由于XML数据具有不同于传统数据形式的特点,使得传统的数据库技术不能有效地发挥作用,因此需要针对其特点研究新的处理方法。作为XML数据处理中最重要问题之一的查询操作已经成为了当前研究的热点。为了解决XML路径查询处理中的关键技术问题,为大规模的XML查询应用提出切实可行的解决方案,本文分别对查询处理中的元素节点编码方案和结构连接算法两方面技术进行了研究。首先,针对目前大部分编码方案不能很好地支持文档更新的问题,本文提出了一种基于区域的动态编码方案DNS(Dynamic Numbering Scheme)。该方案通过以实数代替整数对文档进行编码能够利用连续数值间的区域为新插入的节点或子树编码,有力地支持了文档的更新。同时提出了DNS动态再分配算法,该算法能够根据文档的更新情况动态调整XML文档树中部分节点的编码,从而进一步提高了对文档的更新性能。其次,针对结构连接操作的高效实现问题,在区域编码的基础上,本文提出了一种改进的基于划分的结构连接算法PBJ(Partition Based Join)。该算法通过在连接过程中设立栈的机制有效地解决了已有算法中存在的数据复制问题;并利用内存缓冲数而非有效内存的大小对输入数据集合进行划分,有效地提高了算法的I/O性能;同时针对内存中结构连接的效率问题,提出了Inverse Tree的结构,通过对内存中的祖先输入集合建立该结构,可以高效地在子集合间进行结构连接,从而进一步提高了算法的执行效率。最后,本文在Native XML数据管理原型系统Orient-X基础上进行了一系列实验,实验结果表明本文的动态编码方案DNS和结构连接算法PBJ都具有良好的执行性能。