9. ICS Development III

Question 1

HTML

Answer 1

• HTML ist eine Markup-Sprache zum Beschreiben, Strukturieren und Präsentieren von Inhalten wie Texten, Bildern, Videos, Hyperlinks, usw.
• Früher hauptsächlich zur Bereitstellung und Präsentation von statischen Inhalten von Service Providern (Nachrichtenanbieter, Unternehmen,…) Probleme von HTML
• HTML ist eine sehr simple Beschreibungssprache für Inhalte:
• Kaum semantische Beschreibungen für Inhalte
• Hauptsächlich Struktur- und Layoutinformationen wie Abschnitte, Überschriften, Listen,… Beispiel siehe Bild

Question 2

Meta Languages

Answer 2

• Das beschreiben von Daten erfordert eine formale Markup-Sprache (bestehend aus einem Vokabular und Grammatikregeln)
• HTML ist eine Markup-Sprache, zielt aber darauf ab, Daten zu strukturieren und darzustellen, anstatt sie zu beschreiben
• Eine Sprache, die Daten beschreibt, muss immer domain-spezifisch sein. Folglich ist eine Meta (Markup) Sprache erforderlich
• Eine Metasprache bietet ein Vokabular und Grammatikregeln für die Spezifizierung anwendungsdomänenspezifischer Sprache + Bild

Question 3

Markup Language History

Answer 3

Question 4

Standard Generalized Markup Languages

Answer 4

• Grundidee aller SGMLs:

• Erstellung verarbeitbarer Dokumente, indem Informationen über Struktur und Inhalt hinzugefügt werden
• Erstellung eines System- und herstellerunabhängigen Standards
• Separate Struktur, Inhalt und Präsentation eines Dokuments
• Eine Metasprache, aus der eine konkrete Sprache (z.B HTML) spezifiziert werden kann

Question 5

Extensible Markup Language (XML)

Answer 5

• Subset von SGML, das nur die relevantesten Sprachfunktionen enthält
• Standardisiert
• Selbstbeschreibend dank der enthaltenden Metainformationen
• Erweiterbar mit neuen Elementen -> Erlaubt Erstellung von anwendungsspezifischen Modellen • Geeignet für Datenspeicherung
• Einfach und leicht zu lesen für Menschen (nicht binär) Beispiel für Anwendung von XML: Austausch von Daten zwischen verschiedenen Komponenten einer Anwendung (Microsoft Excel / Access)

Question 6

XML Begriffe:

DTD, XML Scheme, Parser, Style Sheet, Style Sheet Processor

Answer 6

• DTD (Document Type Definition): beschreibt die Struktur des XML Dokuments und definiert seine Grammatik
• XML Scheme: Alternative Herangehensweise an DTD mit zusätzlichen Funktionen
• Parser: Übersetzt ein XML-Dokument in eine Dokumentenstruktur, und macht Elemente für Anwendungen zugänglich
• Stylesheet: Layout-Informationen zum Rendern des Inhalts des XML-Dokuments
• Style-Sheet-Prozessor: Implementiert die Stilinformationen und generiert die Ergebnisseiten

Question 7

XML Dokumentenstruktur

Answer 7

Question 8

XML Syntax

Answer 8

• XML erwartet geschlossene Elemente
• ist ein Tag
• Syntax: Start- und Endtags müssen gleich lauten: Daisy
• Attribute sind im Start-Tag enthalten - Innsbruck
• Ein Element: Alles zwischen den Tags
• Elemente können verschachtelt sein
• Leere Elemente werden abgekürzt: wird zu
• Ein XML Dokument hat ein eindeutiges Wurzelelement (root element)

Question 9

XML-Dokument ist gut verfasst, wenn…

Answer 9

• Ein XML-Dokument ist gut verfasst, wenn:

• Es nur richtig codierte, legale Unicode-Zeichen enthält
• Keiner der speziellen Syntaxzeichen wie < und & in den Daten auftaucht
• Anfangs- und Endtags sowie leere Tags, die die Elemente abgrenzen, fehlen nicht und überlappen sich nicht - Anfangs- und Endtags müssen genau übereinstimmen (case-sensitive!)
• Es gibt ein einzelnes „root“ Element, das alle anderen Elemente enthält

