随着计算机、通信和网络技术的不断发展以及XML技术的日益成熟,以XML作为载体的Web信息量增长快速、访问日趋频繁。但网络和移动计算环境存在的带宽限制、频繁断接性等缺陷,造成了Web环境中分布式或C/S访问模式下信息存取和查询处理的瓶颈。本课题针对上述背景提出了一种基于XQuery和语义缓存的查询处理技术,旨在减少对Web信息和分布式XML数据源的访问次数以及网络数据的传输延迟,从而提高Web环境下的数据查询性能。本文的研究内容主要有:1.研究了XQuery查询核心语法子集的语义及其特征,提出了XQuery查询的规范化规则,简化了查询的表现形式,降低了查询匹配和重写的复杂度;2.通过对XQuery语义的深入研究,解析由XQEngine查询引擎生成的抽象语法树,并对其进行相应的处理,构造了能够精确刻画XQuery语义的树型结构语义抽象树(SAT)和标签关系树(TRT);3.研究和分析了现有查询匹配技术,针对FWR表达式以变量为中心的特点,借鉴了传统树型同态算法的核心思想,提出了基于SAT同态的查询匹配条件,并给出了相应的算法;4.根据FWR查询块的嵌套层次,设计了一种基于TRT的查询重写方案,并对其进行了优化,提出了基于反向匹配的重写算法,降低了查询重写实现的复杂度;5.针对XML数据及XQuery语言的特点,提出了结合路径表达式的缓存替换策略,为缓存腾出空间的同时保证了其命中率。本文最后实现了一个基于上述技术的客户端XQuery语义缓存,并在C/S访问模式下对查询处理和语义缓存管理进行了性能测试和分析。从实验结果可以看出,基于XQuery和语义缓存的查询处理技术能有效地提高Web环境下XML数据的查询性能。