Datenintegration und Datenaustausch mit XML-Techniken

Transkript

1 Datenintegration und Datenaustausch mit XML-Techniken Orientation in Objects GmbH Weinheimer Str Mannheim Version: Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände Motivation und Ziele Syntaktische Grundlagen Namensräume 2 1

2 Markup Markup bezeichnet jede Menge von Tags (Auszeichner), die zum Inhalt eines Text-Dokuments hinzugefügt werden, um die Bedeutung oder die Darstellung der Daten anzuzeigen. RTF LaTeX HTML SGML (Standard Generalized Markup Language, ISO, 1970) 3 HTML Tags Physisch: <i>das ist in italics</i> Logisch: <em>das ist wichtig</em> Die Bedeutung (Semantik) wird durch die Spezifikation bestimmt 4 2

3 Probleme mit HTML HTML ist speziell an die Darstellung von Information angepaßt, aber nicht an deren Erfassung HTML hat eine stürmische Entwicklung durchgemacht und ist den Anforderungen nach und nach angepaßt worden Versionen: 2.0 (1995) 3.2 (1997) 4.0 (1998) Die geringe Strenge der Regeln macht automatische Verarbeitung schwierig 5 Unterschiede HTML - XML HTML Flache Struktur Kann nicht erweitert werden Kaum maschinell verarbeitbar Layout steht im Vordergrund XML Hierarchien sind möglich Definition eigener Tags möglich Leichte maschinell Verarbeitung Daten und Struktur stehen im Vordergrund 6 3

4 Semantische Tags Semantische Tags beschreiben den Inhalt eines Elementes <der-darzustellende-text> Hallo </der-darzustellende-text> Semantische Tags sind frei wählbar und können jede Art von Daten beschreiben 7 Semantische Tags Beispiele <artikel>dauerlutscher</artikel> <telefonnummer> </telefonnummer> <komponist>johann Sebastian Bach</komponist> <noten>bach</noten> 8 4

5 XML Definitionen extensible Markup Language ist eine verallgemeinerte Markupsprache ist eine Metasprache zur Beschreibung von Markupsprachen ist eine Untermenge von SGML 9 Design goals XML shall be straightforwardly usable over the Internet. XML shall support a wide variety of applications. XML shall be compatible with SGML. It shall be easy to write programs which process XML documents. The number of optional features in XML is to be kept to the absolute minimum, ideally zero. XML documents should be human-legible and reasonably clear. The XML design should be prepared quickly. The design of XML shall be formal and concise. XML documents shall be easy to create. Terseness in XML markup is of minimal importance. 10 5

6 XML Standards XML-Vokabulare MathML XForms SVG XSL Voice-ML XLink Co-Standards WML SMIL XPath XSLT XML Schema XPointer XBRL XHTML Namespaces SOAP XML-EDI CML DocBook XML 11 W3C Recommendation Track Recommendation Proposed Recommendation Candidate Recommendation Last Call Working Draft Working Draft 12 6

7 Einfachstes XML-Dokument <?xml version="1.0"?> <hallo> Hallo Welt! </hallo> 13 Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände Motivation und Ziele Syntaktische Grundlagen Namensräume 14 7

8 Unicode XML unterstützt Unicode: Je nach Kodierung werden bis zu 2 Byte pro Zeichen verwendet Jedes Unicode-Zeichen kann durch eine Ersetzung referenziert werden: &#code; oder &#xhexcode; Beispiel: -Symbol: 15 XML Markup <?...?> Processing Instruction <! > <!... > <... > Kommentar Document Type Definition Element Anfang </... > <... /> Element Ende Leeres Element 16 8

9 NMTOKEN NMTOKEN (name token) sind Kombinationen aus Buchstaben, Zahlen, Punkten, Doppelpunkten, Minuszeichen und Unterstrichen Elementnamen sind NMTOKEN und beginnen mit einem Buchstaben, einem Doppelpunkt oder einem Unterstrich <_hallo> <:hallo> <Mein-Element:Hallo.Welt> 17 Verschachtelung Elemente dürfen verschachtelt werden Die Verschachtelung muß vollständig sein, und es darf keine Überschneidungen geben Richtig: Falsch: <a> <b></b> </a> <a> <b></a> </b> 18 9

10 Baumstruktur Durch die Verschachtelung der Elemente kommt eine Baumstruktur zustande <cdkatalog> <cd> <titel>ray of Light</titel> <interpret>madonna</interpret> </cd> </cdkatalog> cdkatalog cd titel interpret 19 Wohlgeformtheit (Teil) Prolog: <?xml version="1.0"?> Es gibt genau ein Wurzel-Element Elemente müssen vollständig verschachtelt sein Wenn ein Element nicht leer ist, dann gibt es zu jedem Startelement genau ein Endelement und umgekehrt Ist ein Dokument nicht wohlgeformt, ist es nicht XML 20 10

11 Attribute Attribute geben zusätzliche Information zu einem Element Jedes Start-Tag kann beliebig viele Attribute besitzen Für Attribute gelten die selben Namensbeschränkungen wie für Elementnamen Attribute müssen in Anführungszeichen stehen <text farbe="rot" groesse="14pt">hallo</text> <text farbe='rot' groesse='14pt'>hallo</text> 21 Entity References und CDATA Für besondere Zeichen werden Ersetzungen benutzt & & < < > > " " &apos; ' In einem CDATA-Bereich werden keine Ersetzungen vorgenommen <![CDATA[ Hier kann alles stehen & < > " ' ]]> 22 11

