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25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,1 Hauptseminar Web-Services und verteilte Datenbanken Thema XML, DTDs und XML-Schema.

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1 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,1 Hauptseminar Web-Services und verteilte Datenbanken Thema XML, DTDs und XML-Schema

2 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,2 Überblick  Einführung  XML –Wohlgeformte XML-Dokumente –Syntax von XML –Namensräume in XML  Datendefinitionssprachen für XML –Dokumenttyp-Definition (DTD) –XML-Schema

3 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,3 Generic Markup  Bei Generic Markup geht es um die Kennzeichnung der Struktur eines Dokuments.  Vorteile des Generic Markup Konzepts: –Die Struktur des Dokuments geht bei der Speicherung nicht verloren. –Die Zuordnung einer bestimmten Darstellung zu einer bestimmten Art von Textstelle ist anwendungsspezifisch eindeutig möglich. (  Unabhängigkeit vom Ausgabemedium) –Ein Dokument enthält Informationen über den Text, sogenannte Metadaten.  Eine Markup-Sprache definiert eine Menge von Regeln, die zur Markierung von Text eingesetzt werden.  Die Standard Generalized Markup Language (SGML) ist eine Markup-Metasprache, die zur Definition konkreter Markup-Sprachen dient.

4 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,4 XML  Die Extensible Markup Language (XML) ist eine aus SGML abgeleitete einfachere Markup-Metasprache.  XML wurde ursprünglich von der XML Working Group des World Wide Web Consortium (W3C) entwickelt.  Das für XML aktuelle Dokument des W3C ist die XML 1.0 (Second Edition) Recommendation vom 6. Oktober  Einsatzmöglichkeiten für XML: –Definition von Beschreibungssprachen für Dokumente –Definition von Datenaustauschformaten –Inhaltliche Markierung von Dokumenten  Designziele von XML: –Unterstützung von Electronic Publishing im Großen –Unterstützung eines globalen Datenaustausches, u.a. im Electronic Business

5 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,5 XML vs. HTML  Die Hypertext Markup Language (HTML) ist eine standardisierte Beschreibungssprache für WWW-Dokumente. Zudem stellt HTML eine Anwendung von SGML dar.  Da XML dazu verwendet werden kann, Beschreibungssprachen für WWW-Dokumente abzuleiten, wird XML oftmals als „Nachfolgesprache“ von HTML bezeichnet. XML unterscheidet sich von HTML aber in wesentlichen Punkten: –Markierungen können in XML beliebig definiert werden. –Dadurch definierte Strukturen können beliebig tief geschachtelt werden. –Ein XML-Dokument kann eine Beschreibung seiner Grammatik enthalten. –In einem XML-Dokument werden keine Formatierungsanweisungen für das graphische Layout angegeben.

6 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,6 Wohlgeformte XML-Dokumente (1)  XML ist eine einfache Notation, Baumstrukturen zu beschreiben: –Innerer Knoten: Element –Blattknoten: Attribut oder Text  Ein XML-Dokument, das korrekt geschachtelte Elemente enthält (sodass es auch wirklich einen Baum beschreibt), wird als wohlgeformt bezeichnet.  Beschreibung der Struktur eines (wohlgeformten) XML-Dokuments durch ein sogenanntes Inhaltsmodell (Content Model)  Beispiel: Inhaltsmodell Literaturverzeichnis

7 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,7 Wohlgeformte XML-Dokumente (2)  XML-Dokument als Instanz eines Inhaltsmodells  Beispiel: Instanz zum Inhaltsmodell Literaturverzeichnis Serge Abiteboul Peter Buneman Dan Suciu Data on the Web Morgan Kaufmann Attribut Element Attributwert End-Tag Start-Tag

8 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,8 Syntax von XML (1)  Elemente und Attribute Element mit Inhalt: content Element ohne Inhalt (leeres Element): bzw.  Zeichen In XML muss man grundsätzlich zwischen Zeichendaten (character data) und Markup (Markup-Delimiter ´ ´) unterscheiden. Verwendung von Markup als Zeichendaten: –Zeichenreferenz: &nr; –Entity-Referenz: &name; z.B. < bzw. > für die Zeichen ´ ´; –CDATA-Abschnitt:

9 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,9 Syntax von XML (2)  Kommentare Ein Kommentar darf überall dort stehen, wo Zeichendaten zulässig sind, also insbesondere nicht in einem Tag eines Elements. Beispiel:  Processing Instructions Eine Processing Instruction erlaubt es, Anweisungen für die Verarbeitung anzugeben. Beispiel:

10 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,10 Namespaces in XML  Namensräume (Namespaces) bieten eine einfache Möglichkeit, Element- und Attributnamen eindeutig zu benennen.  Deklaration eines Namensraums: xmlns:nsprefix="nsname"  Beispiel: the title of the book Namespace- Bezeichner ...mit Verwendung von Default Namespaces: the title of the book Namespace- Präfix

11 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,11 XML Datenmodelle  Graphen und Bäume  Document Object Model (DOM)  XML Information Set  XML Query Data Model

12 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,12 Datendefinitionssprachen für XML  Durch eine Data Definition Language (DDL) wird die Grammatik für ein XML-Dokument festgelegt. Man spricht auch von einem Schema für ein XML-Dokument. Das XML-Dokument selbst entspricht dann einer Instanz dieses Schemas.  Mit einer DDL kann u.a. festgelegt werden: –Elementtypen und deren Inhalt –Attribute und Attributwerte  Genügt ein XML-Dokument der durch ein Schema vorgegebenen Struktur, so wird es als gültig bezeichnet.

