Verteilte Anwendungen. Teil 2: Einführung in XML

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1 Verteilte Anwendungen Teil 2: Einführung in XML

2 Literatur [2-1] Eckstein, Robert; Casabianca, Michel: XML Kurz und gut. O'Reilly, 2. Auflage, 2003 [2-2] Nussbaumer, Alfred; Mistlbacher, August: XML Ge-Packt. mitp, 2002 [2-3] Musciano, Chuck; Kennedy, Bill: HTML & XHTML. O'Reilly, 4. Auflage,

3 Geschichte 1969 Urahn ist GML (Generalized Markup Language) 1986 SGML (Standard Generalized Markup Language) 1998 Vereinfachte Version, davon wurde XML 1.0 (Extensible Markup Language) definiert Mitte 1996 bis Februar Namensräume, XSLT, XPath 2000 DOM Level XML Schema, XLink, XSL 3

4 Ziele von XML (Extensible Markup Language) Bessere Passfähigkeit auf die Daten Freie Definition der Tags Eindeutige Interpretation Beispiel: <html> <body> <p>1. Absatz <p>weiterer Absatz </body> </html> Frage: Ist der 2. Absatz geschachtelt im ersten oder folgt er auf derselben Stufe, falls <p> frei definiert ist. Trennung von Auszeichnung/Markup und Präsentation Gute Möglichkeiten zur Fehlerprüfung Einfachheit Benutzung beliebiger Kodierungen 4

5 Anwendungsgebiete/Varianten Extensible HyperText Markup Language (XHTML) Mathematical Markup Language (MathML) Resource Description Framework (RDF) Scalable Vector Graphics (SVG) Chemical Markup Language (CML) DocBook-XML (Satzsystem für Bücher) MRML (Multimedia Retrieval Markup Language) SportML (Austausch von Sportinformationen)... Die Varianten unterscheiden sich in der Semantik der Elemente. 5

6 Einführendes Beispiel I (1) (2) (3) <?xml version="1.0" encoding="iso "?> <!DOCTYPE Nachricht SYSTEM "/XML/DTDs/Nachricht.dtd"> <Nachricht pri="wichtig"> <an>herbert</an> <von>helga</von> <betrifft>einkauf von H-Milch </betrifft> <grafik Datei="Milchtuete.jpg"/> <Inhalt>Bitte kaufe nur die abgebildete Milch; also die Sorte <Name>Milchwunder</Name> aber<betonung>bitte</betonung>nur diese. Danke. </Inhalt> </Nachricht> 6

7 Einführendes Beispiel II (1) gibt an, welche Definition von XML benutzt wird; dieser Bereich wird mit <? bzw.?> eingeschlossen (2) gibt eine syntaktische Definition, hier eine DTD (Document Type Definiton) als Grammatik an Diese Angabe gehört zu den Deklarationen. (3) leitet das Dokumentelement (Wurzelelement) ein. 7

8 Elemente Ein Element ist eine Konstruktion folgender Art: <XYZ...> Inhalt </XYZ> <XYZ... /> XYZ ist der Name des Elements (XYZ ist der Tag) Die erste Form ist ein Informationscontainer, die zweite lediglich ein Element mit Attributen, ein leeres Element. In allen Fällen muss explizit das Ende per / angegeben werden. 8

9 Einführendes Beispiel III Der Vergabe der Namen für die Elemente ist frei, muss aber bestimmten Regeln gehorchen. Namen müssen eindeutig sein. Da dafür die notwendigen Abstimmungen schwierig sind, werden Namensräume (s. weiter unten) eingeführt. Jede XML-Datei hat genau ein Wurzelelement; alle anderen müssen von diesem eingeschlossen werden. Diese Schachtelung führt zu einer strengen Hierarchie der Elemente. Diese Hierarchie kann durch einen Baum dargestellt werden. 9

