Almacenamiento de documentos XML

Almacenamiento de documentos XML
Universitat Jaume I
Integración de Sistemas de Información
María José Aramburu
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Datos versus documentos (i)
Datos etiquetados en XML:
–
–
–
–
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Curso 2004/2005
Estructura regular.
El orden de los elementos no es importante.
El concepto de dato se refiere a un elemento
simple, de cierto tipo de datos, y sin contenido
mixto.
Pueden manipularse con un SGBD tradicional
con extensiones para XML.
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1
Datos versus documentos (ii)
Documentos estructurados con XML:
–
–
–
–
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Estructura irregular.
El orden de los elementos es importante.
El concepto de dato se refiere a un elemento
complejo y a menudo con contenido mixto.
Se manipulan mejor en un sistema nativo para
gestión de contenidos XML.
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XML = Documentos semi-estructurados
Solo hay un tipo de datos: texto.
Estructura definida en el propio documento.
Estructura jerárquica con varios niveles de
anidamiento.
Componentes opcionales, y repetitivas.
El orden de los elementos es significativo.
Pueden haber documentos XML no asociados a
ningún DTD. Ausencia de esquema previo.
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Requerimientos de una BD XML
La estructura específica de cada documento
debe ser preservada.
Debe ser posible recuperar porciones de
documentos.
Puede no haber un esquema previo.
El lenguaje de consulta debe soportar
trayectorias, y condiciones sobre el contenido
textual de los documentos.
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Almacenamiento de datos XML en BD
Las BD requieren un esquema predefinido.
Para insertar datos XML se debe trasladar
su estructura al esquema de la BD.
XSLT permite modificar la estructura de los
datos.
El orden de los elementos se pierden.
Los datos recuperados suelen tener una
organización diferente a la de su inserción.
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3
Almacenamiento de datos en tablas (i)
Los documentos XML se modelan como
una o varias tablas.
Solo sirve para datos XML con una
estructura tabular.
Es útil como formato estándar de
transmisión de datos entre BD Relacionales.
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Almacenamiento de datos en tablas (ii)
La estructura del documento XML será:
<database>
<table>
<row>
<column1>...</column1>
<column2>...</column2>
...
</row>
<row>
...
</row>
...
</table>
<table>
...
</table>
...
</database>
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Almacenamiento objeto-relacional
Los datos se modelan como un árbol de
objetos con referencias.
Cada tipo de elemento complejo es una
clase de objetos.
Cada tipo de elemento simple es una
propiedad de objetos.
Al final todo se almacena en tablas.
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Recuperación con plantillas (i)
<?xml version="1.0"?>
<FlightInfo>
<Introduction>The following flights have available seats:</Introduction>
<SelectStmt>SELECT Airline, FltNumber, Depart, Arrive FROM Flights</SelectStmt>
<Flight>
<Airline>$Airline</Airline>
<FltNumber>$FltNumber</FltNumber>
<Depart>$Depart</Depart>
<Arrive>$Arrive</Arrive>
</Flight>
<Conclusion>We hope one of these meets your needs</Conclusion>
</FlightInfo>
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Recuperación con plantillas (ii)
<?xml version="1.0"?>
<FlightInfo>
<Introduction>The following flights have available seats:</Introduction>
<Flights>
<Flight>
<Airline>ACME</Airline>
<FltNumber>123</FltNumber>
<Depart>Dec 12, 1998 13:43</Depart>
<Arrive>Dec 13, 1998 01:21</Arrive>
</Flight>
...
</Flights>
<Conclusion>We hope one of these meets your needs.</Conclusion>
</FlightInfo>
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Lenguajes basados en SQL (SQL/XML)
SQL/XML extiende SQL para construir elementos
XML devueltos en una columna del resultado.
