＳ属性名称相似，因为在ＲＤＢＳ中的属性名称必须在　

自己的关系中统一。　

因此，实际的工作中，既需要数据库开发和管理人员整合　

ＤＢＳ和ＸＭＬ两者的优点，也必须在二者对于数据的两类映射关　

系上。选取其中一种作为基准，或是主要部分。　

显而易见．从简单和务实的角度出发，用关系数据库系统　

（ＲＤＢＳ）来存储ＸＭＬ文档是比较合适的。这样做的优势很明显，　

例如：现有的技术很成熟，对在ＸＭＬ文档和关系中被定义和说　

明的数据校验起来很安全，没有遗漏．甚至可以考虑将那些已　

经存储于ＤＢＳ中的继承数据应用于网络。　

１．２构造和输入机制　

各种用于标定ＸＭＬ文档结构和关系模式的基本元素，都是　

ＸＭＬ的元素类型和属性以及ＲＤＢＳ的关系和属性。　

关于元素类型，为了能够对它们讨论得更加清晰，这里要　

作一个详细地比较：　

（１）只有原子元素类型和具有混合内容的复合元素类型才　

包含原子域：　

（２）具有元素内容的复合元素类型和空元素类型不包含原　

作者简介：杨威（１９８１～），男，湖北武汉人，华中师范大学硕士研究生，武汉软件工程职业学院软件系助教，研究方向为信息安全。　

第４期　杨威：ＸＭＬ文档和关系数据库数据模式中的概念比较分析　・８３・　

子域：　

（３）不论是具有混合内容额复合元素类型，还是具有元素　

内容的复合元素类型，都包含复合域：　

（４）原子元素类型和空元素类型不包含复合域；　

（５）那些仅仅只包含原子领域的元素类型被称为原子元素　

类型。　

在ＤＴＤ元素类型中，只有一种预定义原子域，即＃ＰＣＤＡ．　

ＴＡ，它与那些在其值中含有标记的ＣＤＡＴＡ不同，而是由ＸＭＬ分　

析程序负责解释的。为ＤＴＤ属性而设的预定义原子域包含了一　

种字符串类、一种枚举类以及一些特殊类型。比如ＩＤ和ＩＤＲＥＦ。　

与ＤＴＤ形成对比的是．ＸＭＬ模式为原子类型和属性二者提　

供了一个很大范围的预定义原子域集合。这些预定义原子域还　

包含了一些特殊的、比如用于找寻全球资源的ｕｒｉＲｅｆｅｒｅｎｃｅ和用　

于在名称前标定名称空间前缀的Ｑｎａｍｃ（限用名）。ＸＭＬ模式允　

许以原子域作为基础导出用户自定义的原子域。　

考虑到复合元素类型的定义，则在ＤＴＤ和ＸＭＬ模式间有一　

个很突出的区别：ＸＭＬ模式从复合域声明中分化出复合元素类　

型的定义，并标记出组合元素类型。例１举例说明了复合元素类　

型ｓｔｕｄｅｎｔ的定义以及复合域ｓｔｕｄｅｎｔＩｎｆｏ的说明。值得注意的是，　

ＸＭＬ模式使用了关键￣３ｃｏｍｐｌｅｘＴｙｐｅ１３）（声明复合域。　

例１：　

１　ＤＴＤ　

＜！　ＥＬＥＭＥＮＴ　Ｓｔｕｄｅｎｔ　

（ｎａｍｅ，ｃｌａｓｓ，ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　）＞　