10 Einführendes Beispiel IV Baumdarstellung in Peter's XML-Editor 10

11 Lexikalische Syntax I XML-Namen = "_" oder Buchstaben gefolgt von Buchstaben, Ziffern, "_" und "-" Es ist auch der ":" erlaubt; er sollte aber nicht benutzt werden bzw. nur als Trennungszeichen bei Namensräumen. Als Buchstaben gelten alle Zeichen, die im verwendeten Zeichensatz als Buchstaben definiert sind. Es wird die Groß-/Kleinschreibung beachtet. Theoretisch haben Namen eine beliebige Länge, praktisch werden nur die ersten 50 Zeichen beachtet. 11

12 Zeichensätze Zeichensatz UTF-8 UTF-16 ISO ISO ISO Erläuterung Default, gut für ASCII, komprimierter Unicode Default, falls das Dokument mit 0xFEFF beginnt Westeuropäische Sprachen einschließlich Deutsch Mitteleuropäische Sprachen einschließlich Deutsch wie ISO , aber mit EUR-Zeichen Aber: Diese Zeichensätze müssen von den Werkzeugen unterstützt werden, was nicht immer gegeben ist. Bei der Werkzeugen des Apache/PHP-Projekts wird UTF-8 immer benutzt. 12

13 Lexikalische Syntax II Namen, die mit "XML" in allen Groß-/Kleinschreibungskombinationen beginnen, sind für Definitionen durch W3C reserviert, z. B. "XmL" oder "xml". Zeichenreferenzen (Bezüge auf extern definierte Zeichen): Referenz { ሴ Erläuterung Unicode-Nummer 123 dezimal Unicode-Nummer 1234 hexadezimal < Zeichen für "<" > Zeichen für ">" & Zeichen für "&" Die unteren drei Zeichen dürfen wie bei HTML nicht selbst im Text benutzt werden, sondern nur in dieser Umschreibung. 13

14 Lexikalische Syntax III Entity = Platzhalter für ein Zeichenobjekt, das ein einzelnes Zeichen, eine Zeichenkette bis hin zu einer Datei sein kann Ein Entity wird mit "&Name;" aufgerufen. Es gibt mehrere vordefinierte Entities: Entity Erklärung < Zeichen "<" > Zeichen ">" & Zeichen "&" &apos; Zeichen "'" " Zeichen """ Die Kompatibilität zu HTML ist wohl erkennbar. 14

15 Lexikalische Syntax IV Attribute werden immer nach dem Schema Attributname "=" "Text" Attributname "=" 'Text' angegeben. Alle Attributwerte sind entweder in " oder ' eingeschlossen. Beispiel: <Nachricht pri="wichtig"> Es ist üblich, dass bei Elementnamen (Tags) der 1. Buchstabe groß, während bei Attributnamen alles klein geschrieben wird. Davon kann aber abgewichen werden. 15

16 Lexikalische Syntax V Leerraum = Whitespace = Sequenz von Blanks, Tabs und Zeilenenden Leerraum darf überall eingefügt werden, nur nicht zum Beginn der Elemente, also nicht zwischen "<" und "XYZ", aber nach "<XYZ". Parser und andere XML-verarbeitende Programme können Leerraum entfernen oder erhalten; dies kann durch das vordefinierte Attribut "xml:space" gesteuert werden: <Nachricht xml:space="preserve">...</nachricht> Als Werte für xml:space gibt es "preserve" (erhalten) und "default" (komprimieren). Dies betrifft den ganzen Inhalt des Elements. Die Doppelpunktschreibweise weist auf Namensräume hin. Hinweis: Einige Werkzeuge behandeln Leerraum wie Text. 16

17 Kommentare Kommentare sind wie üblich: <!--...Text... --> Sie können nicht geschachtelt werden und können überall dort stehen, wo Leerräume sein dürfen. Es wird empfohlen, die Elemente entsprechend der Tiefe der Schachtelung einzurücken. 17

