Web Engineering. XML und Co. XML, (X)HTML und SGML I

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1 XML, (X)HTML und SGML I Web Engineering i Teil 5: XML und Co DHBW Stuttgart, Campus Horb Studienbereich Informationstechnik Studiengang IT Dozent: Antonius van Hoof DHBW Stuttgart, Campus Horb 1 Ursprung aller dieser Sprachen: SGML Standard Generalised Markup p Language, g g, ISO 8879:1986, entwickelt von Charles Goldfarb (IBM) Zentral: Trennung von Inhalt, Struktur und Layout SGML: Markup des Inhalts DTD: Document Type Definition, Definition der Struktur eines Dokuments DSSSL: Document Style Semantics and Specification Language, ISO/IEC 10179:1996, 1996 Layout Definition iti HTML, HyperText Markup Language ist im strikten Sinne eine DTD (<!DOCTYPE> Statement), die die SGML- Markup für Hypertextdokumente festlegt Problem mit HTML: Nutzt die volle Komplexität von SGML: Parsereffiziens leidet darunter HTML weicht mit Layout-Anweisungen die Trennung von Inhalt, Struktur und Layout wieder auf!! Damit einhergehend: Ungenügende Darstellungsmöglichkeiten DHBW Stuttgart, Campus Horb 2 XML, (X)HTML und SGML II XML, (X)HTML und SGML III Lösung: XML extensible Markup Language Standard gepflegt von World Wide Web Konsortium Definitorisch eine reine Untermenge von SGML, ausgerichtet t auf effiziente i Verarbeitung XHTML HTML SGML Für Webanwendungen wurde zusätzlich zu XML entwickelt: CSS Cascading Style Sheets als flexible Layout-Sprache XHTML extensible HyperText Markup Language Eine Re-Definition von HTML voll konform zur XML-Standard, selbstverständlich ohne style/format-anweisungen XML Für sonstige (u.a. datenbasierte) Anwendungen wurden weitere Sprachen definiert: Schema-Sprachen (u.a. XML-Schema) zur Definition von Datenstrukturen (inkl. ausgeklügelter Apparat zur Datentypisierung) als Alternative zu DTD XSL extensible Stylesheet Language zur Transformation von Strukturen (XSL-T) und Definition iti von Layout (XSL-FO, Formatting Objects) t ) DHBW Stuttgart, Campus Horb 3 Inhalt Struktur Layout SGML DTD DSSSL XML XML-Schema CSS, XSL-T, XSL-FO DHBW Stuttgart, Campus Horb 4

2 XML - Kernstandards und -technologien XML Inhalt Klassischer Datensatz 15344,AK1562,50023,"XML-Bibel",1,29.50,EURO,,,,, XML-Datensatz (Quelle: Thränert, U Leipzig) <order id="15344"> <kaeufer>otto Huber</kaeufer> <order_details> <order_item item_id="1"> <buch id="50023"> XML-Bibel </buch> <autor>hans Meier </autor> <preis value="29.50" unit"euro" /> </order_item> </order_details> </order> DHBW Stuttgart, Campus Horb 5 DHBW Stuttgart, Campus Horb 6 Strukturiertheit von Dokumenten XML-Elemente Unstrukturierte Daten: Daten ohne Struktur (Strukturbeschreibung), keine Struktur aus dem Dokument selbst zu gewinnen (Bsp. viele Texte, Bilder...) Strukturierte Daten Daten entsprechen festen Schema, bei Änderungen am Schema müssen auch die Daten geändert werden (Bsp. relationale Datenbanken) Semi-strukturierte Daten Struktur muss nicht von vorneherein vorgegeben sein, kann sich auch aus den Daten ergeben ("embedded") Struktur kann nur teilweise bekannt sein oder muss sich nicht an ein fest vorgegebenes Schema halten. Struktur kann irregulär sein: Attribute können zu einem Objekt existieren, zu einem andere Objekt gleichen Typs jedoch nicht Inhaltlich gleiche Attribute bei Objekten verschiedenen Typs Daten können auch einfach fehlen XML kann Inhalte mit unterschiedlichem Strukturiertheitsgrad darstellen DHBW Stuttgart, Campus Horb 7 Elemente sind die grundlegenden Komponenten eines XML-Dokuments. Sie werden durch beliebige Namen repräsentiert, die in spitze Klammern eingeschlossen werden: <elementname> Mit der Definition eines neues Elements definiert man einen neuen Tag (sowie den zugehörigen Abschluss-Tag) Elemente können innerhalb von anderen Elementen definiert werden (- > Hierarchien, Baumstruktur). DHBW Stuttgart, Campus Horb 8

