XML - Datenbanken am Beispiel Tamino von Sven Neuberg Seminar: Verteilte Datenbanken

Gliederung Was ist XML ? XML – Datenbanken Einteilung in Kategorien wichtige Features Anfragetypen Konzepte der Speicherung Tamino – ein XML – Datenbanksystem Konzept Architektur

Was ist XML ? Metasprache für Auszeichnungssprachen wie z.B. HTML XML liefert die Regeln, die beim Definieren von Dokumenttypen angewendet werden Dokumenttyp: gleiche Elementtypen Elemente alle in gleicher Weise ineinander verschachtelt Ziel: Schaffung Dokumente gleicher Struktur flexibler Informationsaustausch

Was ist XML ? Beispiel zeigt, daß es sich um ein XML-Dokument handelt Start-Tag mit Attributname und -wert XML-Datenbanken Element Sven Neuberg Seminar End-Tag

Was ist XML ? wichtige Eigenschaften Baumstruktur wichtigsten Bausteine sind Elemente und Attribute Dokumente wohlgeformt (well-formed), wenn sie den Syntaxregeln genügen (im wesentlichen, wenn sie die geforderte Baumstruktur haben) Dokumente können Schema haben Kommentare und Processing Instructions an jeder Stelle erlaubt

Was ist XML ? wichtige Eigenschaften Elemente können geschachtelt sein Elemente gleichen Namens dürfen mehrfach vorkommen Reihenfolge und Position sind wichtig Elemente können leer sein Attribute können optional sein bei Attributen ist Reihenfolge unwichtig

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XML – Datenbanken allgemein viele XML - Anwendungen, wie z.B. E-Commerce, haben eine teilweise große Zahl komplexer XML-Dokumente wirtschaftliche Verwaltung XML-Server oder XML-Datenbanken spezielle, auf die besonderen Anforderungen der massenhaften Verwaltung von XML-Dokumenten besonders ausgerichteten Technologien Element-genauer Zugriff auf zum Teil uneinheitlich strukturiert vorliegende XML-Dokumente effizientere Ausnutzung von XML gegenüber herkömmlichen Technologie

XML – Datenbanken allgemein extra für XML-Objekte entwickelt Transaktionen, Sicherheit, Multi-User-Zugriff, Abfragesprachen (wie andere DBS) internes Modell basiert auf XML Besonderheit: unterstützt Abfragen wie: Zeige mir alle Dokumente, in deren dritten Abschnitt nach Beginn ein kursiv gedrucktes Wort steht! in SQL schwierig Speicherung im XML-Format, unbeachtet des Inhaltes jedes XML-Dokument wird verstanden und gespeichert

Einteilung in 3 Kategorien I.) XML-Erweiterte DB (XED) eine existierende Datenbank wird mit einer XML- Mappingschicht versehen Mappingschicht: Verwaltung von Lese- und teilw. auch Schreiboperationen auf die gespeicherten XML-Dokumente XML-Metadaten können verloren gehen Zugriff auf Daten mittels Standard-XML-Technologien (XPATH) oder SQL Bsp.: DB2XML ; XML-DBMS ; XML SQL Utility (XSU von Oracle)

Einteilung in 3 Kategorien II.) Native XML-DB (NXD) von Anfang für Speicherung und Bearbeitung von XML-Daten entworfen Zugriff und Bearbeitung ausschließlich über XML-Technologien Struktur und Metadaten werden vollständig erhalten Bsp.: dbXML ; Tamino ; X-Hive/DB

Einteilung in 3 Kategorien III.) Hybride XML-DB (HXD) keine eindeutige Zuordnung zu den beiden vorhergehenden Kategorien können je nach Applikationsanforderung als NXD oder XED genutzt werden Struktur und Metadaten werden vollständig erhalten Bsp.: Ozon-DB ; Excelon

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XML – Datenbanken wichtige Features Document-Collections: ähnliche Rolle wie eine Tabelle in einer relationalen DB oder ein Verzeichnis eines Dateisystems dient zum Ordnen von bestimmten Dokumenten der XML- DB, um Abfragen auf diese auf die Collection zu beschränken Query Languages: unterstützen eine oder mehrere Abfragesprachen verbreitetsten sind XPath (mit Erweiterungen für Abfragen über viele Dokumente) und XQL Abfragesprache sollte den Anforderungen entsprechen (z.B. Voll-Text-Abfragen)

XML – Datenbanken wichtige Features Updates and Deletes: verschiedene Strategien: vom einfachen Ersetzen oder Löschen bis hin zu einer Sprache, die Fragmente des Dokuments verändern kann Transactions: virtuelle Unterstützung durch alle XML-DBS Round-Tripping: Speicherung eines XML-Dokuments in einer XML-DB und Zurückbekommen des selben Dokuments (keine Kopie) textbasiert: für Dokumente modellbasiert: auf der Ebene des Dokumentenmodells

XML – Datenbanken wichtige Features Indizes: Indexing von Element- und Attributwerten in nicht-XML DB werden Indizes für Erhöhung der Geschwindigkeit genutzt hier benutzt um Dokumente zu finden

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XML – Datenbanken Anfragetypen > 5 element < element = "Hugo" Hugo

XML – Datenbanken Anfragetypen Textorientiert: documents containing XML documents containing "XML" OR "HTML but not "SGML" documents containing "XML" within two words of "database" documents with words similar to "XML" (ranking)

