数据库应用-对半结构化数据的声明性访问(Deklarativer Zugriff auf semistrukturierte Daten)-1

题外补充：deklarativ(declarative)
一直不是很清楚deklarativ是什么意思，所以在这里补充一下：
deklarativ中文是声明的意思。他与process相对应。他关注的问题是was(what)而不是wie(how)。也就是说一个deklarativ过程(Deklarative Vorgehensweise)是对预期结果的属性的一个描述，而不是对为获得预期结果的方法的描述。同样的在一个访问语言中，我们希望存在尽可能多得deklarativ方法，同时尽可能少的operationell方法。

对于访问的要求

简单的OEM示例

上图是一个一般的半结构化文档。我们可以发现其中有很多不规则的地方，比如：
1. 餐厅可以由任意多个地址
2. 地址即可以处于叶子节点上，也可以处于内部节点上
3. zipcode有时是restaurant的组成成分，有时确实address的组成成分
从这个例子中我们可以看出：
1. 有时我们会要求能够进行模糊一些的搜索，比如我们要获得所有的zipcode，不管他是不是属于restaurant的直接组成成分。而这要求我们的访问方法，具有一定的概括能力。
2. 另外，有时我们会想对上述中的情况进行区分，比如，我就要属于restaurant的直接组成成分的哪个zipcode，其他的我不来电。这又要求我们的访问方法能够进行精确的表达。(当然，这的前提是用户认识这个结构)

访问语言的具体要求

说了那么多，我们对这个声明性的访问的要求，究竟是神马呢？？
1. 表达能力强(Ausdrucksmächtigkeit)
2. 语义(Semantik)//不知啥意思？？
3. 可互相组合的能力(Zusammensetzbarkeit)
4. 样式(Schema)//还是不懂这个？？？
5. 对于给定的要求容易生成对应的语句(Einfache Erzeugbarkeit von Anfragen aus Programm)
接下来一个一个的探探：

表达能力强：

对于表达能力我们的最低要求是，关系模型访问语言能做到的，这里都能够做到
另外这个语言除了应该有强的表达能力，还应注意这个能力又不能够太强(我去啊，Sprache sollte ausdrucksmächtig sein, aber nicht zu ausdrucksmächtig)
具体的原因有两个：
1. 表达能力太强的话，有时会难以进行优化？？？

σauthor=′Heuer′(BOOKS⋈WHATEVER)better:σauthor=′Heuer′(BOOKS)⋈WHATEVER

(Regel:Selektion und Join i.Allg. vertauschbar)
2. 他不能保证执行时间。

Semantik:

(Genaue Definition der Semantik ist erforderlich)
估计是指语句不要出现歧义

语句容易生成

要求语言精练简洁
老师的意思是，这并不是针对这个访问语言的属性，而首先是这个开发环境的属性。
“Karg, aber einfach”
MMn keine Eigenschaft der Anfragesprache, sondern in erster Linie der Entwicklungsumgebung.

Schema:

结构意识，同样这个也不是针对访问语言的，而是针对具体实现的。
“Stucutre-Consciousness”
Keine Eigenschaft der Querysprache, sondern der Implementierung.
//既然不是针对语言的干嘛要编排在这里啊？？
例子：
假设Schema告诉我们了：
1. 只有直接位于根节点下面的book元素才含有zip元素
2. zip元素总是直接跟在address元素或book元素的后面
那么我们就可以得到，下面的两种说法是等价的：
1.
select X.title
from biblio.book X
where X.address.zip = “12345”
2.
select X.title
from biblio.* X
where X.*.zip = “12345”
上例说明了Schema的重要性(第一种方法比第二种快)。而且在这里确实和访问语言无关啊。
Im Fall von Tiefensuche fokusierte (und damit i.d.R. schnellere) Suche.
Beispiel setzt speziellen Ablauf beim Query Processing voraus, das muss aber i. Allg. nicht so sein.???

Zusammensetzbarkeit:

/*???
Identisch mit “Abgeschlossenheit”
Gegenbeispiel:Querysprache LOREL erzeugt Relationen aus OEM-Instanz,d.h. LOREL genügt der Anforderung nicht.
Konsequenz auf der syntaktischen Ebene:
“Referentielle Transparenz”
Name,Variable für semistrukturierte Daten ↔ Ausdruck
*/
-S20

XPath

先看一下OEM的路径

标签路径(Label Path)

在OEM中可以用标签序列(Folge von Labels:l1..ln)表示一个OEM中的对象o的标签路径。用Ii来表示到对象oi的边(Label)，每个标签之间用“.”区分开。

数据路径(Data Path)

同样的我们也可以用标签和元素对象ID的交替序列对路径来表示数据对象o的数据路径，同样的我们需要“.”来对他们进行区分
我们说一个数据路径是标签路径的一个实例，当他们中间的标签序列是一致的时候。(Ein Data Path d ist Instanz eines Label Paths l, wenn die Folgen der Labels übereinstimmen.)

//这个图中有哪些是’bookstore.book.title’的实例呢？？？

目标集(Target Set)

我们用下面的式子定义元素s对应标签路径I的目标集(Das Target Set in einem Element s von einem label path l von s ist die Menge)：

t={o|l1.o1.....ln.o是l的一个实例}

XPath产生的动机

目的是可以定位数据库中任意位置的数据
(Motivation:Adressierung beliebiger logischer Dokumentbestandteile)
XPath并不是XML的语法
(XPath-Standardisieung im XML-Kontext？？？d.h. Knoten sind markiert)

XPath的两种路径

区分两种不同的路径：
相对路径(Relativer Pfadausdruck):
与当前位置相关
(Auswertung beginnt an aktueller Position im Dokument; Ergebnis also kontextabhängig)
绝对路劲(Absoluter Pfadausdruck):
与绝对地址相关，与上下文无关
(Auswertung beginnt an absoluter Position im Dokument. Ergebnis also stets dasselbe, unabhängig vom Kontext.)

