Dokumentbeschreibungssprachen

Transkript

1 Dokumentbeschreibungssprachen Aufbau von XML-Dateien Grundprinzipien XML - Grundprinzipien /1

2 Allgemeines zu XML-Dateien XML - Grundprinzipien /2

3 Die Grundideen XML stellt die Struktur und die Bedeutung der Daten gemeinsam dar. Die Darstellung genügt bestimmten Regeln, die unter dem Begriff Wohlgeformtheit des XML- Dokuments zusammengefasst werden. Bsp.: Der Meier hat das Pulver. <Name>Meier</Name><Beute>Pulver</Beute> <Beruf>Meier</Beruf><Substanz>Pulver</Substanz> XML - Grundprinzipien /3

4 Die Bausteine Marken (tags) <Begriff>... </Begriff> Elemente von Marken eingeschlossene Abschnitte, nicht ohne Gültigkeitsverlust verkürzbar Zeichenreferenzen, Entityreferenzen bestimmte Zeichen müssen kodiert werden, da sie für Tags, Attribute etc. reserviert sind Vorsicht die Kodierung ist oft anders als in HTML; und sie muss mitunter gedoppelt werden. XML - Grundprinzipien /4

5 Die Bausteine Attribute Zusatzangaben zu Elementen in der Form <Begriff attribut1= heute attribut2= >...</Begriff> die mitunter nicht nur gestalterisch zur Wahl stehen, sondern auch programmiertechnisch. Alle XML-Dokumente setzen sich aus diesen Bausteinen zusammen. Hinzu kommen Anweisungen zur Gültigkeit der XML-Dokumente und weitere technische Angaben. (Später.) XML - Grundprinzipien /5

6 Eine erste XML-Datei <!-- Bspl001.xml --> <Berufe> <!--1--> <Beruf>Schuster</Beruf> <!--2--> <Beruf>Kellner</Beruf> <!--3--> </Berufe> <!--4--> Beachten Sie: Kommentare, und Elemente. Erste und letzte Markierung als Rahmen. Schreibweise der Tags: <Berufe> =?= <berufe> XML - Grundprinzipien /6

7 Erstellung und Betrachtung XML-Dateien sind mit jedem Texteditor erstellbar. Um Strukturen leichter prüfen und verfolgen zu können, sei ein XML-Editor empfohlen. Im MM-Pool ist der Editor XMLspy Professional 2013 installiert. Die Betrachtung der Dateien ist auch im Internet Explorer und in anderen Webbrowsern möglich. Bei Fehlern verweigern die jedoch jegliche Anzeige man wird nicht schlau. Sonst: XMLspy Pro..., XMetal, Eclipse mit Zusätzen, Oxygen,... XML - Grundprinzipien /7

8 XMEdiL = XMLspy Anzeige im Editiermodus XML - Grundprinzipien /8

9 XMEdiL = XMLspy Anzeige im IE-Browser-Modus XML - Grundprinzipien /9

10 Anzeige von Teilstrukturen Strukturen können im IE-Modus einund ausgeklappt werden: XML - Grundprinzipien /10

11 Vorteile von XML Vereinheitlichte Repräsentation von Dokumenten einheitliche Syntax ermöglicht Tools, die alle Arten von XML-Dokumenten verarbeiten können. Verständlichkeit für den menschlichen Leser Metainformationen ermöglichen das Erfassen des Inhalts der XML-Dokumente (Semantik). Ermöglichung von Verzahnung von Dokumenten Informationen aus unterschiedlichen XML- Dokumenten sind immer kombinierbar. Effizienter Standard breit einsetzbar. XML - Grundprinzipien /11

12 Vorteile von XML Automatisierung der Dokumentverarbeitung wird gefördert auf Grundlage der automatischen Validierung der XML-Dokumente. XML ist einfach die Grundlagen sind schnell verständlich und gut vermittelbar. XML-Tools sind preiswert und verfügbar es gibt viele Open-Source-Tools. Aktive Entwickler-Community, unabhängig von Unternehmen hohe Entwicklungsdynamik. XML - Grundprinzipien /12

13 Nachteile von XML XML ist nur Austauschformat es liefert keine Anwendungsarchitektur, sondern nur einheitliche Repräsentation von Elementen. XML liefert kaum einen Beitrag zur Definition und Festlegung von Workflows das muss vor der Definition der Austauschformate stattfinden. XML ist kein Standard auf Anwendungsebene es definiert keine domänenspezifischen Dokumentklassen, ermöglicht es aber, diese auf der Anwendungsebene separat zu definieren. XML - Grundprinzipien /13

