Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы XML-технологий. Учебное пособие
.pdf
ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
М
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Г. П. Токмаков
ОСНОВЫ
XML-ТЕХНОЛОГИЙ
Учебное пособие
У
льяновск
УлГТУ
2017
УДК 004.9(075)
ББК 32.973-018.2я73
Т 51
Рецензенты: д-р техн. наук, профессор Егоров Ю. П.;
канд. техн. наук Кукин Е. С.
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Токмаков, Геннадий Петрович
Т 51 Основы XML-технологий : учебное пособие / Г. П. Токмаков. –
Ульяновск : УлГТУ, 2017. – 229 с.
ISBN 978-5-9795-1701-8
Учебное пособие подготовлено по материалам лекционных курсов по
дисциплине «Основы XML-технологий». Основное внимание в этих материалах уделено вопросам описания механизмов разметки различных
аспектов информационных ресурсов, которые в терминах XML-платформы
называются XML-документами. В качестве средств разметки рассмотрены
языки: XML, применяемый для представления содержания документов, XSD,
используемый для описания структур документов в виде XML-схем, XSL,
представляющий собой средство для визуализации документов. Кроме
перечисленных языков рассмотрены технология разработки экранных форм
и описаны подходы к представлению семантики XML-документов средствами из состава стандартов XML-платформы.
Пособие предназначено для изучения студентами направлений 09.03.01,
09.03.02, 09.03.03, 09.03.04, а также может использоваться студентами других
направлений и специальностей.
ISBN 978-5-9795-
1701-8
УДК 004.9(075)
ББК 32.973-018.2я73
Токмаков Г. П., 2017
Оформление. УлГТУ, 2017
ОГ
ЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................... 7
ЛАВА 1.
Г
1.1 П
РЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ НОВОЙ
БЗОР XML-ТЕХНОЛОГИЙ .................................. 10
О
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ WEB .............................. 10
1.
П
2
ЕРЕСМОТР ОСНОВ WEB-ТЕХНОЛОГИЙ ...................... 13
3
1.
1.
1.
СТОКИ XML ........................................................................... 13
И
П
4
ЛАТФОРМА XML ................................................................. 17
Р
5
АСШИРЯЕМОСТЬ XML-ПЛАТФОРМЫ .......................... 20
1.6 СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ СТАНДАРТОВ XML ................... 21
7
1.
К
Г
2.
ML И ТЕХНОЛОГИИ БАЗ ДАННЫХ ................................ 23
X
ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.......................................................... 27
ЛАВА 2.
О
1
СНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ XML ....................................... 28
X
ML – ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ДАННЫХ ................. 28
2
2.
2.
ОКУМЕНТ, КАК ЕДИНИЦА ИНФОРМАЦИИ XML ...... 32
Д
А
3
НАЛИЗ СТРУКТУРЫ XML-ДОКУМЕНТА ...................... 33
2.3.1 Пролог и включения ......................................................... 34
3.2
Э
лементы ............................................................................ 37
2.
2.3.3 Атрибуты для элементов .................................................. 40
2.4 НЕКОТОРЫЕ БАЗОВЫЕ ПРАВИЛА XML .......................... 42
ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.......................................................... 45
К
3
Г
ЛАВА 3.
SD – ЯЗЫК ОПИСАНИЯ СТРУКТУРЫ
X
ДАННЫХ. ......................................................................................... 46
3.
D
1
TD И XML-СХЕМЫ .............................................................. 47
3.
1.1
3.
3.
1.2
1.3
3.
2
ОМПОНЕНТЫ XML SCHEMA ............................................ 53
К
3.
2.1
3.
2.2
2.3
3.
2.4
3.
2.5
3.
2.6
3.
3.
2.7
2.8
3.
пределение DTD ............................................................. 47
О
X
ML Schema как замена DTD ......................................... 49
пределение XML Schema ............................................... 50
О
Т
ипы данных XML Schema .............................................. 53
О
пределение простых элементов .................................... 59
пределение атрибутов .................................................... 60
О
граничения или фасеты .................................................. 61
О
пределение простых пользовательских типов ............ 71
О
пределение составных типов ........................................ 77
О
П
ространства имен ............................................................ 83
вязывание XML-документа с XML-схемой ................ 92
С
3.3 СОЗДАНИЕ XML-СХЕМЫ ..................................................... 93
3.
3.1
писание базы данных Firma .......................................... 93
О
3.3.2 Создание композиционной XML-схемы ........................ 95
3.3
3.
ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ........................................................ 114
К
Г
ЛАВА 4.
оздание агрегированной схемы .................................. 100
С
X
SL – ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ФОРМЫ ДЛЯ
ВЫВОДА ДАННЫХ ..................................................................... 116
4.1 ТАБЛИЦА СТИЛЕЙ CSS И ЯЗЫК XSL ............................. 116
1.1
Т
аблица стилей CSS ........................................................ 118
4.
