ΠΡΟΧΩΡΗΜΔΝΑ ΘΔΜΑΣΑ ΒΑΔΩΝ ΓΔΓΟΜΔΝΩΝ

ΠΡΟΧΩΡΗΜΔΝΑ ΘΔΜΑΣΑ ΒΑΔΩΝ ΓΔΓΟΜΔΝΩΝ ΔΡΓΑΙΑ ΘΔΜΑ : «Xml Schema» ΟΝΟΜΑΣΕΠΩΝΤΜΟ : ΜΙΦΑΗΛ ΓΕΩΡΓΙΟ ΑΡΙΘΜΟ ΜΗΣΡΩΟΤ : 133/08 ΣΜΗΜΑ ΕΥΑΡΜΟΜΕΝΗ ΠΛΗΡΟΥΟΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ EMAIL: it08133@uom.gr ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2010

Περιεχόμενα 1. Ειςαγωγό... ςελ. 2 2. Ιςτορικό αναδρομό... ςελ. 3 3. Τι εύναι η XML;... ςελ. 4 3.1Ένα απλό παρϊδειγμα XML εγγρϊφου...ςελ.5 4. Document Type Definition (DTD)...ςελ. 6 5. Τι εύναι ϋνα ςχόμα XML;... ςελ. 7 5.1 Τύποι ςτοιχεύων υποςτόριξησ ςχημϊτων XML...ςελ. 7 5.2 Τα ςχόματα XML χρηςιμοποιούν τη ςύνταξη XML...ςελ. 8 5.3 Διαφορϋσ DTD XML Schema...ςελ. 8 5.4 Οπτικό ςύγκριςη DTD-XML Schema...ςελ. 9 5.5 Παρϊδειγμα XML ςχόματοσ...ςελ. 10 6. Κριτικό...ςελ. 12 7. Βιβλιογραφύα...ςελ. 13 1

1. Ειςαγωγή Kαθώσ οι προγραμματιςτϋσ ϋχουν την ανϊγκη για τη δημιουργύα νϋων λεξιλογύων XML, ςυχνϊ χρειϊζεται για να περιγρϊψει κανεύσ καταςτϊςεισ. Έτςι μϋςο του οργανιςμού W3C αναπτύχθηκε η ϋννοια του XML Schema, ϋνα ςύνολο ςυςτϊςεων από το World Wide Web Consortium (W3C). Οι προδιαγραφϋσ αυτϋσ καθορύζουν μια γλώςςα που μπορούμε να χρηςιμοποιόςουμε για να εκφρϊςουν μια τυπικό περιγραφό των εγγρϊφων XML που χρηςιμοποιούν γενικώσ μια αντικειμενοςτραφόσ προςϋγγιςη. Σχόματα μπορούν να χρηςιμοποιηθούν για την τεκμηρύωςη, την επικύρωςη ό την επεξεργαςύα αυτοματιςμού. Το XML Schema εύναι μια βαςικό ςυνιςτώςα του διαδικτύου προδιαγραφών και υπηρεςύεσ όπωσ SOAP και WSDL εύναι ευρϋωσ χρηςιμοποιούμενεσ για να περιγρϊψουν XML λεξιλόγια με ακρύβεια. Έτςι ειςϋρχεται και η πολυπλοκότητα. Οι ςυςτϊςεισ εύναι μακρϋσ, περύπλοκεσ, και γενικϊ δύςκολεσ να τισ διαβϊςετε. Θα επιχειρόςω να παρουςιϊςω όςο το δυνατό παραςτατικϊ την ϋννοια και τισ λειτουργύεσ του XML Schema βοηθώντασ ςασ να ανακαλύψετε τισ δυνατότητϋσ τουσ. 2

