© Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2005 Dierk Langbein LE 4 1 Datenverarbeitung mittels XML 1. XML-Grundlagen.

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1 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2005 Dierk Langbein LE 4 1 Datenverarbeitung mittels XML 1. XML-Grundlagen

2 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 2 Inhalt 1.1 Einführung 1.2 Das Wesen der XML 1.3 Die syntaktischen Grundkonstrukte 1.4 Dokumententyp-Definitionen 1.5 XML-Parser 1.6 Darstellung von XML-Dokumenten

3 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 3 Lernziele 1. XML-Grundlagen Client- und serverseitige Programmierung erläutern, bewerten und anwenden können Die Konzepte von XHTML und CSS erläutern, bewerten und anwenden können CGI-Programmierung erläutern, bewerten und anwenden können Servlets erläutern, bewerten und anwenden können Java Server Pages erläutern, bewerten und anwenden können

4 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 4 1.1 Einführung Definition: „Auszeichnung“ (Markup) ist eine Methode zur Übermittlung von Metadaten. Zur Beschreibung der Metadaten und zu ihrer Trennung von den Inhaltsdaten werden Auszeichnungselemente, sogenannte „Tags“ benutzt. Beispiel: Meienberg Geschichte 1969: Generalized Markup Language (GML) 1986: Standard Generalized Markup Language (SGML) ISO 8879 http://www.iso.ch http://www.iso.ch 1996: Beginn der Entwicklung der Extensible Markup Language (XML) durch das World Wide Web Consortium (W3C) http://www.w3.org http://www.w3.org 1998: Das W3C erklärt XML 1.0 zu einer Empfehlung (Third Edition v. 4.2.2004). http://www.w3.org/TR/2004/REC-xml-20040204/ 2004: Das W3C erklärt XML 1.1 zu einer Empfehlung. http://www.w3.org/TR/2004/REC-xml11-20040204/

5 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 5 1.1 Einführung Eine von Tim Bray hervorragend kommentierte Version der formalen Spezifikation von XML 1.0 findet sich unter: http://www.xml.com/axml/testaxml.htm Eine Liste von FAQs wird unter http://xml.silmaril.ie/ gepflegt. http://xml.silmaril.ie/ Für die Entwicklung von Programmen, die XML-Daten lesen und schreiben können, hat das W3C eine Standard-API entwickelt: Das DOM. Die Spezifikation findet sich unter der Adresse: http://www.w3.org/DOM/. http://www.w3.org/DOM/ Eine ergänzende, alternative API steuerte die Entwicklergemeinschaft bei: Die SAX. Genaue Erläuterungen findet man unter der Adresse: http://www.saxproject.org/ http://www.saxproject.org/ XML basiert auf dem Universal Character Set (UCS), der im Standard ISO/IEC 10646 definiert ist. Informationen findet man unter: http://www.nada.kth.se/i18n/ucs/unicode-iso10646- oview.html http://www.nada.kth.se/i18n/ucs/unicode-iso10646- oview.html Dieser Standard ist identisch mit dem bekannten Unicode-Standard. http://www.unicode.org http://www.unicode.org

6 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 6 1.2 Das Wesen der XML n Der Unterschied zu HTML bei HTML: –Markierungen sind Teil der Sprache. –Ein Autor kann sich zwar überlegen, ob er in einem Brief den Betreff und die Anrede z.B. in eigene Absätze verlegt, jedoch kann er diese Absätze nicht direkt als Anrede bzw. Betreff kenntlich machen. Ihre Anfrage vom 26.03.2005 bezüglich einer Schulung Sehr geehrte Damen und Herren Der Text des Briefes, der genau wie Betreff und Anrede als Absatz geschrieben wird und sich strukturell nicht von ihnen unterscheidet..

7 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 7 1.2 Das Wesen der XML XML –Der XML-Standard definiert keine einzige Markierung. Jeder Autor kann sich selbst passende Markierungen überlegen. Groß- und Kleinschreibung werden unterschieden. –XML hat einen geringen Sprachumfang. –Grundbestandteile der XML sind die sogenannten „Elemente“.  Ein Element ist der von einer öffnenden und schließenden Markierung eingeschlossene Teil eines XML-Dokuments.  Ein Element ohne Inhalt (leeres Element) besteht nur aus einer einzelnen Markierung zeigt z.B. an, dass der Brief als Einschreiben verschickt werden soll. Es bedarf in diesem Fall keines Inhalts.

8 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 8 1.2 Das Wesen der XML Was ist ein XML-Dokument? Zitat aus dem XML-Standard: „Extensible Markup Language, abbreviated XML, describes a class of data objects called XML documents.“ Man beachte: Nicht einmal Persistenz wird vorausgesetzt! Das bedeutet: XML-Dokument = Textdatei oder Datensatz oder Bytestrom. Formale Definition: XML-Dokumente sind all diejenigen Datenobjekte, die Sätze einer XML-Sprache sind, also die XML-Grammatik erfüllen. Man beachte: Diese Definition nimmt keinerlei Rekurs auf die menschliche Vorstellung!

