Chuyển đổi dữ liệu giữa XML và cơ sở dữ liệu quan hệ

Bookmark not defined.. Bookmark not defined.. Bookmark not defined.. Bookmark not defined.. Bookmark not defined.. Bookmark not defined.. Bookmark not defined.. Bookmark not defined.. Bo

I H CăQUỌCăGIAăHÀăN I

TR NăPH NGăNHUNG

CHUY Nă I D LI U GI A XML VÀăC ăS D LI U QUAN H

GVHD : PGS.TS OÀN V NăBANă

HÀăN I, 20

DANH M C T VI T T T 4

M T S THU T NG 5

M đ u 5

Ch ngăI: KHÁIăNI MăXMLăVÀăMỌăHÌNHăD LI U QUAN H 8 1.1 TÀIăLI U XML 8

1.1.1 Gi i thi u XML và ngôn ng đ nh d ng 8

1.1.2 Trình so n th o XML (XML Editors) và trình duy t XML 12

1.1.3 B phân tích XML và B ki m tra XML (XML Validator) 13

1.1.4 CSS và XSL 13

1.1.5 Xây d ng tài li u XML h p khuôn d ng Error! Bookmark not defined

1.1.6 nh ngh a ki u tài li u (DTD) Error! Bookmark not defined

1.1.7 Gi i thi u v Xpath Error! Bookmark not defined

1.1.8 Mô hình đ i t ng d li u DOM Error! Bookmark not defined

1.1.9 XML và c s d li u Error! Bookmark not defined

1.2 MỌăHÌNHăD LI U QUAN H Error! Bookmark not defined

1.2.1 Các khái ni m c b n [3][4][5] Error! Bookmark not defined

1.2.2 Các phép toán trên quan h [4][5] Error! Bookmark not defined

1.3 K T LU N Error! Bookmark not defined

Ch ngăII:THU TăTOÁNăCHUY Nă I D LI U GI AăTÀIăLI U XML VÀăCSDLăQUANăH Error! Bookmark not defined 2.1 CHUY Nă I XML SANG CSDL QUAN H Error! Bookmark not

defined

2.1.1 n gi n hoá đ c t DTD Error! Bookmark not defined

2.1.2 C s c a các thu t toán chuy n đ i l c đ XML sang l c đ CSDL

quan h Error! Bookmark not defined

2.1.3 Thu t toán g p c s (Basis Inlining) Error! Bookmark not defined

2.1.4 Thu t toán g p chia s (Shared Inlining) Error! Bookmark not defined

2.1.5 Thu t toán g p c i ti n Error! Bookmark not defined

2.1.5.1 n gi n hoá DTD Error! Bookmark not defined

2.1.5.2 T o l p và gi n l c đ th DTD Error! Bookmark not defined

2.1.5.3 Sinh l c đ quan h Error! Bookmark not defined

2.1.6 Thu t toán Xinsert-Ánh x d a trên h ng ti o c n DOM Error!

Bookmark not defined

2.1.7 Thu t toán CPI (Constraint-Preserving Inlining)Error! Bookmark not

defined

2.1.7.1 Ánh x DTD sang l c đ quan h Error! Bookmark not defined

2.1.7.2 Các ràng bu c ng ngh a trong DTD Error! Bookmark not defined

2.1.7.3 Phát hi n và b o toàn các ràng bu c ng ngh a Error! Bookmark not

defined

2.2 CHUY Nă I CSDL QUAN H SANG XMLError! Bookmark not defined

2.2.1 Chuy n đ i ph ng (Flat Translation) Error! Bookmark not defined

2.2.2 Chuy n đ i l ng(Nesting base Traslation) Error! Bookmark not defined

2.2.3 Thu t toán CoT (Chuy n đ i s d ng các ph thu c bao hàm) Error!

Bookmark not defined

2.2.3.1 M t khoá ngo i gi a hai b ng Error! Bookmark not defined

2.2.3.2 Hai khoá ngo i gi a ba b ng Error! Bookmark not defined

2.2.3.3 L c đ quan h t ng quát Error! Bookmark not defined

Ch ngăIII: CH NGăTRÌNHă NG D NG Error! Bookmark not defined 3.1 THU TăTOÁNăG P C I TI NăVÀăXINSERT Error! Bookmark not

defined

3.1.1 Mô t bài toán Error! Bookmark not defined

3.1.2 Ch ng trình DEMO Error! Bookmark not defined

3.1.3 K T LU N Error! Bookmark not defined

PH N K T LU N Error! Bookmark not defined

PH L C Error! Bookmark not defined TÀIăLI U THAM KH O Error! Bookmark not defined