3 Bestandteile eines XML-Dokuments Anatomie eines XML-Dokuments Auszeichnungen (Tags) immer paarweise: öffnender und schließender Tag <Buch>Bohlen, D.: Nichts als die Wahrheit, 2003</Buch> Tags können hierarchisch geschachtelt werden Tags dürfen nicht ineinander "verschränkt" werden <Buch> <Autor>Bohlen, D.</Autor> <Titel>Nichts als die Wahrheit</Titel> <Jahr>2003</Jahr> </Buch> Tags können mit Attributen versehen werden häufig zur Spezialisierung eines Tag verwendet nur für öffnende Tags erlaubt (werden innerhalb des Tag geschrieben) Form: attributname="attributwert" <Buch Typ="Biografie"> <Autor>Bohlen, D.</Autor>... offer store book name url isbn title il price author type amount currency firstname lastname <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <!-- This is just a comment--> <offer> <store> <name>amazon</name> <url> </store> <book isbn=" "> <title>teach yourself XML in 21 days</title> <price type="retail"> <amount>23.99</amount> <currency>usd</currency> </price> <author> <firstname>simon</firstname> <lastname>north</lastname> </author> <author> <firstname>paul</firstname> <lastname>hermans</lastname> </author> </book> </offer> DHBW Stuttgart, Campus Horb 9 DHBW Stuttgart, Campus Horb 10 Beliebige Arten von Daten darstellbar Daten müssen sich nicht auf die Vorstellung von einem Dokument und seine Darstellung für den Menschen beziehen beliebige Daten möglich <Messwert> <Station>MS345</Station> <Druck>1044</Druck> <Temperatur>284</Temperatur> </Messwert> Lesbarkeit durch Menschen ist intendiert (normale Textdarstellung) aber nicht das Hauptziel DHBW Stuttgart, Campus Horb 11 Vermeidung von Namenskonflikten durch Namensräume (Namespaces) Problem: werden Daten aus unterschiedlichen Bereichen oder Anwendungen im selben Dokument gespeichert, kann es zu Namenskollisionen kommen quote (Aktienkurs) quote (Literatur) Dies führt zu Datenkorruption, bzw. zu Probleme bei der anschließenden Definition von Dokumenttypen (DTD) oder Datentypen (Schemata) Lösung: Ähnliches Konzept wie bei Programmiersprachen es werden Namensräume (Namespaces) definiert, die den Gültigkeitsbereich eines Tag-Names bestimmen Ein Namensraum wird als URI/URL definiert Elemente eines Namensräumes erhalten zur eindeutigen Kennzeichnung einen Präfix, der als Abkürzung für den Namensraum dient DHBW Stuttgart, Campus Horb 12

4 Deklaration und Nutzung eines Namensraumes Deklaration eines Namensraumes innerhalb eines beliebigen Elements mittels Attribut xmlns (Häufig aber im Wurzelelement): <namensraum:element xmlns:namensraum=" Bezeichnung des Namensraums (URI wie Präfix) ist frei wählbar. Es dürfen innerhalb eines Elements sogar mehrere Namensräume deklariert werden. Gültigkeitsbereich eines Namensraumes erstreckt sich über das Element in dem er definiert wurde und allen Unterelementen dieses Elementes. Wenn kein Präfix bei der Deklaration angegeben wird, ist die URI der Defaultnamensraum DHBW Stuttgart, Campus Horb 13 Verwendung von Namespaces (I) <atag xmlns:edi=' <edi:price units='euro'>32.18</edi:price> </atag> Tag-Name wird generell über zwei Stufen (Präfix, URI) eindeutig gemacht URI ist nur Namenskonvention, wird nicht ausgewertet! XML-Element <price></price> Präfix für Namespace (edi) URI für Präfix ( chema) DHBW Stuttgart, Campus Horb 14 Verwendung von Namespaces (II) <wurzel xmlns=" xmlns:foo=" o <a> xxxxxxx <foo:b>yyyyyyy <baz:c xmlns:baz=" zzzzzzzzzz myuri: {wurzel, a, d} <d>uuuuuuuuuuu</d> youruri: {b} </baz:c> oururi: {c} </foo:b> 3 Namensräume deklariert </a> kann nur innerhalb von Element c verwendet werden </wurzel> sowie können innerhalb von Element Wurzel und damit im ganzen Dokument verwendet werden ist default Namensraum: wenn Element ohne Präfix auftaucht gehört es in diesem Raum. DHBW Stuttgart, Campus Horb 15 Verwendung von Namespaces (III) <atag xmlns:foo=' org/schema'> <foo:price units='euro'>32.18</foo:price> </atag> Versus <atag xmlns:bar=' <bar:price units='euro'>32.18</bar:price> </atag> Das Element price existiert trotzt unterschiedlicher Präfixnutzung nur in einem Namensraum, nl. DHBW Stuttgart, Campus Horb 16

