Eine XML-Datenbank als Basis für ein Enterprise Application Integration-Konzept

Saueressig, German

Eine XML-Datenbank als Basis für ein Enterprise Application Integration-Konzept

Theoretische Untersuchung und prototypenhafte Implementierung bei der Schwan-STABILO Cosmetics GmbH & Co

von German Saueressig (Autor:in)

Informatik - Wirtschaftsinformatik

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Einleitung:
Mit dem Voranschreiten des Mediums Internet und der allgemeinen Vernetzung von Rechnern wird es immer wichtiger für alle Arten von digitalen Daten ein einheitliches, strukturiertes, standardisiertes, aber dennoch flexibles Format für deren Übertragung über Medien- und Plattformgrenzen hinweg bereitzustellen. Diese Aufgabe soll in Zukunft u.a. die Extensible Markup Language (XML) übernehemen. Ihr grundsätzlicher Aufbau sowie Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in Bezug auf die erste native XML-Datenbank Tamino der Software AG Darmstadt, sind Inhalt dieser Diplomarbeit.
Bei den Grundlagen von XML werden u.a. ihre Abgrenzung zu SGML und HTML, der logische und physische Aufbau eines XML-Dokuments sowie XML-Parser und Namensräume näher erläutert. Weiterhin werden Referenzmöglichkeiten in XML-Dokumenten und Anfragesprachen für XML-Fragmente dargestellt. Für die Konvertierung von XML-Dokumenten wird auf die Stylesheet-Technologien CSS, XSL und XSLT eingegangen.
Die Bedeutung von XML als Basis für ein Datenbank-Management-System (DBMS) wird ab Kapitel 5 erläutert. Hierbei steht die Untersuchung der ersten rein auf XML basierenden Datenbank Tamino der Software AG Darmstadt im Vordergrund sowie deren Unterschiede zu konventionellen Relationalen DBMS mit der Hervorhebung spezifischer Vor- und Nachteile. Zudem wird die Bewertung und Bedeutung von XML und Tamino für Unternehmensanwendungen praktisch anhand eines Content Management-Systems und eines Enterprise Application-Konzepts aufgeführt.

Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
AbbildungsverzeichnisV
TabellenverzeichnisVI
AbkürzungsverzeichnisVII
Kapitel 1: Einleitung1
1.1Das Unternehmen Schwan-STABILO Cosmetics GmbH & Co.2
1.2Aufgabenstellung2
1.3Motivation3
Kapitel 2: Einführung in die Extensible Markup Language4
2.1Was ist XML4
2.1.1W3C - Das World Wide Web Consortium5
2.1.2Von SGML zu XML6
2.1.3HTML versus XML - XHTML7
2.2Das Sprachkonzept von XML8
2.2.1Logische und physische Strukturierung eines XML-Dokuments8
2.2.2Dokument Type Definition10
2.2.3Aufteilung eines XML-Dokuments12
2.2.4XML-Parser13
2.2.5Namensräume16
2.3Referenzmöglichkeiten in XML-Dokumenten17
2.3.1XML Linking Language17
2.3.2XML Pointer Language19
2.4Anfragesprachen für XML-Fragmente20
2.4.1XML Path Language20
2.4.2Query Language for XML23
2.5XML-Werkzeuge24
2.6Zusammenfassung25
Kapitel 3: Konvertierung und Aufbereitung von XML-Dokumenten26
3.1Einführung in die […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

ID 4245

Saueressig, German: Eine XML-Datenbank als Basis für ein Enterprise Application Integration-

Konzept: theoretische Untersuchung und prototypenhafte Implementierung bei der Schwan-

STABILO Cosmetics GmbH & Co / German Saueressig - Hamburg: Diplomica GmbH, 2001

Zugl.: Ansbach, Fachhochschule, Diplom, 2001

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Diplomarbeit

Fachbereich Wirtschaftsingenieurwesen

Thema:

Autor:

German Saueressig

Eine XML-Datenbank als Basis für ein

Enterprise Application Integration-Konzept -

theoretische Untersuchung und

prototypenhafte Implementierung bei der

Schwan-STABILO Cosmetics GmbH & Co.