Question 10

XML Document Tree

Answer 10

• XML Dokumente können auch als Objekte in einer objektorientierten Datenbank oder einer Baumstrukur betrachtet werden (Bild siehe Folie 23)
• Aufgrund der baumartigen Struktur und der Ähnlichkeit zu objektorientierten Systemen können Computer beim lesen von XML-Dokumenten die Datenstruktur eindeutig erkennen

Question 11

XML Document Type Definition (DTD)

Answer 11

• DTD beschreibt die Struktur eines Dokuments und definiert die Grammatik für das XML-Dokument - Vergleichbar mit der Definition von Variablen
• Definiert, welche Elemente und Referenzen in dem darauf basierendem Dokument vorkommen dürfen
• Deklariert auch Entitäten (eindeutig zu bestimmendes Objekt) die im XML-Dokument verwendet werden dürfen

Question 12

Valide XML-Dokumente

Answer 12

• Ein XML Dokument, das einer DTD entspricht, wird „gültig“ genannt
• Gültigkeit des XML-Dokuments kann automatisch von einer Parser-Software ermittelt werden
• Dies ermöglicht den “Konsumenten” von XML-Dokumenten (z. B. Software), zu verifizieren, dass die Inhalte der XML-Dokumente dem erwarteten Dokumentenformat entsprechen Dokumentenformat: (welche Dokumentenstruktur, welche Elemente sind erlaubt)

Question 13

XML Schema Definition (XSD)

Answer 13

• Alternative zu DTD
• Beseitigt einige Schwachstellen von DTD durch Hinzufügen der folgenden Features:
• Reihenfolge und Verschachteln ist konfigurierbar
• Konfigurierbare Wertspannen
• Überprüfen von Elementdatentypen
• Größere Auswahl an Datentypen analog zu anderen Programmiersprachen (Boolean, Float etc.)

Question 14

XML Namespaces

Answer 14

• XML Dokumente sind besonders nützlich, wenn Daten zwischen Anwendungen, Benutzern oder Unternehmen ausgetauscht werden
• Wie können Verwechslungen von Tags verhindert werden, wenn Daten aus unterschiedlichen Quellen zusammengeführt werden?
• Idee: Ein Universal resource Identifier (URI), der die Einführung eines Namensraums ermöglicht, dafür wird ein Präfix für ein Element erstellt (siehe Vorlesung)

Question 15

Verarbeitung von XML-Dokumenten

Answer 15

• Verarbeitung eines XML-Dokuments benötigt einen Parser
• Dies ist eine Software, die DTDs; Schemas und XML-Dokumente lesen kann und einer Anwendung Zugriff auf alle Elemente ermöglicht
• Algemeiner Analyseprozess:
• Eine Anwendung (z.B. Word) öffnet ein XML-Dokument
• Der Parser liest das XML Dokument, und die dazugehörigen DTDs / Schemas
• Parser prüft, ob das XML Dokument gut geformt und gültig ist
• Parser bietet eine Anwendungsschnittstelle mit Funktionen wie „ListElements()“
• Anwendung greift über die verfügbaren Schnittstellen auf die Elemente des XML-Dokuments zu und verarbeitet die empfangenen Daten
• Die Anwendung speichert das geänderte XML-Dokument

Question 16

XML Document Parser

Answer 16

• Zwei Arten von Parsern:

• Document Object Model / Dokumentobjektmodell (DOM)
• Einfache API für XML (SAX)
• DOM-Typ-Parser laden alle Elemente in den Speicher und erstellen ein Baumdiagramm, das dann verarbeitet werden kann
• Parser des SAX-Typs navigieren durch ein Dokument und geben nur Teile dieses Dokuments an, ohne es vollständig in den Speicher zu laden
• Vergleich:
• SAX kann Dateien jeder Größe analysieren
• SAX ist einfach zu bedienen
• SAX ist effizient, wenn nur Teile der Datei relevant sind
• DOM erlaubt freien Zugriff und Änderungen in einem Dokument
• DOM erstellt ein vollständiges Bild des Dokuments im Speicher

• Typische Anwendungen:

• DOM Parser sind sehr nützlich, wenn sie das ganze Dokument gleichzeitig bearbeiten, (z.B. Bearbeiten eines strukturierten Textes in einem Textbearbeitungsprogramm)
• SAX sind nützlich für den schnellen Abruf von Datensätzen, z.B für den zugriff auf Adressen in einer XML-basierten Kundendatenbank