SELECT XMLElement("Order",
XMLAttributes(SONumber),
XMLElement("Date", Date),
XMLElement("Customer", Customer)) AS xmldocument
FROM Orders WHERE SONumber="123"
<Order SONumber="123">
<Date>10/29/02</Date>
<Customer>Gallagher Industries</Customer>
</Order>
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XQuery y XPath
Los dos lenguajes de consulta XML se
pueden utilizar en ambas aproximaciones.
XPath sólo soporta trayectorias, no joins,
por lo que sobre tablas solo puede consultar
una tabla de cada vez.
XQuery si soporta joins.
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Almacenamiento de datos XML en BD Nativas
Estructuras irregulares producen
demasiadas tablas y demasiados nulos.
Las BD Nativas son más rápidas, suelen
basarse en puntaros físicos.
Son eficientes si los datos siempre se
acceden de la misma forma.
Sólo generan datos XML.
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DTD
1.
2.
3.
4.
5.
Esquema Relacional
Para cada elemento complejo crea una tabla y una
clave primaria.
Cada elemento con contenido mixto (PCDATA)
se asocia a una tabla con una clave externa.
Para cada elemento simple crear una columna en
la tabla, y si es opcional con nulos.
Para cada elemento simple repetitivo crear una
tabla separada con una clave externa.
Para cada elemento complejo que sea hijo crea
una tabla, una clave primaria y una clave externa.
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DTD  Esquema Relacional
1.
2.
3.
4.
Para cada tabla crea un tipo de elemento.
Para cada columna añade un elemento con
PCDATA.
Para cada tabla cuya clave primaria es
utilizada como clave externa añade un
elemento hijo y procesa recursivamente.
Para cada clave externa añade un
elemento hijo y procesa recursivamente.
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Almacenamiento de documentos XML
Hay tres opciones:
–
–
Sistema de ficheros: muy simple
BLOB´s de las bases de datos relacionales:
Permite aplicar herramientas de indexar texto.
Creación de tablas ad-hoc que indexan tablas que
almacenan BLOB´s
–
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Bases de datos nativas.
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Bases de datos nativas
Son BD cuyo modelo de almacenamiento es
el del documento XML.
Soportan orden de elementos, comentarios,
secciones CDATA.
Proporcionan lenguajes de consulta XML.
Permiten almacenar documentos que no
tienen un DTD.
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BD nativas basadas en texto
Los ficheros XML se almacenan como texto
indexado: sin fragmentar.
Los índices permiten acceder rápidamente a
cualquier posición del documento.
A partir de ahí se recupera la porción del
documento que se quiera sin tener que desplazarse
por el disco.
La eficiencia se pierde al acceder en otro orden.
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BD nativas basadas en un modelo
Cada sistema tiene su propio modelo de
almacenamiento interno.
Si su modelo se basa en una BD relacional, u OO, su
eficiencia es similar a la de estas BD´s.
Si tienen su propio modelo de almacenamiento la
eficiencia suele ser buena ya que la mayoría usan
punteros físicos entre los nodos que representan al
documento.
La eficiencia se pierde al acceder en otro orden.
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Características de las BD nativas (i)
Colecciones de documentos anidadas.
XPath, XQuery, los propios:
–
Soportan consultas textuales, y condiciones sobre
elementos anidados.
Actualizaciones: XUpdate.
Transacciones (rollbacks), bloqueos a nivel de
documentos, nivel de concurrencia bajo.
Interfaz parecido a ODBC, otros API estándar.
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Características de las BD nativas (ii)
Datos devueltos en XML, DOM, HTTP, ....
Los documentos devueltos son idénticos a
los originales.
Los documentos pueden incluir datos
remotos y modificables.
Las entidades externas pueden ser
expandidas opcionalmente.
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Características de las BD nativas (iii)
Las normalización no es un requerimiento.
Integridad referencial interna se puede
validar si se implementa con ID/IDREF.
Integridad referencial externa (XLink) no es
validada por los sistemas nativos.
La utilización de índices y punteros físicos
las hace escalables, aunque en exceso
retrasa las actualizaciones.
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