Modul 3: XML Datenmanagement

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1 GMD German National Research Center for Information Technology Modul 3: Innovation through Research Ingo Macherius Dr. Peter Fankhauser Thomas Tesch <{macherius, fankhauser, 30. Jahrestagung der GI e.v. Berlin, 19. September 2000 Anforderungen: Zugriff auf XML Daten 2/58 :HUÃ 6LFKWÃYRQÃ;0/Ã Ä4XHU\³VSUDFKHÃ (UJHEQLVÃ,QIRUPDWLRQÃ 5HWULHYDOÃ 6DPPOXQJÃYRQÃ 'RNXPHQWHQÃ =Ã5')Ã :HE64/Ã3$7Ã 5HIHUHQ]HQÃDXIÃ JHHLJQHWHÃ 'RNXPHQWHÃ :::EDVLHUWHÃ,QIRUPDWLRQV V\VWHPHÃ 'DWHQEDQNHQÃ22Ã XQGÃ5HODWLRQDOÃ 'RNXPHQW YHUDUEHLWXQJÃ 'RNXPHQW WUDQVIRUPDWLRQÃ +\SHUWH[WÃ $EVWUDNWLRQÃÃ 85/Ã&*,Ã+773Ã KHWHURJHQHUÃ 'DWHQTXHOOHQÃXQGÃ 'LHQVWHÃ 6WUXNWXULHUWHÃ 64/Ã24/Ã 0HQJHÃYRQÃ)DNWHQÃ 6WUXNWXULHUWHUÃ7H[WÃ ;3DWKÃ6HOHNWRUHQÃ 6\QWD[EDXPÃ *UDSKÃDXVÃ 'RNXPHQWHQÃXQGÃ +\SHUOLQNVÃ ;6/7Ã7HPSODWHVÃ %DXP$XWRPDWHQÃ ;3RLQWHUÃ,QWHJULHUWHÃ6LFKWÃ E]ZÃ'LHQVWÃ 5HVWUXNWXULHUWHÃ 0HQJHÃYRQÃ)DNWHQÃ $XVZDKOÃYRQÃ 'RNXPHQWWHLOHQÃ ]XUÃ:HLWHU YHUDUEHLWXQJÃ 7UDQVIRUPLHUWHUÃ 6\QWD[EDXPÃ 3RVLWLRQLHUXQJÃLPÃ 'RNXPHQWÃ

2 Möglichkeiten der XML Speicherung 3/58 Dateisystem Einfach, Flexibel Ineffizient, Suchmöglichkeiten, ACID, Sicherheit, Software enkodiert Dateilayout Relatationale und OO DBMS Komplex, Schemaentwurf, Null-Problematik ACID, Sicherheit, effizient Repositories Dokumentorientiert, Suchmöglichkeiten ACID, Sicherheit Objektrelationale Mapper Komplex, Schemaentwurf, Programmorientiert halbwegs ausgereift Native und hybride XML DBMS in den Kinderschuhen Reprise: Ein Datenmodell für XML?! 4/58 <dokument> <person id="stefan"> <vorname>stefan</vorname> <nachname>mintert</nachname> </person> <person id="henning"> <vorname>henning</vorname> <nachname>behme</nachname> <! > <dokument> ;0/Ã6WUXNWXULHUWHUÃ7H[W FlatElemTable DocElemTable DocumentTable flat own_id doc up succ pred own_id name dtdref root "Dok1" 2 0 "Text zu Elem1" "Text zu Elem4" "Dok2" 1 2 "Text zu Elem6" "Dok3" 1 9 "Text zu Elem8" "Text zu Elem10" attrrectable element name value NonFlatElemTable Attr2 AW2 down etname Attr3 AW3 1 "E0" "E2" DocumentTable 4 "E3" own_id name etypes config 6 "E5" 1 "DTD1" {...} "..." 8 "E7" 2 "DTD2" {...} "..." 10 "E9" 3 "DTD3" {...} "..." 5HODWLRQDOHÃ7DEHOOHQ ;0/Ã3DUVHU ;0/ :ULWHU document ( ID = 1 children = [2] notations = {} entities = {}) element ( ID = 2 children = [3,4,5] namespace = "uri:foo"...)... $EVWUDNWHVÃ'DWHQPRGHOO +LHUÃ:&,QIRUPDWLRQ 6HW :&'20Ã%DXP SHUVRQ SHUVRQ DUWLNHO DXWRU DXWRU YRUQDPH QDFKQDPH YRUQDPH QDFKQDPH WLWHO MDKU 6WHIDQ 0LQWHUW +HQQLQJ %HKPH ;0/ÃLQ GHUÃ3UD[LV 2EMHNW*UDSKHQ

