随着互联网的发展,诸如文本、图片、视频、音频的非结构化数据越来越多,为了存储管理这些海量的非结构化数据,出现了各种非结构化数据管理系统。非结构化数据的查询处理和查询优化问题成为非结构化数据管理系统中的一个重要问题。非结构化数据的查询相对于结构化数据的查询主要多出了两种重要操作,即相似性检索和相似性连接。本文首先综述了能够处理非结构化数据的NoSQL数据库和可以支持分布式查询的Hive,还综述了相似性检索和相似性连接的概念、分类和算法。针对非结构化数据管理系统中的查询处理和查询优化问题,本文结合D-Ocean非结构化数据管理系统提出了非结构化数据查询处理的框架D-Search。它具有既能支持非结构数据的相似性检索和相似性连接,又能支持简单的结构化数据查询,还具有针对非结构化数据的基于准则的优化和基于代价估算模型的优化方式。本文还针对相似性检索和相似性连接两种非结构化数据的查询操作,分析它们的查询处理流程和查询算法,给出了进行代价估算的方案,并设计实验验证这些查询处理流程的可行性和方案的代价估算方案的合理性。最后本文还针对文本的主题相似性连接,提出了基于KL距离的相似性连接,给出了一些可行的算法并用实验比较算法之间的效率。