Fachhochschule Ansbach

German Saueressig

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis... V

Tabellenverzeichnis ...VI

Abkürzungsverzeichnis ... VII

Kapitel 1 Einleitung... 1

1.1

Das Unternehmen Schwan-STABILO Cosmetics GmbH & Co. ... 2

1.2 Aufgabenstellung ... 2

1.3 Motivation... 3

Kapitel 2 Einführung in die Extensible Markup Language ... 4

2.1

Was ist XML... 4

2.1.1

W3C - Das World Wide Web Consortium ... 5

2.1.2

Von SGML zu XML... 6

2.1.3

HTML versus XML XHTML... 7

2.2

Das Sprachkonzept von XML... 8

2.2.1

Logische und physische Strukturierung eines XML-Dokuments... 8

2.2.2

Dokument Type Definition... 10

2.2.3

Aufteilung eines XML-Dokuments ... 12

2.2.4

XML-Parser ... 13

2.2.5

Namensräume ... 16

2.3

Referenzmöglichkeiten in XML-Dokumenten ... 17

2.3.1

XML Linking Language ... 17

2.3.2

XML Pointer Language ... 19

2.4

Anfragesprachen für XML-Fragmente ... 20

2.4.1

XML Path Language... 20

2.4.2

Query Language for XML ... 23

2.5 XML-Werkzeuge ... 24

2.6 Zusammenfassung ... 25

Fachhochschule Ansbach

German Saueressig

III

Kapitel 3 Konvertierung und Aufbereitung von XML-Dokumenten... 26

3.1

Einführung in die Stylesheet-Technologie ... 26

3.1.1

XML-Transformation ... 27

3.1.2

XML-Formatierung ... 31

3.2 XSL-Prozessoren ... 35

3.2.1

Funktionsweise ... 35

3.2.2

Prozessortypen... 36

3.3 Zusammenfassung ... 37

Kapitel 4 Technische Realisierung eines Rohstoffdatenblattes in XML ... 38

4.1 Ist-Situation... 38

4.1.1

Konzeptionelle Anforderungen ... 38

4.1.2

Vorhandene Software ... 39

4.1.3

Abschließende Zieldefinition... 39

4.2

Entwicklung der DTD... 40

4.2.1

Bestimmung von Elementen und Attributen ... 40

4.2.2

Bildung von Elementhierarchien ... 43

4.2.3

Gewährleistung der Datenintegrität... 44

4.3 Bildung

von

XML-Instanzen ... 44

4.4

Transformation in HTML ... 45

4.5 Zusammenfassung

und

Fazit ... 47

Kapitel 5 XML als Basis für ein Datenbank-Management-System... 49

5.1

Allgemeine Datenbank-Management-Systeme in der Übersicht... 49

5.1.1

Relationale Datenbank-Management-Systeme... 50

5.1.2

Objektorientierte Datenbank-Management-Systeme... 53

5.2

Tamino Das XML-Datenbank-Management-System der Software AG... 54

5.2.1

Die Architektur von Tamino... 54

5.2.2

Administration der Tamino Datenbank ... 57

5.2.3

Funktionelles Ablegen und Anfragen von XML-Objekten ... 58

5.2.4

Installation von Tamino... 61

5.3

Das XML-Datenbank-Management-System Tamino versus Relationale

Datenbank-Management-Systeme ... 62

5.3.1

Datenbeschreibung und -speicherung... 62

5.3.2

Extrahieren und Updaten von Daten... 63

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German Saueressig

5.3.3

Weiterverarbeitung von Daten... 64

5.3.4

Heterogene Datenanbindung ... 65

5.3.5

Fazit ... 65

5.4 Zusammenfassung ... 67

Kapitel 6 Bewertung und Bedeutung von XML für Unternehmensanwendungen 68

6.1

Content Management mit XML... 68

6.1.1

Einführung Content Management... 69

6.1.2

Anwendung für ein Content Management... 71

6.2

XML als Teil eines unternehmensübergreifenden Enterprise Application

Integration-Konzepts ... 74

6.2.1

Einführung Enterprise Application Integration ... 75

6.2.2

Bedeutung von XML für ein Enterprise Application Integration-Konzept... 77

6.3

Zusammenfassung und Ausblick ... 78

Kapitel 7 Resümee ... 80

Literaturverzeichnis ... 83

Verzeichnis der Internet-Quellen ... 85

Glossar ... 88

Ehrenwörtliche Erklärung... 91

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German Saueressig

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Aufteilung eines Dokuments ... 5

Abbildung 2: Logische Struktur der Elemente ... 9

Abbildung 3: Achsen des Kontextknotens... 21

Abbildung 4: Box-Modell der Cascading Style Sheets ... 33

Abbildung 5: Allgemeiner Formatierungs- und Transformationsvorgang von

XML-Dokumenten... 35

Abbildung 6: Arbeitsweise eines XSL-Prozessors ... 36

Abbildung 7: Auszug Rohstoffdatenblatt ... 41

Abbildung 8: Auszug Rohstoffdatenblatt - Tabellen... 42

Abbildung 9: XML-Dokument Rohstoffdatenblatt ... 45

Abbildung 10: XSLT-Stylesheet Rohstoffdatenblatt... 46

Abbildung 11: Transformiertes XML-Dokument in deutscher Fassung ... 47

Abbildung 12: Grobarchitektur von Datenbanksystemen ... 50

Abbildung 13: Aufbau einer Tabelle im relationalen Datenmodell ... 51

Abbildung 14: Aufbau und Funktion eines Objekts ... 53

Abbildung 15: Architektur des Informations-Server Tamino... 56

Abbildung 16: Tamino Manager... 58

Abbildung 17: Zusammenhang zwischen Collection, Tamino Schema und

XML-Instanz... 59

Abbildung 18: Tamino Interactive Interface ... 60

Abbildung 19: Grundkonzept eines Content Managements ... 70

Abbildung 20: Content Management-Modell... 73

Abbildung 21: Aufbau eines typischen EAI-Werkzeuges... 77

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Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Entity-Referenzen ... 10