3 XML-Datenbank Auswahlkriterien 1. Granularität Zugriff auf Dokumente, Dokumentteile, Einzeldaten 2. Typisierung Generisch: Das DBMS bildet ein generisches XML Datenmodell nach (z.b. DOM) Typisiert: Das DBMS definiert eine Abbildung von XML Struktur und Inhalten auf sein Datenmodell (z.b. Tabellen oder Business-Objects) 3. Mapping (XML->DB->XML) Programmatisch: mittels XSLT oder API Deklarativ: mittels benutzerdefinierter, statischer Regeln Es sind meist zwei Mappings nötig (Import, Export) 4. Zugriff Programmatisch: API Deklarativ: Anfragesprachen Gegen die XML Sicht (XML Query, XQL, ) Gegen die interne Datenbankdarstellung (SQL, ) 5/58 GMD German National Research Center for Information Technology Produkte und Ansätze Innovation through Research

4 Repositories: WebDAV 7/58 Web Distributed Authoring & Versioning Granularität: Ordner von Ressourcen Kreuzung aus HTTP und XML Standardisierung durch das IETF Implementierungen: Apache, Microsoft BizTalk,... Siehe Methoden: COPY PROPFIND GET MOVE PROPPATCH PUT DELETE LOCK MKCOL UNLOCK WebDAV: Beispiel PROPFIND 8/58 Beispiel: Wie lauten die Namen und Autoren der Ressourcen in /MyPlace? PROPFIND /MyPlace HTTP/1.1 Host: Content-Type: text/xml; charset="utf-8" Content-Length: 184 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <d:propfind xmlns:d="dav: > <d:prop xmlns:r=" <d:displayname/> <r:author/> </d:prop> </d:propfind>

5 Daten- und textorientiertes XML 9/58 <Versicherungsfall> <Fallnummer>10023</Fallnummer> <Verluststufe>7</Verluststufe> <Schadensregulierung> <Zahlung> <Empfänger>Olaf Opfer</Empfänger> <Datum>12-OCT-1998</Datum> <Betrag Währung="DEM">200000</Betrag> <Bearbeiter>Bernd Bearbeiter</Bearbeiter> </Zahlung> </Schadensregulierung> <Schadensbericht> Ein schweres <Ursache>Feuer</Ursache> verwüstete das Gebäude und forderte <Todesopfer>12</Todesopfer> Menschenleben. Erste polizeiliche Untersuchungen deuten auf eine <Motiv> Brandstiftung</Motiv> hin. </Schadensbericht> </Versicherungsfall> 'DWHQRULHQWLHUHV ;0/ ;0/0RGHOOLHUXQJ (OHPHQWLQKDOWXQG $WWULEXWH 0DSSLQJDXI)HOGHU 'RNXPHQW RULHQWLHUWHV;0/ ;0/0RGHOOLHUXQJ *HPLVFKWHU,QKDOW 0DSSLQJDXI9ROOWH[W Trick 17 : Hybride Speicherung Display Mediator Wrapper XSL Style Sheet Access through Java Servlet JEDI Parsing Java SQL-Engine Parsing INTERNET XML HTML XQL-Engine Records Relational Database Wrapped Data JDBC XSL-Engine Shuffler XML Parsing Internal Source External Model KM Year Auto XML ID ID Trans 234 ebauto http//:... A False <techdata> <gears> 4 </gears> </techdata> <appearancedata> <color> black </color> </appearancedata> Projekt: Datensätze zu Gebrauchtwagen. Wenig feste Werte (z.b. Hubraum), viele optionale (z.b. Extras) Lösung: Stammdaten in RDBMS, semistrukturierte Daten in XML- Blobs Source 1 Source2 Source n 10/58

