Beispiel für die Verwendung von Namespaces. Namespaces. Namespaces Erläuterung (1) Namespaces Erläuterung (2)

Transkript

1 s Motivation: Element- und Attributnamen ( Markup Vocabulary ) mit allgemeiner Gültigkeit, Beispiel: Library of Congress Subject Headings (LCSH) Anwendung basiert auf allgemeiner Interpretation dieser Namen, ein -Dokument soll Markup Vokabular aus mehreren 'Dictionaries enthalten können. (Erinnerung: -Dokument muß keine DTD haben.) s zur Vermeidung von Namenskonflikten. Beispiel für die Verwendung von s <x xmlns:edi=' <!-- the "edi" prefix is bound to for the "x" element and contents --> <edi:price units='euro'>32.18</edi:price> <!-- the 'price' element's namespace is --> Qualified </x> Name <x xmlns:edi=' <!-- the 'taxclass' attribute's namespace is --> <lineitem edi:taxclass="exempt">baby food </lineitem> </x> Prefix stellt Verbindung zum her. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 1 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 2 s Erläuterung (1) ist im wesentlichen eine Menge von Namen. Genauer: keine Menge globale und lokale Variablen. Lokale Variablen: unterschiedliche s für Attributnamen unterschiedlicher Elementtypen Beispiel: TITLE Section, TITLE Author Attribut besteht aus -Präfix und lokalem Teil. s Erläuterung (2) URI identifiziert. -Definition muß kein in einer formalen Sprache sein. Es kann sinnvoll sein, daß ET-Name aus, Attributname jedoch nicht. price brutto oder netto, keine weiteren Aspekte. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 3 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 4

2 Wie kann ich s benutzen? Unterscheidung zwischen Festlegung und Anwendung. Festlegung Definition: Keine konkreten Vorgaben. Festlegung URL, die mit in Verbindung steht. Anwendung: Welcher soll zur Anwendung kommen? Kennenlernen der Bedeutung der -Bestandteile. -Deklaration in Dokumente. Verwenden der Namen in Dokumenten. s Terminologie Defaulting Default gilt für alle Elemente ohne Präfix im Teilbaum und für Element, das Deklaration enthält, Scoping Definition kann überschrieben werden in 'innerem' Element. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 5 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 6 L:Buch Namensräume Bestellung B:Sorte="DM" B:Überweisung SAX und s SAX2: Gerade gültiger Parameter für start- und end-events. SAX1: Kein Support von s. L:Titel L:ISBN L:Autor B:Betrag B:Signatur B:Datum Neuromancer Gibson, William 49,00 80X F <bestellung xmlns:b = " xmlns:l = " z Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 7 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 8

3 Mängel von -/ neue Anforderungen an - Möglichkeit der Validierung: Datentypen und Wertebereiche, Integritätsbedingungen, getypte Links. Keine Erweiterbarkeit wünschenswert: Einschränkung des Inhaltsmodells, Erweiterbarkeit des Inhaltsmodells. Modularität, die über die von hinausgeht: Scoping. - Idee: ist -Dokument. Vergleichbar mit Data Dictionary Relationen zur Verwaltung der information. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 9 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 10 Definition vs. Deklaration Inhaltsmodell mit - Illustration: <!ELEMENT book (title,author+,price?)> <!ELEMENT buch (title,author+,price?)> Definition Festlegung neuer Typen, Deklaration spezifizieren Vorkommen von Elementen und Attributen (mit bestimmten Namen und Typen) in Dokumenten. Elementname vs. Elementtypname. Beispiel: <xsd:complextype name="address"> <xsd:sequence> <xsd:element name="name" type="xsd:string"/> <xsd:element name="street" type="xsd:string"/> <xsd:element name="city" type="xsd:string"/> <xsd:element name="state" type="xsd:string"/> <xsd:element name="zip" type="xsd:decimal"/> </xsd:sequence> <xsd:attribute name="country" type="xsd:nmtoken" fixed="us"/> Erläuterungen: Typdefinition und Elementdeklaration getrennt. Lokale Typen (lokale Typen mit gleichem Namen anderswo möglich). Beispiel enthält leere Elemente. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 11 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 12