Tabelle 2: Elementtypen für erweiterte Links ... 19

Tabelle 3: XPath-Achsen und ihre Bedeutung ... 21

Tabelle 4: Auszug XPath-Abkürzungen ... 22

Tabelle 5: Auszug XSL-Top-Level-Elemente... 30

Tabelle 6: Auszug XSL-Basiselemente ... 30

Tabelle 7: Assoziationstypen einer Tabelle ... 52

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VII

Abkürzungsverzeichnis

! Abb. Abbildung

! API

Application Programming Interface

! ASCII

American Standard Code for Information Interchange

! B2B

Business to Business

! CDATA Character

Data

! CML

Chemical Markup Language

! CMS Content

Management-System

! CSS

Cascading Style Sheets

! DBMS Datenbank-Management-System

! DBS Datenbanksystem

! DOM

Document Object Model

! DSSSL

Document Style Semantics and Specification Language

! DTD

Document Type Definition

! EAI

Enterprise Application Integration

! ebd. ebenda

! E-Commerce Electronic

Commerce

! EDI

Electronic Data Interchange

! EDIFACT

Electronic Data Interchange For Administration Commerce

and Transport

! engl. englisch

! ER Entity

Relationship

! ERP

Enterprise Resource Planning

! f. folgende

Seite

! ff. fortfolgende

Seiten

! GML

Generalized Markup Language

! GUI

Graphical User Interface

! HTML

HyperText Markup Language

! HTTP

HyperText Transfer Protocol

! IBM

International Business Machines

! ID Identification

! IDREF Identification

Reference

! ISO

International Organization for Standardization

! JDBC

Java Database Connectivity

! MIME

Multipurpose Internet Mail Extensions

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VIII

! MSIE

Microsoft Internet Explorer

! ODBC

Open Database Connectivity

! OODBMS Objektorientiertes

Datenbank-Management-System

! PCDATA

Parsed Character Data

! PDF

Portable Document Format

! QName Qualifizierender

Name

! RAM

Random Access Memory

! RDBMS Relationales

Datenbank-Management-System

! RDF

Resource Description Framework

! RTF

Rich Text Format

! S. Seite

! SAP

Systeme, Anwendungen, Produkte

! SAX

Simple Application Programming Interface for XML

! SGML

Standard Generalized Markup Language

! SQL

Structured Query Language

! Tab. Tabelle

! Tamino

Transaktions-Architektur zum Management von Internet-

Objekten

! UA User

Agent

! URI

Uniform Resource Identifier

! URL

Uniform Resource Locator

! u. U.

unter Umständen

! Vgl. Vergleiche

! W3C

World Wide Web Consortium

! WML

Wireless Markup Language

! WWW

World Wide Web

! XHTML

Extensible HyperText Markup Language

! XLink

Extensible Markup Language Linking Language

! XML

Extensible Markup Language

! xmlns

extensible markup language namespace

! XML-QL

Query Language for XML

! XPath

Extensible Markup Language Path Language

! XPointer

Extensible Markup Language Pointer Language

! XQL

Extensible Markup Language Query Language

! XSL

Extensible Stylesheet Language

! XSL-FO

Extensible Stylesheet Language Formatting Objects

! XSLT

Extensible Stylesheet Language Transformations

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Kapitel 1

Einleitung

In den vergangenen Jahren und Jahrzehnten ist der Information eine besondere Bedeutung

zugekommen. Sowohl die Wissenschaft als auch die Industrie beschäftigten sich zuneh-

mend mit der strategischen Rolle, die Informationen hinsichtlich des Wettbewerbs zwi-

schen Unternehmen einnehmen werden. Vor allem die rasante Entwicklung des Internets

mit ihren nahezu unerschöpflichen Ressourcen hat in unserer heutigen Gesellschaft dazu

geführt, dass Informationen zu einem bedeutenden Wirtschaftsfaktor angewachsen sind.

Stand das Internet anfangs nur Wenigen für wissenschaftliche oder militärische Zwecke

zur Verfügung, so kann es heute bereits von einer großen Allgemeinheit in fast allen Le-

bensbereichen genutzt werden. Glaubt man zudem den Zahlen führender Marktfor-

schungsinstitute, so wird das Internet auch in den kommenden Jahren noch beachtliche

Wachstumsraten zeigen.

Viele Unternehmen erkennen durch die zunehmende Kommerzialisierung des Internets,

dass es sich dabei weit mehr als um eine reine Werbeplattform handelt. Vielmehr ent-

wickelt sich das Internet durch seine weltweite Reichweite zu einem bevorzugten Medi-

um für die Abwicklung von Geschäftstransaktionen. Mit diesem Voranschreiten des Me-

diums Internet und der allgemeinen Vernetzung von Rechnern wird es immer wichtiger

für alle Arten von digitalen Daten ein einheitliches, strukturiertes, standardisiertes, aber

dennoch flexibles Format für deren Übertragung über Medien- und Plattformgrenzen

hinweg bereitzustellen. Diese Aufgabe soll in Zukunft u.a. der Extensible Markup

Language (XML) übertragen werden. Ihr grundsätzlicher Aufbau sowie Anwendungs-

möglichkeiten, insbesondere in Bezug auf eine XML-basierte Datenbank, sind Inhalt die-

ser Diplomarbeit. Grundkenntnisse im Bereich der Internetprogrammierung (HTML und

CSS-Kenntnisse) sowie im Bereich Datenbanken werden zum Verständnis der Ausfüh-

rungen vorausgesetzt.