6 Oracle: XML Module für Oracle 8i 11/58 1. Volltextmodul: InterMedia Text Speichert beliebige XML Dokumente als (character) BLOB Volltextindex für Suche in Elementinhalten (nicht Attributen) Kein Parsing oder DTD-Validierung Kleinstes Rückgabeobjekt ist das gesamte Dokument 2. OXSU (Oracle XML SQL Utilities for Java) Java VM mit Bibliothek (Parser, HTTP-Servlet und XSLT Prozessor) als Server Extension Benötigt Mapping, kann nur flache XML Dokumente effizient verarbeiten Alle zur Speicherung notwendigen Tabellen müssen vorhanden sein 3. Geplant: Nutzung der objektrelationalen Fähigkeiten für nicht-flache, typisierte XML Dokumente angekündigt Oracle: Oracle 8i OXSU &RPPDQG /LQH -DYD SURJUDPV 64/ÃDQG 3/64/ URXWLQHV [POJHQ 3/64/ &OLHQWÃVLGHÃXWLOLW\ 2UDFOH;0/ 2UDFOH ;0/6WRUH 6HUYHUÃVLGHÃXWLOLW\ U \ H X 4 / 0 ; F OH U D 2 H Y D 6 / 0 ; F OH U D 2 &RUH IXQFWLRQV V OD F WÃF D V WU E D Q H F * R ' / 0 ; F OH U D 2 6WULQJ *HQHUDWRU '20 *HQHUDWRU 8VHU GHILQHG JHQHUDWRUV 2UDFOHÃ-DYDÃ90 PLW 2UDFOH[POVTOMDU 25$'% 12/58

7 Transformation für Insert (in Oracle 8i OXSU) 13/58 PRUHRYHUQHZV! DUWLFOH! KHDGOLQHBWH[W! :RUOGÃ3HDFHÄ KHDGOLQHBWH[W! XUO!KWWSZZZXQRUJXUO! DUWLFOH! PRUHRYHUQHZV! Transformation mit XSLT in kanonisches, flaches XML Format 52:6(7! 52:! 7,7/(!:RUOGÃ3HDFHÄ7,7/(! 85/!KWWSZZZXQRUJ85/! 52:! 52:6(7! Geschachteltes XML Quelldokument OracleXMLSave API Tabelle oder Sicht 7,7/( 85/ 5$1 2UDFOH;0/6DYH Object Design: excelon 14/58 XML Datenspeicher Middle-tier Komponente auf Basis von ObjectStore Kann beliebige well-formed XML Documente speichern Abbildung auf DOM-Objekte oder Speicherung als BLOB Die Werte einzelner XML Elemente können indiziert werden derzeit keine DTD- oder XSDL-Validierung Dateisystemartige Organisation Anfragesprache: XQL'99, Xpath Proprietäre Update-Sprache &DFKH Schnittstellen Server Extensions in Java internes DOM API ODBC & OLEDB Integration Zugriff auf verteilte excelon Server ;4/ ;0/ ;0/ ;0/ 6WRUH 6WRUH &DFKH &DFKH

