国际互联网协会推出了可扩展标记语言XML作为互联网上的一种重要的数据表示和交换标准之一，在电子商务、远程教育、数字图书馆等诸多领域有着十分广泛的应用。XML的模式设计是XML应用的基础，同传统数据库一样，XML模式设计不合理会导致数据冗余和异常操作，甚至产生无效的模式。虽然XML的相关规范对XML模式的基本语法规则做出了约束，但是仍不能满足XML模式规范化的需求。目前，关于XML规范化理论的研究工作还比较分散，而且这些研究的侧重点各有不同，尚未形成比较成熟和完善的XML模式规范化理论体系。随着XML的广泛应用和XML文档数据量的与日俱增，如何规范化XML模式的设计，成为一个十分值得研究的重要课题。　　传统的XML函数依赖研究是建立在整个模式的基础上，XML模式越庞大，分析就越困难。为此，在XML模式中引入子模式的概念，子模式是模式中具有自含性的元素和属性定义的集合。在子模式的基础上，采用一种适合XML文档的元组模型，XML元组是模式或子模式映射到XML文档上的一个最简实例，它是分析XML模式的基本工具，不仅适用于分析XML文档或文档局部，而且适用于分析基于同一模式的XML文档集合。通过子模式和XML元组，建立XML函数依赖关系及其推理规则集，XML函数依赖是满足子模式的XML元组中节点集之间的一种数据依赖关系，同时也能够从函数依赖的角度对XML码机制进行描述。　　针对XML模式设计中存在的问题，将XML模式的规范化划分为三个级别:一是基本规范化，要求XML的模式定义必须遵循XML的相关规范，基本规范化是从语法的角度来约束XML模式;二是结构规范化，针对XML模式结构上的特点，从结构层面来约束XML模式的设计，使XML模式设计在结构上具有合理性;三是语义规范化，数据依赖是语义的一种重要描述形式，因此，分析函数依赖对XML模式设计的影响，避免数据冗余和操作异常是语义规范化的重要内容。　　针对XML模式设计在结构上的异常现象，采用两种结构约束来规范XML模式的设计。一是有效性约束，要求XML模式能够实例化为XML文档，满足有效性约束的XML模式属于第1XML范式，有效性约束确保XML模式定义是有意义的;二是良构性约束，要求XML模式及其子模式都能够实例化为XML文档，满足良构性约束的XML模式属于第2XML范式，良构性约束确保XML模式及其子模式都是有意义的，因此，第2XML范式是比第1XML范式更高的一种范式。同时，还利用元素关系图来分析和判定两种结构范式与规范化的方法。　　在语义规范化方面，数据冗余和操作异常现象是XML模式规范化的主要问题，为此，着重分析了基于函数依赖的语义规范化问题。在结构规范化的基础上，通过消除隶属函数依赖，使XML模式达到第3XML范式;通过消除隶属函数依赖和传递函数依赖，使XML模式达到第4XML范式;通过将子模式和XML元组模型应用于现有的一种XML范式，并对其进行扩展，消除重复的被决定因素实例，使XML模式达到第5XML范式。语义规范化是建立在结构规范化基础上的。纵观第1～5XML范式，可以看出低范式到高范式要求越来越严格，反过来高范式是依次属于低范式。通过模式分解和重构的方法，可以使XML模式由低范式向高范式晋升，从而达到模式规范化的目的。　　通过对XML模式设计特点的分析，以XML元组和函数依赖为工具，从结构和语义两个方面来规范XML模式的设计，借鉴和整合现有的研究工作，在XML规范的基础上建立了一套适合XML模式规范化的基本理论。