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1.1 Das Unternehmen Schwan-STABILO Cosmetics GmbH & Co.

Das Unternehmen Schwan-STABILO Cosmetics

gehört als Teilkonzern der Unterneh-

mensgruppe Schwan-STABILO

an. Zu dieser Gruppe zählt auch der weltweit bekannte

STABILO-Schreibgerätebereich sowie das Schwan-STABILO Promotion Products

, das

vornehmlich für den werbewirksamen Vertrieb des STABILO-Schreibgerätesortiments

verantwortlich ist.

Der Kosmetikkonzern beschäftigt in seinem Stammhaus Heroldsberg nahe Nürnberg

mehr als 1000 Mitarbeiter. Als sog. Private Label Hersteller unterschiedlichster Kosmeti-

ka fertigt er Produkte direkt auf Kundenwunsch unter dessen Label an. Zum Kundenkreis

zählen dabei alle namhaften nationalen und internationalen Kosmetikunternehmen.

1.2 Aufgabenstellung

Um für den Kundenstamm des Unternehmens eine entsprechende Dokumentation über

die hergestellten Produkte gemäß den vorgegebenen Richtlinien zu liefern, müssen ver-

schiedene Daten firmenintern zusammengetragen und kundenspezifisch dargestellt wer-

den. Das Problem für das Unternehmen Schwan-STABILO Cosmetics ergibt sich daraus,

dass innerhalb ihrer Organisation viele verschiedene Daten in unterschiedlichen Applika-

tionen verwaltet werden. Um diesen ,,Datendschungel" zukünftig zu umgehen, soll im

Rahmen meiner Diplomarbeit prototypenhaft untersucht werden, inwiefern Konzerndaten

in einer neutralen Form gesammelt und in einem weiteren Schritt im Inter- bzw. Intranet

präsentiert werden können. Darüber hinaus sollen noch weitere Verwendungsmöglichkei-

ten, wie z.B. spezielle Druckformate oder der Datenaustausch, aufgegriffen und erörtert

werden. Als Basis für die Datenbeschreibung dient der aktuell in den Fachkreisen

vieldiskutierte Sprachstandard XML. Für die Bestandshaltung der Daten wird ein neues

Produkt der Software AG Darmstadt, die XML-Datenbank Tamino, herangezogen und für

die Organisation von XML-Daten näher untersucht. Dabei soll auch berücksichtigt

werden, welche Unterschiede sich bei dieser Art von Datenbank gegenüber den

konventionellen relationalen Datenbanken ergeben.

Vgl. Schwan-STABILO Cosmetics, [28.03.2001], http://www.schwancosmetics.com

Vgl. Schwan-STABILO, [28.03.2001], http://www.stabilo.com

Vgl. Schwan-STABILO Promotion Products, [28.03.2001], http://www.stabilo-promotion.com

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relationalen Datenbanken ergeben.

1.3 Motivation

Der Entschluss, sich für dieses Diplomarbeitsthema der Firma Schwan-STABILO Cos-

metics zu entscheiden, lag einerseits darin, dass ich mich schon während meiner Studien-

zeit für das Medium Internet sehr interessiert habe und durch meinen Schwerpunkt Me-

dienelektronik an der Fachhochschule Ansbach vielseitige Einblicke in unterschiedlichste

Medienlandschaften erworben habe. Andererseits lag es aber auch an der Aktualität des

Themas XML, das gegenwärtig einer der am häufigsten verwendeten Begriffe in der

Softwareentwicklung ist. In vielen Fachzeitschriften und artikeln sowie auf Webseiten

namhafter Softwarefirmen wird vorausgesagt, dass ein Grossteil der Entwickler und An-

wender XML in Zukunft auf verschiedene Weise nutzen werden. Da zudem der Zusam-

menhang zwischen XML und Datenbanken bisher noch nicht ausreichend untersucht

worden ist, stellte dies ebenfalls eine Möglichkeit, aber auch eine Herausforderung, für

mich dar, XML konkret in Bezug auf eine Anwendung tiefergehend zu begutachten.

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Kapitel 2

Einführung in die Extensible Markup Language

Mit der Verabschiedung der EXtensible Markup Language (XML) als offiziellen Stan-

dard im Februar 1998, hat das World Wide Web Consortium (W3C)

eine sehr mächtige

Sprache geschaffen, die bei der digitalen Vermittlung von Informationen völlig neue

Möglichkeiten eröffnet. Um die Zusammenhänge und die Funktionsvielfalt von XML zu

verdeutlichen, wird in diesem Kapitel auf die Grundlagen der XML-Spezifikation 1.0 und

ihrer bisherigen Entwicklung eingegangen. Desweiteren wird auch das Umfeld von XML

vorgestellt, um Methoden der Referenzierung von Dokumenten und Konzepte wie Na-

mensräume kennenzulernen. Außerdem werden die wichtigsten Anfragesprachen in Be-

zug auf XML erläutert. Hierbei sei noch einmal darauf verwiesen, dass es sich bei den

Ausführungen nicht um eine detaillierte, sondern vielmehr um eine grundlegende Be-

schreibung der XML-Konventionen handelt.