73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 Error! Bookmark not

defined

DANH M C T VI T T T

CSDL C s d li u

RDB Relational Database

XML eXtensible Markup language

HTML HyperText Markup Language

SGML Standard Generalized Markup Language

W3C World Wide Web Consortium

DTD Document Type Definition

DOM Document Oject Model

SAX Simple API for XML

CSS Cascading Style Sheets

XSl Extensible Style Sheet Language

API Application Progaramming Interfaces

DDL Data definition Language

DML Data Manipulation Language

CPI Constraint- Preserving Inlining

ID Inclusion Dependencies

FD Function Dependency

EGD Equality ậGenerating

TGD Tuple-generating Dependencies

FT Flat translation

NeT Nesting-base Translation

CoT Constraint Translation

IND Inclusion Defendencies

M T S THU T NG

Basic Inlining G p c s

Share Inlining G p chia s

New Inlining G p c i ti n

Hybrid Inlining G p lai ghép

DTD MAP Schema L c đ ánh x DTD

XML Document Tài li u XML

Cardinality Operator Toán t l c l ng

XML Processor Trình phân tích XML

Element nodes Nút phân t

Integrity constraint R ng bu c toàn v n

Set-value attribute Thu c tính có giá tr t p h p

Relational keys Khoá quan h

Relational recurive processing Ti n trình đ quy quan h

Element graph th các ph n t

Inlinable tree Cây có th g p

Singteton constraint Ràng bu c đ n

Equality- generating dependencies Ph thu c sinh đ ng nh t

Child constraint Ràng bu c con

Parent constraint Ràng bu c cha

M ăđ u

H u h t các d li u th ng m i đ c l u tr và duy trì

trong các h qu n tr d li u quan h và đ c d báo v n là

ph ng th c l u tr d li u trong t ng lai Các h th ng này

cung c p cho ng i s d ng cách truy c p d li u hi u qu và đáng tin c y trong m t t ch c Tuy nhiên, t c đ phát tri n

m nh m c a th ng ma đi n t và nhu c u chuy n và nh n d

li u t khách hàng c ng nh các t ch c khác qua Internet đ ng ngh a v i vi c m t s d li u c n đ c gi i thoát kh i mô hình

gi i h n này XML[1][2][10] đang n i lên nh m t tiêu chu n

v t tr i đ mô t và trao đ i d li u, do v y các c ch đ

chuy n đ i d li u đu c l u tr trong h qu n tr c s d li u

quan h sang XML và ng c l i là l nh v c quan tr ng c n nghiên c u

S thành công c a b t k công c nào k t n i gi a XML và h

qu n tr c s d li u quan h tr c ti p hay thông qua ngôn ng th c p

h n đ u ph thu c n ng n vào ch t l ng gi n đ đ nh rõ c u trúc c a

d li u đ c chuy n đ i M t gi n đ m h và ch a hoàn thi n có th

d n t i vi c k t n i thi u chính xác ho c m t d li u Các c ch suy

lu n các gi n đ quan h t các gi n đ không quan h đ u đ c ch ng

minh t t b ng tài li u nh ng các ph ng th c đ suy lu n m t gi n đ XML thì khó hi u h n r t nhi u

Cho t i hi n nay, vi c ch n l a m t d ng th c đ mô t gi n đ

XML còn h t s c khó kh n G n đây, gi n đ XML n i lên nh m t tiêu

chu n ph bi n nh ng không chính th c đ đ nh d ng gi n đ XML

ó là m t tiêu chu n có u th l n và toàn di n giúp h tr các ki u đánh máy đ c cài đ t s n phong phú và cho phép t o ra các ki u ph c

