1. Einführung 2. DTD 3. XML Schema 4. XPath 5. XSLT 6. XSL-FO 7. XQuery 8. Web Services 9. XML und Datenbanken

Transkript

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2 1. Einführung 2. DTD 3. XML Schema 4. XPath 5. XSLT 6. XSL-FO 7. XQuery 8. Web Services 9. XML und Datenbanken

3 Einführung

4 Definitionen Als Auszeichnungssprache bezeichnet man ein Format, in dem Inhalte und Beschreibungen in der gleichen Datei enthalten sind und in dem zusätzlich auch die Beschreibungen direkt an den Daten liegen. Als Beschreibungsdaten bezeichnet man zusätzliche Informationen über die Bedeutung der Daten oder welche zusätzlichen Metainformationen für die Daten noch notwendig sind. Als Nutzdaten bezeichnet man dann diejenigen Daten, wegen denen das Dokument oder der Datensatz eigentlich erstellt oder benötigt wird.

5 Prolog Jedes Dokument beginnt mit dem so genannten Prolog. Er enthält verpflichtend die XML-Deklaration, welche wiederum mindestens die Versionsangabe von XML enthält. Sie kann zusätzlich auch den Zeichensatz des Dokuments enthalten. Er kann auch die standalone-angabe enthalten. Mit den Werten yes oder no wird angegeben, ob es für dieses Dokument eine DTD gibt oder nicht. Die XML-Deklaration hat bspw. die folgende Form: <?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="yes"?> Darüber hinaus kann der Prolog eine Document Type-Deklaration enthalten, welche die Modellierung der Datei und damit ihre logische Struktur angibt. Schließlich kann er auch noch Kommentare oder Prozessoranweisungen enthalten.

6 Tags Die einzelnen Inhalte sind in XML-Elementen untergebracht, die auch mit dem englischen Namen Tag (Plural: Tags, Partizip Perfekt Passiv: getagged) bezeichnet werden und deren Namen zwischen spitzen Klammern stehen. Zu Beginn steht normalerweise ein Start-Tag <Person> und am Ende ein End-Tag </Person>. Fehlen weitere Inhalte ist es ein leeres Element wie <SkypeID />. Leere Elemente enthalten keine Kind-Elemente, d.h. keine weiteren Tags oder Textinhalte, sondern höchstens Attribute.

7 Attribute Attribute sind zusätzlich im Start-Tag untergebracht und umschließen ihren Wert mit Anführungszeichen: <starttag attribut1= inhalt >. Elemente können wiederholt nacheinander auftreten, Attribute dagegen nicht. Die Reihenfolge von Elementen wird bei der Verarbeitung berücksichtigt und beibehalten. Bei Attributen dagegen ist die Reihenfolge bedeutungslos.

8 Verschachtelung Man spricht von Verschachtelung oder Hierarchien oder Ebenen, da man XML-Elemente ineinander verschachteln kann. Dabei muss die Verschachtelung ebenentreu-paarig erfolgen, d.h. ein geöffnetes Element A kann erst dann geschlossen werden, wenn das enthaltene Element B schon geschlossen ist.

9 Kommentare Ein Kommentar kann überall in Elementen und auch zwischen Prolog und dem Wurzelelement platziert werden. Er beginnt mit . Die Inhalte sind zwischen diesen Zeichenfolgen angegeben: <!-- Datenerstellung: >

10 Prozessoranweisungen Es ist möglich, dem Prozessor, der eine XML-Datei verarbeitet oder einfach nur öffnet und in einem geeigneten Programm visualisieren/anzeigen soll, zusätzliche Anweisungen mitzugeben. Eine solche Anweisung heißt Prozessoranweisung. Diese Technik ist insbesondere bei XSLT-Verarbeitung oder der Darstellung mit CSS wichtig. Ansonsten kann man auch Attribute aus einem anderen Namensraum (Fremdattribute) verwenden, um solche Informationen zu übermitteln. Die Verwendung von Prozessoranweisungen ist ansonsten nicht so weit verbreitet. Eine PI (processor instruction) hat folgende allgemeine Form: <?xml-stylesheet type="text/xsl" href="132_01.xslt"?>

11 CDATA-Abschnitt Ein CDATA-Abschnitt ist ein Textbereich, in welchem die Auszeichnungen nicht als solche interpretiert werden. Hier kann man also XML- oder nur XML-ähnliche Daten speichern, die nicht als solche erkannt werden. Ein solcher Abschnitt kann in jedem Element verwendet werden. Er beginnt mit <![CDATA[ und endet mit ]]>. <![CDATA[<gruss>Hallo Welt!</gruss>]]>

