XML正在取代HTML成为互联网上信息发布和交换的标准.与HTML相比,XML简单,自我描述,实现了内容、结构和表现三者的分离,更适合于数据表示和交换.近来,XML在各种应用中得到了广泛的使用,Web上涌现了海量的XML数据.为了有效地加工、分析和处理XML数据,研究者们已经提出了各种XML的查询语言和存储管理技术.在存储管理XML的各种可能的方式中,基于关系数据库的XML数据存储和文件系统存储成为了两种最为流行的方式,受到了广泛的关注.然而,XML和传统的关系数据与文本信息在数据模型、查询语言和应用场景等方面存在着较大的差异,处理XML数据给传统的存储和查询技术带来了许多新的问题和挑战.针对XML数据管理带来的新问题,该文研究了XML数据在关系数据库中保持语义的存储模式、XML数据在关系数据库中的路径索引、XML数据转换和相关索引等关键技术,提出了有效的算法并在原型系统中加以实现.该文的主要贡献总结如下:1)在结构化映射的基础上综合的考虑了DTD和XML键,得出映射到可保持键约束的关系模式的规则,并在此规则上把XML键保持约束关系地映射成关系数据库上的函数依赖.从而可以把XML文档保持约束完整性地存储到关系数据库中.2)为了降低关系数据库中构建结构化映射的空间开销,提出了基于给定查询负载的查询代价,设计最优的路径索引模式的方法.3)定义了EXTG-一种灵活的XML转换方法,并且实现了在Web服务环境中转换的XML数据到指定的模式.4)提出在XML转换中为中间结果建立索引.因为在许多查询过程中中间结果会被反复查询,所以建立中间结果的索引可以很好的提高查询的执行效率.5)设计了一种新的适用于XML转换查询的索引结构,FIXT.该索引不但能有效的加快查询效率,而且易于抽取和重构子索引.提出了在XML转换中应用FIXT的一些优化方法.这些方法也同样适用于其它的转换语言.