8 Software AG: Tamino 15/58 Ziel: integrierte XML-Sicht auf Quellen strukturierte semi-strukturierte unstrukturierte externe data ;0/ 4XHU\Ã,QWHUSUHWHU 'RFXPHQWÃ 'H&RPSRVHU 64/ 'DWDÃ0DS 'DWD 9HUVH XML-to-storage Abbildungen Detailierte "document schemas" Verwaltet als "data maps" (De-)komposition zur Laufzeit Anfragesprache: XQL99 Erweiterungen für Volltextindizes Restrukturierung ("joins") COM Server Extensions Beispiel: Tamino Data Map (alt!) &ROOHFWLRQÃ1DPH Å7HOHIRQEXFKÅÃ,' Å,'Å!Ã 'RFW\SH 1DPH Å52:ÅÃÃ,' Å52:ÅÃ2SWLRQV Å5($'Ã,16(57Ã83'$7(Ã'(/(7(Å! 1RGHÃ1DPH Å52:ÅÃÃÃÃÃ,' Å52:ÅÃ2EM7\SH Å6(4ÅÃÃÃ3DUHQW Å52:Å 6HDUFK7\SH ÅQRÅÃ0DS7\SH Å1DWLYHÅ! 1RGHÃ1DPH ÅRUWÅÃÃÃÃÃ,' Å52:ÅÃ2EM7\SH Å&'$7$ÅÃÃ 3DUHQW Å52:Å 6HDUFK7\SH ÅWH[WÅÃ'DWD7\SH Å&+$5ÅÃÃÃ0DS 7\SH Å,QIR)LHOGÅ! 1RGHÃ1DPH ÅDGUHVVHÅÃ,' Å52:ÅÃ2EM7\SH Å&'$7$ÅÃÃ3DUHQW Å52:ÅÃÃÃ 6HDUFK7\SH ÅWH[WÅÃÃ'DWD7\SH Å&+$5ÅÃÃÃ0DS7\SH Å,QIR)LHOGÅ! 1RGHÃ1DPH ÅQDPHÅÃÃÃÃ,' Å52:ÅÃ2EM7\SH Å&'$7$ÅÃÃ3DUHQW Å52:ÅÃ 6HDUFK7\SH ÅWH[WÅÃÃ'DWD7\SH Å&+$5ÅÃÃÃ0DS7\SH Å,QIR)LHOGÅ! 1RGHÃ1DPH ÅSO]ÅÃÃÃÃÃ,' Å52:ÅÃ2EM7\SH Å&'$7$ÅÃÃ3DUHQW Å52:ÅÃ 6HDUFK7\SH ÅWH[WÅÃÃ'DWD7\SH Å&+$5ÅÃÃÃ0DS7\SH Å,QIR)LHOGÅ! 16/58 1RGHÃ1DPH ÅQUÅÃÃÃÃÃÃ,' Å52:ÅÃ2EM7\SH Å3&'$7$ÅÃ 3DUHQW Å52:ÅÃÃ 0XOWLSOLFLW\ ÅÅÃ6HDUFK7\SH ÅWH[WÅÃ'DWD7\SH Å&+$5ÅÃÃÃ 0DS7\SH Å,QIR/LVWÅ! 'RFW\SH! &ROOHFWLRQ!

9 GMD German National Research Center for Information Technology XPath Innovation through Research... die Pfadausdruckssprache des W3C XPath Überblick Grundkonzept: Selektion von Dokumentteilen Ursprüngliches Ziel: Selektion von Dokumentteilen zum Layout Datenmodell ist ein Wald aus Elementbäumen Ein Suchkontext ist eine geordnete Menge von Dokumentknoten Pfadausdrücke und Filter Grundidee: Ähnlich wie URL oder ein Dateisystem Die Anfrage deklariert eine Navigation im Elementbaum Navigation und Filter modifizieren den Suchkontext Anfrageergebnis ist der letzte Suchkontext Selektion von Knoten nach... Element und Attributnamen Typ (Element, Attribut, Kommentar etc.) Inhalt oder Wert von Knoten Beziehungen zwischen Knoten (Hierarchie, Sequenz, Index) XPath: (W3C Rec November 99) 18/58