12 Attribute Durch Attribute können Varianten von Elementen beschrieben werden <element_a></element_a> <element_b></element_b> <element typ="a"> </element> <element typ="b"> </element> Beispiel: <mitarbeiter geschlecht="weiblich">schmidt</mitarbeiter> 23 Attribute Attribute können Kennzeichner- ( Flag - )Elemente ersetzen <element> <flag/> </element> <element flag="true"> </element> Beispiel: <mitarbeiter wichtig="ja">thorsten Beyer</mitarbeiter> 24 12

13 Einfaches XML-Dokument <?xml version="1.0" encoding="iso " standalone="yes"?> <!-- Dies ist ein einfaches XML Dokument --> <seminar> <titel>xml Einführung</titel> <gebucht/> <dauer einheit="tage">3</dauer> </seminar> 25 Gliederung extensible Markup Language XML Datenbestände Verarbeitung von XML Datenbeständen Aspekte der Integration Web Services The Big Picture Motivation Syntaktische Grundlagen Namensräume 26 13

14 Motivation Jeder kann seine eigenen Elemente definieren Mischen von Elementen aus verschiedenen Anwendungen? <artikel>how to use XML</artikel> <artikel>dauerlutscher</artikel> 27 URI Uniform Resource Identifiers bezeichnen jede adressierbare Resource URIs sind weltweit eindeutig: Sie könnten zur Identifizierung von Vokabularien benutzt werden < Dauerlutscher </

15 XMLNS <?xml version="1.0"?> <katalog xmlns:mc=" xmlns:oio=" </katalog> <mc:artikel>dauerlutscher</mc:artikel> <oio:artikel>how to use XML</oio:artikel> 29 Lokaler Name und QName Man unterscheidet den lokalen Elementnamen vom qualifizierten Elementnamen Der qualifizierte Name (QName) ist durch ein Präfix mit einem Namensraum verbunden qualifizierter Name <oio:artikel> Präfix lokaler Name 30 15

16 Noname-Namespace Es kann auch ein präfixloser "Noname-Namespace" oder "Default- Namespace" definiert werden <?xml version="1.0"?> <katalog xmlns=" <artikel>dauerlutscher</artikel> </katalog> 31 Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände DTD W3C XML Schema XML APIs Xpath XSLT 32 16

17 Document Type Definition (DTD) Die Document Type Definition beschreibt die Struktur des Dokuments mit Hilfe einer eigenen Syntax Die DTD definiert nicht die Semantik der Elemente, sondern nur, welche Elemente und Attribute wo vorkommen (Struktur bzw. Grammatik) <?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE hallo [ <!ELEMENT hallo (#PCDATA)> ]> <hallo>hallo Welt!</hallo> 33 Beispiel <?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE goodbye [ <!ELEMENT goodbye (text)> <!ELEMENT text (#PCDATA)> ]> <goodbye> </goodbye> <text>tschuess!</text> 34 17

18 Deklaration von Elementen <!ELEMENT Name Inhalt> Der Inhalt kann zusammengesetzt werden (a, b) a gefolgt von b (a b) a oder b (a?) optionales a (a+) mindestens ein a (a*) kein, ein oder mehrere a <!ELEMENT name (vorname+, nachname)> 35 Inhaltsmodelle Ein Element kann folgende Inhaltsmodelle haben: andere Elemente Text ("parsed character data") nichts beliebig "mixed content" (vorname+, nachname) (#PCDATA) EMPTY ANY (#PCDATA fett)* <!ELEMENT text (#PCDATA)> <!ELEMENT leer EMPTY> 36 18

19 Deklaration von Attributen <!ATTLIST elem_name att_name att_type default> <!ATTLIST person typ CDATA "non grata" geschlecht (mann frau) #REQUIRED> <person typ="gratissima" geschlecht="mann" > Weihnachtsmann </person> 37 Attributtypen Für Attribute gibt es eine beschränkte Zahl von Typen CDATA ID IDREF IDREFS NMTOKEN NMTOKENS ENTITY ENTITIES Text Im Dokument eindeutiger Schlüssel Referenz auf eine ID Liste von ID-Referenzen Nametoken Liste von Nametokens Entität Liste von Entitäten Aufzählung von Nametokens: (mann frau) 38 19

20 Attribut-Default Für ein Attribut kann ein Default-Wert angegeben werden Das Attribut kann weiter eingeschränkt werden #REQUIRED #FIXED #IMPLIED Der Wert muß angegeben werden Das Attribut hat einen festen Wert Der Wert ist implizit <!ATTLIST katalog id ID #REQUIRED jahr CDATA #IMPLIED besitzer CDATA "Orientation in Objects" version CDATA #FIXED "1.0"> 39 Externe DTD Eine DTD kann in eine externe Datei ausgelagert werden Dazu wird das Schlüsselwort SYSTEM verwendet <?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE hallo SYSTEM "hallo.dtd"> <hallo>hallo Welt!</hallo> 40 20

21 PUBLIC DTD Mit einer PUBLIC-DTD wird auf ein Standard verwiesen DTD muß erreichbar oder aber bekannt sein Vergleiche EntityResolver und OASIS XML Catalog <!DOCTYPE wml PUBLIC "-//WAPFORUM//DTD WML 1.1//EN" " 41 Entitäten Entity DTD: Parameter % XML: General & extern / intern Parsed extern / intern Unparsed nur extern 42 21

22 Pseudotypen Parameterentitäten können dazu benutzt werden, Pseudotypen zu definieren <!ENTITY % string "#PCDATA"> <!ENTITY % date "#PCDATA"> <!ELEMENT name (%string;)> <!ELEMENT ankunft (%date;)> 43 Einfache Ersetzung Mit generellen Entitäten können einfache Textersetzungen vorgenommen werden <!ENTITY text "Hallo Welt!"> <hallo> &text; </hallo> <hallo> Hallo Welt! </hallo> 44 22