18 CDATA CDATA-Blöcke sind Bereiche, die vom Parsen ausgeschlossen werden, d.h. in ihnen braucht nicht die XML-Syntax vorherrschen. Syntax <![CDATA[... Beliebiger Text mit <, >, & etc.... ]]> Der "beliebige" Text darf natürlich kein "]]" enthalten. Anwendungsfall: Einbetten von JavaScript 18

19 Aufbau eines XML-Dokuments I <?xml version="1.0" encoding="iso "?> Dokument- Prolog Dokument- Element <!DOCTYPE Nachricht SYSTEM "/XML/DTDs/Nachricht.dtd" [ <!ENTITY Ich "Herbert"> ]> <Nachricht pri="wichtig"> <An>&Ich;</An> <Von>Helga</Von> <Betrifft>Einkauf von H-Milch </Betrifft> <Grafik Datei="Milchtuete.jpg"/> <Inhalt>... </Inhalt> </Nachricht> 19

20 Dokument-Prolog XML-Deklaration <?xml version="1.0" encoding="iso "?> Dokumententyp- Deklaration <!DOCTYPE Nachricht SYSTEM "/XML/DTDs/Nachricht.dtd" [ <!ENTITY Ich "Herbert"> ]> Entity-Deklaration 20

21 XML-Deklaration I Syntax "<?xml" Param1 Param2... "?>" Diese Deklaration weist den XML-Prozessor an sich entsprechend den Definitionen bzw. Parametern Param1... zu verhalten. 1. version Angabe der XML-Version, aktuell encoding Zeichensatz, Default ist UTF-8; für die Deutsche Sprache ist ISO besser 3. standalone mit den beiden möglichen Werten "yes" und "no" (Default) Bei "yes" enthält das Dokument selbst alle Deklarationen Diese optionalen Parameter müssen in dieser Reihenfolge angegeben werden. 21

22 XML-Deklaration II Gültige Beispiele <?xml?> <?xml version="1.0"?> <?xml version="1.0" encoding="us-ascii"?> <?xml encoding='iso ' standalone="yes"?> Die XML-Deklaration gehört zu der Gruppe der Verarbeitungsanweisungen. 22

23 Verarbeitungsanweisungen Syntax "<?" Target [Daten] "?>" Target Daten Ein Schlüsselwort für den Parser Beliebige Daten außer "?>" für den Prozessor Target Anhand des Schlüsselwortes Target entscheidet der Parser, ob diese Anweisung für ihn ist. Ist sie es, wird die damit verbundene Anweisung mit den optionalen Daten verarbeitet, ansonsten wird die Anweisung überlesen. Beispiele: <?Stop Nun ist es Zeit?> <?xml?> 23

24 Dokumententyp-Deklaration I Syntax "<!DOCTYPE" Element Referenz "[" Deklaration1 Deklaration2... "]>" Element Name des Dokumententyps Referenz Definition der Grammatik Deklaration... Deklaration von Entities und Elementen Der Name des Dokumententyps ist auch gleichzeitig der Name des Wurzelelements. Wenn beide Namen nicht übereinstimmen, liegt ein syntaktischer Fehler vor. 24

25 Dokumententyp-Deklaration II Diese Deklaration hat den Sinn, eine Grammatik für die folgenden XML-Elemente zu deklarieren, und eventuell auch innerhalb der folgenden [ ] zu definieren. Die zwischen [ und ] deklarierten Entities bilden die interne Menge, die durch die externe Menge (außerhalb des XML- Dokuments deklariert) ergänzt wird, wobei bei Konflikten eine Deklaration der internen Menge Vorrang gegenüber einer der externen hat. Die externe oder intern definierte Grammatik ist die Dokumententyp-Definition (DTD). 25