10 XPath Datenmodell Grundmodell: Baum aus typisierten Knoten Sieben Knotentypen in der Eingabe: Wurzel, Element, Attribut, Namensraum, Processing Instruction, Kommentar, Text Plus fünf weitere Knotentypen in Ergebnissen: boolean true, false number IEEE 754 Fließkommazahl string Unicode Zeichenfolge node-set Menge von selektierten Knoten Teilbaum Teil des Ergebnisbaums (nur XSLT) 19/58 Achsen (axes) ID="foo" Achsen relativ zu Knoten #6: self:: 6 child:: 10, 11 parent:: 2 descendant:: 10, 11, 13 descendant-or-self:: 6, 10, 11, 13 ancestor:: 2, 1 ancestor-or-self:: 6, 2, 1 preceding-sibling:: 5 preceding:: 5, 2, 1 following-sibling:: 7 following:: 10, 11, 13, 7, 3, 4, 8, 9, 12 20/58 attribute:: namespace:: Ø Ø

11 Knotentests (node tests) 21/58 Nach Elementname und Namensraum (NS) name prefix:name * prefix:* Nach Knotentyp Elementname Elementname im NS jedes Element jedes Element im NS node() jeder Knoten text() jedes Element im NS comment() jeder Kommentar processing-instruction() jede PI processing-instruction(string) benannte PI Schritt (Step) Ein Schritt besteht aus... Achse Knotentest Prädikat (optional) Beispiele: Ohne Prädikat Mit Prädikat child::para child::para[last()] 22/58

12 Kurzssyntax für Schritte (ohne) attribute:: // /descendants-or-self::node()/. self::node().. parent::node() / Wurzelelement 23/58 Pfadausdruck (path location) Ein Pfadausdruck besteht aus... Null oder mehr Schritten / trennt die einzelnen Schritte Relative und absolute Pfadausdrücke Absolut / am Anfang, sonst relativ Beispiele: Autoren aller Paragraphen mit Titel child:p[child:title]/descendant:author Kurzsyntax: p[title]//author Alle Titel in Top-Level Paragraphen /child:doc/child:p/child:title Kurzsyntax: /doc/p/title 24/58

13 XSLT Erweiterungen von XPath Ein voller Ausdruck besteht aus Pfadausdrücken, und: Variablenreferenzen $invoice/item/price Funktionsaufrufe count(//author) Standardisierte und benutzerdefinierten Funktionen Booleschen Ausdrücke or, and, =,!=, <=, <, >=, > //item[(price > 100) and Mengenoperationen auf Node-sets Vereinigung von Node-Sets in Dokumentordnung ohne Dubletten Numerischen Ausdrücken (z.b. für Rechnen mit Indizes) +, -, *, mod, div 25/58 GMD German National Research Center for Information Technology XPath Beispiel Innovation through Research

14 Beispiel: Bestellung als Dokument 27/58 <?xml version="1.0"?> <purchaseorder orderdate=" "> <shipto country="us"> <name>alice Smith</name> <street>123 Maple Street</street> <city>mill Valley</city> <state>ca</state> <zip>90952</zip> </shipto> <billto country="us"> <name>robert Smith</name> <street>8 Oak Avenue</street> <city>old Town</city> <state>pa</state> <zip>95819</zip> </billto> <comment>hurry, my lawn is going wild! </comment> <items> <item partnum="872-aa"> <productname>lawnmower </productname> <quantity>1</quantity> <price>148.95</price> <comment>confirm this is electric </comment> </item> <item partnum="926-aa"> <productname>babymonitor </productname> <quantity>1</quantity> <price>39.98</price> <shipdate> </shipdate> </item> </items> </purchaseorder> Beispiel: Bestellung als Schema 28/58

15 Pfadausdruckauswertung (1/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Hurry, my... FRPPHQW 872-AA SDUW1XP V SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW 123 Maple Street Lawnmower Confirm this AA ]/price 29/58 Pfadausdruckauswertung (2/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Maple Street Hurry, my... FRPPHQW V SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW Lawnmower 872-AA SDUW1XP Confirm this AA ]/price 30/58