＜！ＥＬＥＭＥＮＴ　ｎａｍｅ　ｆ＃ＰＣＤＡＴＡ）＞　

＜！ＥＬＥＭＥＮＴ　ｃｌａｓｓ（＃ＰＣＤＡＴＡ）＞　

＜！ＥＬＥＭＥＮＴ　ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｒ＃ＰＣＤＡＴＡ）＞　

２　ＸＭＬ模式说明　

＜ｃｏｍｐｌｅｘＴｙｐｅ　ｎａｍｅ＝”ＳｔｕｄｅｎｔＩｎｆｏ”＞　

＜Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＞　

＜ｅｌｅｍｅｎｔ　ｎａｍｅ＝”ｎａｍｅ”ｔｙｐｅ＝’’ｓｔｒｉｎｇ”ｍｉｎＯｃｃｕｒｓ＝”１”ｍａｘ－　

Ｏｃｃｕｒｓ＝”１”／＞　

＜ｅｌｅｍｅｎｔ　ｎａｍｅ＝”ｃｌａｓｓ”ｔｙｐｅ＝”ｓｔｉｒｎｇ”ｍｉｎＯｃｃｕｒｓ＝”１”ｍａｘ－　

Ｏｃｃｕｒｓ＝”１”／＞　

＜ｅｌｅｍｅｎｔ　ｎａｍｅ＝”ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ”ｔｙｐｅ＝”ｓｔｒｉｎｇ”ｍｉｎＯｃｃｕｒｓ＝”０”　

ｍａｘ０ＣＣＵｒｓ＝”ｕｎｂｏｕｎｄｅｄ”／＞　

＜／Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＞　

＜／ｃｏｍｐｌｅｘＴｙｐｅ＞　

＜ｅｌｅｍｅｎｔ　ｎａｍｅ＝”ｓｔｕｄｅｎｔ”ｔｙｐｅ＝”ｓｔｕｄｅｎｔＩｎｆｏ”ｍｉｎＯｃｃｕｒｓ＝”０”　

ｍａｘＯｃｃｕｒｓ＝””ｕｎｂｏｕｎｄｅｄ”／＞　

３　ＸＭＬ文档　

＜ｓｔｕｄｅｎｔ＞　

＜ｎａｍｅ＞Ｆｒｅｄ＜／ｎａｍｅ＞　

＜ｃｌａｓｓ＞Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｏ０１＜／ｃｌａｓｓ＞　

＜ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞Ｃｌａｓｓ　Ｈｅａｄ＜／ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞　

＜ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞Ｃｌａｓｓ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ＜／ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞　

＜ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞Ｃｌａｓｓ　Ｔｅａｍ＜／ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞　