9 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 9 1.3 Die syntaktischen Grundkonstrukte Das Grundgerüst der XML-Spezifikation wird durch 4 Produktionen aufgespannt: (39) element ::= EmptyElemTag|STag content ETag [WFC: Element Type Match] [VC: Element Valid] (40) STag ::= ' ' [WFC:...] (41) Attribute ::= Name Eq Attvalue [WFC:...] [VC:...] (43) content ::= (element|CharData|Reference|CDSect|PI|Comment)* (Die Nummerierung bezieht sich auf die XML-Spezifikation.)

10 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 10 1.3 Die syntaktischen Grundkonstrukte Die 4 Produktionen legen folgendes fest: –Die Produktionen (39) und (43) drücken aus, dass rekursive Schachtelungen von Nichtterminalen namens element zugelassen sind. Ein element -Vater darf beliebig viele element- Söhne haben. Die element -Objekte sind damit die Grundbausteine von XML- Dokumenten. Sie bilden einen Baum beliebiger Tiefe. –Der Inhalt der Elemente wir von Tags mit Bezeichnern ( Name ) umfasst, die frei vergeben werden dürfen (natürlich im Rahmen einer regulären Sprache). –Tags mit verschiedenen Bezeichnern entsprechen verschiedenen Elementtypen. –Jedes element darf mit beliebig vielen Attribut-Wert-Paaren angereichert werden. Beispiel:... Die mit der XML konstruierten Bäume können also bedarfsgerecht attributierte Knoten besitzen.

11 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 11 1.3 Die syntaktischen Grundkonstrukte Beispiel: Brief als XML-Dokument Meienberg Elisenstraße 80335 München Ihre Anfrage vom 26.03.2004 bezüglich einer Schulung Sehr geehrte Damen und Herren der Text des Briefes, der sich jetzt strukturell eindeutig von Betreff und Anrede abhebt..

12 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 12 1.3 Die syntaktischen Grundkonstrukte Man erkennt anhand des Beispiels: inhaltliche Suchanfragen werden möglich –gegenüber herkömmlichen Textspeicherungen neue Art von Anfragen möglich, z. B. Alle Briefe, die im Betreff das Wort »Schulung« enthalten. Am Anfang eines Dokuments: Angaben zur verwendeten XML-Version in Form und zum Zeichensatz einer sogenannten „XML-Instruktion“.

13 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 13 1.4 Dokumententyp-Definitionen Dokumenttyp-Definitionen (DTDs) –Beschreiben die Struktur von XML-Dokumenten –Angabe, welche Elemente im Dokument vorkommen dürfen –in das Dokument integriert oder das Dokument enthält den URL der DTD –Eine DTD ist selbst kein XML-Dokument, d.h. die Struktur von DTDs kann nicht mit DTDs beschrieben werden..

14 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 14 1.5 XML-Parser XML-Parser –Programme, die ein XML-Dokument lesen und die einzelnen Markierungen herausfiltern können. –Andere Programme können auf diese Parser aufsetzen und damit auf einem höheren Abstraktionsniveau arbeiten.  Einfach Operation liefereInhaltvonMarkierung("Betreff") aufrufen.  Alternative: Algorithmus formulieren, der Zeichenkette sucht und dann alle Zeichen bis zur Zeichenkette extrahiert. –XML-Parser können als Bibliotheken entwickelt und in anderen Programmen eingesetzt werden.

15 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 15 1.5 XML-Parser Korrektheit XML-Parser prüfen ein Dokument beim Einlesen auf Korrektheit. Gemäß XML-Spezifikation gibt es 2 Stufen der Korrektheit eines XML- Dokuments:  Ein Dokument ist wohlgeformt (well-formed), wenn es sich an die syntaktischen Regeln von XML hält.  Ein Dokument ist gültig (valid), wenn seine Struktur den Vorgaben eines Dokumententyps oder eines XML-Schemas entspricht. Das Anwendungsprogramm kann sich bei einem gültigen Dokument darauf verlassen, dass es bestimmte Elemente in einer bestimmten Reihenfolge vorfindet, was eine Menge Ausnahmesituationen und Fehlerbehandlungen im Anwendungs-Code überflüssig macht.

16 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 16 1.6 Darstellung von XML-Dokumenten Anzeige von Dokumenten –Transformation in ein HTML-Dokument  In der Praxis beschreibt ein Stylesheet häufig eine Transformation eines XML-Dokuments in ein HTML-Dokument, das ein Web-Browser dann anzeigen kann.  2 Varianten: 1. Die Konvertierung findet auf dem Server statt und es wird eine HTML- Datei an den Browser geschickt. 2. Die Konvertierung findet erst auf dem Client statt. Es werden das XML-Dokument und das Stylesheet an den XML-fähigen Browser übertragen, der die Konvertierung selbst vornimmt. –Transformationen in andere Darstellungsformate, z. B. PDF, sind möglich.

17 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 17 1.6 Darstellung von XML-Dokumenten Beispiel: Brief konvertiert nach HTML Ein Brief,

18 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 18 1.6 Darstellung von XML-Dokumenten Darstellung des XML-Dokuments in einem XML-fähigen Web-Browser

19 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 19 1.6 Darstellung von XML-Dokumenten Prüfung der Korrektheit eines Dokuments durch einen XML-Parser

20 © Prof. Dr.-Ing. habil. Dierk Langbein 2004 XML-Grundlagen LE 4 20 1.6 Darstellung von XML-Dokumenten Konvertierung eines XML-Dokuments in ein HTML-Dokument