XML – Datenbanken Anfragetypen Strukturorientiert: //Buch Dokumente, in denen ein Element "Buch" vorkommt Dokumente, in denen ein Element "Buch" ein Attribut "ISBN" hat Kombinationen: aus werteorientiert, textorientiert und strukturorientiert

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XML – Datenbanken Speicherung Optionen zur Realisierung von XML in Datenbanken: relational (in relationalen DBS) inhaltsorientiert strukturorientiert opak objektorientiert: internes Objektmodell wird von jedem XML-Dokument erstellt und in einer OO-Datenbank gespeichert XML (Tamino)

XML – Datenbanken Speicherung: relational inhaltsorientiert Elemente und Attribute können auf Zeilen / Spalten verschiedener Tabellen abgebildet werden

XML – Datenbanken Speicherung: relational strukturorientiert Abspeichern der Kanten des zum XML-Dokument gehörigen Strukturbaumes in Tabellen

XML – Datenbanken Speicherung: XML Kann XML-spezifische Anfragesprache verarbeiten (z.B. XML-QL, XQL, XPATH, QUILT) kann XML-Dokumente als solche speichern liefert XML als Ergebnis unterstützt struktur-, text- und wertebasierte Anfragen effizient unterstützt Daten- und Dokumentsicht erlaubt eine schematische Beschreibung der Dokumente Bsp.: Tamino

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Die XML–Datenbank Tamino

Was ist Tamino ? eine der führenden XML-Datenbanksysteme entwickelt von Software AG – The XML Company Tamino XML Server = Datenmanagement-Plattform basiert auf XML & anderen Internet-Standardtechnologien

Warum XML ? XML – eine der wichtigsten Technologien für webbasierte Anwendungen weltweite Akzeptanz von XML durch: einfache Anpassung für verschiedene Anwendungen flexibler Informationsaustausch zwischen verschiedenen IT-Systemen "POP" (presentation oriented publishing) = Unterscheidung zwischen Inhalt und Präsentation (getrennt voneinander) effizientes Speicherformat

Speicherung in XML Speicherung der Daten im XML-Format keine Extraschicht für Datenumwandlung benötigt Abfragesprache: X-Query (basierend aus XPATH) auf XML-Format zugeschnitten kombiniert XML mit Index-Technologie und Voll-Text- Suchstrategien hohe Suchgeschwindigkeiten in XML codierten Dokumenten mit minimaler Hardware- und Software- Anforderung

Konzept Übersicht Tamino XML Server = Core Services + Enabling Services + Solutions

Konzept Core Services enthält kompakten, high-perfomance (Speicher-) Kern = Herz des Tamino XML-Servers Konfigurieren eines oder mehrerer Tamino-Systeme Datenmanagement und -pflege Speicherung von Dokumenten im XML-Format und non- XML-Format (Bilder werden z.B. so gespeichert) schnelle Abfrage von intern und extern gespeicherten Daten mit minimalen Aufwand Anwenderanpassung der Serverfunktionalität

Konzept Enabling Services breites Spektrum von Tools und Komponenten, die für die Entwicklung von XML-basierten Lösungen und individuellen Web-Anbindungen notwendig sind Bsp.: Realisierung der Daten-Präsentation im Web Schnittstelle zu einem Application-Server und externen Datenquellen Einbindung und Bearbeitung von Daten entweder innerhalb des Unternehmens oder von außerhalb, ohne Beeinträchtigung der Sicherheit, Verfügbarkeit und Performance der Datenbank

Konzept Solutions sind Anwendungen, die auf den Tamino XML-Server zugreifen meist unabhängige Software, die Web- und XML-Standards realisieren einfache Anbindung solcher Software, da viel standardisiert und Architektur des Tamino XML-Servers veröffentlicht (open architecture)

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Architektur Übersicht

Architektur allgemein alle Daten haben gleiches Format – XML (auch HTML) Browser, PDAs, Drucker... können in Real- Time mittels XML auf DB zugreifen aufgrund von XML schnellere Zugriffszeiten und höhere Skalierbarkeit (als traditionelle DBMS) neben reinen XML-Daten können auch Text-, Bild-, und Audiodaten verwaltet werden XML-Daten werden ohne Änderung der Hierarchie oder Sequenz gespeichert und verwaltet

Architektur wichtige Komponenten (Core Service) (1)XML engine: zentrale Komponente bildet Basis für Speicherung, Suchen und Abfragen von XML-Dokumente (2)Data map: beinhaltet die XML-Metadaten, wie z.B. DTDs, Style- Sheets und XML-Schemata Regel wie Dokumente gespeichert werden sollen physische Aufteilung der Dokumente, z.B. über mehrere Server

Architektur wichtige Komponenten (Core Service) (3)X-Tension: Schnittstelle zu externen Applikationen Programierung von speziellen Funktionalitäten (mit Hilfe von C++, Java...) (4)Tamino-Manager: realisiert die Administration über das Web (z.B. Erstellen einer Datenbank, BackUp, Start und Stopp des Servers) setzt XML-Objekte in die interne Tamino-Struktur um

Architektur wichtige Komponenten (Enabling Service) (5)X-Port: intergriertes Web-Server-Interface, welches des Server- Kern mit dem Internet über Standard-Webserver verbindet (6)X-Node: realisiert Zugriff auf andere traditionelle DBS bildet traditionelle Datenstrukturen (wie SQL) auf XML- Strukturen ab Verbindungsglied zwischen XML-DB und anderen DB

Quellen Internetquellen: Uni-Bibliothek Halle: Seiten der FH Darmstadt: Software AG - Homepage: Weitere Webseiten:

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