Kompression und Datenformate Kompression und Datenformate Kompression und Datenformate 3
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- Maya Krüger
- vor 6 Jahren
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1 Einführung in XML
2 Kompression und Datenformate 1 Vorlesungen GMM Kompression und Datenformate Kompression und Datenformate Audio Videotechnik Videotechnik Medienarchitekturen Medienarchitekturen Farbe Multimedia XML Multimedia XML Authoring Authoring Authoring Mobile Multimedia Fazit, Konsultationen Klausur Mündliche Prüfung XML Intro Seite 2
3 Übungen GMM Bildbearbeitung PS Bildbearbeitung PS Videobearbeitung FCP Videobearbeitung FCP Virtual Reality QTVR-Authoring Multimedia XML RSS, Podcast, SMIL Authoring Flash Authoring Flash XML Intro Seite 3
4 AGENDA XML-Universum - Shannon - Theorie - Historie: Schrift, Gutenberg, Hypertext, HTML, Multimedia-Systeme XML Intro - Anliegen von XML, Markup-Sprachen, XML versus HTML XML-Struktur & Form - DTD, Wohlgeformtheit, Gültigkeit - Zeichensatz, Entities, Indikatoren, Multimedia-Daten XML-Layout - CSS, XSL/XSLT - DOM, SAX, XPath XML-Anwendungen - XHTML, WML, SVG, MML, SMIL Zusammenfassung Quellen und Literatur Struktur Layout AGENDA XML Intro Seite 4
5 Informationsbegriff Was läßt sich mit Informationen tun? Information XML-Universum: Informationsbegriff XML Intro Seite 5
6 Was ist Information? XML-Universum: Informationsbegriff XML Intro Seite 6
7 Informationsbegriff Die Fundierung des Informationsbegriffs beschäftigt viele Wissenschaftsdisziplinen: Nachrichtentechnik, Informationstheorie (Shannon/Weaver), Quantenphysik ( Weizsäcker Die Einheit der Natur ), Linguistik (Lewandowski im Linguistischen Wörterbuch ), Molekularbiologie (Küppers: Der Ursprung biologischer Information ), Die Kunst (Rodin)... XML-Universum: Informationsbegriff XML Intro Seite 7
8 Datenbegriff als fassbares Definitionsobjekt WIRTH: Daten stellen eine Abstraktion der Wirklichkeit dar STUCKY et.al.: Daten sind Symbole oder Zeichenketten zur Darstellung von Sachverhalten oder Objekten der realen Welt. Sie verkörpern für uns Informationen, vorausgesetzt, daß Sie geeignet interpretiert werden. XML-Universum: Informationsbegriff XML Intro Seite 8
9 NON DATA INFORMATION XML-Universum: Informationsbegriff XML Intro Seite 9
10 Information und Datum Informationsbegriff wissenschaftstheoretisch ungeklärt. Datenbegriff dagegen erklärt und konkret nutzbar. XML-Universum: Informationsbegriff XML Intro Seite 10
11 Zurück zu Shannon s Theorie zwischen einem Sender und einem Empfänger besteht ein Übertragungskanal gemeinsame Sprache und gemeinsames Alphabet sind notwendig XML-Universum: Informationsbegriff XML Intro Seite 11
12 Schriftzeichen Erster Meilenstein auf dem Weg zum Hypertext: - Schriftzeichen der Sumerer (3000 v. Chr) XML-Universum: Historie XML Intro Seite 12
13 Buchdruck Einführung der Buchdrucks mit beweglichen Lettern durch Gutenberg (1450) Exponentielle Zunahme der Produktion und Verbreitung von Schriftdokumenten Aus dem Göttinger Exemplar der Gutenberg- Bibel (Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen) XML-Universum: Historie XML Intro Seite 13
14 Hypertext Hypertext ist Text mit Verknüpfungen. Hypertextdokumente sind nicht sequentiell. Sie enthalten Verknüpfungen, d.h. Referenzen auf andere Teile des gleichen oder eines anderen Dokumentes. XML-Universum: Historie XML Intro Seite 14
15 HTML Eine Hypertext Markup Language-Datei besteht grundsätzlich aus zwei Teilen: - Einem HEAD (Kopf ) - Dieser Teil enthält Angaben zur Datei, wie Titel, Autor... - Einen BODY (Körper) - Dieser Teil enthält Text, Verweise, Grafikeinbindungen... Beispiel: <html> <head> <title>beispiel Titel</title> </head> <body> Text unseres Beispiel-Bodys </body> </html> XML-Universum: Historie XML Intro Seite 15