4 Inhaltsmodelle In etwa gleiche Konnektoren wie in DTD, andere Syntax. Konnektoren u. a.: Sequence, Choice. Typdefinition und Elementdeklaration (1) Beispiel Instanz auf übernächster Folie: <xsd:schema xmlns:xsd=" <xsd:element name="purchaseorder" type="purchaseordertype"/> <xsd:element name="comment" type="xsd:string"/> <xsd:complextype name="purchaseordertype"> <xsd:sequence> <xsd:element name="shipto" type="address"/> <xsd:element name="billto" type="address"/> <xsd:element ref="comment" minoccurs="0"/> <xsd:element name="items" type="items"/> </xsd:sequence> <xsd:attribute name="orderdate" type="xsd:date"/> Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 13 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 14 Typdefinition und Elementdeklaration (2) Erläuterungen: Globale Elementtypen. Occurrence-Anzahl für comment Passendes Beispiel-Dokument <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> </purchaseorder> Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 15 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 16

5 Komplexes Inhaltsmodell Komplexes Inhaltsmodell Beispiel: <xsd:complextype name="items"> <xsd:element name="item" minoccurs="0" maxoccurs="*"> <xsd:complextype> <xsd:sequence> <xsd:element name="productname" type="xsd:string"/> <xsd:element name="price" type="xsd:decimal"/> <xsd:element ref="comment" minoccurs="0"/> <xsd:element name="shipdate" type="xsd:date" minoccurs="0"/> </xsd:sequence> <xsd:attribute name="partnum" type="sku"/> </xsd:element> Beispiel: <xsd:complextype name="items"> Anonymous <xsd:element name="item" Type minoccurs="0" maxoccurs="*"> <xsd:complextype> <xsd:sequence> <xsd:element name="productname" type="xsd:string"/> <xsd:element name="price" type="xsd:decimal"/> <xsd:element ref="comment" minoccurs="0"/> <xsd:element name="shipdate" type="xsd:date" minoccurs="0"/> </xsd:sequence> <xsd:attribute name="partnum" type="sku"/> </xsd:element> Anonymous Type hat keinen Namen. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 17 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 18 Komplexes Inhaltsmodell Erläuterungen Default: Genau ein Vorkommen, Implizite Typdefinition. Basistypen in - (1) string types normalizedstring: A string that does not contain line feeds, carriage returns, or tabs string token: A string that does not contain line feeds, carriage returns, tabs, leading or trailing spaces, or multiple spaces numeric types decimal: java.math.bigdecimal int, unsignedint, negativeinteger, nonnegativeinteger, positiveinteger, nonpositiveinteger integer :java.math.biginteger byte, unsignedbyte short, unsignedshort long, unsignedlong double, float: IEEE 754. Special values: -INF, INF, NaN Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 19 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 20

6 Basistypen in - (2) Basistypen in - (3) time types date: ccyy-mm-dd ( ) datetime: ccyy-mm-ddthh:mm:ss ( T21:20:00) duration: PyYmMdDThHmMsS (P3Y, P2DT3H) gday: dd gmonth: mm gmonthday: mm-dd gyear: ccyy gyearmonth: ccyy-mm time: hh:mm:ss other types boolean: legal values: true, false, 1, 0 anyurl hexbinary, base64binary NOTATION data types ID IDREF ENTITY NMTOKEN NOTATION jpeg, pdf IDREFS ENTITIES NMTOKENS Name: name, possibly with colons QName: prefixed name NCName: local name without colons language: A string that contains a valid language id Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 21 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 22 Definition abgeleiteter einfacher Typen Beispiele: <xsd:simpletype name="myinteger"> <xsd:restriction base="xsd:integer"> <xsd:mininclusive value="10000"/> <xsd:maxinclusive value="99999"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> <xsd:simpletype name="sku" base="xsd:string"> <xsd:pattern value="/d{3-[a-z]{2"/> </xsd:simpletype> <xsd:simpletype name="usstate"> <xsd:restriction base="xsd:string"> <xsd:enumeration value="ak"/> <xsd:enumeration value="al"/> <xsd:enumeration value="ar"/> <! usw > </xsd:restriction> </xsd:simpletype> Liste und Union Typ Liste Folge von Instanzen einfacher Typen. Beispiel: <xsd:simpletype name="usstatelist"> <xsd:list itemtype="usstate"/> </xsd:simpletype> <xsd:simpletype name="sixusstates"> <xsd:restriction base="usstatelist"> <xsd:length value="6"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> Union Beispiel: <xsd:simpletype name="zipunion"> <xsd:union membertypes="usstate listofmyinttype"/> </xsd:simpletype> Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 23 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 24