14 Nachteile von XML Die XML-Standardisierung wird mit immer größerer Anwendungsnähe immer träger je mehr Anwender, desto schwieriger wird die Standardisierung XML hat ein schwaches Datentyp-System gilt vor allem für DTDs, weniger für XSDs XML ist nicht objektorientiert eine Vererbung der Typdefinitionen ist bei DTDs nicht möglich XML ist langsam der Aufwand bei der Datenverarbeitung ist oft (zu) hoch XML - Grundprinzipien /14

15 Die XML-Strukturelemente XML - Grundprinzipien /15

16 Elementare XML-Regeln Ein XML-Dokument hat genau ein Wurzelelement (root element). Alle anderen Elemente sind darin eingeschlossen. Nur Kommentare können noch davor oder danach stehen, und der Kopf des Dokuments davor. Elemente müssen korrekt verschachtelt sein. Wenn ein Element innerhalb eines anderen Elementes beginnt, dann muss es auch innerhalb dieses Elementes enden. Jedes Element muss sowohl ein Start-Tag als auch ein End-Tag haben. XML - Grundprinzipien /16

17 Elementare XML-Regeln Der Name des Elementtyps im Start-Tag muss exakt zum Namen in dem korrespondierenden End-Tag passen. Namen sind case-sensitive. Leere Elemente haben bei der Verwendung von Attributen Sinn. Gültige Schreibweisen: <Element></Element> oder <Element attr= 1 ></Element> oder <Element/> Folgende Elemente sind NICHT leer: <Element> </Element> oder <Element> </Element> XML - Grundprinzipien /17

18 Elementare XML-Regeln XML verwendet den Unicode-Zeichensatz UTF-8. Umlaute und viele der Sonderzeichen sind in Elementbezeichnern strikt zu vermeiden, da sonst die universelle Verwendbarkeit des XML- Codes nicht gewährleistet ist. In Elementbezeichnern sind erlaubt: Buchstaben (Engl.), Ziffern, Punkt, Bindestrich, Unterstrich, Doppelpunkt (nur zu Beginn). Verboten ist die Buchstabenfolge XML zu Beginn in jeglicher Groß-/Kleinschreibung. XML - Grundprinzipien /18

19 Elementare XML-Regeln Zu Beginn kann stehen: Buchstaben, Unterstrich, Doppelpunkt, und sonst nichts. Beispiele für korrekte Tag-Bezeichner: Brief :neu name.vorname PLZ-Ort _Xml DM2Euro Nummer_1 Nicht korrekt sind z.b.: 4Ever Name=>Conny.Com Xmliter XML - Grundprinzipien /19

20 Elementare XML-Regeln Empfehlung: Gewöhnen Sie sich am besten an, keine großen Buchstaben in Elementnamen zu verwenden. XHTML z.b. macht diese Empfehlung zur Pflicht. Man sieht aber auch fast überall in Büchern, dass diese Empfehlung nicht beachtet wird. Daraus können in der Zukunft Probleme entstehen... XML - Grundprinzipien /20

21 Inhalte von Elementen Elemente können folgende Daten enthalten: Verschachtelte Elemente Zeichenfolgen (parsed character data, PCDATA) Allgemeine Objekt- oder Zeichen-Referenzen CDATA-Abschnitte (nicht zu parsen) Verarbeitungsvorschriften (processing instructions = PI) Kommentare XML - Grundprinzipien /21

22 Inhalte von Elementen Zeichenreferenz Character reference <Titel> SAP R/3 - Einführung </Titel> Zeichenfolge Character data Objektreferenz <Titel> Autor: &autor; </Titel> <Titel>XML <Untertitel>Einführungsleitfaden</Untertitel> </Titel> Mixed Content!? XML - Grundprinzipien /22

23 Die Referenzen Einige Zeichen, wie spitze Klammern, Anführungszeichen, Apostrophe, Kaufmanns- Und (&) etc. haben für XML eine besondere Bedeutung und dürfen zwischen Tags so nicht vorkommen. Umlaute, Unicode-Zeichen ab Nr. 127 u.a. können entweder kodiert oder durch Angabe eines speziellen Zeichensatzes für das Dokument direkt darstellbar gemacht werden. XML - Grundprinzipien /23