12 Entitäten Einige Zeichen sind schon in der XML-Syntax verwendet und gelten daher als reserviert. Um sie nun dennoch auch als Inhalte zu speichern, verwendet XML so genannte Entitäten. Dies sind spezielle &Bezeichner;, die mit einem Ampersand (kaufmännisches Und) beginnen und von einem Semikolon abgeschlossen werden und die auch in einer DTD (Document Type Definition) mit eigenen Bedeutungen erstellt werden können. Es sind insgesamt fünf vordefinierte Entitäten schon in XML vorhanden. < Kleiner-als-Zeichen > Grösser-als-Zeichen & Kaufmännisches Und-Zeichen ' Hochkomma (Apostroph) " Anführungszeichen

13 Einsatzbereiche Datenaustausch Austausch zwischen verschiedenen Datenbanken und Dateispeichersystemen Austausch zwischen Systemen/Anwendungen Datenspeicherung Speicherung von Inhalten (Artikeln, Texten, komplexen Daten) Speicherung von Objektzuständen/ Programmsituationen/ Sitzungen Konfigurationsdatenspeicherung Komplexe Datenstrukturverwaltung

14 Fragen...

15 Kernmerkmale von XML

16 Beispiel

17 Architektur von XML-Anwendungen

18 Wohlgeformt und gültig Wohlgeformtheit Ein XML-Dokument heißt wohlgeformt, wenn es sämtliche XML-Regeln einhält. Beispielhaft seien hier folgende genannt: Gültigkeit Das Dokument besitzt genau ein Wurzelelement. Alle Elemente mit Inhalt besitzen eine Beginn- und eine End-Kennung (-tag) (z. B. <eintrag>eintrag 1</eintrag>). Elemente ohne Inhalt können auch in sich geschlossen sein, wenn sie aus nur einer Kennung (tag) bestehen, die mit /> abschließt (z. B. <eintrag/>). Die Beginn- und End-Kennungen (tags) sind ebenentreu-paarig verschachtelt. Ein Element darf nicht mehrere Attribute mit demselben Namen besitzen. Soll XML für den Datenaustausch verwendet werden, ist es von Vorteil, wenn das Format mittels einer Grammatik (z. B. einer Dokumenttypdefinition (DTD) oder eines XML-Schemas) definiert ist. Der Standard definiert ein XML-Dokument als gültig, wenn es wohlgeformt ist, den Verweis auf eine Grammatik enthält und das durch die Grammatik beschriebene Format einhält.

19 Dokumente XML-Dokumente lassen sich anhand ihres beabsichtigten Gebrauchs und ihres Strukturierungsgrads in dokumentzentrierte und datenzentrierte Dokumente unterteilen. Dokumentzentriert: Das Dokument ist an ein Textdokument angelehnt, das für den menschlichen Leser größtenteils auch ohne die zusätzliche Metainformation verständlich ist. XML-Elemente werden hauptsächlich zur semantischen Markierung von Passagen des Dokuments genutzt, das Dokument ist nur schwach strukturiert. Aufgrund der schwachen Strukturierung ist eine maschinelle Verarbeitung schwierig. Datenzentriert: Das Dokument ist hauptsächlich für die maschinelle Verarbeitung bestimmt. Es folgt einem Schema, das Entitäten eines Datenmodells beschreibt und definiert, in welcher Beziehung die Entitäten zueinander stehen, sowie, welche Attribute die Entitäten haben. Das Dokument ist somit stark strukturiert und für den unmittelbaren menschlichen Gebrauch weniger geeignet. Semistrukturiert: Semistrukturierte Dokumente stellen eine Art Mischform dar, die stärker strukturiert ist als dokumentzentrierte Dokumente, aber schwächer als datenzentrierte Dokumente.

20 Zugriff Das Einlesen von XML-Dokumenten erfolgt auf unterster Ebene über einen XML-Prozessor / auch XML-Parser. Viele XML-Prozessoren stellen eines oder beide der folgenden APIs bereit: DOM: Ein DOM-API repräsentiert ein XML-Dokument als Baumstruktur und gewährt wahlfreien Zugriff auf die einzelnen Bestandteile der Baumstruktur. DOM erlaubt außer dem Lesen von XML-Dokumenten auch die Manipulation der Baumstruktur. SAX: Ein SAX-API repräsentiert ein XML-Dokument als sequentiellen Datenstrom und ruft für im Standard definierte Ereignisse vorgegebene Rückruffunktionen (callback function) auf. Eine Anwendung, die SAX nutzt, kann eigene Unterprogramme als Rückruffunktionen registrieren und auf diese Weise die XML-Daten auswerten. StAX: Die Streaming API for XML ist eine weitere API, um XML Dokumente einzulesen. Sie ist hoch speichereffizient (besonders im Vergleich zu DOM) und gleichzeitig einfach zu programmieren. Data Binding: Diese Möglichkeit stellt XML Daten als Datenstruktur direkt für einen Programmzugriff bereit. Die XML - Daten werden per Unmarshalling direkt in z.b. Objekte gewandelt.