13 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,13 Datendefinitionssprachen für XML  Dokumenttyp-Definition (DTD)  XML-Schema

14 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,14 Dokumenttyp-Definition (DTD)  Eine Dokumenttyp-Definition (DTD) besteht aus: –Deklaration von Elementtypen –Deklaration von Attributlisten  Die DTD ist Bestandteil der sogenannten Dokumenttyp-Deklaration und kann innerhalb (interne DTD) oder außerhalb (externe DTD) eines XML-Dokuments vorliegen.  Beispiel: Angabe einer externen DTD...

15 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,15 DTD: Deklaration von Elementtypen (1)  Beispiel: DTD zum Inhaltsmodell Literaturverzeichnis ]> Deklaration von Elementtypen Name des Elements Spezifikation des Inhalts des Elements  Spezifikation des Inhalts eines Elements: –Operatoren: ´, ´ (Sequenz-Operator), ´ | ´ (Oder-Operator), ´ ? ´ (optional), ´ + ´ (mindestens einmal) und ´ * ´ (beliebig oft) –Inhaltsmodelle: Elemente mit anderen Elementen (d.h. Kindknoten) als Inhalt

16 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,16 DTD: Deklaration von Elementtypen (2) Elemente mit nur Zeichendaten als Inhalt Elemente mit leerem Inhalt Elemente mit gemischtem Inhalt Deklaration: Verwendung: Absatz mit teilweise kursivem Schriftstil. zudem noch möglich: gemischter Inhalt mit jedem beliebigen Element, das in der DTD deklariert ist –Bemerkung: Die durch die DTD vorgegeben Reihenfolge der Elemente ist geordnet und muss daher eingehalten werden!

17 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,17 DTD: Deklaration von Attributlisten  Beispiel: DTD zum Inhaltsmodell Literaturverzeichnis... ]> Deklaration einer Attributliste Name des Elements Name des Attributs  Erweiterung des Beispiels:  Bemerkung: Im Gegensatz zur Reihenfolge der Elemente ist die Reihenfolge der Attribute ungeordnet!

18 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,18 DTD: ID und IDREF bzw. IDREFS (Beispiel)  Schema: ]>  Instanz: Jack Smith John Smith... Referenz

19 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,19 DTD: Parameter Entity References  Eine Parameter Entity Reference stellt eine Abkürzung für eine beliebige Zeichenkette innerhalb einer DTD dar.  Beispiel:......

20 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,20 Datendefinitionssprachen für XML  Dokumenttyp-Definition (DTD)  XML-Schema

21 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,21 XML-Schema  Mit XML-Schema ist es möglich, die Struktur und die Daten eines XML-Dokuments zu beschreiben.  In DTD wird lediglich die Beschreibung der Struktur unterstützt.  In XML-Schema hingegen sind vordefinierte Datentypen verfügbar und es können auch eigene Datentypen definiert werden.  Die Definition eines XML-Schema wird in XML-Syntax angegeben.  Beispiel:...

22 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,22 XML-Schema: Datentypen (1)  Einfache Typen (simple types) –Basistypen: xsd:string, xsd:decimal, xsd:date,... –Einschränkungen einfacher Typen: xsd:minLength, xsd:maxLength, xsd:pattern, xsd:enumeration,... –Ableitungen einfacher Typen: xsd:union, xsd:list,...  Beispiel:

23 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,23 XML-Schema: Datentypen (2)  Komplexe Typen (complex types) –Kompositionen: xsd:sequence, xsd:all, xsd:choice –Gruppierungen: xsd:group bzw. xsd:attributeGroup

24 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,24 XML-Schema: Elemente und Attribute  Elementtypen ohne Kindelemente und Attribute werden wie folgt definiert:  Elementtypen mit Kindelementen werden mit Hilfe komplexer Typen definiert:...  Angabe von Häufigkeiten: minOccurs, maxOccurs  Bemerkung: Wie bei DTDs kann man in XML-Schema Elemente ohne Inhalt (leere Elemente), Elemente mit ausschließlich Zeichendaten als Inhalt und Elemente mit gemischtem Inhalt definieren.

25 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,25 XML-Schema: Beispiel (1) Inhaltsmodell Literaturverzeichnis ]>

26 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,26 ]> XML-Schema: Beispiel (2) 

27 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,27 Weitere Standards  XML Linking –XLink –XPointer  XSL  XHTML

28 25. April 2003XML, DTDs und XML-Schema - Stefan Kurz,28 Zusammenfassung  Erstellung eines wohlgeformten XML-Dokuments  Erstellung eines gültigen XML-Dokuments durch Angabe einer Grammatik mittels DTD bzw. XML-Schema


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