5 Exkurs: Internetexplorer und HTML innerhalb einer XML-Datei Wohlgeformtheit von XML-Dokumenten <?xml version="1.0"?> <?xml-stylesheet type="text/css" text/css?> <html:html xmlns:html=" <html:head> <html:title>html innerhalb XML mittels Namensraum </html:title> </html:head> <html:body> <html:h1>html h1>html innerhalb XML mittels Namensraum</html:h1> h1> <html:p>dies ist eine <html:b>xml</html:b> Datei</html:p> </html:body> </html:html> [Funktioniert nur mit MS-IE; Dieser Browser erkennt den Namensraumpräfix "html:", aber keine andere (keine Prüfung der URI)] DHBW Stuttgart, Campus Horb 17 Wohlgeformtheit bedeutet syntaktische Korrektheit eines XML- Dokuments Regeln: Alle XML-Elemente (außer leeren Elementen) müssen durch paarweise Start-/Ende-Tags gekennzeichnet werden Elemente können Text, andere Elemente oder eine Mischung aus beidem enthalten leere Elemente können durch Tag-Paare wie <empty></empty> oder abgekürzt durch Schrägstrich am Tag-Schluss <empty /> dargestellt werden Tags müssen korrekt geschachtelt werden: jedes Element muss geschlossen werden, bevor ein weiteres Element der selben oder der darüber liegenden Ebenen geöffnet oder geschlossen werden kann Attribute müssen in der Form attributname="attributwert" mit Anführungszeichen geschrieben werden Groß-Kleinschreibung muss beachtet werden (<Hotel> <hotel>) DHBW Stuttgart, Campus Horb 18 Wohlgeformtheit - Elementnamen Elementnamen bestehen aus Buchstaben, Zahlen, Bindestrich, i Punkt oder Unterstrich (Underscore) Elementnamen beginnen mit Buchstaben oder Unterstrich dürfen nicht mit "xml" (in beliebiger Groß/Kleinschreibung) oder mit einer Zahl beginnen und dürfen kein Leerzeichen enthalten Doppelpunkt nur zur Spezifikation von Namensräumen erlaubt DHBW Stuttgart, Campus Horb 19 Finden Sie die Verstöße gegen die Wohlgeformtheit <italic> <bold> Reiseplan </italic></bold>... <Reise> <Abschnitt> <von>duisburg></von> <nach>mannheim></nach> <Zug-Nr>ICE234</Zug-Nr> <Abschnitt> <von>mannheim></von> <nach>münchen></nach> </abschnitt> <von>münchen</von> <nach>salzburg</nach> </Reise>... DHBW Stuttgart, Campus Horb 20

6 Spezielle Markups Validierung von XML-Dokumenten <?xml?> XML-Deklaration Mit Encodingsdeklaration, ein Attribut der XML-Deklaration, ist es möglich Umlaute direkt zu verwenden: <?xml version="1.0" encoding= ISO ?> <!DOCTYPE> Dokumententypdefinition, Angaben zur DTD <??> Processing Instruction ti wird nicht vom XML-Parser geparst sondern an weitere Programme übergeben <!-- Kommentar --> DHBW Stuttgart, Campus Horb 21 Die strengen Syntaxkonventionen erleichtern die Programmierung von XML Applikationen bereits erheblich wohlgeformte Dokumente Validierung erlaubt es zusätzlich, die möglichen Baumstrukturen einzuschränken valide Dokumente Validierung findet immer gegenüber einer Grammatik statt, d.h., ein valides Dokument ist wohlgeformt und konform zu einer vorgegebenen Grammatik Vorteile ganz wesentlich für den Informationsaustausch: Einigung auf gemeinsames Vokabular und Dokumentstruktur durch Festlegung einer zugrunde liegenden Grammatik Ein großer Teil der Fehlerabfragen kann so von der Applikation an einen Parser übertragen werden. DHBW Stuttgart, Campus Horb 22 Verwendung von Grammatiken zur Definition von Dokumenttypen DTD Wenn zwei Anwendungen ngen dieselbe Grammatik verwenden, enden haben sie dasselbe Verständnis der Daten für XML-Dokumente zwei unterschiedliche Methoden, um eine Grammatik zu beschreiben: Document Type Definition (DTD) XML Schema DTD ältere und bislang gebräuchlichere Methode, aber Einschränkungen z.b. eingeschränkte Menge Datentypen Probleme mit Namensräumen (Quelle: Thränert, U Leipzig) DHBW Stuttgart, Campus Horb 23 DHBW Stuttgart, Campus Horb 24