16 Anliegen von XML Beschreibung von Dokumenten der verschiedensten Art Beschreibung von Daten Erweiterung von HTML Entwicklung und Erweiterung anderer Beschreibungssprachen Trennung von Information und Präsentation Gezielter Datenzugriff Formulierung von Sprachen, angepaßt an die Anforderungen der Anwendung Viele spezielle (angepaßte) Sprachen, aber einheitliche Software Verminderung der Netzwerkbelastung bei der Darbietung von Daten (-bankinformationen) im Internet Verbesserung der Suchmöglichkeiten nach Informationen im Internet XML-Intro: XML Anliegen XML Intro Seite 16
17 Markup-Sprachen Markup - Sprachen verdanken ihren Namen den Randbemerkungen, mit denen ein Autor oder ein Lektor dem Schriftsetzer Anweisungen über das Erscheinungsbild (die Formatierung) eines Dokumentes gegeben haben. Die Anmerkungen (Markups) werden als Codes oder als Tags bezeichnet Beispiele: RTF (Rich Text Format) HTML LaTeX Beispiel (LaTeX): \begin{document} Dies ist ein Beispiel f\"ur das Benutzen von {\bf Formatierungsmarkup}. Es gibt die Möglichkeit, Zeichen {\it kursiv}, {\bf fett} oder auch {\small klein} oder {\Large gro \"s}zu setzen. \end{document} XML-Intro: Markup-Sprachen XML Intro Seite 17
18 extensible Markup Language <rechteck oben="100" links="185" breit="427" hoch="110"> <hintergrund typ="verlauf" richtung="waagerecht" startfarbe="#0000ff endfarbe="#ffffff"> <inhalt typ="text" format="stil_6"> Ein kleiner Text </inhalt> </hintergrund> </rechteck> <projekt sprache="perl" name="performance-test TL410 typ="shell" stand=" "> <modul name="main" stand=" ablage="/scripts/tl410/tl410.pl"> <funktion name="datenversorgung" stand=" "> <beschreibung> versorgt den Speicherbaustein mit sinnvollen Anfangswerten aus Testreihe T3. </beschreibung> </funktion> </modul> </projekt> XML-Intro: Beispiel-Code XML Intro Seite 18
19 XML versus HTML Anliegen von HTML ist im Wesentlichen die Dokument-Präsentation Mit HTML ist i.d.r. nur Volltextsuche möglich Konvertierung von HTML in andere Formate sehr aufwendig HTML besitzt beschränkte Hypertextmöglichkeiten Vermischung von Daten und Datenpräsentation in HTML Inkompatible Erweiterungen zu HTML in Browsern XML ist Weiterentwicklung von HTML XML ist Verallgemeinerung von HTML XML Intro: XML & HTML XML Intro Seite 19
20 XML versus HTML HTML und XML benutzen Tags, aber: in HTML haben die Tags eine festgeschriebene Bedeutung (Beispiel: <p>...</p> umrahmt einen Paragraphen) in HTML beschreiben die Tags meist, wie der Text zwischen ihnen dargestellt werden sollen XML benutzt Tags lediglich als strukturierte Begrenzung von Text, die Interpretation und Formatierung wird der lesenden Applikation überlassen (Beispiel: in XML <p>...</p> kann abhängig vom Kontext der Applikation einen Paragraphen, einen Preis, eine Person oder etwas Beliebiges bedeuten) XML Intro: XML & HTML XML Intro Seite 20
21 Kontext von XML formatiert & transformiert DSSSL Metasprachen SGML XML definiert HTML XHTML formatiert CSS formatiert & transformiert XSL XSLT Auszeichnungssprachen Formatierungs- und Transformationssprachen XML Intro: XML Kontext XML Intro Seite 21
22 XML: Struktur und Form Einer der Hauptansatzpunkte von XML ist die Trennung von Struktur und Erscheinung (Formatierung) eines Dokuments. Bestandteile eines Dokuments Struktur Inhalt (Text, Bilder...) Layout- Infos XML Struktur: Überblick XML Intro Seite 22
23 XML: Nutzungsbeispiel Zentrale Verwaltung und vollautomatische Aufbereitung von identischem Inhalt für verschiedene Medien (Content Management). Bestandteile eines Dokuments Struktur Inhalt (Text, Bilder...) Layout- Infos XML Struktur: Überblick XML Intro Seite 23
