Применение Нормальных форм
В этом разделе мы приводим краткий обзор способов применения нормальных форм при решении типичных задач управления данными.
Валидация XML документов. Валидация XML документов является одним из наиболее распространенных средств управления XML документами. Валидация документов используется при создании XML-СУБД, обмене сообщениями, трансформации XML документов. Одна из основных проблем при валидации документа заключается в том, что до сих пор не существует единого стандарта для XML схем: схемы могут быть выражены на языках DTD, XML Schema, Relax NG, и.т.д. Однако на сегодняшний день существует ряд исследований [], ориентированных на создание универсального валидатора. В этих работах схемы представляются в виде регулярных грамматик деревьев, аналогичных структурным схемам. Основная часть алгоритмов валидации - разбор списка потомков - заключается в следующем: определить удовлетворяет ли упорядоченный список потомков данного элемента его модели содержания (структурному ограничению).
Преобразование схем к первой нормальной форме, как впрочем, и применение эквивалентных преобразований имеют следующее значение для алгоритмов валидации:
Сопоставление схем. Задача сопоставления схем заключается в поиске эквивалентных частей в разных схемах. Решение этой проблемы применяется для интеграции данных. В текущее время ведутся исследования по автоматическому поиску зависимостей[16]. Методы автоматического сопоставления схем можно классифицировать следующим образом [16]:
-
Поиск в схемах/поиск в данных. Алгоритмы сопоставления схем могут исследовать зависимости только в схемах или зависимости по удовлетворяющим XML-документам.
Элементный/ структурный поиск. Поиск зависимостей может применяться либо к отдельным элементам, либо к структурам (фактически, учитываются или нет структурные ограничения)
Лингвистический/логический поиск. Поиск зависимостей осуществляется по лингвистическому принципу (например, по именам элементов) или по семантическим ограничениям (например, по типам данным).
В первую очередь, приведение схем к нормальным формам оказывает влияние на элементный лингвистический поиск. Приведение схем к 3НФс заданным отношением порядка существенно упрощает поиск зависимостей и фактически сводит задачу к поиску изоморфных поддеревьев в деревьях с именованными узлами и с ребрами, размеченными "*", "+" и "?". Подробнее способы сопоставления схем будут описаны в следующей главе.
Трансляция моделей. Одна из основных задач, встречающихся при создании систем хранения, управления и интеграции данных, заключается в трансляции моделей, в терминах которых экземпляры данных предоставляются, в термины "единой" модели данных. Так, несмотря на то, что XML и языки запросов к XML-данным завоёвывают в последнее время всё большую популярность, потребность хранения XML данных в "традиционных" СУБД и, соответственно, необходимость трансляции до сих пор остаётся. Обосновано это тем, что многолетний опыт, накопленный при изучении и реализациях реляционных и объектно-ориентированных СУБД невозможно игнорировать. Рассмотрим основные виды трансляции данных, определенных в терминах модели XML.