7 DTD Document Type Definition: Typ-Deklaration I DTD Document Type Definition: Typ-Deklaration II DTD Beispiel mit interner Dokumententypdeklaration: <?xml version="1.0" encoding="iso "?> <!DOCTYPE Grußwort[ <!ELEMENT Grußwort (Gruß, Sprecher)> <!ELEMENT Gruß (#PCDATA)> <!ELEMENT Sprecher (#PCDATA)> ]> <Grußwort> <Gruß>Hallo Welt!</Gruß> <Sprecher>Müller</Sprecher> </Grußwort> DHBW Stuttgart, Campus Horb 25 Das gleiche Beispiel mit externer Dokumententypdeklaration DTD-Datei: bsp_dtd.dtd: <?xml version="1.0" encoding="iso "?> <!ELEMENT Grußwort (Gruß, Sprecher)> <!ELEMENT Gruß (#PCDATA)> <!ELEMENT Sprecher (#PCDATA)> XML-Datei: bsp_dtd.xml: <?xml version="1.0" encoding="iso "?> <!DOCTYPE Grußwort SYSTEM "bsp_dtd.dtd"> <Grußwort> <Gruß>Hallo Welt!</Gruß> <Sprecher>Müller</Sprecher> </Grußwort> DHBW Stuttgart, Campus Horb 26 DTD Document Type Definition: Typ-Deklaration III Veröffentlichte externe Dokumententypdeklaration <!DOCTYPE wurzelelement l PUBLIC "Kennung""URI""URI der DTD"> Kombination extern intern möglich: <!DOCTYPE wurzelelement SYSTEM "uri" [ elemente] > Ein XML-Dokument ist wohlgeformt, wenn es konform XML-Syntax geschrieben ist Ein XML-Dokument ist valide, wenn es wohlgeformt ist und konform seines DTDs ist. Validierung mit Macromedia Dreamweaver oder Visual Studio (oder mit einem validierenden Parser (z.b. Xerces)) DHBW Stuttgart, Campus Horb 27 DTD: Elementdeklarationen I <!ELEMENT element (unterelemente)> #PCDATA steht für "Parsed Character Data", beliebige Zeichenketten (die selbst keine Tags enthalten dürfen); Blattknote im XML-Baum <!ELEMENT element (a,b,c)> element hat a und b und c als unterelemente, in dieser Reihenfolge <!ELEMENT element (a b c)> element hat entweder a oder b oder c als unterelement a? a kommt 1x vor, oder überhaupt nicht (0 oder 1 mal) a+ a kommt mindestens 1x vor (1 oder mehrere male) a* a kommt beliebig oft vor (0 oder mehrere male) Schachtelung: (((a b)*,c+)?,d) DHBW Stuttgart, Campus Horb 28

8 DTD: Elementdeklarationen II Gemischte Data: <!ELEMENT element (#PCDATA a b c)*> element darf a, b, c und Zeichenketten in beliebiger Reihenfolge enthalten <!ELEMENT element ANY> element kann beliebige Zeichenketten und weitere Tags enthalten <!ELEMENT element EMPTY> element ist ein leeres Element: </element> DHBW Stuttgart, Campus Horb 29 DTD: Attributdeklarationen <!ATTLIST zielelement attributname attributtype modifizierer> Modifizierer: i #REQUIRED #IMPLIED #FIXED "wert" "wert" Attributwert muss spezifiziert werden Attributwert kann unspezifiziert bleiben Attributwert ist festgelegt und kann vom benutzer nicht geändert werden Der Defaultwert des Attributs Attributtypen (die wichtigsten): CDATA Zeichenkette Aufzählung (a b c) ENTITY entity, in der dtd deklariert ENTITIES white-space getrennte liste mit entities ID eindeutiger Elementbezeichner IDREF der wert eines eindeutigen ID-typ-Attributs IDREFS white-space getrennte liste mit idrefs DHBW Stuttgart, Campus Horb 30 Beispiel... <!ELEMENT person (#PCDATA) <!ATTLIST person geschlecht (m w) #IMPLIED person pid ID #REQUIRED person kollegen IDREFS #IMPLIED person chef IDREF #IMPLIED >... DHBW Stuttgart, Campus Horb 31 Beispiel alternativ und in XML benutzt... <!ELEMENT person (#PCDATA)> <!ATTLIST person geschlecht (m w) #IMPLIED> <!ATTLIST person pid ID #REQUIRED> <!ATTLIST person kollegen IDREFS #IMPLIED> <!ATTLIST person chef IDREF #IMPLIED> <person pid="0815">m</person> <person pid="4711" chef="0815">q</person> <person pid="007" chef="0815">james Bond</person> <person geschlecht="w" pid= " chef="0815" kollegen=" "> Ms. Moneypenny</person>... DHBW Stuttgart, Campus Horb 32

9 DTD: Entities, Deklaration und Nutzung DTD: Entities, externe Definition Deklaration: <!ENTITY name "ersetzungszeichen"> Benutzung in der XML-Datei: &name; Beispiel: Deklaration <!ENTITY anrede "Sehr geehrte Damen und Herren,"> Benutzung: <inhalt> <gruss>&anrede;</gruss> <text>...</text> </inhalt> Beispiel: Deklaration <!ENTITY copyright " "> Benutzung: <copy>&copyright; BA-Horb</copy> DHBW Stuttgart, Campus Horb 33 Definition: <!ENTITY ExternalEntity SYSTEM "datei"> Benutzung in der XML-Datei: &ExternalEntity; kopiert den Inhalt der Datei datei datei mit xml-elementen an der stelle Beispiel: <!ENTITY thenews SYSTEM "news.txt"> news.txt: bla bla bla bla umu bla foo bla Benutzung in XML-Datei: <newstext>&thenews;</newstext> DHBW Stuttgart, Campus Horb 34 DTD: Parameter Entities Bedingte Definitionen Parameter Entities sind Entities, die im Gegensatz zu normalen Entities nicht in einer XML-Datei, sondern ausschließlich in einer DTD verwendet werden können (Sind als DTD-Interne Makros gedacht) Deklaration <!ENTITY % name "ersetzungszeichen"> Benutzung in der DTD %name; Explizit Definitionen in DTD nicht aufnehmen/berücksichtigen: <![IGNORE[ Definitionen ]]> Explizit it Definitionen iti in DTD aufnehmen/berücksichtigen hti <![INCLUDE[ Definitionen ]]> Nutzung nützlich in Verbindung mit Parameter Entities <!ENTITY % alternativ_1 ti 'INCLUDE' > <!ENTITY % alternativ_2 'IGNORE' > <![%alternativ_1;[ ]]> <![%alternativ_2;[ ]]> Umschalten der Includes/Ignores durch Tausch in den Parameter Entities DHBW Stuttgart, Campus Horb 35 DHBW Stuttgart, Campus Horb 36