24 XML: Dokumenttypen Struktur Der Mensch kann Dokumenttypen intuitiv unterscheiden, z.b. Telefonbücher, Verhandlungsprotokolle, Briefe usw., unabhängig davon, wie sie benannt oder eingebunden sind. Wenn sich zwei Dokumente in ihrer Struktur (ihren Elementen) drastisch unterscheiden, werden sie wohl unterschiedlichen Dokumenttypen angehören. Der Computer benötigt zu dieser Unterscheidung eine Formalisierung. In XML wird diese Formalisierung durch Dokumenttyp-Definitionen (DTD s) erreicht. XML Struktur: Dokumenttypen XML Intro Seite 24
25 XML: Dokumenttyp-Definition (DTD) Struktur Eine Dokumenttyp-Definition ist eine Reihe von Definitionen für Elementtypen, Attributen, Entities und Notationen. Eine Dokumenttyp-Definition deklariert, welche dieser Bestandteile in einem Dokument dieses Dokumenttyps verwendet werden dürfen und an welcher Stelle sie zulässig sind. Eine Dokumenttyp-Definition ist vollständig unabhängig von der Art und Weise der Präsentation der formalisierten Information und beschreibt nur die Struktur. <!ELEMENT nachricht (titel,text,datum,redakteur)> <!-- Eine Nachricht besteht aus Titel, Text und Datum --> <!ELEMENT titel (#PCDATA)> <!-- Der Titel enthaelt den Titeltext, sonst nichts --> <!ELEMENT text (#PCDATA)> <!-- Der Text enthält den Nachrichtentext, sonst nichts --> <!ELEMENT datum (#PCDATA)> <!-- Das Datum enthaelt die Datumsangabe, sonst nichts --> XML Struktur: Dokumenttypen XML Intro Seite 25
26 XML: Dokumenttyp-Deklaration (DOCTYPE) Struktur Eine Dokumententyp-Deklaration ordnet das Dokument dem Dokumententyp zu, der durch die in der Deklaration genannten DTD beschrieben wird. Ein konkretes Dokument (z.b. ein Buch), das per Dokumententyp-Deklaration einer DTD zugeordnet wurde heißt Dokumenteninstanz. Beispiel DOCTYPE in der Instanz»wml«: <!DOCTYPE wml PUBLIC "-//WAPFORUM//DTD WML 1.1//EN" " XML Struktur: Dokumenttypen XML Intro Seite 26
27 XML Logisches Strukturbeispiel Struktur Buch Titel Kapitel Titel Absatz Absatz Kapitel XML Struktur: Beispiel XML Intro Seite 27
28 XML: Elemente beschreiben die logische Struktur Struktur Um Dokumente in XML abzubilden, braucht man eine Vorstellung von deren Struktur. - Beispiele: Vorige Folie Buch, , Liste von Telefonnummern In XML werden derartige Komponenten (Kapitel, Titel usw.) Elemente genannt. Jedes Element bildet eine logische Komponente ab. - Elemente können andere Elemente enthalten, aber auch den eigentlichen Text des Dokuments. Diesen eigentlichen Text bezeichnet man in XML als Zeichendaten. <rechteck oben="100" links="185" breit="427" hoch="110">! <hintergrund typ="verlauf" richtung="waagerecht startfarbe="#0000ff! endfarbe="#ffffff">!! <inhalt typ="text" format="stil_6"> Ein kleiner Text </inhalt>! </hintergrund> </rechteck> XML Struktur: Elemente XML Intro Seite 28
29 XML: Attribute beschreiben Eigenschaften von Elementen Struktur Elemente können neben ihrem Inhalt auch Attribute besitzen, die die Eigenschaften des Elements beschreiben Attribute haben Namen und Werte Attribute werden ebenfalls in der DTD definiert Attribute können keine Elemente enthalten (es gibt auch keine untergeordneten Attribute) ein Attribut kann zu einem Element nur einmal angegeben werden die Attribute eines Elements können in beliebiger Reihenfolge angegeben werden <!ELEMENT titel (#PCDATA)> <!-- Der Titel enthaelt den Titeltext, sonst nichts --> XML & Datenbanken XML Intro Seite 29
30 XML Zeichensatz Struktur Was ist ein Zeichensatz? - Beschreibt, aus welchen Zeichen Texte bestehen (Alphabet). Was ist eine Zeichenkodierung? - Beschreibt, wie diese im Computer abzubilden sind. Was ist ASCII in diesem Zusammenhang? - ASCII ist ein Zeichensatz und eine Zeichenkodierung. Der Zeichensatz von XML ist Unicode. - Die ersten 128 Zeichen von Unicode entsprechen ASCII. - Es gibt eine Unicode-Kodierung (UTF-8), die auch kompatibel zu 7-bit-ASCII ist. Damit sind die meisten Standardeditoren unmittelbar zur Erzeugung von XML nutzbar. - Unicode verwendet 16 bit und kann alle Sprachen der Welt nachbilden XML Struktur: Zeichensatz XML Intro Seite 30