7 Alternative Notation im Folgenden (1) Alternative Notation im Folgenden (2) <xsd:element name="address"> <xsd:complextype> <xsd:sequence> <xsd:element name="name" type="xsd:string"/> <xsd:element name= vorname" type="xsd:string"/> </xsd:sequence> </xsd:element> define element Address { element name of type xs:string, element vorname of type xs:string <xsd:element name="address"> <xsd:complextype> <xsd:choice> <xsd:element name="name" type="xsd:string"/> <xsd:element name= vorname" type="xsd:string"/> </xsd:choice> </xsd:element> define element Address { element name of type xs:string element vorname of type xs:string Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 25 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 26 Ambiguity (Mehrdeutigkeit) (1) Ambiguity (Mehrdeutigkeit) (2) Beispiel für komplexen, mehrdeutigen Typ: define element amb { element elt of type xs:integer element elt of type xs:string validate as amb { <amb><elt>1</elt></amb> element amb { element elt of type xs:integer { 1 validate as amb { <amb><elt>1</elt></amb> element amb { element elt of type xs:string { 1 Beispiel für einfachen, mehrdeutigen Typ: validate as xs:string * { "a b c" "a b c" validate as xs:string * { "a b c" "a b", "c" validate as xs:string * { "a b c" "a", "b c" validate as xs:string * { "a b c" "a", "b", "c" Erste Validierung: Nicht zulässig. Zweite Validierung: Letzte Alternative. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 27 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 28

8 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 29 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 30 Typhierarchien (1) Typhierarchien (2) Hierarchische Abhängigkeit zwischen zwei Typen durch Erweiterung (engl. extension) oder Restriktion (engl. restriction) einer bestehenden Typdefinition. Alle Typen bilden eine Typhierarchie Baum mit Wurzel: Typ Zeichenkette. Keine Mehrfachvererbung. Typen sind entlang der Typhierarchie abwärtskompatibel: Für Typinstanzen gilt das Substituierbarkeitsprinzip. Elemente eines bestimmten Typs akzeptieren auch Daten einer Erweiterung oder Restriktion dieses Typs. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 31 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 32

9 Erweiterung Strukturergänzung: Hinzufügen weiterer Elemente oder Attribute Typhierarchien (3) Restriktion Struktur bleibt gleich: Es dürfen keine Elemente oder Attribute weggelassen werden. Verschärfung von Angaben, z. B. bisher nicht angebene type-, defaultoder fixed-attribute Einschränkung der Kardinalitäten minoccurs, maxoccurs Erweiterung von Typen (1) Beispiel: <complextype name= extendedauthortype > <extension base= authortype > <element name= type= string minoccurs= 0 maxoccurs= 1 /> <attribute name= homepage type= string use= optional /> </extension> <complextype name= authortype > Erweitert den <element zuvor name= firstname definierten type= string Typ authortype minoccurs= 0 um maxoccurs= unbounded /> ein optionales <element Element name= lastname type= string /> ein optionales Attribut homepage <attribute name= age type= string use= optional /> Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 33 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 34 Erweiterung von Typen (1) Beispiel: <complextype name= extendedauthortype > <extension base= authortype > <element name= type= string minoccurs= 0 maxoccurs= 1 /> <attribute name= homepage type= string use= optional /> </extension> Erweitert den zuvor definierten Typ authortype um ein optionales Element ein optionales Attribut homepage Erweiterung von Typen (2) Die Erweiterungen werden bei der Verarbeitung an die bestehenden Definitionen angehängt: <complextype name= extendedauthortype > <element name= firstname type= string minoccurs= 0 maxoccurs= unbounded /> <element name= type= string minoccurs= 0 maxoccurs= 1 /> <attribute name= age type= string use= optional /> <attribute name= homepage type= string use= optional /> Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 35 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 36

10 Erweiterung von Typen (2) Die Erweiterungen werden bei der Verarbeitung an die bestehenden Definitionen angehängt: <complextype name= extendedauthortype > <element name= firstname type= string minoccurs= 0 maxoccurs= unbounded /> <element name= type= string minoccurs= 0 maxoccurs= 1 /> <attribute <complextype name= age name= authortype > type= string use= optional /> <attribute name= homepage type= string use= optional /> <element name= firstname type= string minoccurs= 0 maxoccurs= unbounded /> <attribute name= age type= string use= optional /> Extensions (1) Wie funktioniert Type Checking mit Extensions? Alternativen: Open World vs. Closed World. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 37 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 38 Extensions (2) <point> <x>17</x> <y>28</y> </point> Illustration: define type pointtype { element x of type xs:integer, element y of type xs:integer define type colorpointtype extends pointtype { element c of type color define function countchildren ( element of type pointtype $p ) returns xs:integer { count($p/*) Was ist Ergebnis des Funktionsaufrufs für Instanz von colorpointtype? Extensions (3) Antwort: Ergebnis bei rein statischer Typüberprüfung: 2 Ergebnis in XQuery: 3 Zweites Ergebnis ist wohl natürlicher. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 39 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 40

