3. XML Schema. XML Schema. Eigenschaften von XML Schema. Vorteile eines expliziten Schemas: Die XML Schema Recommendation des W3C besteht aus:

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1 3. XML Schema Schemata 3. XML Schema 3. XML Schema Schemata XML Schema Vorteile eines expliziten Schemas: Bekanntmachen der Struktur vereinfachte Verarbeitung in Applikationen dedizierte Speicherung Die XML Schema Recommendation des W3C besteht aus: Teil 0: Primer, Erläuterung zu den Teilen 1 und 2 Teil 1: Strukturen Teil 2: Datentypen automatische Konsistenzprüfungen DTDs und XML Schema sind die bekanntesten Methoden zur Erstellung von Schemata in XML. Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 47 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/ XML Schema Schemata Nachteile von DTDs: 3. XML Schema Schemata Eigenschaften von XML Schema DTDs benutzen innerhalb von XML eigene syntaktische Konstrukte. DTDs kennen im Wesentlichen nur den Datentyp String (#PCDATA). DTDs stellen keine Namensräume zur Verfügung. vielfältige, vordefinierte Datentypen Definition eigener Datentypen umfangreiche Darstellungsmöglichkeiten Erweiterbarkeit Definition von Integritätsbedingungen XML-Syntax Verwendung von Namensräumen Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 48 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 50

2 Datentypen Einfache und komplexe Datentypen Ein Datentyp gemäß XML Schema besteht aus: Wertebereich (value space): Menge verschiedener Werte Repräsentationsraum (lexical space): Menge von lexikalischen Repräsentationen der Werte Aspekte (facets): Eigenschaften für den Wertebereich oder den Repräsentationsraum XML Schema stellt eine Vielzahl von Standard-Datentypen bereit. Ein einfacher Typ (simple type) ist ein Datentyp, der weder Attribute noch weitere Elemente beinhaltet. <ort>sankt Augustin</ort> Ein komplexer Typ (complex type) besteht aus einer Menge von Attributdeklarationen und einem Inhaltsmodell. <vorlesung semester="ws03/04"> <dozent>peter Becker</dozent> <title>intelligentes Datenmanagement</title> </vorlesung> Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 51 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 53 Definition einfacher Typen Benutzerdefinierte Typen basieren auf bereits definierten anderen Datentypen (Basistyp). Über Aspekte kann der benutzerdefinierte Typ gegenüber seinem Basistyp eingeschränkt werden in bezug auf grundlegende Eigenschaften Wertebereich Repräsentationen Behandlung von Zwischenraum Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 52 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 54

3 Aspekte Aspekte für die Repräsentation: Aspekte für grundlegende Eigenschaften: Ordnung auf einem Datentyp (total, partiell, nicht geordnet) Beschränktheit des Wertebereichs Kardinalität (endlich, abzählbar) Datentyp ist numerisch Muster in Form eines regulären Ausdrucks für die Repräsentation: pattern Evtl. implizite Einschränkung des Wertebereichs. Behandlung von Zwischenraum: whitespace Mögliche Werte für whitespace: preserve: Zwischenraum bleibt im Wert erhalten replace: Tabulator-, Zeilenende und Wagenrücklaufzeichen werden durch Leerzeichen ersetzt. collapse: Führende und abschließende Leerzeichen werden unterdrückt, Folgen von Leerzeichen auf ein einziges reduziert. Selbstdefinierte Aspekte sind in XML Schema nicht möglich. Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 55 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 57 Aspekte für den Wertebereich: Unter- bzw. Obergrenzen für einen geordneten Wertebereich: minexclusive, maxexclusive, mininclusive, maxinclusive Längenbeschränkungen für Strings und Listen: length, minlength, maxlength Genauigkeitsbeschränkungen für Datentypen abgeleitet von decimal: totaldigits, fractiondigits Aufzählung der erlaubten Werte: enumeration Beispiel 3.1. Typ für Ortsnamen mit einer maximalen Länge von 30: <xs:simpletype name="ort"> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:length value="30"/> Definition eines Typs Kategorie mit erlaubten Werten zwischen 1 und 5: <xs:simpletype name="kategorie"> <xs:restriction base="xs:integer"> <xs:mininclusive value="1"/> <xs:maxinclusive value="5"/> Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 56 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 58

4 Definition eines Typs Hausnummer: <xs:simpletype name="hausnummer"> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:pattern value="[1-9][0-9]*[a-z]?"/> Beispiel 3.2. Definition einer Telefonnummer: <xs:simpletype name="telefonnummer"> <xs:restriction base="string"> <xs:pattern value="0[0-9]+/[0-9]+"/> Definition einer Liste von Telefonnummern und Definition eines Typs für Kontakte: <xs:simpletype name="telefonnummern"> <xs:list itemtype="telefonnummer"/> <xs:simpletype name="kontakt"> <xs:union membertypes="telefonnummer "/> Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 59 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 61 Listenbildung und Vereinigung Für einfache Typen stehen zwei weitere Typkonstruktoren zur Verfügung: Listenbildung: Aus einem einfachen Typ kann ein Listentyp mit dem einfachen Typ als Basistyp gebildet werden. Vereinigung: Wertebereiche und Repräsentationsräume von einfachen Typen können vereinigt werden. Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 60 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 62