31 XML Entities Struktur XML erlaubt die Zusammenfassung vorher bekannter Elemente oder Dokumentteile zu neuen Objekten, sogenannten Entities. Entities bilden die physikalische Struktur von XML Ein Entity kann so klein sein wie ein einzelnes Zeichen und so groß wie ein gesamtes Dokument Entities haben Namen Externe Entities gestatten die gleichzeitige Verwendung von Textstücken in unterschiedlichen Dokumenten Nicht-XML-Objekte (Grafiken, Videos, Ton,...) werden unanalysierte Entities genannt <!ENTITY titel "Das ist ein langer Titel"> <H1>&titel;</H1> XML Struktur: Entities XML Intro Seite 31
32 XML vordefinierte Entities Struktur Entity Zeichen Zeichenreferenz & & && < < < > > > &apos ' " " XML Struktur: Entities XML Intro Seite 32
33 XML Markups Struktur Markups dienen der Umsetzung der logischen Struktur Konstrukte, die die Abbildung der logischen Struktur und die Zusammenführung der physikalischen Einheiten (Entities) realisieren. Ein XML-Dokument besteht ausschließlich aus Markups und aus Zeichendaten Markups sind wie die Zeichendaten in Unicode notiert Markups und Zeichendaten werden als XML-Text bezeichnet! Markups sind von Zeichendaten durch Sonderzeichen (Begrenzer) abgegrenzt die gebräuchlichsten Begrenzer sind : <... > sowie &... ; ein Markup zwischen < und > wird als Tag bezeichnet <!ELEMENT titel (#PCDATA)> <!-- Der Titel enthaelt den Titeltext, sonst nichts --> XML Struktur: Markups XML Intro Seite 33
34 XML Wohlgeformtheit Struktur Jede Sprache hat Regeln, was in der Sprache korrekt ist und was nicht. - In der menschlichen Sprache haben Wörter eine korrekte Aussprache, manchmal mehrere. - Wörter werden auf verschiedene Weise kombiniert, um gültige Sätze zu bilden (Grammatik). XML hat ebenfalls Vorstellungen von korrekt. Das Markup muß verständlich sein. - Dafür geltende Regeln wurden einfach gestaltet, damit sie strikt eingehalten werden können. - Die Dokumenttypinformationen (Grammatik und Hierarchie) müssen in die Tags eingebettet werden können. Ein Dokument, das diese Eigenschaften erfüllt wird wohlgeformt genannt. <folie> <ttel/> <tlist> <thm>was sind DTDs?</thm> <tha>struktur einer XML-Datei</tha> </tlist> </folie> XML Struktur: Wohlgeformtheit XML Intro Seite 34
35 XML Wohlgeformtheit Struktur Tag- und Attribut-Syntax wie in HTML - Jedes geöffnete Tag muss explizit geschlossen werden. - <XY>... </XY> Leere Tags müssen mit /> enden - <BR/> Jedes XML-Dokument hat genau ein Wurzel-Element (root) - Strenge hierarchische Schachtelung von Tags Attributwerte immer in doppelten Anführungszeichen - <XY A="...">... </XY> Keine doppelten Attributwerte <folie> <ttel/> <tlist> <thm>was sind DTDs?</thm> <tha>struktur einer XML-Datei</tha> </tlist> </folie> XML Struktur: Wohlgeformtheit XML Intro Seite 35
36 XML Gültigkeit Struktur Ein Dokument ist gültig, wenn in seiner Dokumententyp-Deklaration die Konformität mit einer DTD deklariert wird und das Dokument mit dieser DTD auch tatsächlich konform ist. Dokumente, die keine Dokumententyp-Deklaration enthalten, sind nicht wirklich ungültig (sie verletzen nicht ihre DTD), aber eben auch nicht gültig, denn sie können nicht an Hand einer DTD validiert werden. DTD XML-DOC XML Struktur: Gültigkeit XML Intro Seite 36
37 XML - Sprache für Dokumente oder Daten? Struktur Zitiert aus einem Lexikon:»Ein Dokument ist ein Schriftstück, eine Gravur, eine Inschrift usw., die Zeugnis ablegt, Informationen liefert oder als Aufzeichnung dient«in diesem Sinne stellt natürlich auch eine beliebige, strukturierte Datensammlung ein Dokument dar. Genau dies ist der Ansatz von XML! XML Struktur: Ansatz XML Intro Seite 37
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