16 Pfadausdruckauswertung (3/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Hurry, my... FRPPHQW 872-AA SDUW1XP V SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW 123 Maple Street Lawnmower Confirm this AA ]/price 31/58 Pfadausdruckauswertung (4/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Maple Street Hurry, my... FRPPHQW V SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW Lawnmower 872-AA SDUW1XP Confirm this AA ]/price 32/58

17 Pfadausdruckauswertung (5/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Hurry, my... FRPPHQW 872-AA SDUW1XP V SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW 123 Maple Street Lawnmower Confirm this AA ]/price 33/58 Pfadausdruckauswertung (6/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Maple Street Hurry, my... FRPPHQW V SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW Lawnmower 872-AA SDUW1XP Confirm this AA ]/price 34/58

18 Pfadausdruckauswertung (7/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Hurry, my... FRPPHQW 872-AA SDUW1XP V SDUW1XP SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW 123 Maple Street Lawnmower Confirm this AA ]/price 35/58 Pfadausdruckauswertung (8/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Maple Street Hurry, my... FRPPHQW V SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW Lawnmower 872-AA SDUW1XP SDUW1XP Confirm this AA ]/price 36/58

19 Pfadausdruckauswertung (9/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Hurry, my... FRPPHQW 872-AA SDUW1XP V SDUW1XP SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW 123 Maple Street Lawnmower Confirm this AA ]/price 37/58 Pfadausdruckauswertung (10/10) SXUFKDVH2UGHU RUGHU'DWH VKLS7R ELOO7R QDPH VWUHHW FLW\ VWDWH ]LS Alice Smith Mill Valley CA Maple Street Hurry, my... FRPPHQW V SURGXFW 1DPH TXDQWLW\ SULFH FRPPHQW Lawnmower 872-AA SDUW1XP SDUW1XP Confirm this AA ]/price 38/58

20 GMD German National Research Center for Information Technology Anfragen mit XSLT Innovation through Research Operationen in XML Querysprachen (nach David Maier und Paul Cotton) 1. Selektion Auswahl eines (Dokument)elements nach Inhalt, Struktur oder Attributen 2. Extraktion Übernahme selektierter Subelemente aus einem Element 3. Reduktion Entfernen ausgewählter Subelemente aus einem Element 4. Restrukturierung Konstruktion neuer Dokumentinstanzen aus selektierten Daten, insbesondere Joins. 5. Kombination Verschmelzung von zwei oder mehr Elementen in ein neues Element XPath XSLT, XML Query 40/58

21 XSLT - Überblick XSLT extensible Stylesheet Language Transformations Selbst in XML Syntax Massiver Gebrauch von Namespaces Jedes Stylesheet besteht Globalen Teilen Regeln (Templates), mit rekursiver Auswertungsstrategie Vokabular enthält Flußsteuerung if, case, for-each Kontrolle für Rekursion (apply-templates) Unterprogrammtechnik Konstruktion von XML Syntax Steuerung des Outputs (Spacing, non-xml, Charset,...) Layoutspezifika: Sortieren und Numerieren Variablenkonzept Stylesheetkomposition Namespacekontrolle 41/58 XSLT - Evaluationsstrategie Stylesheet Template anwendbar? nein Serialisiere Ergebnisbaum ja Wähle Template Wähle Knoten (XPath) Transformiere Quell- Knoten zu Ergebnisknoten Quellbaum Evtl. Ergebnisbaum Interpretieren, z.b. anzeigen 42/58