2. Ιςτορική αναδρομή Στο παρϊρτημα αναφορών τησ, η προδιαγραφό XSD αναγνωρύζει την επιρροό DTDs και ϊλλων πρόωρων προςπαθειών ςχημϊτων XML όπωσ DDML, SOX και XDR. Έχει υιοθετόςει τα χαρακτηριςτικϊ γνωρύςματα από κϊθε μια από αυτϋσ τισ προτϊςεισ αλλϊ εύναι επύςησ ϋνασ ςυμβιβαςμόσ μεταξύ τουσ. Από εκεύνεσ τισ γλώςςεσ, XDR και SOX ςυνϋχιςαν να χρηςιμοποιούνται και να υποςτηρύζονται για μια ςτιγμό αφότου δημοςιεύθηκε το ςχόμα XML. Διϊφορα προώόντα τησ Microsoft υποςτόριξαν XDR μϋχρι την ϋκδοςη τησ MSXML 6.0 (που ϋριξε XDR υπϋρ του ςχόματοσ XML) το Δεκϋμβριο του 2006. Τα προφανϋςτερα χαρακτηριςτικϊ γνωρύςματα που προςφϋρονται ςε XSD που δεν εύναι διαθϋςιμα ςτουσ εγγενεύσ οριςμούσ τύπων εγγρϊφων XML (DTDs) εύναι τα namespace η ςυνειδητοπούηςη, και οι τύποι δεδομϋνων, δηλαδό η δυνατότητα να καθοριςτεύ το ςτοιχεύο και να αποδοθεύ το περιεχόμενο ωσ περιοριςμό των τιμών όπωσ οι ακϋραιοι αριθμού και οι ημερομηνύεσ παρϊ το αυθαύρετο κεύμενο. 3

3. Σι είναι η XML; Πϊμε τώρα να δούμε λύγα ειςαγωγικϊ και περιληπτικϊ για την XML. Εύναι μια γλώςςα για τη δόμηςη δεδομϋνων. Με την ϋννοια δομημϋνα δεδομϋνα εννοούμε μύα ςυλλογό ςτοιχεύων δεδομϋνων όπωσ εύναι για παρϊδειγμα τα λογιςτικϊ φύλλα, οι κατϊλογοι διευθύνςεων, οι παρϊμετροι διαμόρφωςησ, οι οικονομικϋσ ςυναλλαγϋσ και τα τεχνικϊ ςχϋδια. Η XML εύναι, δηλαδό, ϋνα ςύνολο κανόνων (ό διαφορετικϊ ϋνα πακϋτο κατευθυντόριων γραμμών ό ςυμβϊςεων) για το ςχεδιαςμό μορφών κειμϋνου οι οπούεσ διευκολύνουν τη δόμηςη των δεδομϋνων ςασ. Η XML δεν εύναι γλώςςα προγραμματιςμού. Δεν χρειϊζεται, επομϋνωσ, να εύςτε προγραμματιςτόσ για να την χρηςιμοποιόςετε ό να τη μϊθετε. Η XML διευκολύνει τον υπολογιςτό να παρϊγει δεδομϋνα, να διαβϊζει δεδομϋνα και να εξαςφαλύζει τη ςαφόνεια τησ δομόσ των δεδομϋνων. Η XML αποφεύγει τισ ςυνόθεισ παγύδεσ του ςχεδιαςμού γλωςςών: εύναι επεκτϊςιμη, ανεξϊρτητη ςυςτόματοσ υλικού και μπορεύ να υποςτηρύξει διεθνεύσ και τοπικϋσ προςαρμογϋσ. Η XML εύναι πλόρωσ ςυμβατό με Unicode. Όπωσ και η HTML, χρηςιμοποιεύ ετικϋτεσ (tags) (λϋξεισ μϋςα ςε γωνιακϋσ αγκύλεσ '<' και '>') και γνωρύςματα (τύπου όνομα = "τιμό"). Σε αντύθεςη με την HTML η οπούα διευκρινύζει τη ςημαςύα κϊθε ετικϋτασ και γνωρύςματοσ και ςυχνϊ προςδιορύζει πωσ θα εμφανύζεται ςε φυλλομετρητό το κεύμενο το οπούο περιλαμβϊνεται ςε αυτϊ, η XML χρηςιμοποιεύ ετικϋτεσ μόνο για να οριοθετόςει κομμϊτια δεδομϋνων και αφόνει την ερμηνεύα των δεδομϋνων ςτη εφαρμογό που τα διαβϊζει. Εν ολύγοισ, εϊν δεύτε "<p>" ςε αρχεύο XML, μην βιαςτεύτε να ςυμπερϊνετε ότι εύναι παρϊγραφοσ (p = paragraph). Ανϊλογα με το κεύμενο, ενδϋχεται να εύναι τιμό (p = price), παρϊμετροσ (p = parameter), πρόςωπο (p = person), το γρϊμμα π (p = a p) ό ακόμα και κϊτι που δεν αρχύζει καν από π (p)!. Μύα από τισ εφαρμογϋσ XML υπϊρχει υπό μορφό εγγρϊφου: πρόκειται για την XHTML του W3C, το διϊδοχο τησ HTML. Η XHTML διαθϋτει αρκετϊ κοινϊ ςτοιχεύα με την HTML. Το ςυντακτικό, όμωσ, ϋχει αλλϊξει ϋτςι ώςτε να ςυμβαδύζει με τουσ κανόνεσ τησ XML. Τα ϋγγραφα με βϊςη την XML χρηςιμοποιούν το ςυντακτικό τησ XML,με οριςμϋνουσ, όμωσ, περιοριςμούσ (π.χ., η XHTML επιτρϋπει "<p>", όχι όμωσ "<r>"); και πρόςθεςη ςημαςύασ ςτο ςυντακτικό (η XHTML λϋει ότι το "<p>" ςημαύνει "paragraph" (παρϊγραφοσ), και όχι "price" (τιμό) ό "person" (πρόςωπο) και όχι κϊτι ϊλλο) 4