24 Standardreferenzen Jeder XML-Browser muss folgende Entityreferenzen (Zeichenreferenzen) kennen: & & (&#38;) < < (&#60;) > > (>) &apos; (&#39;) " (") Bei allen anderen Sonderzeichen und Umlauten empfiehlt sich strikt die Kodierung als Zeichenreferenz #Nummer; (oder hexadezimal). So versteht WML z.b. zusätzlich nur noch = und = direkt. XML - Grundprinzipien /24

25 Standardreferenzen Beispiel: Meier &#38; Söhne für Meier & Söhne Umlaute im Deutschen: Ä Ä Ä ä ä ä Ö Ö Ö ö ö ö Ü Ü Ü ü ü ü ß ß ß Die Angabe der Nummern kann auch hexadezimal erfolgen, mitunter muss es sogar so sein. XML - Grundprinzipien /25

26 Beispiel <!--Bspl002.xml--> <artikel> <!--1--> <titel>xml</titel> <!--2--> <untertitel>extensible Markup Language von Anfang an</untertitel> <!--3--> <absatz> <!--4--> XML ist, wie so viele Namen in der Informationstechnologie, eine Abkürzung und steht für Extensible Markup Language, was zu deutsch so viel wie erweiterbare Markierungssprache heißt. Diese Sprache ist keine Programmier-, sondern eine Beschreibungssprache. Genauer gesagt, handelt es sich um eine Metasprache, das heißt, eine Sprache zur Beschreibung von Sprachen. </absatz> <autor>helmut Erlenkötter</autor> <!--5--> </artikel> XML - Grundprinzipien /26

27 Die Attribute <!-- Bspl001.xml --> <berufe> <!--1--> <beruf>schuster</beruf> <!--2--> <beruf>kellner</beruf> <!--3--> <beruf sprache="de">kellner</beruf> <!--4--> <beruf sprache="en">waiter</beruf> <!--5--> <beruf sprache="de" dialekt="kölsch"> Köbes</beruf> <!--6--> <beruf bezeichnung="schuster"/> <!--7--> </berufe> XML - Grundprinzipien /27

28 Die Attribute Attribute haben als primäre Funktion, eine genauere Beschreibung des Inhalts des Elements zu liefern, ohne dass der Inhalt selbst verstanden werden muss. Sekundär werden sie benutzt, um Inhalte in Attributen zu verpacken und somit andere Zugriffsmöglichkeiten bei der Darstellung des Inhalts von XML-Dateien zu ermöglichen. Seltener ist das Vorkommen von Elementen mit Inhalt unerwünscht bzw. führt zu Problemen. XML - Grundprinzipien /28

29 Die Attribute Die Referenzierung von Sonderzeichen und Umlauten muss auch in Attributen erfolgen. Inhalte von Attributen stehen immer in Anführungszeichen. (Vgl. HTML 4.01.) Will man doppelte oder einfache Anführungszeichen in Attribut-Inhalten verwenden, dann muss entweder referenziert werden, oder der jeweils andere Typ von Anführungszeichen wird für die Begrenzung des Inhalts verwendet. (" &apos;) XML - Grundprinzipien /29

30 Die Attribute Ein Attributname kann nur einmal in einem Start- Elementnamen verwendet werden. Die Zeichenkette des Attributwertes kann Zeichenreferenzen oder allgemeine Objektreferenzen enthalten. Die Zeichenkette darf nicht das <-Zeichen enthalten. Die Zeichenkette darf das &-Zeichen nur am Anfang einer Referenz enthalten. XML - Grundprinzipien /30

31 Jedes XML-Dokument, das die genannten Anforderungen an die Elemente und Attribute erfüllt, wird als wohlgeformt bezeichnet. XML - Grundprinzipien /31

32 Der Bauplan von XML-Dateien XML - Grundprinzipien /32

33 Erkennen von Datenstrukturen XML hat als Strukturprinzip ein Baumdiagramm für die gespeicherten Daten als Grundlage. Deshalb müssen alle Daten, die in eine XML- Struktur umgesetzt werden sollen, zuvor auf ihre Struktur und ihre Zusammenhänge analysiert werden. Die beste Darstellungsform vor der Implementierung in XML ist ein spezielles Baumdiagramm. XML - Grundprinzipien /33

34 Beispiel Adressenliste Die ursprünglichen Daten liegen z.b. als Excel- Tabelle vor: Vorname Nachname Strasse PLZ Ort Max Mustermann Hauptstr Hannover Peter Peters Sackgasse Köln Wie soll die Folge und der Zusammenhang dieser Zeilen beschrieben werden? Empfohlene Denkkategorien: besteht aus, gefolgt von. XML - Grundprinzipien /34