23 Externe Ersetzung Mit Entitäten können auch ganze Dateien eingebaut werden <!ENTITY text SYSTEM "botschaft.txt"> <hallo> &text; </hallo> <hallo> Hallo aus einer anderen Welt! </hallo> 45 Notation Nicht-XML kann über Notationen referenziert werden <!NOTATION gif PUBLIC "image/gif"> <!ENTITY myimage SYSTEM "myimagefile.gif" NDATA gif> <!ELEMENT image (#PCDATA)> <!ATTLIST image source ENTITY #REQUIRED> <image source="myimage">dies ist mein Bild</image> 46 23

24 Namensräume und DTD DTDs unterstützen Namespaces nicht, da es in DTDs keine Unterscheidung zwischen lokalen und qualifizierten Namen gibt Workaround: <!ELEMENT oio:katalog (...)> <!ATTLIST oio:katalog xmlns:oio #FIXED " 47 Nachteile von DTD Unhandliche (auf Maschinenlesbarkeit gerichtete) Syntax Reine Strukturbeschreibung "Flacher" Aufbau Keine Typen Keine Objektorientierung 48 24

25 Eigenschaften von XML-Dokumenten Wohlgeformtheit Dokument syntaktisch korrekt? Konformität Dokument entspricht der DTD? Gültigkeit Wohlgeformtheit und Konformität gegeben? 49 Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände DTD W3C XML Schema XML APIs Xpath XSLT 50 25

26 Motivation Überwinden der Schwächen von DTD XML Syntax Datentypen Objektorientierung 51 W3C XML Schema Umfangreiche und komplexe XML-Anwendung Große Zahl an Datentypen Verschiedene Mechanismen zur Erstellung eigener Typen: Beschränkung von einfachen Typen Ableitung von komplexen Typen durch Erweiterung, Beschränkung Polymorphie durch Ersetzungsgruppen 52 26

27 Hierarchie der Datentypen 53 Hallo-Welt-Schema <?xml version="1.0"?> <hallo>hallo Welt!</hallo> <?xml version="1.0"?> <xsd:schema xmlns:xsd=" <xsd:element name="hallo" type="xsd:string"/> </xsd:schema> 54 27

28 Schema-Instance <?xml version="1.0"?> <hallo xmlns:xsi= " xsi:nonamespaceschemalocation="hallo.xsd"> Hallo Welt! </hallo> 55 Komplexe Typen <!ELEMENT Adresse (Vorname,Nachname,Strasse,Wohnort,PLZ)> <xsd:element name="adresse"> <xsd:complextype> <xsd:sequence> <xsd:element name="vorname" type="xsd:string"/> <xsd:element name="nachname" type="xsd:string"/> <xsd:element name="strasse" type="xsd:string"/> <xsd:element name="wohnort" type="xsd:string"/> <xsd:element name="plz" type="xsd:integer"/> </xsd:sequence> </xsd:complextype> </xsd:element> 56 28

29 Einfache Typen <= PLZ < <xsd:element name="plz"> <xsd:simpletype> <xsd:restriction base="xsd:positiveinteger"> <xsd:mininclusive value="10000"/> <xsd:maxexclusive value="99999"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> </xsd:element> Komplexe vs. Einfache Typen Einfache Typen: beschreiben den Inhalt von Textknoten und Attributwerten (? Primitive) Beispiel: xsd:string oder Postleitzahl Komplexe Typen: beschreiben den Inhalt von Elementen (? Klassen) Beispiel: Adresse 58 29

30 Anonyme vs. Benannte Typen Benannte Typen: "flacher Entwurf" Aufbau wie DTD: Elementname? Inhaltsmodell erlauben Wiederverwendung von Modellen Anonyme Typen: "Puppe in der Puppe" erlauben kontextabhängige Inhaltsmodelle: person name vorname nachname firma name Text 59 Attributdeklaration <!ATTLIST adresse art CDATA #REQUIRED> <xsd:element name="adresse"> <xsd:complextyp> <xsd:sequence> <xsd:element name="vorname" type="xsd:string"/> </xsd:sequence> <xsd:attribute name="art" use="required" type="xsd:string"/> </xsd:complextype> </xsd:element> 60 30

31 Attributdeklaration <!ATTLIST adresse art (geschäftlich privat) #REQUIRED> <xsd:attribute name="art" use="required"> <xsd:simpletype> <xsd:restriction base="xsd:string"> <xsd:enumeration value="geschäftlich"/> <xsd:enumeration value="privat"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> </xsd:attribute> 61 Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände DTD W3C XML Schema XML APIs Xpath XSLT 62 31

32 XML - Databinding Schema Klasse Dokument Objekt 63 Was ist SAX? (1) Simple API for XML (SAX2) aktuelle Version ist SAX2 defacto Standard der XML-DEV Mailingliste ursprünglich reine Java API Event basierte Parser API Events lösen bestimmte Callback Methoden aus Parser pusht (drückt) Events in die Callback Methoden der Handler Parser kann dabei auch Validierung durchführen Dokumente werden einmal (!) von Anfang bis Ende durchlaufen Schnell und ohne großen Speicherverbrauch Kein Random Access auf XML - Dokumente 64 32

33 Was ist SAX? (2) Verarbeitung geschieht über Handler Handler für Content- und Fehlerverarbeitung Aufbauen von Verarbeitungspipelines mittels Filterketten möglich Integration in Java durch Sun Teil der Java API for XML Processing (JAXP) Fester Teil von J2SE seit JDK 1.4 Homepage und Informationen Übersicht JAXP Architektur JAXP SAX Implementierung (Crimson, Xerces,...) 66 33

