XML 질의의 수행성능 향상을 위한 트리 구조 XPath 질의의 축약 기법에 관한 연구

Abstract

XML data consists of a very flexible tree-structure which makes it difficult to support the storing and retrieving of XML data. The node numbering scheme is one of the most popular approaches to store XML in relational databases. Together with the node numbering storage scheme, structural joins can be used to efficiently process the hierarchical relationships in XML. However, in order to process a tree-structured XPath query containing several hierarchical relationships and conditional sentenceson XML data, many structural joins need to be carried out, which results in a high query execution cost. This paper introduces mechanisms to reduce the XPath queries including branch nodesinto a much more efficient form with less numbers of structural joins. A two step approach is proposed. The first step merges duplicate nodes in the tree-structured query and the second step divides the query into sub-queries, shortens the paths and then merges the sub-queries back together. The proposed approach can highly contribute to the efficient execution of XML queries. Experimental results show that the proposed scheme can reduce the query execution cost by up to an order of magnitude of the original execution cost.;일반적으로 XML 데이터는 트리 형태의 계층적인 구조를 가지고 있으며, XML 데이터의 저장 및 검색도 이러한 특성을 반영한다. 따라서 XML 데이터를 데이터베이스화 할 때에 XML 엘리먼트 간의 이러한 계층 관계를 반영하여 XML 데이터를 구조화하여 저장하고, 사용자의 검색에 있어서도 질의에 명세 된 엘리먼트 구조 간의 계층 관계를 계산하여 처리하는 방식이 필요하다. 구조적 조인(structural joins) 연산은 이 문제의 한 해결책으로서 노드 번호 매기기 방식(node numbering scheme)에 기반한 XML 데이터베이스에 대하여 효율적인 계층 관계 연산 기법을 제시하고 있다. 하지만 계층 관계가 중첩되어 있는 트리 구조의 XML 질의를 처리하려면 여전히 다수의 구조적 조인을 수행해야 하기 때문에 질의 처리 비용이 많이 드는 또 다른 문제를 갖게 된다. 이에 본 논문에서는 선행 연구에서 제안된 트리 구조의 XML 질의 처리시에 필요한 다수의 중첩된 구조적 조인들의 수행비용을 효과적으로 줄이기 위한 사전 처리 방법으로서 동등 클래스 개념을 적용한 정규 표현식(regular expression)으로 된 경로 질의(path query)의 길이를 단축하는 경로식 단축 알고리즘을 소개하고 이에 대한 다른 방식의 접근 방법과 분기 노드(branch node)가 포함된 경로식 단축 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘이 XML 경로식 질의 처리 시간을 평균적으로 1/3로 단축할 수 있음을 실험을 통해서 확인한다.