Projektseminar Texttechnologische Informationsmodellierung

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1 Projektseminar Texttechnologische Informationsmodellierung XQuery

2 Ziele der Sitzung Nach dieser Sitzung sollten Sie: XQuery als wesentlichen Standard zur Abfrage von in XML kodierten Daten kennen Mit Hilfe der XQuery-Implementierung von Saxon Abfragen auf Daten vornehmen können

3 XQuery Zum Hintergrund: Immer größere Datenmengen werden in XML gespeichert Die Analyse und Abfrage solcher Daten kann nur in geringem Umfang von XPath 1.0 geleistet werden Klassische Abfragesprachen wie SQL können nicht die XML gespeicherten Strukturinformationen nutzen Nachfrage nach einer Abfragesprache für in XML kodierte Daten

4 XQuery XQuery ist eine Abfrage- und Transformationssprache entwickelt vom World Wide Web Consortium (W3C; XML Query Working Group) ist die erste Abfragesprache, die Nutzen aus der Verwendung von Typdeklarationen in XML Schema ziehen kann kann sowohl XML- als auch nicht-xml-daten verarbeiten kann als Bindeglied zwischen XML und RDBMS gesehen werden erlaubt im Gegensatz zu XPath auch Updates auf XML-Knoten und ersetzt damit XUpdate (XML:DB)

5 XQuery Entstehungsgeschichte XQuery baut auf folgende Spezifikationen auf: Quilt: An XML Query Language for Heterogeneous Data Sources XPath 1.0 XML Query Language (XQL) An Query Language for XML (XML-QL)

6 XQuery im Kontext XPath 1.0 XPath 2.0 XML 1.0 XSL 1.0 XSL-FO XQuery 1.0 XSLT 1.0 XSLT 2.0 Zeitleiste XML Schema

7 XQuery im Kontext XQuery und XPath: XQuery 1.0 ist eine Obermenge von XPath 2.0 aber: auch XSLT 2.0 nutzt XPath 2.0 und ist damit eine Obermenge XQuery 1.0 XPath 2.0 XSLT 2.0

8 XQuery im Kontext XQuery und XSLT: XSLT 1.0 ist eine Transformationssprache für einzelne Dokumente XSLT 2.0 kann auch mehrere Instanzen gleichzeitig verarbeiten XQuery ist eine Abfragesprache für mehrere Dokumente XQuery 1.0 XPath 2.0 XSLT 2.0

9 XQuery Datenmodell Das XQuery 1.0 and XPath 2.0 Data Model: wird auch von XSLT 2.0 genutzt erweitert das XML Information Set (XML Infoset) um folgende Features: Unterstützung von XML Schema und XML Schema Datentypen Collections von Dokumenten und komplexen Typen Unterstützung von getypten terminalen Werten (Atome) Unterstützung von geordneten, heterogenen Sequenzen

10 XQuery Datenmodell Sequenzen sind zentraler Bestandteil von XPath 2.0/XQuery: es gibt keinen Unterschied zwischen einem Knoten oder terminalen Wert (Atom) und einer Sequenz mit genau diesem Knoten/Wert es gibt keine geschachtelten Sequenzen

11 XQuery Datenmodell Sequenzen sind zentraler Bestandteil von XPath 2.0/XQuery: es gibt keinen Unterschied zwischen einem Knoten oder terminalen Wert (Atom) und einer Sequenz mit genau diesem Knoten/Wert es gibt keine geschachtelten Sequenzen Sequenz: Abfolge von null oder mehr Elementen (im nicht-xml-sinne) Element: Atomarer Wert oder Knoten

12 XQuery Möglichkeiten Auswahl von Knoten (Elemente, Attribute) in Dokumenten Zusammenfügen von Daten aus verschiedenen Dokumenten Modifikation von Daten Berechnung neuer Werte ausgehend von vorhandenen Daten Hinzufügen von Knoten im Dokumentbaum Sortierung

13 XQuery Einsatzgebiete Eine Auswahl: Extraktion und Aufbereitung von Daten aus einer Datenbank im Rahmen eines Web Services Generierung von Zusammenfassungen Suche in Textknoten Auswahl von XML-Daten und Transformation nach XHTML Trennen von Informationen und Speicherung in verschiedenen XML-Dokumenten

14 XQuery 1.0/XPath 2.0 vs. XPath 1.0 XPath 2.0 (und XQuery 1.0) erweitert XPath 1.0: mit Sequenzen als zentralen Gegenstand können nicht nur Knoten sondern auch atomare Einheiten (Strings, Integers, etc.) verarbeitet werden Schleifen und Variablen sind möglich reguläre Ausdrücke werden unterstützt XML Schema-Datentypen neue Funktionen (u.a. ends-with()) und Operatoren

15 XQuery Abfragen Die einfachste und Ihnen bekannteste Abfrage ist XPath: Jede XPath-Abfrage ist eine valide XQuery-Abfrage

16 XQuery Abfragen Weitere einfache Abfragen: Hello World Hello World current-time() 12:36: :00

17 XQuery Abfragen Zugriff auf Dokumente (genauer: auf den Dokumentknoten): doc('file:///c:/test/text.xml') doc('http://www.uni-bielefeld.de/text.xml') Zugriff auf Knoten (analog zu XPath): doc('file:////c:/test/text.xml')//para doc('file:////c:/test/text.xml')//para[startswith(.,'die')]

18 XQuery Konstruktoren Generieren eines Dokumentknotens: document { } document { <para> Dies ist ein Absatz. </para> }

19 XQuery Konstruktoren Der Konstruktor { } <titles count= { count(doc('test.xml')//title) } > { doc('test.xml')//title } </titles>