2.1 Was ist XML

XML gehört in den Bereich der sog. Metasprachen, mit deren Vorschriften es möglich ist

eigene Beschreibungssprachen für Dokumentinhalte zu definieren. Beschreibungsspra-

chen werden dabei auch als Auszeichnungssprachen, engl. Markup Language

bezeichnet, deren Grundidee darin liegt, ein Dokument mit seinem Inhalt in verschiedene

Teile zu zerlegen und diese über Auszeichnungen (Tags bzw. Markup) zu strukturieren.

Mit dem Begriff ,,extensible" im Wort XML wird auf die Fähigkeit hingewiesen, dass

Auszeichnungen beliebig erweitert oder geändert werden können. Dies besagt wiederum,

dass die Definition eigener Tags mit individuellen semantischen Bezeichnungen möglich

ist. Durch dieser Meta-Auszeichnung von Dokumenten wird neben der Struktur auch die

Bedeutung von Inhalten durch die XML-Tags wiedergegeben.

Vgl. World Wide Web Consortium, [15.03.2001], http://www.w3.org

,,Markup ist eine Methode zur Übermittlung von Metadaten, d.h. Daten über Daten.[...].", vgl. Anderson,

XML Professionell (2000), S.34.

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deutung von Inhalten durch die XML-Tags wiedergegeben.

Generell wird ein Dokument in XML dadurch charakterisiert, indem eine strikte Tren-

nung zwischen Inhalt, Struktur und Format vorgenommen wird (vgl. Abb. 1). Der Inhalt

wird dabei durch die reine Textinformation repräsentiert, während die Struktur des Inhalts

über die Anordnung der Tags beschrieben wird. Die Präsentation des Inhalts erfolgt mit

Hilfe einer separaten Formatvorlage, die das Layout der Darstellung festlegt.

Struktur

Format

Inhalt

Struktur

Format

Inhalt

Abbildung 1: Aufteilung eines Dokuments

Quelle: Pott / Wielage, XML Praxis und Referenz, S.19.

2.1.1 W3C - Das World Wide Web Consortium

Mit der Einführung von XML sollten vor allem die Belange des Internets unterstützt wer-

den, um mit ihr den Austausch von strukturierten Daten in einem einheitlichen, offenen

und medienneutralen Format zu ermöglichen. Gerade aber im Hinblick auf offene Stan-

dards neigen viele Hersteller dazu, sich über proprietäre Ansätze Marktvorteile zu ver-

schaffen. Damit diesem vorgebeugt werden kann, bedarf es einer wirksamen Kontrolle

durch eine allgemein anerkannte Institution, um dem Ziel der ständigen und öffentlichen

Weiterentwicklung Rechnung tragen zu können. Aus diesem Grund hat sich seit 1994 das

W3C dieser Aufgabe angenommen. Hierbei handelt es sich um eine Organisation aus u-

niversitären Einrichtungen und Industrieunternehmen, die zusammen mit der WWW-

Gemeinschaft die Zukunft des Internets diskutieren.

Vgl. Michel, XML kompakt (1999), S.21f.

Vgl. Pott / Wielage, XML Praxis und Referenz (2000), S.19.

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"The World Wide Web Consortium (W3C) develops interoperable technologies (specifica-

tions, guidelines, software, and tools) to lead the Web to its full potential as a forum for in-

formation, commerce, communication, and collective understanding."

Die Arbeitsweise des W3Cs beruht darauf, dass bis zur Erklärung eines neuen Standards

(Recommendation) unterschiedliche Stationen der Überprüfung und der öffentlichen Dis-

kussion durchlaufen werden. In der ersten Station Working Draft wird der WWW-

Gemeinschaft über das W3C-Forum ein ausgearbeiteter Entwurf zur Diskussion bereitge-

stellt. Nach einer Diskussionszeitspanne wird der Entwurf von den W3C-Mitgliedern neu

bewertet und als sog. Candidate Recommendation wiederum zur Diskussion im W3C-

Forum offengelegt. Bevor ein Entwurf den endgültigen Status einer öffentlichen Empfeh-

lung erreicht, durchläuft er noch eine dritte Station mit dem Namen Proposed Re-

commendation, der in der gleichen Art und Weise wie in den ersten beiden Stufen disku-

tiert und durch das W3C bewertet wird.

2.1.2 Von SGML zu XML

In den sechziger Jahren wurde mit der Generalized Markup Language (GML) die erste

Metasprache zur Beschreibung von Daten mit Daten entwickelt. Aus ihren Ansätzen her-

aus entstand im Jahr 1986 die Standard Generalized Markup Language (SGML). Sie

wurde von der International Organization for Standardization (ISO)

als erste standardi-

sierte Metasprache überhaupt verabschiedet und gilt daher als Basis aller Auszeichnungs-

sprachen. XML versteht sich dabei als echte Teilmenge von SGML, mit der ebenfalls ein

Entwickeln neuer Auszeichnungssprachen nach individuellen Bedürfnissen möglich ist.

XML entstand aus der Notwendigkeit heraus, die Nachteile von SGML in Bezug auf On-

line-Medien, wie dem hohen Komplexitätsgrad und der damit verbundenen schwierigen

und teueren Umsetzung, zu reduzieren. Sie sollte aber gleichzeitig auch die Vorteile von

SGML beibehalten, die vor allem in ihrer Mächtigkeit und der Interoperabilität liegen.

