數據庫關鍵字查詢技術研究

楊芳萍

摘 要：隨著互聯網技術與數據庫技術的不斷發展和相互結合，越來越多的用戶需要訪問在線數據庫來獲取各種信息，在該過程中，用戶要對數據庫中的數據進行查詢。因此，用戶就必需要掌握一定的結構化查詢語言SQL，而且還要對數據庫模式有一個認識和了解。但事實上，多數用戶并不會使用結構化查詢語言，也不了解數據庫模式。所以，便產生了一個很自然的用戶需求——數據庫支持基于關鍵字的查詢，文章主要就是對數據庫支持基于關鍵字的查詢進行簡要的分析和探討。

關鍵字：查詢；SQL；模式圖；關鍵字；簡化子樹

中圖分類號：TP311 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1302（2014）02-0078-02

0 引 言

在計算機應用領域中，由專業人員實現對數據庫查詢的編程技術，我們就以關系數據庫進行數據處理來舉例說明，大多數情況下都使用結構化查詢語言SQL（Structured Query Language）語言，SQL語言是一種在關系數據庫中定義和操縱數據的標準語言，其最主要、最核心的部分就是查詢功能。當針對某一個數據庫執行查詢時，系統按照特定的組合、條件表達式或次序進行檢索，依此用來返回我們所要尋找和感興趣的數據信息。

1 查詢舉例

設有一個SPJ數據庫，包括S、P、J、SPJ四個數據表，S供應商表由SNO（供應商代碼）、SNAME（供應商姓名）、STATUE（供應商狀態）和CITY（供應商所在城市）組成；P零件表由PNO（零件代碼）、PNAME（零件名）、COLOR（顏色）和WEIGHT（重量）組成；J工程項目表由JNO（工程項目代碼）、JNAME（工程項目名）和CITY（工程項目所在城市）組成；SPJ供應情況表SNO（供應商代碼）、PNO（零件代碼）、JNO（工程項目代碼）和QTY（供應數量）組成。如果想要找到“沒有使用天津供應商生產的紅色零件的工程號JNO”的數據信息，那么，可以使用以下一種SQl語句來實現查詢：

SELECT JNO

FROM J

WHERE NOT EXISTS

（SELECT *

FROM SPJ

WHERE SPJ. JNO= J .JNO

AND SNO IN

（SELECT SNO

FROM S

WHERE CITY= ‘天津）

AND PNO IN

（SELECT PNO

FROM P

WHERE COLOR = ‘紅色））；

從上面的例子中可知，若用戶要在線訪問數據庫，就必須使用SQL語句在數據庫上查詢，那么該系統就要求用戶了解數據庫模式的基本知識，而且還要求用戶能夠熟練、靈活的使用SQL語句。但在實際的操作過程中，我們發現大多數用戶對關系數據庫基本不了解，更談不上熟練地使用結構化查詢語言SQL等知識，所以，該SQL查詢不適合廣大用戶。隨著互聯網技術的不斷發展，出現了以關鍵字查詢的數據庫技術。盡管數據庫關鍵字的查詢研究有很多代表性成果，但其查詢的核心思想都是基于圖和“簡化子樹”的，所有的關鍵字查詢技術的研究都是從數據圖中找到最好的查詢結果樹。

2 核心思想

2.1 關鍵字查詢

一個關鍵字查詢其實就是一個集合K，其查詢結果就是一個給定的數據圖G的一個子樹T，那么T就是給定集合K的簡化形式，簡而言之，T包含了K，但不會有T的子樹包含K。 所有的關鍵字查詢技術都是把我們定義好的關系數據庫當做一個數據圖G，圖G的節點是以元祖、關鍵字表示的。在我們進行查詢時，不同元祖間的連接是通過外鍵實現，所以在它們之間就有一條邊存在。若一條元祖t有關鍵字k，那么t和k間就有連接存在。所以，一個關鍵字查詢的結果其實就是一個圖G的子樹，該子樹是圖G關于關鍵字K的簡化，也就是簡化子樹。簡化子樹的生成主要有兩種方法：“基于數據圖的方法”和“基于模式圖的方法”。

2.2 基于數據圖的方法

數據庫關鍵字查詢技術的大多數研究都是采用了基于數據圖的方法來生成簡化子樹。這種方法就是對數據圖直接處理，從中枚舉簡化子樹，首先，把數據圖看成一個帶權重的數據圖，并且假設數據圖已經被物化；其次，利用數據圖中的節點（元組）和邊（元組之間的主外鍵關聯）的權重，作為關鍵字查詢找到top-k個代價最小的簡化子樹。

2.3 基于模式圖的方法

利用數據庫模式創建連接表達式，再在DBMS上執行連接表達式對應的SQL語句得到結果，具體的步驟為：第一步，枚舉所有可能包含查詢結果的連接表達式，在枚舉連接表達式時會對該表達式的尺寸做一個限制。若表達式尺寸太大，就說明包含的連接數目很多，那么這兩個元祖之間會產生大的距離。那么，即使這兩個元祖之間存在連接關系，但是實際的意義不是很大；第二步，根據相應的規則把第一步得到的連接表達式轉化為SQL的查詢語句，然后在對應的數據庫上執行，要么SQL語句直接在DBMS上執行，要么在中間件上執行SQL語句，而中間件位于RDBMS層之上。因為要處理大量的關系代數表達式，所以許多研究都采用基于中間件的方法。

3 結 語

越來越多的用戶需要通過互聯網訪問在線數據庫來獲取信息。因此，本文主要針對數據庫關鍵字查詢技術做了一個簡單的分析和介紹，主要包括的內容有數據庫關鍵字查詢技術的核心思想，緊接著引出了關鍵字查詢的兩類方法，分別是基于數據圖的方法和基于模式圖的方法，并對這兩類方法做了介紹，并比較了各自的優缺點，解決了傳統意義上的數據庫查詢技術所遇到的問題，具有一定的理論和實踐價值。

參 考 文 獻

[1] 薩師煊， 王珊 . 數據庫系統概論（第三版）[M] . 高等教育出版社，2000.

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[4] 王珊，張俊， 彭朝暉，等. 基于本體的關系數據庫語義檢索[J] . 計算機科學與探索，2007（1）：63-82.

[5] 朱凡微，吳明暉，金蒼宏，等. 基于關鍵字的數據庫搜索研究綜述[J].計算機應用研究，2008（11）：44-48.

Research on keywords search technology in database

YANG Fang-ping

（School of Information Engineering， Longdong University， Qingyang 745000， China）

Abstract： With the development and interaction of IOT and database technology， more and more users need to access online databases to get all kinds of information. In this process the data in the database is need to be queried， therefore， the user should master some structural query language of SQL， and also have some knowledge and understanding about the database schema. But in fact， most of users can not use structural query language or understand the database schema. So， a very natural user requirement of querying based on keywords in database is generate. The keyword-based queries in database are briefly analyzed and discussed.

Keywords： query； SQL； mode pattern； keyword； simplified sub-tree