10 Definition der Verwendung nicht-textueller Daten DTDs und Namensräume XML behandelt selbst nicht den Umgang mit nicht-textuellen Daten, sondern legt lediglich eine Erkennungsmechanismus fest für die XML benutzende Anwendung (und es gibt auch keine generelle Formatstandardisierung): NDATA (Nicht-xmlDATA), externe nicht geparste Entities Zwei Schritte (Beipiel): i Definition des (externen) Formats (hier: JPEG) <!NOTATION JPEG PUBLIC "ISO/IEC 10918:1993//NOTATION Digital it Compression and Coding of Continuous-tone t Still Images (JPEG)//EN" > oder <!NOTATION JPEG SYSTEM "bild/jpeg" > Weiterer Benutzung in der DTD: <!ENTITY bild_ba SYSTEM "BA.JPEG" NDATA JPEG > <!ATTLIST institution bild ENTITY #REQUIRED > Benutzung in der XML-Datei: <institution bild="bild_ba">...</institution> Es wird aber von dieser Nutzung abgeraten; Bessere Alternative ist Benutzung des XLink-Standards d (intuitiver i i weil HTML-ähnlich) h) DHBW Stuttgart, Campus Horb 37 DTD kennt das Konzept der Namensräume nicht. Wenn mit Präfixen in der XML-Datei gearbeitet wird, dann müssen die explizit in der DTD als Teil der Elementname deklariert sein Das würde bedeuten, dass mit Änderung der Bezeichnung eines Präfixes in einer XML-Datei Datei, diese nicht mehr valide ist bzgl. der DTD (Element nicht mehr erkannt) Abhilfe bieten die Parameter Entities: Mit ihnen kann man schnell in der DTD umschalten <!ENTITY % nspraefix "foo" > (für default namensraum "") <!ENTITY % nscolon ":" > (für default namensraum "") <!ENTITY % myelement "%nspraefix;%nscolon;myelement" > <!ELEMENT %myelement; (#PCDATA) DHBW Stuttgart, Campus Horb 38 Aufgabe XML-Schema Sprachen Definieren Sie eine DTD für eine Sammlung von Kontakten (Kontaktdatenbank). Verwenden Sie Attributierungen und (Parameter- )Entities. Sie brauchen Angaben wie: Name, Vorname, Firma, Firmenadresse (ggf. Str. oder Postfach), Telefon, Fax, Privatadresse, sowie Privattelefon usw. Geben Sie ebenso eine XML-Datei mit ein paar Kontaktdaten. Die XML- Datei soll valide sein bzgl. Ihres DTDs. Geben Sie ein DTD-Fragment, dass die Deklaration für das HTML-Tag Tag <IMG> gibt Versuchen Sie sich an eine DTD für XHTML (beim W3C können Sie mal nachschauen ob Sie es richtig machen) DHBW Stuttgart, Campus Horb 39 (Quelle: Thränert, U Leipzig) DHBW Stuttgart, Campus Horb 40

11 XML-Schema (XSD) Schwäche/Stärke DTD Nachfolger für DTDs Früher: XML zur Strukturierung von Dokumenten entwickelt, dadurch ist XML+DTD ziemlich eingeschränkt, z. B.: durch relativ einfache Datentypen: Elementinhalte: im Wesentlichen Zeichenfolgen (Parsed Character Data), Attributtypen: CDATA, ID, Aufzählungen, XML bietet keine Möglichkeiten Inhaltsbereiche genauer zu spezifizieren und automatisch zu validieren. Jetzt: zunehmend auch zum Austausch von Daten(-strömen) genutzt, hierzu wird jedoch eine größere Flexibilität erforderlich XML-Schema soll die Beschränkungen der DTD aufheben. (XSD = XML Schema Definition) DHBW Stuttgart, Campus Horb 41 Schwäche von DTD im Bezug auf Schema: DTD hat fast kein Data Typing insbesondere nicht für Elemente (Tag- Inhalte) DTD-Syntax ist kein XML-Syntax, braucht einen eigenen Parser Erweiterbarkeit und Skalierbarkeit k it von DTD sind schwach h Das Handling von Namensräumen ist nur mit Kniffe und Tricks möglich Behandlung von Reihenfolge und Anzahl von Kindelementen in "mixed Content" ist nicht möglich wie gewünscht Stärke von DTD im Bezug auf Schema: DTD ist einfach In DTD kann man Entities definieren, in Schema nicht. DHBW Stuttgart, Campus Horb 42 XML-Schema (XSD) Schemas / Schemata /Schema-sprachen Vorteile: Kein zusätzlicher DTD-Parser erforderlich, da XML-Schema selbst auch XML-Syntax verwendet, vielfältige vordefinierte Datentypen, komplexe Datentypen t Ableitung neuer Datentypen durch Restriktionen oder Erweiterungen, Verwendung von regulären Ausdrücken um Wertebereiche einzuschränken, erlaubt Definition von Integritätsbedingungen (unique, key) Verwendung verteilter Schemata Es gibt nicht ein Schema, sondern mehrere Schemas: Relax ( Schematron ( TREX - Tree Regular Expressions for XML ( DDML - Document Definition Markup Language, auch bekannt als Xschema ( p XML Schema definiert von W3C ( Es gibt noch weitere, die allerdings "auslaufen": Document Content Description (DCD) Schema for Object-Oriented Oeted XML (SOX) XML Data Reduced (XDR) Wir behandeln im weiteren W3C XML Schema DHBW Stuttgart, Campus Horb 43 DHBW Stuttgart, Campus Horb 44