4.1.2 Язык XSL .......................................................................... 121
4.2 ПРИМЕНЕНИЕ CSS ............................................................... 127
4.
2.1
ример простой таблицы каскадных стилей .............. 127
П
4.2.2 Пример более сложной таблицы каскадных стилей... 129
3
4.
РИМЕНЕНИЕ XSL ............................................................... 131
П
4.3.1 Основы использования XSL-таблиц стилей ................ 131
4.
3.2
спользование одного шаблона XSL ........................... 131
И
4.3.3 Отображение переменного числа элементов ............... 138
3.4
И
спользование нескольких шаблонов .......................... 141
4.
4
4.
4 ФИЛЬТРАЦИЯ И СОРТИРОВКА ДАННЫХ XML .......... 143
4.1
4.
4.
4.2
4.3
4.
5
4.
К
ОСТУП К АТРИБУТАМ XML ........................................... 148
Д
ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ........................................................ 152
ильтрация данных XML .............................................. 143
Ф
С
ортировка данных XML ............................................... 144
SL-таблицы с фильтрацией и сортировкой ............... 145
X
ГЛАВА 5. XFORMS – ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ФОРМ ДЛЯ
ВВОДА ДАННЫХ ......................................................................... 153
1
5.
FORMS – ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ WEB-ФОРМ .... 153
X
5.
5.
5.
1.1
1.2
1.3
TML-формы и их недостатки...................................... 154
H
Forms: следующее поколение Web-форм ................. 156
X
екларативность XForms ............................................... 158
Д
5.2 СОЗДАНИЕ ФОРМЫ НА ЯЗЫКЕ XFORMS ..................... 160
5.
5.
2.1
2.2
писание формы документа .......................................... 160
О
X
Forms-модель документа ............................................. 163
2.3
5.
ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ........................................................ 176
К
Г
ЛАВА 6.
ользовательский интерфейс XForms .......................... 168
П
R
DF – ЯЗЫК ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
СЕМАНТИКИ ДАННЫХ ........................................................... 177
6.1 ПРОБЛЕМЫ ОПИСАНИЯ СЕМАНТИКИ ДАННЫХ ...... 177
6.2 SEMANTIC WEB – СОСТАВ И ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ...... 180
3
6.
6.
ПИСАНИЕ ФАКТОВ........................................................... 181
О
6.
3.1
3.2
6.
6.
3.3
4
Д
6.
4.1
4.2
6.
6.
4.3
Ф
акты как единица представления смысла данных ... 182
писание фактов в языках программирования ........... 183
О
Д
анные и факты ............................................................... 184
ЕСКРИПЦИОННАЯ ЛОГИКА .......................................... 185
Э
лементы дескрипционной логики ............................... 187
огическая система дескрипционной логики ............. 187
Л
К
омпоненты дескрипционной логики .......................... 189
6.
О
5
БЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МОДЕЛИ RDF .............................. 192
6.
6.
5.1
5.2
О
писание факта в формате RDF .................................... 192
С
интаксис файла RDF ..................................................... 194
5
6.
5.3
5.4
6.
6.
5.5
ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ........................................................ 207
К
З
АКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................. 208
С
хема RDF ........................................................................ 199
DF – язык описания семантики ресурсов .................. 205
R
Н
едостатки RDF .............................................................. 206
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ......................................................... 215
ЛОССАРИЙ ................................................................................. 220
Г
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ .................................................. 227
6
ВВЕДЕНИ
Необходимость языка
мый язык разметки), появившегося в конце
однозначна, так как в то время уже в течение ряда лет
язык
H
,
который привел к бурному развитию Интернета и сделал
TML
Е
X
ML
(
E
xtensible
M
arkup
90
L
anguage
-х
годов, была не так
– ра
спользовался
и
сширяе-
его достоянием самого широкого круга пользователей по всему
земному шару. Но дело в том, что
H
заменить собой язык
TML
азработка языка
. Р
создан не для того, чтобы
ML
X
X
ML
а также плат-
,
формы, созданной на его основе, была направлена на создание
XI
X
прочной информационной структуры
которую явился
H
TML
.
в
ека, лишь намеком на
Ситуация в современной индустрии программирования характеризуется тем, что настала потребность в установлении порядка
в неконтролируемой разработке конкурирующих технологий
и патентованных языков. Во времена разработки информационных
систем, работающих автономно, эта проблема была не так заметна,
но когда эти системы стали работать в единой среде, обнаружилось,
что организация взаимодействия таких систем представляет собой
крайне сложную задачу.
Важной составляющей информационной революции, основанной на
XML
ехнологиях, является процесс стандартизации. Много-
-т
численные родственные стандарты, разработанные на основе языка
,
составили платформу
X
ML
.