22 Query 1: Selektion Selektiere alle parts in zip mit quantity > 1 Query <?xml version="1.0" encoding="iso "?> <result xmlns:xsl=" xsl:version="1.0"> <xsl:for-each > 1]"> <tuple> <xsl:copy-of select="."/> </tuple> </xsl:for-each> </result> Ergebnis Kopiere den gesamten Kontext-Baum For-Schleife 43/58 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <result> <tuple><part number="833-aa" quantity="3"/></tuple> <tuple><part number="455-bx" quantity="4"/></tuple> <tuple><part number="833-aa" quantity="2"/></tuple> </result> 44/58 Query 2: Join ( nested loop ) Query <result xmlns:xsl=" xsl:version="1.0"> <xsl:for-each select="//parts/part"> <xsl:variable name="part" select="."/> <xsl:for-each <part_tuple> <xsl:copy-of select="."/> <xsl:copy-of select="$part/name"/> </part_tuple> </xsl:for-each> </xsl:for-each> </result> Ergebnis Binde Context an Variable part Join von parts in zip mit part/name in parts Verwende Variable $part für Join Ordnung abhängig von Schachtelung! <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <result> <part_tuple><part number="872-aa" quantity="1"/><name>lawnmower</name></part_tuple> <part_tuple><part number="926-aa" quantity="1"/><name>baby Monitor</name></part_tuple> <part_tuple><part number="833-aa" quantity="3"/><name>lapis Necklace</name></part_tuple> <part_tuple><part number="833-aa" quantity="2"/><name>lapis Necklace</name></part_tuple> <part_tuple><part number="455-bx" quantity="1"/><name>sturdy Shelves</name></part_tuple> <part_tuple><part number="455-bx" quantity="4"/><name>sturdy Shelves</name></part_tuple> </result>

23 45/58 Query 3: Aggregation Query <?xml version="1.0" encoding="iso "?> <result xmlns:xsl=" xsl:version="1.0"> <xsl:for-each select="//parts/part"> <part_tuple> <xsl:copy-of select="name"/> <deliveredno> <xsl:value-of select="count(deliveredby/company)"/> </deliveredno> </part_tuple> </xsl:for-each> </result> Ergebnis Zähle die Anzahl der companys pro part Built-In Function count() <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <result> <part_tuple><name>lawnmower</name><deliveredno>2</deliveredno></part_tuple> <part_tuple><name>baby Monitor</name><deliveredNo>2</deliveredNo></part_tuple> <part_tuple><name>lapis Necklace</name><deliveredNo>0</deliveredNo></part_tuple> <part_tuple><name>sturdy Shelves</name><deliveredNo>0</deliveredNo></part_tuple> </result> Bewertung von XSLT für Queries 46/58 Zitat Jonathan Robie: XSLT ist das Perl für XML Pro: Differenzierte Steuerung des Output Programmiersprachenvollständig. Beispiel: symbolische Funktionsableitung mit XSLT Daher: (trivialerweise) alle funktionalen Anforderungen erfüllbar Herausforderung: Duplikate, Objektidentitäten, Fixpunktqueries Schnelle Entwicklung von Geschäftslogiken Contra Rekursion: XPath (eingeschränkt), <xsl:apply-templates.../> Klassische Query-Optimierungsverfahren schwer anwendbar z.b.: Joins über geschachtelte Schleifen vs. <xsl:for-each> Keine Typsicherheit Keine Terminierungsgarantie Aber: XSLT ist state-of-the-art, häufig verwendet

24 GMD German National Research Center for Information Technology Ausblick: W3C XML- Query Innovation through Research XML Query: Geschichte 90 er Jahre Querysprachen für Semi-Strukturierte Daten LOREL (Uni Stanford) UnQL (Unstructured Query Language Uni Pennsylvania, AT&T) 1998: Frühe Vorschläge für XML-Querysprachen XQL: XML-QL: W3C XML Query Language Workshop (Boston, Dezember 98) Siehe insbesondere David Maier 1999: September: Kick-Off W3C XML Query Gruppe November: XPath und XSLT werden Recommendation 2000 Januar 2000: XML Query Anforderungen Mai 2000: XML Query Formales Datenmodell 48/58