／＜ｓｔｕｄｅｎｔ＞　

最后要说明的是，每一种元素类型都可以包含ＸＭＬ属性．　

不论是原子型、复合型还是空型。　

１．３标识　

除了ＤＴＤ概念标识符外，ＸＭＬ模式不仅允许属性，还允许　

任意原子类型的元素类型以及其合成物像键一样工作。ＲＤＢＳ　

中的标定范围是一种单一的关系，而在ＤＴＤ中，标定范围则在　

某一意义上更广泛：标识符属性值在整个ＸＭＬ文档中是唯一　

的。这里还是继续上面的例子。　

例２：　

１　ＤＴＤ　

＜！ＥＬＥＮＥＮＴ　ｓｅＬｆ［ｎｆｏ　

（ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ＋）＞　

＜！ＡＴＴＬＩＳＴ　ｓｅｌｆｌｎｆｏ　

ＩＤ　ＩＤ　

＃ＲＥＱＵＩＲＥＤ＞　

２　ＸＭＬ模式　

＜ｅｌｅｍｅｎｔ　ｎａｍｅ＝”ｓｅｌｆＩｎｆｏ”＞　

＜ｃｏｍｐｌｅｘＴｙｐｅ＞・・・＜／ｃｏｍｐｌｅｘＴｙｐｅ＞　

＜ｋｅｙ　ｎａｍｅ＝”ＰＫ”＞　

＜ｓｅｌｅｃｔｏｒ　ｘｐａｔｈ＝”ｓｅｌｆＩｎｆｏ”，＞　

＜ｆｉｅｌｄ　ｘｐａｔｈ＝”＠ＩＤ”，＞　

＜／ｋｅｙ＞　

／＜ｅｌｅｍｅｎｔ＞　

３　ＸＭＬ文档　

＜ｓｅｌｆｌｎｆｏ　ＩＤ＝”ｃｏｍｐｕｔｅｒ０００１”＞…＜／ｓｅｌｆＩｎｆｏ＞　

１．４顺序　

与ＲＤＢＳ中的关系和字节组相对，ＸＭＬ文档中的元素类型　

和元素既有显性顺序，又有隐性顺序。元素类型的顺序可以在　

ＤＴＤ中通过使用顺序操作符　，　显性定义，而ＸＭＬ模式则使用元　

素类ｓｅｑｕｅｎｃｅ。例１中展示的例子就显示了一个ｓｔｕｄｅｎｔ类型的　

元素以指明的顺序包含了以下三个组分元素类型。例￣ｎａｍｅ　

首先出现，其次￣ｃｌａｓｓ，然后才：￣ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ。ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ类型作　

为ｓｔｕｄｅｎｔ类型的组分元素可以显示出与作为ｓｅｌｌｆｎｆｏ类型的组　

分元素的区别。一个隐含顺序不仅涉及相同元素类型的元素。　

也还涉及了不同元素类型的元素，如例３所述。　

例３：　

ｌ　ＤＴＤ　

＜！ＥＬＥＭＥＮＴ　ｖｉｌｌａｇｅ（ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔＩ　Ｃｏｎｆｉｔｅｏｒ）　＞　

２　ＸＭＬ文档　

＜ｖｉｌｌａｇｅ＞　

＜Ｃｏｎｆｉｔｅｏｒ＞Ｓｕｐｅｒ　Ｃｏｆｆｅｅ＜／Ｃｏｎｆｉｔｅｏｒ＞　

＜ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞Ｃｌａｓｓ　Ｈｅａｄ＜／ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞　

＜ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞Ｃｌａｓｓ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ＜／ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞　

＜Ｃｏｎｆｉｔｅｏｒ＞Ｚｅｎ＜／Ｃｏ￣ｆｉｔｅｏｒ＞　

＜ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞Ｃｌａｓｓ　Ｔｅａｍ＜／ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ＞　

・

８４・　

＜／ｖｉｌｌａｇｅ＞　

软件导刊　２００８钲　

属性涉及到它们的强制性，其中前者是单值性的，而后者是多　

值性的。与ＲＤＢＳ相对，它们参与的字节组被强制缚于参与的关　

系中，而使用ＩＤＲＥＦ（Ｓ）时参与的元素则不能被强制缚于某个元　

素类型中。　

ＸＭＬ模式支持一种“涉键”概念，其于ＲＤＢＳ中的外键概念　

相类似．意思是某个元素／属性组合涉及到对应成键的元素／属　

性组合。但与ＤＴＤ不同，关系的参与是通过包含键的元素类型　

实现的。对于通过标定组分元素类型来识别的关系，组分元素　

类型的强制可以是已涉及的任意值。更进一步看，使用ＤＴＤ时　

参与的元素可能不仅仅是被要求的组分元素，还可能也是从这　

些组分元素中分离出来的元素。　

除了以上概念以外．ＸＭＬ模式还允许依靠元素类型ＡＬＬ　

（见例４）显性定义一个复合元素类型中的无序的组分元素类型　

的出现顺序。　

例４：　

ＸＭ　式　

＜ｃｏｍｐｌｅｘＴｙｐｅ　ｎａｍｅ＝’’Ｓｔｕｄｅｎｔｌｎｆｏ”＞　

＜Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＞　

＜ｅｌｅｍｅｎｔ　ｎａｍｅ＝”ｎａｍｅ”ｔｙｐｅ＝”ｓｔｒｉｎｇ”ｍｉｎＯｃｃｕｒｓ＝”１”ｍａｘ—　

Ｏｃｃｕｒｓ＝”１”，＞　

＜ｅｌｅｍｅｎｔ　ｎａｍｅ＝”ｃｌａｓｓ”ｔｙｐｅ＝”ｓｔｒｉｎｇ”ｍｉｎＯｃｃｕｒｓ＝”１”ｍａｘ－　

ＯＣＣＵｒｓ＝”１”／＞　

＜ｅｌｅｍｅｎｔ　ｎａｍｅ＝”ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ”ｔｙｐｅ＝”ｓｔｒｉｎｇ”ｍｉｎＯｃｃｕｒｓ＝”０”　