Vgl. World Wide Web Consortium, [15.03.2001], http://www.w3.org

Vgl. ebd., [15.03.2001], http://www.w3.org/Consortium/Offices/Germany/ info.html

Vgl. International Organization for Standardization, [15.03.2001], http://www.iso.ch

Vgl. Pott / Wielage, XML Praxis und Referenz (2000), S.47f.

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2.1.3 HTML versus XML XHTML

Die HyperText Markup Language (HTML) hat sich seit Beginn ihrer Entwicklung 1989

und ersten Standardisierung 1994 als Auszeichnungssprache für Internetapplikationen ei-

ne weitverbreitete Akzeptanz geschaffen. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass

sie durch ihre relativ einfache Erlernbarkeit einen schnellen Einstieg in den Aufbau und

der Gestaltung von Internetseiten erlaubt. Im Gegensatz zu XML ist HTML eine mit

SGML definierte Auszeichnungssprache und daher auch eine direkte Anwendung von

SGML.

Mit der zunehmenden Entwicklung des Internets wurden jedoch die Schwächen und die

Grenzen von HTML deutlich aufgezeigt. So erlaubt HTML dem Anwender nicht eigene

Tags zu definieren, um Daten eine semantische Bezeichnung zu verleihen. Weiterhin ist

die starke Layout-Orientierung ein Problem, da mit den fest vorgegebenen Tags das Er-

scheinungsbild, aber nicht der Inhalt beschrieben werden kann. Ein zusätzlicher Nachteil

aus Datenbanksicht ist die Fehlen von Strukturbildungen, um Objekthierarchien oder

Schemata wiederzugeben. Um den erläuterten Problemen entgegenzutreten, wurde mit

XML als Metasprache u.a. dort angesetzt, wo HTML keine einfache und handhabbare

Entwicklungsmöglichkeit bietet.

XML wird und soll aber auch in der Zukunft HTML nicht vollständig ablösen, da XML

eher inhaltsbezogen ausgerichtet ist, wogegen HTML sich ausschließlich darum bemüht,

wie die Informationen am Bildschirm dargestellt werden. Damit aber auch HTML von

den Vorteilen aus der XML-Welt profitieren kann, begann das W3C mit der Entwicklung

einer neuen HTML-Generation, der Extensible HyperText Markup Language (XHTML)

Hierbei werden HTML-Tags über einzelne Module (XHTML-DTDs)

als XML-

Anwendung wiedergegeben. Diese Module können optional für die Auszeichnung eines

Dokuments herangezogen und eingefügt werden. Mit XHTML 1.0, das seit Januar 2000

den Status einer öffentlichen Empfehlung besitzt, werden die aktuellen HTML-Befehle in

der Version 4.0 sowie einige neue Tags durch die drei Module mit den Namen strict,

transitional und frameset bereitgestellt. Das Ziel von XHTML ist neben der XML-

Konformität und seinen damit verbundenen Vorzügen auch ein weiteres Verarbeiten von

Vgl. World Wide Web Consortium, [17.03.2001], http://www.w3.org/TR/xhtml1/

Die Funktion einer DTD wird in Kapitel 2.2.2 erläutert.

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XML mit den gängigen HTML-Browsern zu ermöglichen. Zu den bisher vorhandenen

Basismodulen sollen noch weitere Befehlsmodule für unterschiedliche Einsatzbereiche,

z.B. industriebezogene Anwendungen, entwickelt werden, um eine flexible Verwendung

von XHTML auch für die Zukunft zu gewährleisten.

2.2 Das Sprachkonzept von XML

Dokumente bestehen aus unterschiedlichen Zeichendaten, die über einen vorgegebenen

Zeichensatz festgelegt werden. Für den Anwendungsbereich von XML heißt dieser Zei-

chensatz Unicode.

Dieser ISO-standardisierte Zeichensatz unterstützt die meisten euro-

päischen und asiatischen Zeichen und erweist sich zudem als kompatibel zum ASCII-

Code

. Damit XML als Meta-Auszeichnungssprache diesen Zeichensatz benutzen kann,

müssen bestimmte Grundkonventionen eingehalten werden, um mit ihnen Dokumenten-

strukturen eindeutig darstellen zu können.

2.2.1 Logische und physische Strukturierung eines XML-Dokuments

Zur inhaltlichen Beschreibung der verschiedenen Abschnitte oder Komponenten eines

Dokuments verwendet XML Auszeichnungen (Markup). Der Aufbau dieser Auszeich-

nungen besteht, wie von HTML bereits bekannt, aus Elementen. Ein Element setzt sich in

der Regel aus einem Start-Tag der Form <...> und einem Ende-Tag der Form </...> zu-

sammen, zwischen denen die eigentlichen Zeichendaten eines Dokuments enthalten sind.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit innerhalb von Tags Verweise zu anderen Res-

sourcen herzustellen oder Verarbeitungsanweisungen bzw. diverse Kommentare zu signa-

lisieren. Mit Attributen

, die ebenfalls innerhalb der Tags angegeben werden, wird eine

weitere Form der Auszeichnung von Inhalten zur Verfügung gestellt. Sie sind gekenn-

zeichnet durch einen Attributnamen und einen zugehörigen Attributwert, der den Inhalt

Vgl. Rusty Harold, Die XML Bibel (2000), S.771ff.