В число этих стандартов вошли:
X
ML
средства проверки ошибок и принудительного структурирования,
7
т
аблицы стилей для вывода и преобразования данных, надежные
методы для связывания ресурсов, средства обработки и запроса
ML-
X
данных, а также множество средств программирования
да
нных.
Созданная платформа призвана обеспечить взаимодействие
структурированной информации с приложениями, максимально
увеличивая ее доступность. А наличие в платформе стандартных
ML
средств обработки
X
-данных должно обеспечить новой технологии долгую и плодотворную жизнь в качестве предпочтительного
инструментария для работы со структурированной информацией.
Сегодня
X
ML
м
ожет использоваться в любых приложениях,
которым нужна структурированная информация – от сложных
геоинформационных систем с гигантскими объемами передаваемой
информации до обычных локальных программ, использующих этот
язык для описания служебной информации. Можно выделить
множество задач, связанных с созданием и обработкой структурированной информации, для решения которых может использоваться
:
XML
– в первую очередь, эта технология может оказаться полезной
для разработчиков
ложных
с
нформационных
и
стем
си
с
ольшим
б
количеством приложений, связанных с потоками информации самой
различной структурой. В этом случае
X
-д
окументы выполняют
ML
роль универсального формата для обмена информацией между
отдельными компонентами большой программы;
ML
X
–
может использоваться в обычных приложениях для хранения и обработки структурированных данных в едином формате,
т. е. использоваться в качестве промежуточного формата данных
в различных системах. Обычно схема взаимодействия между серверами приложений и баз данных зависит от конкретной СУБД
SQL
и диалекта
результаты запроса будут представлены
текстовом) формате, то звено СУБД станет «прозрачным» для
(
,
используемого для доступа к данным. Если же
екотором
н
в
иверсальном
ун
приложения;
X
– использование стилевых таблиц (
независимое от конкретного устройства вывода отображение
д
окументов;
SL
) позволяет обеспечить
XML
-
8
– я
зык
X
ML
п
озволяет описывать данные произвольного типа
и используется для представления специализированной информации, например химических, математических, физических формул,
медицинских рецептов, нотных записей, и т. д. Это означает, что
TML
ожет служить мощным дополнением к
м
в
W
нестандартной» информации;
«
eb
– информация, содержащаяся в
H
ML
X
-документах, может изме-
для распространения
X
ML
няться, передаваться на машину клиента и обновляться по частям.
Спецификации
XLi
nk
и
XPoi
nter
позволяют ссылаться на отдельные
элементы документа c учетом их вложенности и значений атрибутов;
X
я
вляется базовым стандартом для нового языка описания
ML
RDF
позволяющего упростить многие проблемы в
,
Web
,
–
ресурсов
связанные с поиском нужной информации, обеспечением контроля
за содержимым сетевых ресурсов, создания электронных библиотек
и т. д.
Все перечисленное говорит об исключительной важности
ехнологий в современной индустрии разработки информационных
т
XML
-
систем, особенно на современном этапе, характеризующемся интеграцией ранее созданных информационных систем различного
назначения. Поэтому будущим специалистам в области и разработки
информационных систем будет весьма полезно освоить эту новую
технологию, которая на этапе интеграции ранее и вновь разработанных автоматизированных систем управления предприятиями и организациями будет играть одну из главных ролей.
Данное учебное пособие предназначено для изучения бакалаврами направлений
09.03.01
09.03.02
,
09.03.03
,
09.03.04
,
,
а также студентами других родственных специальностей, связанных с автоматизированной обработкой информации с помощью компьютерных
средств.
9
ГЛАВА 1.
ОБЗ
ОР XML-ТЕХНОЛОГИЙ
В данной обзорной главе описываются предпосылки создания
новой технологической платформы
которая стала основой второго поколения этой глобальной
,
XML
базирующейся на языке
,
eb
W
информационной системы. Обсуждаются перемены, произошедшие
в связи с применением стандартов
XML
латформы. Анализируются
-п
источники появления новой технологии, подходы к представлению
ML
метаданных и описанию семантики
X
окументов, предусмотрен-
-д
ные для этого средства.
X
ML
ML
-п
латформы, прин-
и
функциональных
Рассматриваются вопросы организации
ципы обеспечения расширяемости языка
X
возможностей платформы, синтаксического единства составляющих
ее стандартов. Показаны основные сферы применения стандартов
платформы
X
в частности, в базовых стандартах других широко
,
ML
распространенных информационных технологий, а также в разработках электронных библиотек. В рассматриваемой главе также
затронуты вопросы интеграции технологий
и оцениваются перспективы
1.1
РЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ НОВОЙ
П
X
ML
-пла
тформы.
и
ML
X
баз данных
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ WEB
Создание Всемирной паутины (
стало одним
)
eb
W
последнего десятилетия
з
рупнейших
и
к
X
X
ве
World Wide Web – WWW
учно-технических достижений
на
ка, основой целого ряда новых инфор-
, и
ли просто
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]