20 XQuery Konstruktoren Der Konstruktor { } <titles count= 4 > <title>ein Titel</title> <title>ein zweiter Titel</title> <title>ein dritter Titel</title> <title>ein vierter Titel</title> </titles>

21 XQuery Konstruktoren Generieren eines Elementknotens: element { } element title { Ein Titel }

22 XQuery Konstruktoren Generieren eines Elementknotens: element book { attribute isbn {"isbn " }, element title { "Harold and the Purple Crayon"}, element author { element first { "Crockett" }, element last {"Johnson" } } }

23 XQuery durch die Blume FLWOR ( flower ) Ausdrücke for Iteration mit Variablenbindung an einen Ausdruck let Variablenbindung where Einschränkung der zu bearbeitenden Knotenmenge order by Sortierung return Rückgabewert

24 XQuery durch die Blume FLWOR ( flower ) Ausdrücke 1. beginnen mit einer oder mehreren for- oder let-klauseln (in beliebiger Reihenfolge) 2. gefolgt von optionalen where-klauseln, 3. optionalen order by-klauseln 4. und einer obligatorischen return-klausel

25 XQuery durch die Blume Ein sehr einfaches FLWOR-Beispiel: let $doc := doc('test.xml') for $i in $doc//para return $i ist äquivalent zu let $doc := doc('test.xml') $doc//para

26 XQuery durch die Blume Weitere FLWOR-Beispiele: let $doc := doc('file:///c:/ling-deu-001-txt.xml') for $p in $doc//para where starts-with($p,'die') return $p let $doc := doc('file:///c:/ling-deu-001-txt.xml') for $p in $doc//para where = no return $p

27 XQuery Ausgabe XQuery erlaubt die Generierung von XML: declare variable $wort external; <paras satzanfang= {$wort} > { let $doc := doc('file:///c:/ling-deu-001-txt.xml') for $p in $doc//para where starts-with($p, $wort) return $p } </paras>

28 XQuery Ausgabe XQuery erlaubt die Generierung von XML: declare variable $wort external; <paras satzanfang= {$wort} > external deklariert eine Variable als { Parameter, der beim Aufruf gesetzt wird let $doc := doc('file:///c:/ling-deu-001-txt.xml') for $p in $doc//para where starts-with($p, $wort) return $p } </paras>

29 XQuery Ausgabe XQuery erlaubt die Generierung von XML: declare variable $wort external; <paras satzanfang= {$wort} > { Wie in XSLT werden Elemente für die Ausgabe let $doc := doc('file:///c:/ling-deu-001-txt.xml') einfach übernommen. Da XQuery eine eigene Syntax besitzt, ist die for $p in $doc//para Verwendung eines Namensraums nicht nötig. where starts-with($p, $wort) return $p } </paras>

30 XQuery Ausgabe Das Ergebnis: <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <para satzanfang="er"> <para skip="yes">er ist nicht geschickt, aber ehrgeizig. B: Nein. Er ist nicht geschickt, sondern ehrgeizig.</para> </para>

31 XQuery Beispiele Ein weiteres Beispiel: declare variable $skip external; let $doc := doc('file:///c:/ling-deu-001-txt.xml') for $p in $doc//para where = $skip return $p

32 XQuery Implementierungen Als Teil von nativen XML Datenbanken: Tamino exist Berkeley DB XML... Auf Dateiebene: Saxon Qizx/Open Galax IPSI-XQ...

33 XQuery Implementierung in nativen XML DBMS Besonderheiten: statt doc() oder. wird die Funktion collection()genutzt, um eine Datenbank oder Datenbank-Collection anzusprechen collection()liefert eine Sequenz von Dokumenten zurück, die genau wie gezeigt verarbeitet werden können mit Hilfe von Datenbanken kann XQuery Informationen aus verschiedenen DBMS (und XML-Dateien) kombinieren

34 XQuery Implementierung in Saxon Da uns (hier) keine native XML Datenbank zur Verfügung steht, begnügen wir uns mit der Implementierung in Saxon auf Dateiebene!

35 XQuery Implementierung in Saxon Vor- und Nachteile der Nutzung von XQuery im Dateisystem: + Verarbeitung erfolgt relativ schnell + Zugriff auf die Dateien einfach - nur sinnvoll bei Dateigrößen von maximal wenigen Megabytes (je nach System und Interpreter) - sonstige Vorteile von nativen XML DBMs entfallen (s. letzte Sitzung)

36 XQuery Implementierung in Saxon Aufruf: java -cp c:\programme\saxon\saxon8.jar net.sf.saxon.query [Optionen] Query {Para=Wert} Die eigentliche Abfrage muss in Form einer Datei vorliegen!

37 XQuery Implementierung in Saxon Aufruf: java -cp c:\programme\saxon\saxon8.jar net.sf.saxon.query test-query.xq doc('file:///c:/ling-deu-001- txt.xml')//para[starts-with(.,'die')]

38 XQuery Implementierung in Saxon Aufruf: java -cp c:\programme\saxon\saxon8.jar net.sf.saxon.query -s C:\test.xml test-query.xq Option -s erlaubt die Referenz auf die Datei per..//para[starts-with(.,'die')]

39 (Freiwillige) Übungsaufgaben Sie kennen nun einen (sehr geringen) Teil von XQuery. Versuchen Sie bisherige XPath-/XSLT-Skripte in XQuery nachzubilden.

40 Zur Literatur Jonathan Robie, XQuery: A Guided Tour In: Howard Kuntz (Ed.), XQuery from the Experts. A Guide to the W3C XML Query Language. Pearson Education/Addison-Wesley Bob DuCharme, Getting Started with XQuery Benoit Marchal, Working XML: Comparing XSLT 2.0 and XQuery Michael Kay, Blooming FLWOR. An Introduction to the XQuery FLWOR Expression

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