XQuery语言运行时自动程序例化技术的研究

High-performance XML data processing technology has become the main support technology for internet based distributed software applications. The application of XQuery, which is the de facto XML data query language, has been applied from XML data query to Web application development. To overcome the limit of semi-structured data processing and functional languages and improve the efficiency of XQuery programs, we study the technology of runtime automated program specializing for XQuery, which includes the methods of partial evaluation and program manipulate for XQuery, generate more efficiency program codes on runtime execution environment, and implement a system to automatically finish program specializations and manipulations. Complementing with common XML query optimization and traditional functional language compiler optimization techniques, this runtime automated program specialization technology can to help us achieve high-performance XQuery program from deferent perspective.

高性能的XML数据处理技术已经成为基于因特网的分布式软件及其应用的主要支撑技术，作为国际标准的XML数据查询语言，XQuery语言的应用正在从XML数据查询逐步扩大到各种Web应用软件开发中。为了克服来自半结构化数据处理和函数式语言的限制，提高XQuery程序的执行效率，本课题将研究基于部分求值的XQuery语言运行时自动程序例化技术，研究基于程序运行时刻的相对不变量进行部分求值和程序变换的方法、动态生成高性能程序代码的方法，以及实现自动程序例化的程序分析和程序变换系统；这种运行时自动程序例化技术能够与常见的XML查询优化技术、函数式语言编译优化技术达到优势互补，从不同的角度提高XQuery程序的执行效率。

高性能的XML数据处理技术已经成为基于因特网的分布式软件及其应用的主要支撑技术，作为国际标准的XML数据查询语言，XQuery语言的应用正在从XML数据查询逐步扩大到各种Web应用软件开发中。本课项面向计算机网络软件开发中日益增长的XML数据处理需求，针对XQuery语言在网络环境中进行数据密集型计算和复杂业务逻辑处理的性能问题，提出了采用部分求值和动态编译方法来减轻XQuery程序的解释执行开销，提高XML数据处理程序的效率。本项目主要研究了针对XQuery语言的查询优化技术，重点研究内容有：XQuery部分求值和即时编译技术；XQuery 中基于树模式查询相关技术；XML 查询代数系统的研究；基于踪迹（Trace）的XQuery及树模式动态编译技术。在流式（XML）数据查询处理技术，XQuery查询的并行处理技术和XML 函数依赖检测等方面也进行了探索性的研究。这些研究能够从不同的角度提升XQuery程序的执行效率，为发展具有自主知识产权的计算机网络软件开发系统提供核心技术和原型系统。项目的主要特点和创新之处在于提出了将部分求值应用于XQuery语言，并结合XML树模式查询优化技术和基于Trace的即时编译技术，从不同的方面全面优化XQuery查询，提升整体的查询效率。具体成果包括16篇学术论文和1项专利。