Vgl. Möhr / Schmidt, SGML und XML Anwendungen und Perspektiven (1999), S.117.

,,ASCII, der American Standard Code for Information Interchange, ist einer der ursprünglichen Zeichen-

sätze mit der bei weitem größten Verbreitung.", vgl. Rusty Harold, Die XML Bibel (2000), S.212.

,,Wenn die Elemente die Substantive von XML sind, dann kann man die Attribute als Adjektive betrach-

ten.", vgl. Anderson, XML Professionell (2000), S.65.

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des Dokuments repräsentiert. Im Gegensatz zu den HTML-Konventionen wird in XML

strikt zwischen Groß- und Kleinschreibung innerhalb der Tags unterschieden.

Durch die

Anordnung der Elemente in einem Dokument entsteht eine hierarchische Gliederung, die

als logische Struktur oder auch Baumstruktur der Elemente bezeichnet wird. Das erste

Element in dieser Struktur heißt Wurzelelement und beinhaltet alle anderen Elemente als

Unterelemente, die ihrerseits selbst wiederum Unterelemente besitzen können.

Zur Ver-

deutlichung der Ausführungen dient das folgende Beispiel (vgl. Abb. 2). Hierbei stellt das

Element Land das Wurzelelement dar, das die Unterelemente Stadt, Name und Einwoh-

nerzahl einschließt. Name und Einwohnerzahl sind in diesem Fall auch Unterelemente

von Stadt.

Land

Stadt

Name

Einwohnerzahl

Land

Stadt

Name

Einwohnerzahl

Abbildung 2: Logische Struktur der Elemente

Neben der logischen Strukturierung durch die Gliederung der Elemente besitzen XML-

Dokumente auch eine physische Struktur, die mit Hilfe von Entities aufgebaut wird. Sie

stellen im wesentlichen physikalische Speicherobjekte dar, die ganze Dateien, Texte, ver-

schieden Zeichenketten oder Binärdaten beinhalten können. Das wichtigste Entity bildet

das Dokument-Entity. Es verweist auf alle im Dokument vorkommenden Komponenten,

wie z.B. Elementen oder Verarbeitungsanweisungen.

Entities werden in XML-

Dokumenten vor allem dazu eingesetzt, um häufig wiederkehrende Texte abzukürzen

Die Unterscheidung zwischen Groß- und Kleinschreibung wird auch als Case-sensitive bezeichnet.

Vgl. Goldfarb / Prescod, Das XML-Handbuch (2000), S.68f.

Vgl. North / Hermans, XML in 21 Tagen (2000), S.43.

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oder um externe Dateien einzubinden. Eine spezielle Form bilden die sog. Entity-

Referenzen

(vgl. Tab. 1). Mit ihnen werden die in XML für Auszeichnungen vordefinier-

ten Zeichen nicht als Markup, sondern als allgemeine Zeichendaten in einem Dokument

interpretiert.

Tabelle 1: Entity-Referenzen

Zeichen

Entity-Referenz

< <

> >

& &

" "

` &apos

;

2.2.2 Dokument Type Definition

Mit der Dokument Type Definition (DTD) werden die Strukturbestandteile eines Doku-

ments deklariert und in welchem Verhältnis diese zueinander stehen. Dokumente mit der

gleichen Struktur können zu einem bestimmten Dokumenttyp zusammengefasst werden.

Von einer Instanz eines Dokumenttyps wird dann gesprochen, wenn ein Dokument mit

den festgelegten Regeln in einer DTD ausgezeichnet wird.

Mit der DTD wird also explizit festgelegt, welche Elemente und Attribute zwingend vor-

handen sein müssen, welche optional sind, wo sie aufzutreten haben und mit welcher

Häufigkeitsform diese im Dokument erscheinen dürfen. Zudem ist es in einem gewissen

Rahmen möglich Inhaltskontrollen für die erlaubten Zeichendaten zu bestimmen. Das

Eingliedern von Entities, Verweisen oder Binärdateien kann ebenfalls direkt über die

DTD erfolgen. Zu bemerken ist, dass es für ein XML-Dokument keine DTD geben muss.

Jedes XML-Dokument enthält bereits eine implizite Struktur durch seine logische Anord-

nung der Elemente. Für unser Land-Beispiel ergibt sich in diesem Zusammenhang die

folgend dargestellte DTD:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<!ELEMENT Land (Stadt+)>

<!ELEMENT Stadt (Name?, Einwohnerzahl?)>

<!ELEMENT Name (#PCDATA)>

<!ELEMENT Einwohnerzahl (#PCDATA)>

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In der ersten Zeile der DTD wird eine Verarbeitungsanweisung deklariert. Sie teilt einem

XML-Parser

mit, dass er mit der Bearbeitung der DTD beginnen kann. Neben der aktu-

ellen Versionsangabe wird mit ihr auch der gültige Zeichensatz durch das Attribut enco-

ding

festgelegt. In den weiteren Zeilen erfolgt die Bestimmung der Elemente mit ihren

erlaubten Häufigkeiten (+ = beliebig viele Elemente größer Null; * = keine oder beliebig

viele Elemente; ? = optionales Element). PCDATA steht für Parsed Character Data und

erlaubt ausschließlich den Einsatz von Zeichendaten, die von einem Parser weiterverar-

beitet werden können.