25 XML Query WG: Ergebnisse Anforderungsanalyse XML Query Requirements W3C Working Draft 15 August Datenmodell Welche Informationen sind dem Prozessor zugänglich? XML Query Data Model W3C Working Draft 11 May /58 XML Query Datenmodell (1) Knotentypen (Nodes) DocNode, ElemNode, AttrNode, ValueNode, NSNode, PINode, CommentNode, InfoItemNode Primitive Typen (aus XML Schema) string, boolean, ID, IDREF, decimal, QName,... Namensräume Werden voll unterstützt 50/58

26 XML Query Datenmodell (2) Kollektionen Liste [T], Menge {T}, Bag { T }, Disjunkte Vereinigung T1 T2, Tupel (T1,,Tn) Referenzen (statt OID) ref(t) Funktionale Spezifikation Input: XML Informationset Items Aufbau mit Konstruktor Funktionen Zugriff mit Accessor-Funktionen 51/58 Zukünftige Ergebnisse Algebra Operatoren auf dem Datenmodell Grundlage der formalen Semantik der Anfragesprache(n) Äquivalenzen, Optimierung, Rewrites,... Re-Serialisierung des Datenmodells zu XML Anfragesprache Benutzerlevel Eine oder mehrere konkrete Syntaxen, mindestens eine davon in XML Syntax 52/58

27 Fragen? 53/58 GMD German National Research Center for Information Technology Appendix: Xpath Beispiele Innovation through Research

28 XPath Beispiele (in Kurzsyntax, 1/4) 55/58 Selektieren von Elementen item selektiert aus dem Suchkontext alle Elemente vom Typ item Hierarchieoperatoren / und // item/price selektiert alle price Elemente, die innerhalb eines item Elementes vorkommen./item selektiert alle item Elemente im Suchkontext (äquivalent zu item ) purchaseorder//item selektiert alle item Elemente, die beliebig tief unter purchaseorder vorkommen.//item selektiert alle item Elemente, die eine oder mehrere Stufen tief im Kontext vorkommen (hier ist die. Notation erforderlich, da // für die Wurzel steht) XPath Beispiele (in Kurzsyntax, 2/4) 56/58 Wildcards * purchaseorder/*/item selektiert alle item Elemente, die Enkel eines purchaseorder Elements sind */* selektiert alle selektiert alle Attribute Indizierter Zugriff item[1] finde das erste item Element item[1,4] finde das erste und vierte item Element item[last()] finde das letzte item Element

29 57/58 XPath Beispiele (in Kurzsyntax, 3/4) Filter item[price] selektiert all item Elemente, die ein price Element enthalten purchaseorder[billto]/items[item] selektiert all items Elemente, die ein item Element enthalten und in einem purchaseorder Element enthalten sind, das ein billto Element enthält purchaseorder[items/item] selektiert alle purchaseorder Elemente die ein items Element enthalten, das ein item Element als Sohn hat purchaseorder[shipto and billto] selektiert alle purchaseorder Elemente, die (mindestens) ein shipto und ein billto enthalten item[productname = Lawnmower ] selektiert alle item Elemente die ein productname Element enthalten, das den Wert Lawnmower hat = 872-AA ] selektiert alle item Elemente, die für ein Attribut partnum den Wert 872-AA haben 58/58 XPath Beispiele (in Kurzsyntax, 4/4) Navigation zu Elternknoten: name/.. selektiere alle Eltern Elemente von name = (billto und shipto) Navigation über idref/id: findet Element mit ID-getyptem Attribut = Mengenoperatoren (Vereinigung) : purchaseorder/billto/name purchaseorder/shipto/name selektiere alle name Elemente, die entweder in einem ein billto Element oder in einem shipto Element enthalten sind Vereinigung ist nur auf der obersten Ebene möglich: (purchaseorder/billto purchaseorder/shipto)/name oder purchaseorder/(billto shipto)/name sind nicht erlaubt Kein Durchschnitt, keine Differenz

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