12 Schema-Validität Ein XML-Datei ist Schema-valide wenn: Die Datei wohlgeformt ist (korrektes XML) Die Datei bzgl. Seines Schemas korrekt ist XML-Datei Beispiel: Purchase Order Schema Validatoren: Online W3C XML-Schema Validatoren: p// / / Java Packages für Schema Handling: Visual Studio kann ebenso XML-Dateien auf Schema-Validität prüfen DHBW Stuttgart, Campus Horb 45 DHBW Stuttgart, Campus Horb 46 XML Schema Beispiel Purchase Order (Teil 1) XML Schema Beispiel Purchase Order (Teil 2) DHBW Stuttgart, Campus Horb 47 DHBW Stuttgart, Campus Horb 48

13 XML - Kernstandards und -technologien Das Beispiel als Baum (Quelle: Thränert, U Leipzig) DHBW Stuttgart, Campus Horb 49 Typen Knoten im Baum: The root Elements Text Attributes Namespaces Processing instructions Comments DHBW Stuttgart, Campus Horb 50 XPATH Sprache zur Adressierung von Dokumententeilen Aktuelle Version vom (recommendation) Operiert auf der abstrakten, logischen Struktur des XML- Dokuments (Baum-Darstellung) Ermöglicht die Angabe von Objekten des Dokuments mittels Verwandtschaftsbeziehungen XPath Achsenausdrücke Wichtigste Beispiele für Achsenausdrücke child descendant parent ancestor following-sibling preceding attribute... Wesentliche Konstrukte Achsenausdrücke (Axes) Adressierungspfade (Location Paths) DHBW Stuttgart, Campus Horb 51 DHBW Stuttgart, Campus Horb 52

14 XPath Achsenausdrücke (II) Wichtigste Beispiele für Achsenausdrücke child descendant parent ancestor following-sibling preceding attribute XPath Achsenausdrücke (III) Wichtigste Beispiele für Achsenausdrücke child descendant parent ancestor following-sibling preceding attribute DHBW Stuttgart, Campus Horb 53 DHBW Stuttgart, Campus Horb 54 XPath Achsenausdrücke (IV) Wichtigste Beispiele für Achsenausdrücke child descendant parent ancestor following-sibling preceding attribute XPath Achsenausdrücke (V) Wichtigste Beispiele für Achsenausdrücke child descendant parent ancestor following-sibling preceding attribute DHBW Stuttgart, Campus Horb 55 DHBW Stuttgart, Campus Horb 56

15 XPath Achsenausdrücke (VI) Wichtigste Beispiele für Achsenausdrücke / child descendant parent ancestor following-sibling preceding attribute XPath Achsenausdrücke (VII) Wichtigste Beispiele für Achsenausdrücke child / descendant parent ancestor following-sibling preceding attribute DHBW Stuttgart, Campus Horb 57 DHBW Stuttgart, Campus Horb 58 XPath Achsenausdrücke (VIII) Wichtigste Beispiele für Achsenausdrücke child descendant parent ancestor following-sibling preceding attribute DHBW Stuttgart, Campus Horb 59 Sämtliche Axenausdrücke Axis: ancestor ancestor-or-self attribute child descendant descendant-or-self self following following-sibling namespace parent Selects From: The parent of the context node, the parent of the parent of the context node, the parent of the parent of the parent of the context node, and so forth back to the root node The ancestors of the context node and the context node itself The attributes of the context node The immediate children of the context node The children of the context node, the children of the children of the context node, and so forth The context node itself and its descendants All nodes that start after the end of the context node, excluding attribute and namespace nodes All nodes that start after the end of the context node and have the same parent as the context node The namespace of the context node The unique parent node of the context node preceding All nodes that t finish i before the beginning i of the context t node, excluding attribute t and namespace nodes preceding-sibling All nodes that start before the beginning of the context node and have the same parent as the context node self The context node DHBW Stuttgart, Campus Horb 60