XML-Schemata

Die Deklaration von Elementen und Attributen mit einer DTD erlaubt es einerseits, über

eine Vielzahl von Vorschriften die Strukturform eines Dokuments vorzugeben. Anderer-

seits offenbart die DTD aber auch eine ganze Reihe von Defiziten. Hierzu gehört insbe-

sondere die mangelnde Unterstützung von Datentypen. Eine DTD kann mit ihren vorhan-

denen Datentypen lediglich überprüfen, ob es sich um gültige Zeichen aus einem Zei-

chensatz handelt, aber nicht, ob denn der Inhalt wirklich sinnvoll ist. Darüber hinaus be-

sitzen DTDs noch weitere offensichtliche Schwächen bei der Umsetzung anspruchsvoller

Projekte mit XML.

Dies betrifft das

# Fehlen der Möglichkeit einer Vererbung,

# Verwenden einer eigenen Syntax, die nicht XML-konform und daher neu zu er-

lernen ist,

# sehr zeitintensive oder nicht durchführbare Erweitern einer DTD,

# Fehlen der Unterstützung von Namensräumen

Um den aufgeführten Mangelerscheinungen der DTD gegenzusteuern, wurde vom W3C

die Entwicklung der XML-Schemata

vorangetrieben, die analog den DTDs zur Definiti-

Vgl. Kapitel 2.2.4, XML-Parser

Vgl. Computerwoche, Ausgabe 47 (2000), S.17f.

Vgl. Kapitel 2.2.5, Namensräume

Vgl. World Wide Web Consortium, [01.04.2001], http://www.w3.org/XML/schema.html

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on von Dokumenttypen dienen. Neben der Festlegung von exakten Datentypen und der

Vererbung von Eigenschaften über Elementhierarchien benutzen sie zur Beschreibung des

Vokabulars den allgemeinen XML-Syntax.

Momentan sind DTDs jedoch der einzige Mechanismus, um unterschiedliche Dokument-

typen zu bestimmen. Mit den XML-Schemata wird sich aber im Laufe der weiteren Ent-

wicklung ein neuer Standard etablieren, der mehr als nur eine Alternative zu den DTDs

darstellt. Mit der Ernennung in den Status eines Kandidaten für eine öffentliche Empfeh-

lung (Candidate Recommendation) durch das W3C, ist es nur eine Frage der Zeit, bis die

ersten XML-Schemata direkt in Anwendungen implementiert werden.

2.2.3 Aufteilung eines XML-Dokuments

XML-Dokumente folgen in ihrem Aufbau einer bestimmten Reihenfolge, die auch als

,,Grundgerüst eines XML-Dokuments"

bezeichnet wird. Hierfür wird ein Dokument in

die drei Teile Prolog Rumpf und Epilog untergliedert.

Der Prolog beginnt mit der XML-Deklaration. Sie gibt mit Hilfe von Attributen in einer

Verarbeitungsanweisung Auskunft über die aktuelle Version und der gültigen Zeichenco-

dierung. Mit der Dokumenttyp-Deklaration wird im Prolog eine dem Dokument zugrun-

deliegende DTD angegeben. Sie kann sowohl als externe als auch interne Teilmenge in

das Dokument eingefügt werden. Mit den beiden Schlüsselwörtern SYSTEM und PUBLIC

wird die Art der DTD signalisiert. Während SYSTEM auf eine individuelle DTD hin-

weist, handelt es sich bei PUBLIC um eine öffentlich zugängliche. Der erste Ausdruck

nach dem Begriff DOCTYPE ist identisch mit dem deklarierten Wurzelelement in der

DTD. Desweiteren können im Prolog noch unterschiedliche Kommentare und weiterfüh-

rende Verarbeitungsanweisungen angegeben werden. Der Rumpf eines Dokuments um-

fasst alle Elemente und Attribute, die ausgehend vom Wurzelelement in diesem einge-

schlossen werden. Der Epilog kann abschließend zusätzliche Kommentare oder Verarbei-

tungsanweisungen beinhalten. In einem XML-Dokument können sowohl der Prolog als

auch der Epilog optional angegeben werden. Für unserer Land-Beispiel ergibt sich dafür

das folgend aufgeführte XML-Dokument:

Vgl. Pott / Wielage, XML Praxis und Referenz (2000), S.77.

Details

Seiten
Erscheinungsform: Originalausgabe
Jahr: 2001
ISBN (eBook): 9783832442453
ISBN (Paperback): 9783838642451
DOI: 10.3239/9783832442453
Dateigröße: 1 MB
Sprache: Deutsch
Institution / Hochschule: Hochschule Ansbach - Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Ansbach – Wirtschaftsingenieurwesen
Erscheinungsdatum: 2001 (Juni)
Note: 1,0
Schlagworte: informationstechnik management programmierung content datenbank

Autor

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