3.1Ένα απλό παράδειγμα XML εγγράφου note.xml <?xml version="1.0"?> <note> <to>tove</to> <from>jani</from> <heading>reminder</heading> <body>don't forget me this weekend!</body> </note> Ένα πολύ απλό παρϊδειγμα ενόσ XML εγγρϊφου εύναι το παραπϊνω, το οπούο όπωσ βλϋπουμε ϋχει τον αποςτολϋα και τον παραλόπτη τησ πληροφορύασ, ϋχει ϋνα τύτλο και το ςώμα του μηνύματοσ. Δηλαδό ο Jani λεϋι ςτον Tove να μην τον ξεχϊςει για το ςαββατοκύριακο. Αλλϊ και πϊλι, ςε αυτό το ϋγγραφο XML δεν κϊνει τύποτα. Εύναι απλϊ πληροφορύεσ τυλιγμϋνεσ ςε ετικϋτεσ. 5

4. Document Type Definition (DTD) Ένα DTD εύναι μύα προδιαγραφό η οπούα μπορεύ να ακολουθηθεύ όταν δημιουργούμε ϋνα ϋγγραφο XML για να εξαςφαλύςουμε την ορθότητϊ του. Κυριότερα χαρακτηριςτικϊ του DTD: Το DTD χρηςιμοποιεύται για να καθορύςει ϋγκυρα ςτοιχεύα και ιδιότητεσ που μπορούν να χρηςιμοποιηθούν ςε ϋνα ϋγγραφο XML. Με ϋνα DTD μπορούμε να καθορύςουμε μια ιεραρχικό δομό ςτοιχεύων. Παράδειγμα note.dtd <!ELEMENT note (to, from, heading, body)> <!ELEMENT to (#PCDATA)> <!ELEMENT from (#PCDATA)> <!ELEMENT heading (#PCDATA)> <!ELEMENT body (#PCDATA)> Αυτό το παρϊδειγμα εύναι DTD κϊνει ακριβώσ τα ύδια ακριβώσ με το προηγούμενο. 6