21 Zugriff Java (JAXB: Java Architecture for XML Binding) und.net (XML Schema Definition Language Elements Binding Support) bieten einen Mechanismus für die direkte Bindung von XML Schema an Klassen und umgekehrt. Dies erlaubt es, die Unterschiede zwischen XML und einer Objektstruktur zu vernachlässigen und bietet somit eine vereinfachte Integration von XML und eine De-/Serialisierung (un-/marshalling) von Objekten und XML. Durch die Anwendung dieser Techniken wird XML nicht mehr als reines Dokument genutzt.

22 Zugriff Oftmals greift der Anwendungscode nicht direkt auf die Parser-API zu. Stattdessen wird XML weiter gekapselt, so dass der Anwendungscode mit nativen Objekten / Datenstrukturen arbeitet, welche sich auf XML abstützen.

23 Modellierung Um die Struktur von XML-Sprachen zu beschreiben, bedient man sich so genannter Schemasprachen. DTD Eine DTD (Dokumenttypdefinition) ist eine Beschreibung eines XML-Dokuments. Sie wurde zusammen mit XML standardisiert, zu einem Zeitpunkt, an dem XML noch hauptsächlich für narrative documents ( erzählende Dokumente, also Zeitungsartikel, Bücher, ) gedacht war, weniger als Datenaustauschformat. Daher ist es z. B. in DTD nicht möglich, zwischen Texten und Zahlen zu unterscheiden. Ein weiterer Nachteil ist die Tatsache, dass die DTD in einer eigenen Sprache abgefasst werden muss. Außerdem kennt die DTD keine Namensräume. XML-Schema / XSD XML-Schema (bzw. XSD = XML-Schema-Definition) ist die moderne Möglichkeit, die Struktur von XML-Dokumenten zu beschreiben. XML-Schema bietet auch die Möglichkeit, den Inhalt von Elementen und Attributen zu beschränken, z. B. auf Zahlen, Datumsangaben oder Texte, z. B. mittels regulärer Ausdrücke. Ein Schema ist selbst ein XML-Dokument, welches erlaubt, komplexere (auch inhaltliche) Zusammenhänge zu beschreiben, als dies mit einer formalen DTD möglich ist. Weitere Schemasprachen Weitere Schemasprachen sind Document Structure Description, RELAX NG, Schematron und Examplotron.

24 Standards Im Zusammenhang mit XML wurden vom W3-Konsortium auf Basis von XML viele Sprachen definiert, welche XML-Ausdrücke für häufig benötigte allgemeine Funktionen anbieten wie etwa die Verknüpfung von XML- Dokumenten. Transformation von XML-Dokumenten: XSLT Adressierung von Teilen eines XML-Baumes: XPath Verknüpfung von XML-Ressourcen: XPointer, XLink und XInclude Selektion von Daten aus einem XML-Datensatz: XQuery Datenmanipulation in einem XML-Datensatz: XUpdate Abfassen von elektronischen Formularen: XForms Definition von XML-Datenstrukturen: XML Schema Signatur und Verschlüsselung von XML-Knoten: XML Signature und XML-Encryption PDF-Generierung aus XML-Daten: XSL-FO

25 Standards

26 Fragen...

27 Namensräume

28 Einführung Ein XML-Dokument besteht im wesentlichen aus Elementen und Attributen. Es kann unklar bleiben, "woher" (aus welchem Namensraum) die verwendeten Elementund Attributnamen kommen. Dazu besteht die Möglichkeit, bei einem Elementnamen oder Attributnamen explizit einen Namensraum anzugeben. Besonders wichtig ist die Bezeichnung des Namensraums, wenn sich Namen von Elementen oder Attributen aus unterschiedlichen Namensräumen in die Quere kommen. Bsp.: Angenommen, in einem XML-Dokument gibt es zweimal ein Element namens div. Einmal bezieht es sich auf einen eigenen Namensraum, und einmal soll es als HTML-Element fungieren. Nur durch die Zuordnung zu einem bestimmten Namensraum ist in dem Fall klar, in welchem "Kontext" das Element interpretiert werden soll. Zu diesem Zweck hat das W3-Konsortium den Begriff der qualifizierten Namen (qualified names) eingeführt. Qualifizierte Namen bestehen immer aus einem Präfix, der den Namensraum bezeichnet, und einem lokalen Namensteil, der den Namen des Elements oder Attributs innerhalb des Namensraums bezeichnet. Beim Arbeiten mit mehreren Namensräumen gleichzeitig ist es wichtig, qualifizierte Namen zu notieren.

29 Definition eines Namensraums Namensraumdeklaration mit dem xmlns- Attribut mit den folgenden Eigenschaften: URI-Angabe, die innerhalb der Anwendung einzigartig ist, typischerweise Web-Adressen, die aber nicht existieren müssen. Optionaler Präfix, der im qualifizierten Namen als Referenz auf den Namensraum verwendet wird.

30 Definition mehrerer Namensräume

31 Fragen...