26 Referenz I Referenz ::= SYSTEM "Systemadresse" PUBLIC "Identifier" "Systemadresse" Systemadresse Identifier Dateiname oder URL Öffentliche definierte Bezeichnung Die Definition der Dokumentenstruktur ist entweder in einer eigenen Datei oder unter einer bekannten, festen und öffentlichen Bezeichnung festgelegt. Beispiele: <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 3.2//EN" "http://www.w3.org/tr/html/html.dtd"> <!DOCTYPE Meins SYSTEM "/usr/local/meine.dtd"> 26

27 Referenz II Im Falle von PUBLIC ist der folgende Name lediglich ein eindeutiger String, selbst die Systemadresse braucht nicht zu existieren (sollte aber). Alle URLs können sich per definitionem ändern, bei den (nicht realisierten) URNs ist das anders. Daher sollte als Fallback immer neben der PUBLIC eine Systemadresse mit einer lokalen oder wirklich per URL zugreifbaren Datei benutzt werden. Die über die Systemadresse referenzierte Datei enthält eine DTD (Grammatik). 27

28 ENTITY I Syntax "<!ENTITY" Name { Referenz Wert }">" Name Referenz Wert Name des Entitys bzw. Makros Verweis auf Objekt (System-ID oder Public-ID) Beliebige Zeichenkette Beispiel: <!ENTITY Einleitung SYSTEM "Buch/Einleitung.xml"> <Buch><title>Mein Buch</title> &Einleitung; </Buch> Die Datei bzw. der Makrokörper wird direkt an diese Stelle in das Dokument kopiert, so dass die Syntax-Regeln beachtet sein müssen. 28

29 ENTITY II Wird die Referenz benutzt, z.b. Dateinamen mit SYSTEM, so wird dieses Entity extern genannt, weil es außerhalb des Dokuments liegt. Diese Art von Entity entspricht dem #INCLUDE in C/C++. Bei der Verwendung dieser Entities entsteht ein Dokument in baumförmiger Struktur über mehrere Dateien. Alle anderen Entities sind intern. 29

30 ENTITY III Innerhalb des DOCTYPE-Elements können Entities mit einer Zeichenkette definiert werden: <!ENTITY Ich "Herbert"> <!ENTITY Name "Körper"> Diese Entities sind parameterlose Makros, die nach der Syntax &Name; aufgerufen werden: <An>&Ich;</An> 30

31 ENTITY IV - Ungeparste Entities Wenn bei der Entity-Deklaration das Schlüsselwort NDATA gefolgt mit einer weiteren Spezifikationen angegeben wird, wird der Wert dieses Entities vom Parser nicht betrachtet. Diese weitere Spezifikation wird Notations-Identifier genannt. Dieser muss in einer Notation definiert werden. Beispiel: <!DOCTYPE Info [ <!ENTITY Ich SYSTEM "pictures/geburtstag.jpg" NDATA JPG> ]> Alles weitere dazu kommt später... 31

32 Elemente I - Container Syntax "<" Name [Attribut1 Attribut2...] ">"... Inhalt... "</" Name ">" Name Name des Elements Attribut1... Angabe eines Attributwertes Inhalt Irgendetwas, auch Elemente Ein Element mit Inhalt, also eines mit einem extra schließenden Tag wird deshalb Container genannt, weil zwischen beiden Tags beliebig tief geschachtelt andere Elemente vorhanden sein dürfen. 32

33 Elemente II - Attribut Syntax Name "=" { "Wert" 'Wert' } Name Wert Name des Attributs String in " oder ' eingeschlossen Die Werte der Attribute müssen immer in " oder ' eingeschlossen sein. 33

34 Elemente III - Leeres Element Syntax "<" Name [Attribut1 Attribut2...] "/>" Name Name des Elements Attribut1... Angabe eines Attributwertes Leer ist dieses Element deshalb, weil es keinen eigenen Inhalt in Form von Elementen oder Daten umschließt. Das Slash am Ende ist wichtig! 34

35 Nach dieser Anstrengung etwas Entspannung... 35

... MathML XHTML RDF

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