11 Extensions (4) Extensions (5) Closed World: Für Type Checking müssen alle abgeleiteten Typen bekannt sein. Betrachtung der Vereinigung aller abgeleiteten Typen anstelle des Ausgangstypen. Type Checking in XQuery funktioniert so. Open World: Type Checking möglich, ohne daß alle abgeleiteten Typen bekannt. Typischerweise in objektorientierten Sprachen. Vorteil: Separate Übersetzung möglich. Weiteres Beispiel, das den Effekt illustriert: define function countchildren ( element of type xs:anytype $x ) returns xs:integer { count($x/*) Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 41 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 42 Restriktion von Typen Beispiel (Komplexer Typ): <complextype name= restrictedauthortype > <restriction base= authortype > <element name= firstname type= string minoccurs= 0 maxoccurs= 2 /> <attribute name= age type= string <complextype name= authortype > use= required /> </restriction> maxoccurs= unbounded /> <element name= firstname type= string minoccurs= 0 <attribute name= age type= string use= optional /> Restriktion von Typen Beispiel (Komplexer Typ): <complextype name= restrictedauthortype > <restriction base= authortype > <element name= firstname type= string minoccurs= 0 maxoccurs= 2 /> <attribute name= age type= string use= required /> </restriction> Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 43 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 44

12 Restriktion von Typen Beispiel (Komplexer Typ): <complextype name= restrictedauthortype > <restriction base= authortype > <element name= firstname type= string minoccurs= 0 maxoccurs= 2 /> <attribute name= age type= string Vorher: use= optional </restriction> Vorher: maxoccurs= unbounded use= required /> Polymorphe Konsistenzbedingungen (1) Ziel: Bestimmte Werte (bzw. Kombinationen von Werten) sollen eindeutig sein. Zwei Schritte: 1. Identifizierung der Elemente, die eindeutig sein sollen, 2. Identifizierung des oder der Attributwert(e) dieser Elemente, die eindeutig sein sollen. Beispiel: field-elemente Kombination Vorname und Nachname von Personen sollen eindeutig sein. selector-element Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 45 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 46 Polymorphe Konsistenzbedingungen (2) Beispiel: <xsd:element name="items" type="items"> <xsd:unique name="partnumandname"> <xsd:selector xpath="item"/> <xsd:field xpath="@partnum"/> <xsd:field xpath="productname"/> </xsd:unique> </xsd:element> Relativer Pfadausdruck innerhalb von items Relativer Pfadausdruck innerhalb von item Polymorphe Konsistenzbedingungen (3) Schlüsselbedingung: <key name= papierschlüssel > <field xpath= bib/paper/@id /> </key> Das Attribut id in paper dient als Schlüssel. Schlüssel sind eindeutig und können referenziert werden. Fremdschlüsselbedingung: <keyref name= papierfremdschlüssel refer= papierschlüssel > <field xpath= bib/paper/@references /> </keyref> Ergänzend zum bisherigen : references ist eine Liste von Papieren, die vom Papier aus referenziert werden, d. h. in dessen Literaturverzeichnis auftauchen. Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 47 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 48

13 Polymorphe Konsistenzbedingungen (4) Beachte: Mit refer bezieht man sich auf das name-attribut einer Schlüsselbedingung, nicht auf das Schlüsselfeld. Die Werte in references müssen also immer unter den Schlüsseln zu den Papieren zu finden sein. Prüfungsfragen, beispielhaft (1) Welche Bewertungskriterien für Datenmodelle kennen Sie? Wie scheiden die einzelnen Ihnen bekannten Datenmodelle bezüglich dieser Kriterien ab? Wie unterscheiden sich und? Welche Vorteile logischen Markups kennen Sie? <Irgendeinen einfachen Sachverhalt mit modellieren können.> Was ist der Unterschied zwischen wohlgeformt und valid? Was bedeutet 'Anwendung', 'Anwendungs' im Kontext von? Erklären Sie dies am Beispiel Patientenakten (oder was auch immer). Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 49 Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 50 Prüfungsfragen, beispielhaft (2) Welche Schnittstellen für die Anwendungs kennen Sie? Was sind s? Wie verwendet man sie? Wie unterscheiden sich -DTD und -? Was ist der Unterschied zwischen Definition und Deklaration im Kontext von -? Welche Arten der Erweiterung von Elementtypen in kennen Sie? Welche Alternativen für Type Checking mit Extensions kennen Sie? Datenbankeinsatz: Semistrukturierte Datenmodelle 51