[논문]역 색인을 이용한 경로 질의 기반 대용량 XML문서 검색

문경원; 황병연

[국내논문] 역 색인을 이용한 경로 질의 기반 대용량 XML문서 검색
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문경원 (가톨릭대학교 컴퓨터공학과) , 황병연 (가톨릭대학교 컴퓨터공학과)

1998년 XML 문서 표준이 제안된 이래, 다양한 응용 분야에서 XML은 데이터를 표현하는 표준으로 자리잡아 가고 있다. 특히, 인터넷상의 많은 데이터들이 XML 형태로 작성되고 변환됨에 따라 다량의 XML 데이터가 생성되고 있다. 따라서 현재 XML 문서의 저장 및 질의 처리 기법의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 기존의 연구는 대용량 XML 문서를 다루기에는 미흡한 점이 있다. 본 논문에서는 인터넷상의 널리 퍼져있는 방대하고, 다양한 구조의 XML문서들을 대상으로 패스 기반 질의를 빠르게 처리할 수 있는 검색 기법을 제안한다. 제안된 기법은 인터넷상에 산재해 있는 여러 XML 문서를 관계형 데이터베이스에 효율적으로 저장하고 질의를 통해 인터넷상 XML 문서의 엘리먼트를 빠르게 검색하는데 주안점을 둔다. 먼저, XML 문서를 관계형 데이터베이스에 효율적으로 저장하는 계층형 XML 저장 기법을 제안하고, 정보 검색 시스템에서 많이 사용하는 역 인덱스를 사용하여 저장된 XML 문서에 대한 검색 성능을 향상시킨다.

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문제 정의

이는 스키마가 정해져 있지 않고 다양한 형태의 XML 문서가 사용되는 인터넷 검색엔진과 같은 대용량 환경에서의 응용이 고려되지 않았음을 의미한다. 따라서 본 논문에서는 인터넷상에 널리 방대하게 사용되고 있는 다양한 형태의 XML 문서들을 다루는 방법에 관한 연구에 초점을 두었다.
본 연구는 인터넷 환경에서 전형적으로 존재하는, 다양하고 방대한 양의 XML 문서들의 검색에 초점을 두었다. 제안한 기법의 주요 기술은 관계형 데이터베이스 기반 방법과 역 인덱스 기법을 혼용한 경로 검색 기법이다.

제안 방법

계층적 저장 구조는 XML의 계층적 구조를 잘 반영하는 구조로 관계형 데이터베이스에 저장된다. XRel에서는 Element, Text, Attribute에 대한 각각의 테이블을 두어 경로 질의 시 Equi-Join을 통해 위의 테이블들을 조인해서 결과를 도출하지만, 본 논문에서는 계층적 저장구조를 사용함으로써 다수의 테이블을 하나로 통합하였다. 또한, XRel에서와 같이 XML 문서에서 추출한 경로들을 따로 보관하지 않아 저장 공간의 효율을 높일 수 있었다.
본 논문에서 제안한 기법은 XRel[2]과 같이 관계형 데이터베이스를 기반으로 한다. 그러나 XRel과 같이 경로 질의에 대해 저장된 경로 전체의 비교를 통해 결과를 얻어내는 것이 아니고, 역 인덱스를 유지하여 경로 비교 연산을 현저히 줄임으로써 질의 수행 속도를 개선한다.
또한, XRel은 문서의 모든 경로를 저장하는 path테이블을 유지하는데, 문서의 개수가 증가하면 상당히 큰 저장 공간의 낭비를 초래하게 된다. 이러한 문제점을 본 논문에서 제안한 계층적 저장구조와 역 인덱스를 사용하여 저장 공간을 줄였다.
제안하는 기법에서 XML 데이터를 저장하는 기본적인 방법으로 계층적 저장 구조를 사용한다. 계층적 저장 구조는 XML의 계층적 구조를 잘 반영하는 구조로 관계형 데이터베이스에 저장된다.
제안한 기법의 주요 기술은 관계형 데이터베이스 기반 방법과 역 인덱스 기법을 혼용한 경로 검색 기법이다. 앞으로 인터넷 XML 검색엔진 등의 대용량 환경에서 다양한 활용이 기대된다.

대상 데이터

keyword로 사용한다. 전통적인 역 인덱스와 마찬가지로 본 논문에서 사용하는 역 인덱스는 그림 3과 같이 keyword와 포스트 리스트의 쌍으로 구성된다.

성능/효과

XRel에서는 Element, Text, Attribute에 대한 각각의 테이블을 두어 경로 질의 시 Equi-Join을 통해 위의 테이블들을 조인해서 결과를 도출하지만, 본 논문에서는 계층적 저장구조를 사용함으로써 다수의 테이블을 하나로 통합하였다. 또한, XRel에서와 같이 XML 문서에서 추출한 경로들을 따로 보관하지 않아 저장 공간의 효율을 높일 수 있었다.
역 인덱스 기반 방법의 연구는 관계형 데이터베이스와 혼용하여 사용되는 사례가 많은데, XML질의를 SQL로 변환하여 질의 처리를 하는 시스템[10, 11]에서 많이 사용한다. 본 연구에서도 대량의 XML 문서를 관계형 데이터베이스에 저장하고, 경로에 대한 역 인덱스를 유지하여 검색 속도를 향상하였다.

후속연구

제안한 기법의 주요 기술은 관계형 데이터베이스 기반 방법과 역 인덱스 기법을 혼용한 경로 검색 기법이다. 앞으로 인터넷 XML 검색엔진 등의 대용량 환경에서 다양한 활용이 기대된다.
향후 과제로는 대량의 XML 문서를 대상으로 하는 경로 축약 기법에 관한 연구가 필요하다.

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