Основы XML и объектная модель представления данных
Бурное развитие Интернет технологий вовлекло в международную паутину миллионы пользователей. Требования к электронному обмену возросли, и уже существующий протокол HTML многие группы пользователей перестал удовлетворять.
В начале февраля 1998 г международная организация W3C утвердила спецификацию "Extensible Markup Language(XML) 1.0". Уже сегодня появляются новые языки, созданные на основе XML. Возникают многочисленные Web-сервера, использующие и технологию XML для организации хранящейся на них информации.
Современные приложения требуют не только более гибкий протокол представления данных, но и механизм, позволяющий определить структуру документа и описывать содержащие в нем элементы.
Язык XML предназначен для создания новых языков разметки. С его помощью можно описать целый класс объектов данных, называемых XML - документами, ориентированными на конкретную предметную область. XML позволяет определить допустимый набор тэгов, их атрибуты и внутреннюю структуру документа. Тэги (подобно тэгам в HTML) представляют специальные инструкции, предназначенные для формирования в документах определенной структуры и четких отношений между различными элементами этой структуры.
Можно выделить следующий круг задач, связанных с созданием и обработкой структурированной информации, для решения которых может использоваться XML:
- Разработка сложных информационных систем, с большим количеством приложений, связанных потоками информации самой различной структуры. XML - документы выполняют роль универсального формата для обмена информацией между отдельными компонентами большой программы.
- XML является базовым стандартом для нового языка описания ресурсов, RDF, позволяющего упростить многие проблемы в Web, связанные с поиском нужной информации, обеспечением контроля за содержимым сетевых ресурсов, создания электронных библиотек и т.д.
- XML может использоваться в обычных приложениях для хранения и обработки структурированных данных в едином формате.
- XML позволяет описывать данные произвольного типа и используется для представления специализированной информации.
- XML может служить мощным дополнением к HTML для распространения в Web "нестандартной" структуированой информации
- XML-документы могут использоваться в качестве промежуточного формата данных в трехзвенных системах при поиске информации в удаленных базах данных.
Сегодня на рассмотрение W3C предложена спецификация нового языка запросов к базам данных XQL. - Информация, содержащаяся в XML-документах, может изменяться, передаваться на машину клиента и обновляться по частям. Разрабатываемые спецификации XLink и Xpointer позволятют ссылаться на отдельные элементы документа, c учетом их вложенности и значений атрибутов.
- Использование стилевых таблиц (XSL) позволяет обеспечить независимое от конкретного устройства вывода отображение XML- документов и фильтрацию данных.
Тэги языка кодируются и выделяются относительно основного содержимого документа и служат в качестве инструкций для программы, производящей действия над содержимым документа на стороне клиента.
Исторически сложилось таким образом, что в системах для обозначения этих команд использовались символы "<" и ">", внутри которых помещались названия инструкций и их параметры. Сейчас такой способ обозначения тэгов является стандартным.
Например, для создания элемента Ivanov в имене заказчика используется тэг <CustumerName>. В программе это выглядит следующим образом: <CustumerName> Ivanov </CustumerName>
Определения тэгов может легко расширяться. Так для указания более полных реквизитов заказчика можно определить тег <Custumer>, в который включено не только имя, телефон заказчика, но и адрес компании.
<Custumer> <CustumerName> Ivanov </CustumerName> <phone>312-12-13<phone> <Company>Bussines Trade Consulti</Company> </Custumer>
Можно создать массив заказчиков, определив тег <Custumers>:
<Custumers> <Custumer> <CustumerName> Ivanov </CustumerName> <phone>312-12-13<phone> <Company>Bussines Trade Consulti</Company> </Custumer> <Custumer> <CustumerName> Petrov </CustumerName> <phone>315-15-16<phone> <Company> Trade Forest Company</Company> </Custumer> <Custumer> ...... </Custumer> </Custumers>
Из приведенного примера видно, что XML - документы подлежат четкой структуризации и имеют четкую иерархическую структуру следования элементов. Элементы имеют своих родителей - корневые элементы и наследников - дочерние элементы.
Документ XML состоит из элементов. Элемент - это структурная единица XML- документа. Заключая данные об имени заказчика в тэги <CustumerName> </CustumerName>, XML-процессор определит как элемент. Содержимым элемента CustumerName является значение. В нашем примере имеется два значения (Ivanov и Petrov) элемента CustumerName.