34 Gesamtübersicht SAX2 inklusive JAXP SAXParser Factory Content Handler Error Handler SAXParser XML Reader DTD Handler Default Handler XML Entity Resolver 67 Simple API for XML <warenkorb> <kunde>5873</kunde> <position nr="1 > <artikel nr="4501"> <beschreibung>ltscher</beschreibung> </artikel> </position> <position nr="2" menge="2"> <artikel nr="5860"> <beschreibung>earl Grey</beschreibung> </artikel> </position> </warenkorb> startelement( kunde ) endelement( kunde ) Handler 68 34

35 Selbst XML Dokumente erzeugen Zum Erzeugen von eigenen XML Dokumenten bietet sich eine Baum Struktur an Document DocumentType Element Element Element Attribut Text Text EntityReference Text Attribut Attribut Element Comment Element Text 69 Composite Design Pattern 70 35

36 Document Object Model 71 Was ist DOM? (1) Document Object Model (DOM) aktuelle Version ist DOM Level 2 (DOM Level 3 ist in Arbeit) Standard des W3C (World Wide Web Consortium) Interface Definition Language (IDL) Standard Baum basierte Document API Schwerpunkt liegt auf Erzeugung und Manipulation des Inhalt und der Struktur von Dokumenten Dokumente stehen vollständig zur Verfügung Random Access auf sämtlich Dokument Teile Erhöhter Speicherbedarf und eventuell Performancenachteile 72 36

37 Was ist DOM? (2) DOM ist aufgeteilt in verschiedene Module Kernfunktionalität im DOM Level 2 Core Weitere Module verfügbar (Events, Traversal, etc.) Integration in Java durch Sun Teil der Java API for XML Processing (JAXP) Fester Teil von J2SE seit JDK 1.4 Homepage und Informationen 73 Übersicht Architektur TrAX JAXP DOM SAX Implementierung (Crimson, Xerces, Xalan,...) 74 37

38 Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände DTD W3C XML Schema XML APIs XPath XSLT 75 XPath Spezifiziert Adressierung eines XML-Dokumentes Enthält 13 Achsenbezeichner (AxisName) Es existieren Kurz- und Langformen zur Adressierung W3C Recommendation seit 16. November

39 Axis Names - eine kleine Baumschule <cdliste> <erstelldatum> </erstelldatum> <listentitel>oio CD-Liste</listentitel> <beschreibung>diese CD-Liste ist... </beschreibung> <cd id="65" jahr="2000"> <titel>music</titel> <interpret>madonna</interpret> <hersteller>bmg</hersteller> <preis>19.99</preis> <track id="01 > <titel>music</titel> <laenge>4:35</laenge> </track>... </cd> Achsen (Auszug) cdliste parent preceding-sibling following-sibling cd cd cd tracks child titel titel interpret preis track track track 78 39

40 Location step 1 Ein Step besteht aus Achsennamen und Knotentest AxisName::NodeTest cdliste parent::cdliste parent::node() cd cd cd tracks titel titel interpret preis track track track 79 Location step 2 Ein Step besteht aus Achsennamen und Knotentest AxisName::NodeTest cdliste following-sibling::cd following-sibling::node() cd dvd cd tracks titel titel interpret preis track track track 80 40

41 Location step und Location path Location step Location path Location step <xsl:value-of select="/cdliste/cd/hersteller"/> <xsl:value-of select="/cdliste/child::cd/child::hersteller"/> <xsl:value-of select="/descendant::hersteller"/> 81 Location Paths Relative Location Paths Geht vom Context Node aus Besteht aus einer oder mehreren Teilwegbeschreibungen (Location Step) Location Steps werden mit / getrennt Absolute Location Paths Geht vom Root-Knoten aus Wird mit / eingeleitet Darauf folgt ein relativer Location-Path ausgehend vom Root-Knoten 82 41

42 NodeSet Eine Menge von Knoten des Dokumentes Listet Knoten eines XPath-Ausdruckes auf node set <xsl:for-each select="cd"> 83 Context Node Node Namespace Text Attribute1 Attribute2 Attribute3 <seminar von="1" bis="2" mit="3">das Sem...</seminar> 84 42

43 Prädikate Gefiltertes Node Set cd[interpret= Madonna ] Menge aller CD Elemente mit Interpret Madonna Menge aller CD Elemente Node Set des NodeTestes 85 Kontext in einem Prädikat //cd[interpret= Madonna ] Context = gesamter Baum Context = aktuelle cd 86 43

44 Kurzschreibweisen Short Version Long Version // /descendant-or-self::node()/ ElementName attribute::attname. self::node().. parent::node() [n] [position()=n] 87 Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände DTD W3C XML Schema XML APIs XPath XSLT 88 44

45 Motivation XSL Trennung von Daten und ihrer Darstellung Austausch zwischen XML Anwendungen Viele andere Standards: HTML, CSV, PostScript, PDF Gibt es eine Möglichkeit all dies miteinander zu verbinden? 89 Von XSL zu XSLT XSL XSL Formatierung XSL 1.0 XSL XSLT Transformation XSLT 1.0 Rec => XSLT 2.0 WD => XSLT XPATH Selektion: XPATH 1.0 Rec => XPATH 2.0 WD => XQuery Selektion: XQuery 1.0 WD =>