5. Σι είναι ένα ςχήμα XML; Ο ςκοπόσ ενόσ ςχόματοσ XML εύναι να καθοριςτούν οι νομικϋσ δομικϋσ μονϊδεσ ενόσ εγγρϊφου XML, ακριβώσ όπωσ ϋνα DTD. Ένα ςχόμα XML: καθορύζει τα ςτοιχεύα που μπορούν να εμφανιςτούν ςε ϋνα ϋγγραφο καθορύζει τισ ιδιότητεσ που μπορούν να εμφανιςτούν ςε ϋνα ϋγγραφο καθορύζει ποια ςτοιχεύα εύναι ςτοιχεύα παιδιών καθορύζει τη διαταγό των ςτοιχεύων παιδιών καθορύζει τον αριθμό ςτοιχεύων παιδιών καθορύζει εϊν ϋνα ςτοιχεύο εύναι κενό ό μπορεύ να περιλϊβει το κεύμενο καθορύζει τουσ τύπουσ ςτοιχεύων για τα ςτοιχεύα και τισ ιδιότητεσ καθορύζει την προεπιλογό και τισ ςταθερϋσ τιμϋσ για τα ςτοιχεύα και τισ ιδιότητεσ 5.1 Σύποι ςτοιχείων υποςτήριξησ ςχημάτων XML Μια από τη μϋγιςτη δύναμη των ςχημϊτων XML εύναι η υποςτόριξη για τουσ τύπουσ ςτοιχεύων. Με την υποςτόριξη για τουσ τύπουσ ςτοιχεύων: Εύναι ευκολότερο να περιγραφεύ η επιτρεπόμενη περιεκτικότητα ςε ϋγγραφα Εύναι ευκολότερο να επικυρωθεύ η ακρύβεια των ςτοιχεύων Εύναι ευκολότερο να εργαςτεύ με τα ςτοιχεύα από μια βϊςη δεδομϋνων Εύναι ευκολότερο να καθοριςτούν οι απόψεισ ςτοιχεύων (περιοριςμού ςτα ςτοιχεύα) Εύναι ευκολότερο να καθοριςτούν τα ςχϋδια ςτοιχεύων (ςχόματα ςτοιχεύων) Εύναι ευκολότερο να μετατραπούν τα ςτοιχεύα μεταξύ των διαφορετικών τύπων ςτοιχεύων 7

5.2 Σα ςχήματα XML χρηςιμοποιούν τη ςύνταξη XML Μια ϊλλη μεγϊλη δύναμη για τα ςχόματα XML εύναι ότι γρϊφονται ςε XML. Μερικϊ οφϋλη των ςχημϊτων εκεύνο το XML γρϊφονται ςε XML: Δεν εύναι απαραύτητο να μϊθετε μια νϋα γλώςςα Μπορεύτε να χρηςιμοποιόςετε το ςυντϊκτη XML ςασ για να εκδώςετε τα αρχεύα ςχημϊτων ςασ 5.3 Διαφορέσ DTD XML Schema Το XML Schema υποςτηρύζει namespaces ενώ το DTD όχι. Το XML Schema χρηςιμοποιεύ ςύνταξη XML η οπούα εύναι εύκολη να την κατανοόςεισ ενώ το DTD χρηςιμοποιεύ ειδικό ςύνταξη. Το XML Schema υποςτηρύζει πρότυπουσ τύπουσ δεδομϋνων καθώσ επύςησ και τύπουσ οριςμϋνουσ από το χρόςτη (user-defined) ενώ το DTD παρϋχει μόνο τύπουσ κειμϋνου. Το XML Schema υποςτηρύζει κληρονομικότητα ενώ το DTD όχι. 8

Οπτική ςύγκριςη DTD-XML Schema 9

Παράδειγμα XML σχήματος note.xsd" <?xml version="1.0"?> <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/xmlschema" targetnamespace="http://www.w3schools.com" elementformdefault="qualified"> <xs:element name="note"> <xs:complextype> <xs:sequence> <xs:element name="to" type="xs:string"/> <xs:element name="from" type="xs:string"/> <xs:element name="heading" type="xs:string"/> <xs:element name="body" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:complextype> </xs:element> </xs:schema> Το ςτοιχεύο note εύναι ϋνασ ςύνθετοσ τύποσ επειδό περιλαμβϊνει και ϊλλα ςτοιχεύα. Τα ϊλλα ςτοιχεύα (to, from, heading, body) εύναι απλοί τύποι επειδό δεν περιλαμβϊνουν ϊλλα ςτοιχεύα. The ςτοιχεύο <schema> εύναι η ρύζα κϊθε XML Schema:\ <; xml version= " 1.0 "; > <xs: schema> </xs: schema> 10