Контроль за правильностью использования порядка использования элементов осуществляется при помощи специального набора правил, называемых DTD (Document Type Definition)- описаниями, которые используются программой клиента при анализе документа.
Производя в последствии поиск в XML документе, программа клиента будет опираться на информацию, заложенную в его структуру - используя элементы документа, определенные в DTD.
В общем случае XML- документы должны удовлетворять следующим синктатическим правилам:
- В заголовке документа помещается объявление XML, в котором указывается язык разметки документа, номер его версии и дополнительная информация;
- Каждый открывающий тэг, определяющий некоторую область данных в документе обязательно должен иметь парный закрывающий тэг;
- XML учитывает регистр символов;
- Все значения атрибутов, используемых в определении тэгов, должны быть заключены в кавычки;
- Вложенность тэгов в XML строго контролируется, поэтому необходимо следить за порядком следования открывающих и закрывающих тэгов;
- Вся информация, располагающаяся между начальным и конечными тэгами, рассматривается в XML как данные и поэтому учитываются все символы форматирования ( пробелы, переводы строк, табуляции не игнорируются)
В случае, если элемент не содержит данных, т.е. является пустым, то начальный и конечные тэги такого элемента можно объединить в один. При этом не обязательно ставить косую черту перед закрывающей угловой скобкой (например, в вышеприведеном примере отсутствие факса в компании пару тэгов <fax></fax> можно заменить на <fax/>;)
При необходимости, каждому элементу можно задать параметры, уточняющие его характеристики. При этом используются атрибуты эдлемента. Атрибут - это пара "название" = "значение", которую необходимо задавать при определении элемента в начальном тэге. Пример:
<container Type="20f">123456</container > двадцати футофый контейнер <container Type ="30f ">654321</container> тридцати футофый контейнер
Просмотр XML документов осуществляется специальной программой анализатором. На сегодняшний день разработано около десятка подобных анализаторов. В своем новом броузере Internet Explorer 5 фирма Microsoft уже предусмотрела анализ XML документов.
Анализ документа в Internet Explorer 5 осуществляется тремя вариантами: просмотр аналогично HTML документу, форматирование документа с использованием специальных стилевых таблиц - XSL и анализ с помощью сценариев, написанных на Java Script ил VBScript.
Поиск нужного элемента или поддерева осуществляется при помощи XQL запроса. XQL является частью XML и переволится как язык запросов для XML (XML Query Language). Идет дисскусия об утверждении языка запросов в качестве общепринятого стандарта, который может заменить SQL.
Синтаксис языка запросов очень гибок и позволяет осуществлять поиск элемента как по названию, значению атрибутов, содержанию, так и учитывать вложенность и положение в дереве элементов. При помощи запросов мы можем выделять из общего дерева необходимые нам элементы и применять к ним необходимые инструкции. Запрос возможно применять как к самому XML документу, так и к ссылкам URL.
Язык запросов напоминает обычный способ определения пути к ресурсу- список узлов дерева, разделенных символом "/". Для указания на текущий элемент используется символ "." , на родительский - "..", для выделения всех дочерних элементов - символ "*", для выделения элемента, расположенного просто "ниже" по дереву(не важно на каком уровне вложенности) - "//".
Условие на значение в запросе должно заключаться в символы "[" и "]". Для выбора значения атрибута в условии указывается символ @.
Примеры простых XQL шаблонов:
| "/Customer " | корневой элемент |
| "Customers/" | возвращает дочерние элементы для элемента Customers |
| "Customers //" | список всех элементов, вложенных в Customers |
| "container[@Type]" | список элементов container, в котором определен атрибут Type |
| "container[@Type =20f]" | поиск всех двадцатифутовых контейнеров, т.е. элементов container, в котором значение атрибута Type равно "20f" |
| "Customers[address]" | список элементов Customers, которые содержат хотя бы один элемент address, выражение в квадратных скобках может быть составным. |
Разбор XML документов в отличие от EDI-систем возможен стандартными анализаторами, что значительно удешевляет разработку новых информационных систем. Использование встроенных транспортных протоколов делает эти системы полностью совместимыми с существующими программными средствами и WEB технологиями.
