XML以其强大的功能,在计算机领域得到了广泛的应用,已经成为信息描述和交换的一种标准技术。XQuery被设计用来查询XML数据,树模式查询作为XQuery查询的核心,其查询效率问题成为一个重要的研究方向。树模式查询的效率主要与树模式对XML文档中结点的匹配算法以及树模式本身的大小和复杂程度有关。目前主要有两种提高树模式查询效率的方法:一是通过采用不同的数据结构和相关的编码技术来修改树模式在XML文档中的匹配算法,从而提高数据的查询效率;二是从优化树模式本身出发,通过树模式最小化提高查询效率。本文的工作是通过对树模式进行优化从而提高查询效率的。树模式优化包括无约束和有约束的树模式优化方法,其中有约束的优化方法主要基于XML Schema特征进行优化,该方法存在的主要问题是针对不同的约束,需要编写不同的算法,方法的可扩展性和正确性得不到保证。时态逻辑及模型检查技术已经成功用于XML查询领域,本文主要研究基于时态逻辑的树模式优化技术。针对研究组已经提出的树模式优化规则描述语言ORS在优化类别方面的局限性:仅支持四种优化动作,本文首先对ORS语言从语法和语义两方面进行了扩充,增加了8条新的优化规则。扩充之后的ORS语言称之为ORS+,ORS+能够表达更多种类的优化规则。其次对ORS+表达的优化规则进行了编码实现,并将ORS+处理平台集成到ORS平台上。最后,为了方便使用方法,本文开发了树模式优化动作生成的图形工具,只要输入树模式文件、XML Schema文件、用ORS+描述的优化规则文件,工具便会输出优化动作列表。