46 Von XSL zu XSLT Durch neue Working Draft im April 1999 erfolgt Aufgliederung: XSLT spezifiziert den Transformationsmechanismus XSL spezifiziert die reinen Formatierungsobjekte Adressierung im XML-Baum muß möglich sein: XPath beschreibt Syntax zur Adressierung eines XML-Dokument XSLT beschreibt die Transformationsanweisungen Status der Spezifikationen: XSLT 1.0 und XPath seit November 1999 als Recommendation XSL seit final Recommendation Neu: XSLT 2.0, XPath 2.0 und XQuery 1.0 kurz vor der Verabschiedung? 91 XSL Familie Spezifikationen: 3 Teile: Transformationssprache XSLT Ändern der Struktur Hinzufügen von Formatierungsanweisungen Navigationssprache XPATH Adressieren von XML-Elementen Präsentationssprache XSL-Fo auf den Millimeter genaue Formatierung von Dokumenten XSLT XSL XPATH Quellbaum XSL Transformation (Xalan, Saxon, MSXML) Zielbaum XSL Formatierer PDF (FOP, RenderX)

47 XSLT extensible Stylesheet Language: Transformations ist eine XML-Anwendung ist eine Sprache zur Transformation von XML-Dokumenten Da ein XML-Dokumente ein Baum darstellt, ist XSLT eine Sprache zur Transformation von Bäumen Die Transformation geschieht durch einen XSLT-Prozessor 93 XSLT im Detail Was ist XSLT (nicht)? XSLT ist eine funktionale Sprache, um XML-Dokumente zu transformieren XSLT ist erweiterbar XSLT makes XML useful for non-programmers (James Clark) Ein XSLT-Dokument ist selbst ein XML-Dokument Eine Anleitung (Stylesheet), wie ein XML-Quelldokument in ein Ergebnisdokument zu transformieren ist 94 47

48 XSLT Processoren (1) SAXON von Michael Kay The XSLT and XQuery Processor Unterstützt XSLT 2.0 und XPath 2.0 Autor von XSLT 2nd Edition (Wrox Press) Maßgeblich beteiligt an XSLT, XPath, XQuery... saxon.sourceforge.net 2 Versionen Basic XSLT Processor (frei) Schema Aware XSLT Processor (kommerziell) 95 XSLT Processoren (2) XML Spy (Altowa) Eingebaut im XML Spy XSLT Prozessor auch einzeln und kostenlos erhältlich Unterstützt XSLT 2.0 und XPath 2.0 (Version 2005) Xalan XSLT 1.0 frei Der populärste Prozessor (Verbreitung) 96 48

49 XSLT Baumtransformation Stylesheet Stylesheet Serialisierung XML Dokument Source XSLT Processor Result Output File 97 XSLT Transformations-Pipeline news.xml include.xsl page.xsl news.htm kontakt.xml XSLT Processor site.xml XSLT Processor kontakt.htm *.xml *.htm sitemap.xml 98 49

50 Das Grundgerüst von XSLT <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <xsl:stylesheet version="1.0" xmlns:xsl=" <!-- Hier stehen die Regeln bzw. Templates --> </xsl:stylesheet> 99 XSLT Namespace Deklariert einen Namensraum für Elemente Wird durch URI gekennzeichnet (ausschlaggebend) Dienen der Zuordnung Element => Anwendung XSLT-Prozessor wertet nur Elemente diesen Namespaces aus <... xmlns:xsl=" Der Präfix (hier xsl) spielt keine Rolle, die URI ist ausschlaggebend

51 Regelbasiert Verarbeitung basiert auf Regeln, so genannte Templates Beispielregel: Triffst du auf Element XYZ erzeuge ein FOO Block Element mit den angegebenen Attributen und fahre mit der Bearbeitung aller Kindknoten fort. <xsl:template match="xyz"> <fo:block font-family="arial" font-size="24pt" break-after="page"> </fo:block> </xsl:template> <xsl:apply-templates/> 101 Muster + Schablone <xsl:template match= [Muster]"> <fo:block </fo:block> font-family="arial" font-size= 48pt" break-after="page"> Hello Formatting Objects! Schablone </xsl:template>

52 Transformationsmodel Der Prozessor geht den Eingabebaum durch und sucht für alle Knoten eine passende Regel Bei mehreren passenden Regeln wird die "am besten passende" Regel ausgesucht Ist eine Regel gefunden, wird sie ausgeführt 103 Ablauf des Processing Model Liste von Knoten wird der Reihenfolge nach verarbeitet Für den Knoten werden passende Template Rules gesucht Die beste (genaueste) Regel wird ausgewählt Stichwort Prädikate Der entsprechende Knoten wird zum Context Knoten Schablone wird instanziiert und Bearbeitung wird an den Kind-Knoten fort gesetzt

53 <xsl:template match= xyz > Kindelement von <xsl:stylesheet> auf Besteht aus zwei Bestandteilen Ein Pattern, ein Muster, welches auf Knoten des Sourcetrees angewandt wird Ein Template, eine Schablone, welches instanziiert werden kann, damit es Bestandteil des Resulttrees wird Matchpattern <xsl:template match= /"> <b>cd-liste</b> </xsl:template> Ausgabe 105 <xsl:template match="foo bar"> Sollen mehrere Elemente genau gleich verarbeitet werden? Eine Regel kann auch auf mehrere Elemente angewandt werden Die Trennung erfolgt durch das Pipe-Symbol Matchpattern <xsl:template match= interpret titel"> <b> <xsl:value-of select="."/> </b> </xsl:template> Ausgabe

54 Vordefinierte Regeln <xsl:template match="* /"> <xsl:apply-templates/> </xsl:template> <xsl:template <xsl:value-of select="."/> </xsl:template> 107 Build-In Template Rules Eher lästig: / <xsl:template match="* /"> <xsl:apply-templates/> </xsl:template> Ganz nett: <xsl:template <xsl:value-of select="."/> </xsl:template>

55 Build In Template Rules überschreiben Den XSLT Prozessor unter Kontrolle bringen: Die Main -Methode: <xsl:template match="/"> <xsl:apply-templates/> </xsl:template> Die Bearbeitung aller anderen Knoten stoppen <xsl:template match="*"/> Text und Attributwerte weiterhin ausgeben <xsl:template match= <xsl:value-of select=."/> </xsl:template> 109 Document Order - Leserichtung /