ｍａｘＯｃｅｕｒｓ＝”ｕｎｂｏｕｎｄｅｄ”／＞　

＜／Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＞　

＜／ｃｏｍｐｌｅｘＴｙｐｅ＞　

２结束语　

本文对于关系数据库和ＸＭＬ间的数据模式不一致性问题　

进行了比较细致的分析。在这一分析的基础上，笔者认为ＸＭＬ　

＜ｅｌｅｍｅｎｔ　ｎａｍｅ＝”ｓｔｕｄｅｎｔ”ｔｙｐｅ＝”ｓｔｕｄｅｎｔｌｎｆｏ”ｍｉｎＯｃｃｕｒｓ＝”０　’　

和关系数据库的融合还是有希望的，并建议可以用软件开发一　

种“过渡机制”。　

参考文献：　

ｍａｘＯｃｃｕｒｓ＝””ｕｎｂｏｕｎｄｅｄ”／＞　

１．５关系　

在ＲＤＢＳ中，关系可以依靠外键在关系间表达，关系的字节　

［１］　萨师煊，王珊著．数据库系统概论（第三版）［Ｍ１．北京：高等教育出　

版社．２０００．　

组的数量则可以通过定义诸￣Ｉ３ＮＯＴ　ＮＵＬＬ、ＵＮＩＱＵＥ以及‘／’之　

类的外键来约束。　

ＤＴＤ允许在元素类型间用任意方法来标定关系，包括在　

［２］　严蔚敏，吴伟民．数据结构［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００１．　

［３］　吴洁．ＸＭＬ应用教程［Ｍ］．北京：北京大学出版社，２００５．　

［４］　［美］Ｐｅｔｅｒ　Ｇ　Ａｉｔｋｅｎ．微软ＸＭＬ技术指南［Ｍ］．北京：中国电力出版　

社．２０ｏ３．　

ＩＤＲＥＦ（Ｓ）属性和组分元素类型中。ＩＤＲＥＦ（Ｓ）类型的属性表现　

为一种涉及类型标识符的属性的外键。ＩＤＲＥＦ属性和ＩＤＲＥＦＳ　

（责任编辑：赵峰）　

Ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｄａｔａ　Ｓｃｈｅｍａ　Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ＸＭＬ　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　ａｎｄ　

Ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ　Ｄａｔａｂａｓｅ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ　Ｍａｒｋｕｐ　Ｌａｎｇｕａｇｅ（ＸＭＬ）ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ａｓ　ｄａｔｅ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｖｅ　ｌａｎｇｕａｇｅ　ｆｏｒ　ｏｎ－ｗｅｂ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｕｔｅｒ　ｄａｔａ　

ｅｘｃｈａｎｇｅ．Ａｓ　ｔｈｅ　ｃａｓｅ　ｓｔａｎｄｓ，ｔｈｅ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｒｅ　ｎｏｗ　ｔｈｅ　ｔｒｕｎｋ　ｏｆ　ｍｏｓｔ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ　

ｎｄ　ＸＭＬ　ａｂｅｃｏｍｅｓ　ａ　ｓｅｅｉｎｇ　ｗｉｎｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　Ｄａｔａｂａｓｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｒｅ　ｓｈａｒｐｌｙ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｓｅａｒｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｔｏｒｉｎｇ．　

Ｔｈｅ　ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ　ｏｆ　Ｄａｔａ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｓｃｈｅｍａ　ｇｉｖｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｈｅｒｅｉｎ　ａ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ　ｄｒａｗｂａｃｋ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　

ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｍａｋｅｓ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ　ｏｆ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｓｅｒｖｉｃｅａｂｌｅ　ｂａｓｉｃ　ｉｔｅｍｓ　ｉｎ　ＲＤＢＳ　ａｎｄ　ＸＭＬ．　

Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ＸＭＬ；Ｄａｔａ　Ｓｃｈｅｍａ：ＤＢＭＳ　‘