The <schema> element μπορεύ να ϋχει και ιδιότητεσ όπωσ φαύνεται παρακϊτω: <?xml version="1.0"?> <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/xmlschema" targetnamespace="http://www.w3schools.com" xmlns="http://www.w3schools.com" elementformdefault="qualified">...... </xs:schema> Το ακόλουθο ηεμάχιο: xmlns: xs= " http://www.w3.org/2001/xmlschema " Διευκρινίζει όηι ηα ζηοιχεία και οι ηύποι ζηοιχείων που χρηζιμοποιούνηαι ζηο ζχήμα προέρχονηαι από ηο «http://www.w3.org/2001/xmlschema» namespace. elementformdefault="qualified"\ δείχνει όηι οποιαδήποηε ζηοιχεία που χρηζιμοποιούνηαι από ηο έγγραθο XML που δηλώθηκαν ζε αυηό ηο ζχήμα πρέπει να είναι καηάλληλα ζύμθωνα και με ηον ηύπο. 11

6. Κριτική Αν και το ςχόμα XML εύναι επιτυχϋσ δεδομϋνου ότι ϋχει υιοθετηθεύ ευρϋωσ και επιτυγχϊνει κατϊ ϋνα μεγϊλο μϋροσ το τι καθόριςε να επιτύχει, ϋχει αποτελϋςει αντικεύμενο πολύ αυςτηρόσ κριτικόσ. Μια καλό περύληψη των κριτικών παρϋχεται από τον James Clark. Υπϊρχουν πολλϋσ εκπλόξεισ ςτη γλώςςα, παραδεύγματοσ χϊριν που ο περιοριςμόσ των ςτοιχεύων λειτουργεύ διαφορετικϊ από τον περιοριςμό των ιδιοτότων. Η ύδια η W3C ςύςταςη εύναι εξαιρετικϊ δύςκολο να διαβαςτεύ. η XSD ςτερεύται οποιαδόποτε επύςημη μαθηματικό προδιαγραφό. η XSD δεν παρϋχει καμύα εγκατϊςταςη για να δηλώςει ότι η αξύα ό η παρουςύα μιασ ιδιότητασ εξαρτϊται από τισ τιμϋσ ό την παρουςύα ϊλλων ιδιοτότων (αποκαλούμενοι περιοριςμοί ομοπεριςτατικού). η XSD προςφϋρει την πολύ αδύνατη υποςτόριξη για το ϊτακτο περιεχόμενο. Το ςύνολο του XSD datatypes ςτην προςφορϊ εύναι ιδιαύτερα αυθαύρετο. Δεν υπϊρχει κανϋνασ τρόποσ για ϋνα ςχόμα XSD να προςδιοριςτεύ ποια ςτοιχεύα επιτρϋπονται ςτην κορυφό ενόσ εγγρϊφου. Η χρόςη του xsi: το schemalocation, μια ιδιότητα που εμφανύζεται μϋςα ςε μια περύπτωςη να προςδιορύζει το ςχόμα που χρηςιμοποιεύται για την επικύρωςη, προκαλεύ τα προβλόματα αςφϊλειασ και λειτουργικότητασ. Οι δύο ςτόχοι τησ επικύρωςησ και τησ αύξηςησ (προςθϋτοντασ τισ πληροφορύεσ τύπων και τισ προκαθοριςμϋνεσ αξύεσ) πρϋπει να κρατηθούν χωριςτϊ. Ένα ςχόμα γραπτό χρηςιμοποιώντασ XSD εύναι δύςκολο να διαβαςτεύ και να γύνει αντιληπτό. 12

7. Βιβλιογραφία 1. Οργανιςμόσ W3 school XML Schema tutorials [cited 27.4.2010] http://www.w3schools.com 2. [cited 27.4.2010] http://www.w3.org/xml/schema 3. Διαδικτυακό εγκυκλοπαύδεια Wikipedia [cited 27.4.2010] http://en.wikipedia.org/wiki/main_page 13