t p h n d a trên nh ng ki u đ c cài đ t s n c ng nh nhi u tính n ng

h u d ng khác

Lu n v n trình bày ph ng pháp chuy n đ i d li u gi a XML

sang c s d li u quan h và ng c l i d a trên l c đ XML và l c

đ quan h C th , lu n v n đi sâu nghiên c u m t s thu t toán chuy n

đ i c b n h ng c u trúc và m t thu t toán chuy n đ i h ng d li u

ng th i, d a trên các thu t toán c b n đó, lu n v n nghiên c u vi c

chuy n đ i có th đ m b o đ c các ràng bu c, gi m d th a d li u, và

có th khai thác t i đa kh n ng, l i ích c a h ng ti p c n này

Lu năv năđ cătrìnhăbƠyătrongă3ăch ng

Ch ng I: trình bày m t s khái ni m c b n v XML nh đ nh

ngh a DTD, l c đ XML, trình phân tích tài li u, mô hình DOM … và

mô hình CSDL quan h nh các khái ni m v quan h , thu c tính, b ,

khoá …

Ch ngăII: Gi i thi u m t s thu t toán chuy n đ i d li u gi a

XML và mô hình quan h Các thu t toán c b n nh g p c s , g p chia

s , g p c i ti n gi i quy t s ph c t p c a đ c t DTD, s xung đ t gi a

ki n trúc có th b c t nhi n c u mô hình d li u XML và b n ch t hai

m c c a mô hình quan h Ba thu t toán CPI, NeT và CoT không ch

th c hi n t t vi c chuy n đ i c u trúc c a l c đ g c mà còn b o toàn

v m t ng ngh a c a l c đ trong quá trình chuy n đ i Ngoài các

thu t toán chuy n đ i l c đ , lu n v n gi i thi u m t thu t toán chuy n

đ i d li u Xinsert, thu t toán có kh n ng chuy n đ i d li u c a tài li u

XML sang d li u quan h theo h ng ti p c n DOM

Ch ngăIII: Nghiên c u cài đ t ng d ng minh ho cho m t s

thu t toán chuy n đ i d li u nh thu t toán g p c i ti n và Xinsert

Ch ngăI: KHÁIăNI MăXMLăVÀăMỌăHÌNHăD ăLI UăQUANăH 1.1 TÀIăLI UăXML

1.1.1 Gi iăthi uăXMLăvƠăngônăng ăđ nhăd ng

Nh t t c chúng ta đ u bi t, XML là vi t t t cho ch eXtensible Markup Language XML là m t ngôn ng đánh d u t ng đ i m i đ c

s d ng đ đ nh ngh a c u trúc các d li u trong m t tài liêu thông qua các th [1][2]

Ngôn ng đ nh d ng (Markup Language) là ngôn ng đ c dùng

đ trình bày các d li u trong m t tài li u

Ngôn ng đ nh d ng mà m i ng i quen thu c ngày nay là ngôn

ng HTML HTML cho phép b n t o n i dung các trang Web t ng đ i

đ n gi n

Víăd 1.1

đây HTML th c hi n đ nh d ng b ng các th (tags) nh

<Head>, <Center>, <B>… Nh ng th này ch cho trình duy t (browser) cách hi n th n i dung tài li u

<Html>

<Head>

<Title>L i chào</Title>

</Head>

<Body>

<Center>

<B>

Chào t t c các b n h c sinh thân yêu!

</B>

</Center>

</Body>

</Html>

K t qu trang web trong trình duy t đ c hi n th nh

sau:

Gi ng nh HTML, XML dùng các th đ khai báo c u trúc d li u trong file XML i m khác bi t chính gi a HTML và XML là trong khi các th HTML ch a ý ngh a dùng đ trình bày d li u thì các th c a

XML ch a ý ngh a dùng đ đ nh ngh a c u trúc d li u Ví d m t tài

li u đ t hàng (order) XML d i đây:

Víăd 1.2

<? Xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<Order OrderNo="1023">

<OrderDate>2002-3-27</OrderDate>

<Customer>Peter Collingwood</Customer>

<Item>

<ProductID>1</ProductID>

<Quantity>5</Quantity>

</Item>

<Item>

<ProductID>4</ProductID>

<Quantity>3</Quantity>

</Item>

</Order>

Tài li u này ch ch a d li u, không đ c p gì đ n cách trình bày

i u này có ngh a là m t b phân tích XML (XML parser) không c n

ph i hi u ý ngh a c a các th Nó ch c n tìm các th và xác đ nh r ng đây là m t tài li u XML h p l Vì trình duy t không c n ph i hi u ý ngh a c a các th , nên ta có th dùng b t k tên nào đ đ t cho th c ng