16 XPath Adressierungspfade Was beinhalten Adressierungspfade Syntaktische Ausdrücke für den qualifizierenden Pfad Adressierungspfade werden gebaut mit /, //, ::, [, ] und Achsenausdrucken Verfolgen das Prinzip der schrittweisen Verfeinerung Quasi ein Navigieren durch den von den Elementen des Dokuments aufgespannten Baum Angabe von Kardinalitäten zur Qualifikation von Elementen möglich DHBW Stuttgart, Campus Horb 61 XPath Adressierungspfade (II) Beispiele für Adressierungspfade (jeweils nicht-abgekürzte und abgekürzte Notation) child::para para : alle para-elemente innerhalb des aktuellen Elements child::* * : alle Elemente innerhalb des aktuellen Elements : alle Attribute des aktuellen Elements child::para[position()=1] para[1] : das erste para-element innerhalb des aktuellen Elements /descendant::para[attribute::type="warning"] //para[@type"warning"] : alle para-elemente des aktuellen Dokuments, die ein Attribut»type«mit der Ausprägung»warning«besitzen DHBW Stuttgart, Campus Horb 62 Abkürzungen / Funktionen Abbreviation: Full:. self::node().. parent::node() name attribute::name // /descendant-or-self::node()/ self::node()/ Nach einem Achsenausdruck kann statt der Name einer Knote eine der folgenden Funktionen folgen: comment() selektiert eine Kommentarknote text() selektiert eine Textknote processing-instruction() instruction() selektiert eine <?...?>-Knote node() selektiert beliebiger Type Knote (Achtung!!: "*" selektiert nur Elementknoten) DHBW Stuttgart, Campus Horb 63 Weitere Funktionen Function: Return Type: Returns: position() number The position of the context node in the context node list; the first node in the list has position 1 last() number The number of nodes in the context node list; this is the same as the position of the last node in the list count(node-set) number The number of nodes in node-set. id(string1 string2 string3 ) key(string name, Object value) document(string URI, string base) node set node set node set A node set containing all the elements anywhere in the same document that have an ID named in the argument list; the empty set if no element has the specified ID. A node set containing all nodes in this document that have a key with the specified value. Keys are set with the top-level xsl:key element. A node set in the document referred to by the URI; the nodes are chosen from the named anchor or XPointer used by the URI. If there is no named anchor or XPointer, then the root element of the named document is the node set. Relative URIs are relative to the base URI given in the second argument. If the second argument is omitted, then relative URIs are relative to the URI of the style sheet (not the source document!). local-name(node set) string The local name (everything after the namespace prefix) of the first node in the node set argument; can be used without any arguments to get the local name of the context node. namespace-uri(node set) string The URI of the namespace of the first node in the node set; can be used without any arguments to get the URI of the namespace of the context node; returns an empty string if the node is not in a namespace. name(node set) string The qualified name (both prefix and local part) of the first node in the node set argument; can be used without an argument to get the qualified name of the context node. generate-id(node set) string A unique identifier for the first node in the argument node set; can be used without any argument to generate an ID for the context node. DHBW Stuttgart, Campus Horb 64

17 Boolsche Ausdrücke Beispiele =!= < (<) > <= (<=) >= and or not() true() false() Beispiel: //some_element[position()=1 and position()=last()] DHBW Stuttgart, Campus Horb 65 DHBW Stuttgart, Campus Horb 66 Zahlen und arithmetische Operatoren +, -, *, div mod, floor(), ceiling(), round() und sum() Beispiele: //some_element[position() mod 2 = 1] sum(descendant::some_element) d t) div count(descendant:: d t some_element) DHBW Stuttgart, Campus Horb 67 String-Funktionen Function: starts-with(main_string, prefix_string) contains(containing_string, contained_string) substring(string, offset, length) substring-before(string, marker-string) substring-after(string, marker-string) Return Type: Boolean Boolean String String Returns: True if main_string starts with prefix_string; false otherwise True if the contained_string is part of the containing_string; false otherwise length characters from the specified offset in string; or all characters from the offset to the end of the string if length is omitted; length and offset are rounded to the nearest integer if necessary The part of the string from the first character up to (but not including) the first occurrence of marker-string String The part of the string from the end of the first occurrence of markerstring to the end of string; the first character in the string is at offset 1 string-length(string) Number The number of characters in string normalize-space(string) String The string after leading and trailing white space is stripped and runs of white space are replaced with a single space; if the argument is omitted the string value of the context node is normalized translate(string, replaced_text, replacement_text) String Returns string with occurrences of characters in replaced_text replaced by the corresponding characters from replacement_text concat(string1, string2,. String Returns the concatenation of as many strings as are passed as arguments in.. ) the order they were e passed format-number(number, format-string, localestring) String Returns the string form of number formatted according to the specified format-string as if by Java 1.1's java.text.decimalformat class (see html); the locale-string is an optional argument that provides the name of the xsl:decimal-format l element used to interpret t the formatstring DHBW Stuttgart, Campus Horb 68