5 Definition komplexer Typen Inhaltsmodelle Die Definition eines komplexen Typs ist erforderlich, wenn: Elemente Attribute haben können, Kindelemente vorhanden sein können oder Elemente einen leeren Inhalt haben. Für complexcontent stehen die folgenden Inhaltsmodelle zur Verfügung: sequence: Die nachfolgend definierten Elemente treten in genau dieser Reihenfolge auf. choice: Von den nachfolgend definierten Elementen tritt genau eins auf. all: Die nachfolgend definierten Elemente treten höchstens einmal in beliebiger Reihenfolge auf. Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 63 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 65 Einfacher bzw. komplexer Inhalt: simplecontent: Elemente dieses Typs haben keine Kindelemente. complexcontent: Es können Kindelemente auftreten. Einschränkende bzw. erweiternde Typdefinition: restriction: Ein bereits bestehender Typ wird durch die Angabe von Eigenschaften eingeschränkt. extension: Ein bereits bestehender Typ wird um zusätzliche Attribute oder Elemente ergänzt. Für diese Eigenschaften stehen jeweils XML-Schema-Elemente zur Verfügung. Beispiel 3.3. Definition eines komplexen Typs für Adressen: <xs:complextype name="adresse"> <xs:complexcontent> <xs:restriction base="xs:anytype"> <xs:element name="ort" type="ort"/> <xs:element name="plz" type="xs:integer"/> <xs:element name="strasse" type="xs:string"/> <xs:element name="nr" type="hausnummer"/> </xs:complexcontent> Die XML-Schema-Elemente für complexcontent und restriction sind hierbei optional. Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 64 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 66

6 <xs:complextype name="adresse"> <xs:element name="ort" type="ort"/> <xs:element name="plz" type="xs:integer"/> <xs:element name="strasse" type="xs:string"/> <xs:element name="nr" type="hausnummer"/> Die Vorkommenshäufigkeit für Elemente kann durch folgende Attribute von element beeinflußt werden: minoccurs: minimale Vorkommenshäufigkeit Erweiterung eines Typs um ein zusätzliches Element: <xs:complextype name="hoteladresse"> <xs:complexcontent> <xs:extension base="adresse"> <xs:element name="telefon" type="telefonnummer" minoccurs="1" maxoccurs="3"/> </xs:extension> </xs:complexcontent> maxoccurs: maximale Vorkommenshäufigkeit Fehlen die Attribute, ist der Wert implizit jeweils 1. Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 67 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 69 Beispiel 3.4. Erweiterung eines Typs um ein zusätzliches Attribut: <xs:complextype name="kontaktinfo"> <xs:simplecontent> <xs:extension base="kontakt"> <xs:attribute name="name" type="xs:string"/> </xs:extension> </xs:simplecontent> 3. XML Schema Deklarationen Deklarationen Definitionen: Schemabausteine, die wiederverwendet werden können Deklarationen: Liefern die für die Validierung notwendigen Informationen Es können deklariert werden: Elemente: Damit werden die Tags für das Markup festgelegt. Attribute Notationen Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 68 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 70

7 3. XML Schema Deklarationen Elementdeklaration Entweder wird für eine Elementdeklaration auf eine schon bestehende Elementdeklaration oder Typdefinition mittels ref verwiesen oder zu der Elementdeklaration wird ein Tagname (name) und ein Typ angegeben. Die Angabe des Typs kann lokal erfolgen (wie bei Typdefinitionen) oder durch den Verweis auf einen Typ (type). 3. XML Schema Deklarationen Definition eines Elements mit komplexem Inhaltsmodell und lokaler Typdefinition: <xs:element name="telefon"> <xs:complextype> <xs:element name="vorwahl type="xs:string"/> <xs:element name="rufnummer type="xs:string"/> </xs:element> Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 71 Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/ XML Schema Deklarationen Beispiel 3.5. Definition eines Elements auf Basis eines Standardtyps: <xs:element name="vorlesungstitel" type="xs:string"/> Definition eines optionalen Elements auf Basis eines benutzerdefinierten einfachen Typs: <xs:element name="kategorie" minoccurs="0" type="kategorie"/> Definition eines Elementes durch Verweis auf einen Typ: <xs:element ref="adresse"/> Intelligentes Datenmanagement II FH Bonn-Rhein-Sieg, WS 03/04 72