đ c, trong đó tên đ t cho th b t đ u b ng ký t g ch chân (_), ký t s

(1,2,3…), ký t (a,A,b,B…), d u ch m (.), d u g ch n i (-), nh ng không

có kho ng tr ng

Nhìn t ng quát, m t tài li u XML b t đ u b ng th khái báo ch th

x lý XML <? Xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?> T t c các ch

th x lý XML b t đ u b ng <? Và k t thúc b ng ?>

Chúng ta hãy quan sát k h n c u trúc c a m t tài li uXML

Tr c h t tài li u XML đ c hình thành t các ph n t (element) XML

và các thu c tính c a các ph n t đó

Trong ví d trên ta th y tài li u XML g m có ph n t Order đ c

g i là ph n t g c c a tài li u có thu c tính OrderNo v i giá tr 1023 Bên trong ph n t g c Order có ch a:

- Ph n t OrderDate v i giá tr là:2002-3-27

- Ph n t Customer v i giá tr là: Peter Collingwood

- Hai ph n t Item, m i ph n t Item l i ch a m t ph n t

ProductID và m t ph n t Quantity

ôi khi ta còn khai báo m t ph n t r ng trong tài li u XML (là

ph n t có tên, nh ng không ch a m t giá tr ), vì ta mu n dùng nó nh

m t ph n t tu ch n, có c ng đ c, không có c ng không sao Ví d

nh ph n t r ng MiddleInitial trong ph n t Customer d i đây:

Víăd 1.3

<Customer>

<FirstName>Stephen</FirstName>

<MiddleInitial></MiddleInitial>

<LastName>King</LastName>

</Customer>

Có m t cách khác đ bi u di n ph n t r ng là b th đóng và thêm m t d u "/" cu i th m Ta có th vi t l i ví d customer nh

sau:

Víăd 1.4

<Customer>

<FirstName>Stephen</FirstName>

<MiddleInitial/>

<LastName>King</LastName>

</Customer>

D nhiên ph n t r ng c ng có th có thu c tính nh ph n t

PhoneNumber th nhì d i đây:

Víăd 1.5

<Customer>

<FirstName>Stephen</FirstName>

<MiddleInitial></MiddleInitial>

<LastName>King</LastName>

<PhoneNumber Location="Home">9847

2635</PhoneNumber>

<PhoneNumber Location="Work"></PhoneNumber>

</Customer>

1.1.2 Trìnhăso năth oăXML (XMLăEditors)ăvƠătrìnhăduy tăXMLă

t o ra các tài li u XML ta có th s d ng các trình so n th o

đ n gi n nh : Notepad, wordpad … Có r t nhi u các trình so n th o đ c

bi t đ c dùng ph c v cho hi u ch nh n i dung file d li u XML n

gi n và d dùng nh t là trình so n th o XML notepad c a Microsoft Các trình so n th o chuyên nghi p h n nh XML Writer

Nh ng ph n m m trình duy t đi n hình h tr XML (ch ki m tra khuôn d ng XML h p l và cho phép k t h p CSS, XSL) bao g m:

Internet Explorer(IE), Netscape Navigator, Jumpo

1.1.3 B ăphơnătíchăXMLăvƠăB ăki mătraăXML (XML Validator)

B phân tích là gói ph n m m đ c s d ng chúng nh m t ph n

m m kèm theo c a ng d ng có ch a các th vi n cung c p các hàm, cho phép phân tích n i dung và trích xu t d li u c a XML khá đ n gi n

D i đây là các trình phân tích th ng dùng: XML cho Java (XML4J),

Microsoft XML Parser, Python XML Parse

B ki m tra là các gói ph n m m cho phép ki m tra m t s chu n trên XML M t s b ki m tra th ng dùng, n u s d ng b phân tích

XML4J c a IBM, b n có th dùng đ i t ng DOM Writer đ làm b

ki m tra, ngoài ra còn có các b ki m tra nh XML Writer, Tidy, …

1.1.4 CSSăvƠăXSL

CSS và XSL [8] là các b ng đ nh ki u (Style sheet) CSS thích h p

đ đ nh d ng tài li u h ng v HTML, ta có th thay đ i font ch , c

ch , màu s c, đ t hình nh và yêu c u k t h p đ nh d ng c a CSS v i d

li u XML B n thân XML ch đ nh ngh a các c u trúc l u tr d li u, nó không có kh n ng t