为了可靠而有效地管理XML数据，出现了两种类型的XML DBMS：支持XML的DBMS和原生XML DBMS。前者将树状半结构化的XML数据转换为表状结构化的关系数据，这种转换要求XML文档具有完整的模式，且在XML数据的存取过程中会产生许多问题。后者基于专门为XML数据设计的数据模型，这种数据模型保留了XML数据的树状结构，允许保存没有模式的XML文档。因此原生XML DBMS越来越受到人们的重视。原生XML DBMS可以分为两类：依赖于模式的原生XML DBMS和独立于模式的原生XML DBMS。与依赖于模式的原生XML DBMS相比，独立于模式的原生XML DBMS实现起来要困难得多，而这方面的研究才刚刚开始。本文分析了目前这种DBMS的研究现状，对这种DBMS进行了研究。 1.给出了这种DBMS的一个总体框架和数据库管理器的概念模式结构。通过这种概念模式结构，系统可以有效地支持来自多个异构数据源的外部数据。研究了DBMS的核心部件：查询处理器、存储管理器和数据库管理器，其中数据库管理器由数据管理器，索引管理器和模式管理器组成。 2.为XML数据设计了一个逻辑模型。基于这个模型，定义了树代数来处理和优化XML查询语句，讨论了如何将一个查询语句转换为一个树代数操作表达式。本文的树代数改进了现有树代数的不足。 3.讨论了查询优化的策略。为了执行树代数操作，本文基于结构连接定义了一个物理操作集，并描述了如何将树代数操作转换为物理操作。物理操作定义了基本的执行单元。对于结构连接，文中提出了基于分层编码方案的结构连接算法，这种算法优于其它算法。 4.本文提出的分层编码方案，能够满足结构连接的需要并能支持大量频繁的更新。基于这种编码方案，文中还建立了索引的逻辑结构。最后，设计了XML数据的存储模型和索引的存储模型，并给出了底层存储管理器的框架。