56 <xsl:value-of select= xyz > Gibt den Wert eines Knoten zurück <xsl:template match="cd"> <p> <xsl:value-of select="interpret"/> </p> </xsl:template> 111 <xsl:apply-templates/> Anweisung für Prozessor mit Transformation bei den Kindelementen fortzufahren Alle Regeln für Kindelemente werden gesucht und abgearbeitet Keine Regel = Keine Verarbeitung <xsl:template match="cd"> <p> <xsl:apply-templates/> </p> </xsl:template> / <xsl:template match="hersteller"> <b>ein Hersteller</b> </xsl:template>

57 <xsl:apply-templates select="foo"/> Problem: Immer alle Kind-Knoten bearbeiten?! Wie steuere ich den XSLT Prozessor? Anweisung für Prozessor mit Transformation fortzufahren Attribut select=... wählt die Child-Knoten aus <xsl:template match= cdliste"> <h1> <xsl:apply-templates select= interpret"/> </h1> <xsl:apply-templates select= tracks"/> </xsl:template> 113 <xsl:value-of select= xyz > <xsl:value-of select="..."/> gibt den Wert (value) eines Knotens zurück Wert = alle Text-Knoten des Elements Mit dem Attribut select wird der Knoten ausgewählt text() => => Jeden Attribut-Knoten. => Der aktuelle Knoten <xsl:template match= <xsl:value-of select=."/> </xsl:template> Text

58 <xsl:for-each select= xyz > Über Mengen von Knoten kann mit for-each iteriert werden <xsl:for-each select="cd"> mach dies mach das </xsl:for-each> 115 <xsl:if test= xyz > <xsl:if> ist analog zum if-ausdruck in Programmiersprachen <xsl:if test="position()=last()"> mach dies mach das </xsl:if>

59 <xsl:choose> Mehrere Bedingungen können mit choose abgefragt werden <xsl:choose> <xsl:when test="test1"> mach dies </xsl:when> <xsl:when test="test2"> mach das </xsl:when> <xsl:otherwise> mach was anderes </xsl:otherwise> </xsl:choose> 117 Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände Architekturelles Umfeld Datenexport Datenimport

60 XML Dateien als DBMS? Pro: Speicherung von Daten im XML-Format XML-Schemas Abfragesprachen APIs Contra: Indizierung Sicherheit Transaktionen und Integrität Multi-user Zugriff 119 XML als Datenformat Vorteile: selbstbeschreibend Portabilität (Unicode) Daten liegen als Baumstruktur vor Nachteile: sehr textlastig langsamer Zugriff (Parsen und Textumwandlung)

61 XML Dateien als DBMS? Schlussfolgerung: In Umgebungen mit kleinen Datenmengen, wenigen Benutzern und geringern Anforderungen an die Performance ist der Einsatz von XML als DBMS sinnvoll.? Warum soll man dann überhaupt XML als Datenbasis in Betracht ziehen? 121 Sinnvoller Einsatz von XML XML als Austauschformat für e-commerce Anwendungen Struktur der Daten sehr regelmäßig Entities und Encodings von Bedeutung? Herkömmliche DB sind hier deutlich unterlegen

62 Sinnvoller Einsatz von XML Vorteile gegenüber herkömmlichen DB: Bewahrung der physischen Struktur des Dokuments Transaktionen auf Dokumentebene Spezielle Abfragesprache für XML-Daten 123 Typen von XML Dokumenten Es gibt zwei Typen von XML-Dokumenten: data-centric document-centric

63 Beispiel: Data-centric document <SalesOrder SONumber= 42 > <Customer CNumber= 42-2 > <Name>Adams</Name> <Street>Nostreet 10</Street>... </Customer> <OrderDate> </OrderDate> <Item number= 1 > <Part number= 2802 >... </SalesOrder> 125 Beispiel: Document-centric document <Product> <Name>Turkey Wrench</Name> <Developer>Full Fabrication Labs, Inc.</Developer> <Summary>Like a monkey wrench, but not as big.</summary> <Description> <Para>The turkey wrench,... </Para> <Para>You can:</para> <List>... <Item><Link URL="Order.html">Order your own turkey wrench</link></item> </List>... </Product>

64 Unterscheidung der Dokumenttypen Unterscheidung zwischen den beiden Dokumenttypen ist nicht immer klar und eindeutig Data-centric Dokumente können auch grobkörnige Daten (z.b. Bauteilbeschreibungen) Document-centric Dokumente können auch strukturierte Daten enthalten (z.b. die Autor- oder Erscheinungsdaten eines Buches) Unterscheidung der Dokumenttypen hilft bei der Auswahl der Datenbank 127 XML Datenbanken Unterscheidung: Native XML Datenbanken XML - aware / enabled Datenbanken Beide werden als XML Datenbanken bezeichnet, aber nicht immer ist die zu Grunde liegende Struktur XML

65 Definitionsversuch: native XML Datenbank Zu Grunde liegende logische Einheit ist ein XML Dokument (bei traditionellen DB sind das Spalten) Definition eines logischen Modells für XML Dokumente sowie Speicherung und Abfrage von Dokumenten diesem Modell entsprechend 129 Definitionsversuch: XML-enabled Datenbank Zu Grunde liegt eine relationale Datenbank wie MS SQL Server, Oracle oder IBM DB/2 Erweiterung um die Fähigkeit, XML Dokumente einzulesen und zu speichern ( eigene Funktionen und Datentypen ) Geschieht durch sogenanntes Mapping von XML Dateien Teilweise auch die Möglichkeit der Abfrage über gespeicherte XML Dokumente