35 Beispiel Adressenliste Man erhält folgende Aussagen: Die Adressenliste besteht aus einer Adresse, gefolgt von weiteren Adressen. Eine Adresse besteht aus dem Vornamen, gefolgt von Nachname, Strasse, PLZ und Ort. Ende der Datenstruktur. Hilfreich ist nun die Beschreibung als Baumstruktur. XML - Grundprinzipien /35

36 Beispiel Adressenliste Auf den einzelnen Knoten und Blättern des Baumdiagramms wird vermerkt, wie häufig die Information an dieser Stelle der Hierarchie vorkommen kann, wenn ich meine Datensätze betrachte bzw. mir mögliche Variationen überlege. Adressenliste Adresse 0..* Vorname 1 Nachname 1 Strasse 0..1 PLZ 0..1 Ort 0..1 XML - Grundprinzipien /36

37 Datenstrukturen umsetzen Die Umsetzung in XML aus dem Baumdiagramm heraus ist in der Regel einfach. Adressenliste Adresse 0..* Vorname 1 Nachname 1 Strasse 0..1 PLZ 0..1 Ort 0..1 <adressenliste> <adresse> <vorname></vorname> <nachname></nachname> <strasse></strasse> <plz></plz> <ort></ort> </adresse> </adressenliste> XML - Grundprinzipien /37

38 Die XML-Datendatei <!--Bspl004.xml--> <adressbuch> <!--1--> <adresse> <!--2--> <vorname>max</vorname> <!--3--> <nachname>mustermann</nachname> <strasse>hauptstr. 2</strasse> <plz>30102</plz> <ort>hannover</ort> </adresse> <!--4--> <adresse> <!--5--> <vorname>peter</vorname> <nachname>peters</nachname> <strasse>sackgasse 1</strasse> <plz>50823</plz> <ort>köln</ort> </adresse> </adressbuch> <!--6--> XML - Grundprinzipien /38

39 2. Variante Das Denken über die Datenstruktur in XML hängt vom Anwendungsziel ab! Wenn wir nun die Adressenliste für die Gesamtausgabe des Telefonbuchs der Telekom aufbereiten sollen? Dann ist der Ort das wichtigste Datenelement, das entscheidet, wo die Adresse erscheinen soll. (Neben dem Erschließungsgebiet im administrativ-technischen Sinne.) XML - Grundprinzipien /39

40 2. Variante Für die Telekom sähe die Adressliste so aus: Telefonbücher Telefonbuch 1..* Ort 1..* Nachname 1 Vorname 1 Strasse 0..1 Telefonnummer 1..* XML - Grundprinzipien /40

41 Frage Ist die Reihenfolge der Attribute von XML-Elementen festgelegt bzw. festlegbar? Denken Sie an HTML oder XHTML wie ist es da? Wenn die Reihenfolge nicht festlegbar sein sollte, wie viele Variationen müsste der Parser bei n Attributen durchsortieren, ehe er die richtige Zuordnung hat? (Anzahl der Permutationen) Könnte der Parser anders ökonomischer vorgehen? XML - Grundprinzipien /41

42 Frage Wenn Sie die Hausaufgabe zu Datenbankstrukturen und XML-Strukturen betrachten sind beide Strukturen problemlos ineinander überführbar, oder gibt es spezielle Fälle, in denen es in eine Richtung beim Transfer Probleme geben wird? Was passiert mit m:n Datenbeziehungen in XML? XML - Grundprinzipien /42

43 Frage Wann darf ich deutsche Umlaute in den Namen von Elementen und Attributen evtl. verwenden, und was müsste ich dabei beachten? Wie sieht es mit der Verwendung in den Daten und Attributwerten aus? Welche Zusatzanweisungen braucht die XML-Datei dann eventuell? XML - Grundprinzipien /43

44 Quellen P. Reusch, XML Extensible Markup Language, PPT-Vorlesung Teil 2, FH Dortmund, 2003; H. Erlenkötter, XML Extensible Markup Language von Anfang an, Rowohlt Taschenbuch Verlag, Reinbek bei Hamburg, 2001/2003. G. Born, Jetzt lerne ich XML, Verlag Markt+Technik, München, Download XMLspy Home Edition - vollständige Unicode-Tabellen mit Hexadezimalnummern XML - Grundprinzipien /44

45 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit bis demnächst. XML - Grundprinzipien /45