18 Referenz und Probe XML - Kernstandards und -technologien Tutorial zu XPATH: Probieren Sie XPATH-Ausdrücke mit den xpath-explorer-xpe.jar (steht zur Verfügung auf der Vorlesungsseite) (Quelle: Thränert, U Leipzig) DHBW Stuttgart, Campus Horb 69 DHBW Stuttgart, Campus Horb 70 XSL-T steht für Transformation XSLT- Funktionsweise Warum Transformation? cross media publishing: single source multiple media handling von dynamischen webseiten data integration web services Wo findet die Transformation statt? xml/browser + xsl/browser html/browser xml/webserver + xsl/webserver html/browser xml/other + xsl/other html/webserver html/browser xml/??? + xsl/??? other _ format/other _device Womit kann ich transformieren? XSLT-Transformator von Visual Studio Apacheparser XALAN (hat auch commandline interface) ( SAXON ( Browser (siehe: DHBW Stuttgart, Campus Horb 71 Unterschiedliche XML-Quelldokumente => unterschiedliche h Ergebnisdokumente Unterschiedliche Stylesheets => unterschiedliche h Ergebnisdokumente DHBW Stuttgart, Campus Horb 72

19 Beispiel: XML Dokument <?xml version="1.0"?> <!-- Ein einfache Liste von Bueroartikel --> <?xml-stylesheet type="text/xsl" href="book.xslt"?> <artikelliste> <artikel category="ordner"> <hersteller>leitz</hersteller> <name>ordner</name> <price currency="euro">3.95</price> </artikel> <artikel category="locher"> <hersteller>coperate Express</hersteller> <name>locher</name> <price currency="euro">9.95</price> </artikel> <artikel category="tacker"> <hersteller>classic</hersteller> <name>tacker</name> <price currency="euro">7.90</price> </artikel> </artikelliste> DHBW Stuttgart, Campus Horb 73 Beispiel: XSLT- Stylesheet (book.xslt) <?xml version="1.0"?> <xsl:stylesheet version="1.0" xmlns:xsl=" <xsl:template match="artikelliste"> <HTML><BODY>Ein einfache Liste von Bueroartikel: <TABLE border="1"><xsl:apply-templates/></table> </BODY></HTML> </xsl:template> <xsl:template match="artikel"> <TR><xsl:apply-templates/></TR> </xsl:template> <xsl:template match="hersteller hersteller name price"> <TD><h1><xsl:apply-templates/></h1></TD> </xsl:template> </xsl:stylesheet> l DHBW Stuttgart, Campus Horb 74 Beispiel: Erzeugtes HTML-Dokument Beispiel: Ausgabe <HTML> <BODY>Ein einfache Liste von Bueroartikel: <TABLE border="1"> <TR><TD><h1>Leitz</h1></TD> <TD><h1>Ordner</h1></TD> <TD><h1>3.95</h1></TD> </TR> <TR><TD><h1>Coperate Express</h1></TD> <TD><h1>Locher</h1></TD> <TD><h1>9.95</h1></TD> </TR> <TR><TD><h1>Classic</h1></TD> <TD><h1>Tacker</h1></TD> <TD><h1>7.90</h1></TD></TR> </TABLE></BODY> </HTML> DHBW Stuttgart, Campus Horb 75 DHBW Stuttgart, Campus Horb 76

20 Beispiel: XSLT- Stylesheet 2 Beispiel: Ausgabe 2 <?xml version="1.0"?> <xsl:stylesheet version="1.0" xmlns:xsl=" l /1999/XSL/T "> <xsl:template match="artikelliste"> <HTML> <BODY style=" background-color: rgb(255, 255, 102)"> Ein einfache Liste von Bueroartikel: <TABLE border="12"> <xsl:apply-templates /> </TABLE> </BODY> </HTML> </xsl:template> <xsl:template match="artikel"> <TR> <xsl:apply-templates /> </TR> </xsl:template> <xsl:template match="hersteller name price"> <TD> <h1 style=" font-family: apple chancery;"> <xsl:apply-templates /></h1></td> </xsl:template> </xsl:stylesheet> DHBW Stuttgart, Campus Horb 77 DHBW Stuttgart, Campus Horb 78 Formatierungsalternativen XSL:FO Beispiel (Darstellung Inhalt einer in einer Tabelle, zeilenweise) HTML + CSS Ausgabe XML + CSS Ausgabe XML + XSLT XML/HTML + CSS Ausgabe XML + XSLT XSL-FO Ausgabe ( Transformation von XSL-FO zu Ausgabe (rendering) mit einem FO-Processor: Apache FOP apache Output formats currently supported include PDF, PCL, PS, SVG, XML (area tree representation), Print, AWT, MIF and TXT. The primary output target is PDF DHBW Stuttgart, Campus Horb 79 <fo:table> <fo:table-column column-width="160mm"/> <fo:table-body> <xsl:for-each select="message/body/line"> <fo:table-row> <fo:table-cell> <fo:block font-size="11pt" space-before.optimum="0pt text-align="left" font-family="times New Roman" margin-left="0.5cm" linefeed-treatment="preserve" white-space-collapse="false" white-space treatment="preserve"> <xsl:value-of select="content" /> </fo:block> </fo:table-cell> </fo:table-row> </xsl:for-each> </fo:table-body> </fo:table> DHBW Stuttgart, Campus Horb 80