66 Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände Architekturelles Umfeld Datenexport Datenimport 131 Interorganisationaler Datentransfer mit XML XML-Struktur DTD DTD-Austausch DTD XML-Struktur DBMS DBMS Datenexport validieren XML XML validieren validieren Datenexport Datenimport XML output TRANSFORMATOR XSL

67 XML Generationstechniken Generierung aus RDBMS Vollständiger DB-inhalt Anfrageinhalte Individuelle Transformation 133 Vollständiger DB-Inhalt Artikel-Nr Artikelname Lieferant Kategorie Liefereinheit Einzelpreis Lagerbestand Bestellte EinheitenMindestbestand Auslaufartikel 1 Chai 2 Chang 3 Aniseed Syrup Exotic Liquids Exotic Liquids Exotic Liquids Getränke Getränke Gewürze 10 Kartons x 20 Beutel 18,00 DM FALSCH 24 x 12-oz- Flaschen 19,00 DM FALSCH 12 x 550-ml- Flaschen 10,00 DM FALSCH Chef Anton's New Orleans Cajun Cajun 4 Seasoning Delights Gewürze 48 x 6-oz- Gläser 22,00 DM FALSCH New Orleans Chef Anton's Cajun 5 Gumbo Mix Delights Gewürze 36 Kartons 21,35 DM WAHR Grandma's Grandma Boysenberry Kelly's 12 x 8-oz- 6 Spread Homestead Gewürze Gläser 25,00 DM FALSCH <Import> - <Row> Datenbank: betrachtet als dreistufige Hierarchie von <Artikel-Nr>1</Artikel-Nr> Datenbank - Relation - Attributen <Artikelname>Chai</Artikelname> <Lieferanten-Nr>1</Lieferanten-Nr> Darstellung im XML-Dokument <Kategorie-Nr>1</Kategorie-Nr> <Liefereinheit>10 Kartons x 20 Beutel</Liefereinheit> durch Elemente und Attribute <Einzelpreis>18</Einzelpreis> <Lagerbestand>39</Lagerbestand> <BestellteEinheiten>0</BestellteEinheiten> <Mindestbestand>10</Mindestbestand> <Auslaufartikel>0</Auslaufartikel> </Row> - <Row> <Artikel-Nr>2</Artikel-Nr> <Artikelname>Chang</Artikelname>

68 Anfrage-inhalte 1 0 Chai Chang Aniseed Syrup Chef Anton&apos;s Cajun Seasoning Chef Anton&apos;s Gumbo Mix 21, Grandma&apos;s Boysenberry Spread Uncle Bob&apos;s Organic Dried Pears Northwoods Cranberry Sauce Mishi Kobe Niku Ikura Queso Cabrales Queso Manchego La Pastora Konbu Tofu 23, Genen Shouyu 15, Pavlova 17, Alice Mutton 39 <Import> <Artikel> <Einzelpreis>18</Einzelpreis> <Artikelname>Chai</Artikelname> </Artikel> <Artikel> <Einzelpreis>19</Einzelpreis> <Artikelname>Chang</Artikelname> </Artikel> <Artikel> <Einzelpreis>10</Einzelpreis> <Artikelname>Aniseed Syrup</Artikelname> </Artikel>... SELECT Einzelpreis,Artikelname FROM [Artikel] 135 Individuelle Transformation 1 0 Chai Chang Aniseed Syrup Chef Anton&apos;s Cajun Seasoning Chef Anton&apos;s Gumbo Mix 21, Grandma&apos;s Boysenberry Spread Uncle Bob&apos;s Organic Dried Pears Northwoods Cranberry Sauce Mishi Kobe Niku Ikura Queso Cabrales Queso Manchego La Pastora Konbu Tofu 23, Genen Shouyu 15, Pavlova 17, Alice Mutton 39 <Import> <Artikel> <Einzelpreis>18</Einzelpreis> <Artikelname>Chai</Artikelname> </Artikel> <Artikel> <Einzelpreis>19</Einzelpreis> <Artikelname>Chang</Artikelname> </Artikel> <Artikel> <Einzelpreis>10</Einzelpreis> <Artikelname>Aniseed Syrup</Artikelname> </Artikel>... Diese meist zweigeteilt: SQL-Anfrage zur Auswahl der dazustellenden Daten (=relevanten Anteile) XML-QL oder X-Query-ähnliche Darstellung zur Bestimmung der Syntax des Zielformates (CONSTRUCT) Spezifikation der Syntax des entstehenden XML-Dokumentes

69 Comma Separated Values CSV CSV Export Nr;Bezeichnung;Menge;Preis 1;Dauerlutscher;10;1,99 2;Kaffee;2;3,8 3;Kuli;100;0,8 137 Konverter (XMLSpy)

70 Gliederung extensible Markup Language Verarbeitung von XML Datenbeständen XML Datenbestände Architekturelles Umfeld Datenexport Datenimport 139 XML Persistenztechniken Files/CLOB Datenbanken Volltextindizierung Volltext und XML - Indizierung Strukturelles Mapping Verwendung der Baumstruktur Graphen DOM-Modell Vollständig individuell