XPath的一些常用的表示

title或./title:当前元素下的所有的Title(注不限一个)

author/name/firstname:(这里的author要求是当前元素下的吗？？？)

//title:文档中的所有title(不限位置)

buch/*: buch元素的所有孩子

buch/@*: buch的所有属性(包括属性名和属性值)

preis/@waehrung: preis的所有waehrung属性

buch[Zusammenfassung]:得到所有包含有Zusammenfassung的buch(如buch[title])？？

buch[Zusammenfassung]/title:得到上面得到的buch的title

autor[firstname = “Hans”],autor[string(firstname)=”Hans”]:

autor[(titel $or$ auszeichnung)]:关注的是中间的or，表示或的意思，另外前面的$符号和括号的可以省略的

my_namespace:*: 元素my_namespace下的所有元素(注与前面的区别，前面那个只有孩子)？？

book[@genre=./author/@pipapo]/title等价于book[@genre=author/@pipapo]/title:

//book[.//firstname]: 输出所有含有firstname元素的book元素

//book[//firstname]:当文件中含有firstname的时候，输出所有的book元素

//buch[./buchladen/@spezialität=@gattung]:

book[price<10]//title:

book[price<10]/*/name:

book[title <= “The B”]/title:

book/author[first-name and last-name]:

后面几个会输出什么呢？？？
book[author/first-name and author/last-name]/title:
中括号是可以嵌套的，括号直接指代括号邻近的那个元素//不十分肯定？

(Schachtelung der eckigen Klammern ist möglich, Klammern beziehen sich auf das unmittelbar vorangegangene Element.)
book[author[first-name and last-name]]/title:

book[.//name=”Plato”]/title:

book/@genre:

book[@genre=”novel”]/title:

book[@genre=./author/@pipapo]/title:
最后一个会输出什么呢？？

Location Paths

Location Paths由Location Steps组成
而Location Steps由下面三个部分组成：
1.轴axis(Achse)//这翻译？？
2.Node Test
3.谓词(Prädikaten)
比如：/descendant::figure[position()=42]
其中/descendant::为轴
figure为Node Test
[position()=42]为谓词

路径表达的每一步的结果都是按文档序排序的元素的列表。那么
(doucument(“report1.xml”)//action)[price<10][position()<=2]
对应输出的结果是神马呢？？
//position和sequence of Items有关？？？这个不懂？？
(Kontext-Position bezieht sich auf sequence of items.)
把两个中括号的内容给对换过来，结构还一样吗？？

另一个例子：
文档：<A:T>bla</A:T><B:T>blubb</B:T>
表示不同namespace中的T元素
那么问题来了，我们应该如何获得所有的叫做T的元素呢？？
//.[local-name(.)=”T”]

还是例子：
1. 请输出所有的书元素，并且要求这个元素直接或间接的包含有firstname这个元素
2. 作者Plato的所有书的价格
//book[.//firstname]
//book[author/name=”Plato”]/price

XPath中的绝对的和相对的定位符(absolute und relative Lokator-Terme)

//本来想只截树图的，结果果然还是这样省事啊

用XPath实现Join

输出有德国verlag出版的所有的书的书名：
/Bib/Book[Verlag_name=/Bib/Verlag[Land=”Germany“]/Name]/title
在上面这个问题中，book和verlag也可以分别存储在不同的文档中。
仅仅用XPath的话没办法实现输出所有的(Land,Titel)对
(Es funktioniert-nur mit XPath-jedoch nicht:Ausgabe aller(Land,Titel)-Paare)

XML Schema:一致性的条件(Polymorphe Konsistenzbedingungen)

目的：特定的值(或不同值之间的组合)应该是唯一的//不确定啊？？？
(Ziel:Bestimmte Werte(bzw. Kombinatinen von Werten sollen eindeutig sein(Uniqueness Constraint.)))
步骤：
1.标识有唯一性要求的元素
2.标识这些元素对应的属性值，如果他们也有唯一性的要求的话
3.确定在那些上下文环境(context)中，这些元素是需要保持其唯一性
(Elemente,für die Attributwert(e) eindeutig sein sollen, sind stets Tupel.？？)
举个例子：
Personen的Vorname和Nachname元素的组合在xxx中必须是唯一的
其中：
Personen是Selector-Element。也就是上面说得context(在Relation中没有对应的元素，感觉有点对应关系的名字？？)
(Selector-Element hat keine Entsprechung im Relationalen)
Vorname和Nachname的组合是Field-Element
Selector-Element和Field-Element总是成对出现的)
(Elemente, f[r die Attributwert(e) eindeutig sein sollen, sind stets Tupel. Dto. Kontext-Relationen)

除了上面这种方法之外，我们还可以使用key condition(Schlüsselbedingung)来实现
<key name="papierSchlüssel">
    <field xpath="bib/paper/@id"/>
</key>
把paper中的id属性作为key。key是必须唯一的，且是可以被引用的
<keyref name="papierFremdschlüssel" refer="papierSchlüssel">
    <field xpath="bib/paper/@references"/>
</keyref>
值的注意一下的是refer是和name这个属性相关联的。(Beachte:Mit refer bezieht man sich auf das name-Attribut einer Schlüsselbedingung, nicht auf das Schlüsselfeld)
references对应的值，应该可以在key中找到(Die Werte in references müssen also immer unter den Schlüsseln zu den Papieren zu finden sein.)