71 Volltextindizierung TERM REFERENZ cdliste erstelldatum cd Madonna Music preis track <cdliste> <erstelldatum> </erstelldatum> <listentitel>oio CD-Liste</listentitel> <beschreibung>diese CD-Liste ist... </beschreibung> <cd id="65" jahr="2000"> <titel>music</titel> <interpret>madonna</interpret> <hersteller>bmg</hersteller> <preis>19.99</preis> <track id="01 > <titel>music</titel> <laenge>4:35</laenge> </track>... </cd> Volltext und XML-Indizierung TERM REFERENZ cdliste erstelldatum cd Madonna Music preis track ELEMENT REFERENZ PARENT cdliste / erstelldatum cdliste cd cdliste preis cd track cd interpret cd titel track <cdliste> <erstelldatum> </erstelldatum> <listentitel>oio CD-Liste</listentitel> <beschreibung>diese CD-Liste ist... </beschreibung> <cd id="65" jahr="2000"> <titel>music</titel> <interpret>madonna</interpret> <hersteller>bmg</hersteller> <preis>19.99</preis> <track id="01 > <titel>music</titel> <laenge>4:35</laenge> </track>... </cd>

72 Vollständiges Mapping RDBMS pk fk beschreibung erstelldatum tistentitel 1 0 Diese CD-Liste ist OIO CD-Liste pk fk id jahr hersteller interpret preis titel BMG Madonna Music BMG U The Best Of BMG R.E.M Green cd_fk tracks_fk pk fk number laenge titel :35 Music :10 Impressive Instant :20 Runaway Lover :50 I Deserve It :15 Amazing :56 Nobody's Perfect :57 Don't Tell Me :20 What It Feels Like For A Girl :25 Paradise (Not For Me) :47 Gone :29 American Pie :15 Pride (In The Name Of Love) :01 New Year's Day :58 With Or Without You :45 With Or Without You <cdliste> <erstelldatum> </erstelldatum> <listentitel>oio CD-Liste</listentitel> <beschreibung>diese CD-Liste ist... </beschreibung> <cd id="65" jahr="2000"> <titel>music</titel> <interpret>madonna</interpret> <hersteller>bmg</hersteller> <preis>19.99</preis> <track id="01 > <titel>music</titel> <laenge>4:35</laenge> </track>... </cd> Vollständiges Mapping OODBMS listentitel erstelldatum beschreibung cd id jahr titel interpret hersteller preis tracks track number titel laenge

73 Individuelles Mapping id interpret titel 65 Madonna Music 215 U2 The Best Of R.E.M Green cd_id number laenge titel :35 Music :10 Impressive Instant :20 Runaway Lover <cdliste> <erstelldatum> </erstelldatum> <listentitel>oio CD-Liste</listentitel> <beschreibung>diese CD-Liste ist... </beschreibung> <cd id="65" jahr="2000"> <titel>music</titel> <interpret>madonna</interpret> <hersteller>bmg</hersteller> <preis>19.99</preis> <track id="01 > <titel>music</titel> <laenge>4:35</laenge> </track>... </cd> Baumstruktur als Graphen I ELEMENT Type VALUE PARENT cdliste erstelldatum cd preis String track interpret String Madonna titel String Music ELEMENT ATTRIBUTE VALUE id 65 jahr 2000 id 1 <cdliste> <erstelldatum> </erstelldatum> <listentitel>oio CD-Liste</listentitel> <beschreibung>diese CD-Liste ist... </beschreibung> <cd id="65" jahr="2000"> <titel>music</titel> <interpret>madonna</interpret> <hersteller>bmg</hersteller> <preis>19.99</preis> <track id="01 > <titel>music</titel> <laenge>4:35</laenge> </track>... </cd>

74 Baumstruktur als Graphen II ELEMENT Type VALUE String String String Madonna String Music ELEMENT PARENT cdliste erstelldatum cd preis track interpret titel ELEMENT ATTRIBUTE VALUE id 65 jahr 2000 id 1 <cdliste> <erstelldatum> </erstelldatum> <listentitel>oio CD-Liste</listentitel> <beschreibung>diese CD-Liste ist... </beschreibung> <cd id="65" jahr="2000"> <titel>music</titel> <interpret>madonna</interpret> <hersteller>bmg</hersteller> <preis>19.99</preis> <track id="01 > <titel>music</titel> <laenge>4:35</laenge> </track>... </cd> XML Persistenztechniken Files/CLOB Datenbanken Volltextindizierung Volltext und XML - Indizierung Strukturelles Mapping Verwendung der Baumstruktur Graphen DOM-Modell Vollständig Unvollständig Dokumentenzentriert Datenzentriert

75 Datentypen XML unterstützt keine Datentypen Sämtliche Daten eines XML Dokumentes, ausgenommen unparsed entities, sind Text Datenübertragungssoftware konvertiert Daten von Text zu anderen Datentypen und umgekehrt 149 Binärdaten Zwei Möglichkeiten Binärdaten zu speichern: unparsed Entities Base64 encoding Regeln für das Senden von Binärdaten an und Empfangen aus Datenbanken sind sehr strikt Es gibt keine XML Notation, die anzeigt, dass Base64 encoded Data enthalten ist im Dokument? Probleme mit der Software sind vorprogrammiert

76 Character Sets XML Dokumente können jeglichen Unicode darstellen mit Ausnahme einiger Kontrollzeichen Viele DB bieten keine oder nur ungenügende Unterstützung bei der Behandlung von nicht-ascii Zeichen 151 Processing Instructions und Kommentare Nicht Teil der XML Daten Werden von Datentransfersoftware meistens nicht behandelt Nur schwer in ein Tabellenschema zu mappen

77 Markup - Entities Beim Speichern von mixed content wird markup mitspeichert Wie unterscheidet man markup von nicht-markup? Nicht-Markup wird gespeichert durch lt, gt, amp, quot und apos Entitäten nicht XML-Abfragesprachen (SQL) können nicht zwischen markup und Entities unterscheiden 153 Orientation in Objects GmbH Weinheimer Str Mannheim????? Fragen??? Version: info@oio.de 77

78 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Orientation in Objects GmbH Weinheimer Str Mannheim Version: