XML-Schema - web-inspiration.de · Einführung in die Thematik XML und XML-Schema Kennenlernen der...

XML-Schema

Im Fach SOA, ISM 2008

Gunther Heinrich, Tobias Steimer

2Gunther Heinrich, Tobias Steimer | Information Systems and Services Master | Hochschule der Medien

04. 12. 2008

Ziel der Präsentation

Einführung in die Thematik XML und XML-Schema

Kennenlernen der technischen Grundlagen von XML-Schema

Wie wird ein XML-Schema Schritt für Schritt aufgebaut

Vermittlung des grundlegenden Konzeptes von XML-Schema

04. 12. 2008

Agenda

1 Einführung1.1 Was ist XML?

1.2 Was ist XML Schema?

1.3 Schema in der Praxis

1.4 Ein einfaches XML Schema

2 Datentypen2.1 Atomare Datentypen

2.2 SimpleType

2.3 ComplexType

2.4 Elemente und Attribute

3 Definition von eigenen Datentypen3.1 Eigene Datentypen - Fallbeispiel

3.2 Das Bestellobjekt

3.3 Die Bestellposition

3.4 Das XML-Schema

3.5 Die Validierung

4 Namespaces

4.1 Was ist ein Namespace?

4.2 Anpassung der Dateien

4.3 Strukturansicht

4.4 Anforderung

5 Import von Schemata5.1 Was ist ein Import?

5.2 Grobes Vorgehen

5.3 Import am Beispiel Kunde

6 Praxisteil

1 Einführung

1.0 Einordnung der Thematik

1.1 Was ist XML?

1.2 Was ist XML-Schema?

1.3 Schema in der Praxis

1.4 Ein einfaches Schema

Service Oriented Architecture:

XML Schema zur Definition von

Geschäftsobjekten

04. 12. 2008

1.0 Einordnung der Thematik

XML-Schema bzw. XML als Basis höherwertiger Dienste im Kontext SOA

XML-Schema

BPELWSDL SOAP

„You cannot make a move within an SOA without involving XML“Thomas Erl (2004)

04. 12. 2008

1.1 Was ist XML?

Die eXtensible Markup Language ist…

…wie HTML eine Auszeichnungssprache

…wie HTML die Tochter von SGML

…aber vielseitiger als HTML

XML HTML

<tag>Text

04. 12. 2008

1.1 Was ist XML?

Die eXtensible Markup Language erlaubt im Gegensatz zu HTML…

</Ebene 1>…

…die Speicherung hierarchisch strukturierter

…den Datenaustausch zwischen unabhängigen

Computersystemen

…die Nutzung von eigenen Tags

Grundsätzlich alles möglich, solange

wohlgeformt

</Buch>

• genau ein Wurzelelement• Beginn- und End-Tag <tag></tag>

04. 12. 2008

1.1 Was ist XML Schema? (Next generation DTD)

„Sprache“ zur Beschreibung und Beschränkung von XML Inhalten

WIE sollen WO und in WELCHER FORM Elemente in einer XML-Datei enthalten sein?

“Grammatik” von XML zur unabhängigen Definition von Datentypen

Abgrenzung XML Schema - Document Type Definition (DTD):

<xs:schema><xs:element></xs:element></xs:schema>

XML-Syntax zur Erstellungdes Schemas

Anwendung von Namespaces

String

Integer

Verschiedene Datentypen

meinBuch

Bestellung

Definition von eigenen Datentypen

04. 12. 2008

1.2 XML-Schema in der Praxis

XML-Parser

XML-Dokument

Schema-Dokument

Wohl-geformt

Valide

04. 12. 2008

1.3 Ein einfaches Beispiel

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

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">

<xs:element name="Materialname" type="xs:string"/>

</xs:schema>

<Materialname>Bestellung</Materialname>

</xml>

1 Einführung

2 Datentypen

2.1 Atomare Datentypen

2.2 SimpleType

2.3 ComplexType

Geschäftsobjekten

04. 12. 2008

2.1 Atomare Datentypen

Grundlage für komplexe Datentypen

„kleiner geht nicht“

Es gibt insgesamt 19 Datentypen, u.a.:

BooleanWahr / falsch

String„Dies ist ein Text“

Float“12.78e-2”

Date2008-10-24 (US)

Time13:20:00-05:00

Decimal-2,44

<xs:element name="Produkt" type="xs:string"/>

04. 12. 2008

2.2 SimpleType

Datentyp zur Restriktion von Inhalten und Ableitung von vorhandenen atomaren Datentypen

Wichtige Methoden von SimpleType:

RestrictionEingeschränkter

Wertebereich

ListListe von Werten eines einfachen Datentyps

UnionVereinigung von atomaren

Datentypen

• Anzahl der Elemente• Inhalt der Elemente

Beispiel:„24“ / „small“

(Integer / String)

• Beispiel:„1 24 25 278“

04. 12. 2008

2.2 SimpleType – Beispiel Restriction

<xs:element name="Menge">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:integer">

<xsd:minInclusive value="1"/>

<xsd:maxInclusive value="99"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

[…] <?xml version="1.0"…?>

</xml>

04. 12. 2008

2.3 ComplexType

Dient wie SimpleType zur Restriktion von Inhalten

Aber das ComplexType kann im Gegensatz zum SimpleType…

…andere Elemente enthalten

…erweitert werden(„Quasi-Vererbung“)

…Attribute besitzen …keinen Inhalt besitzen

A1="…" A2="…"

04. 12. 2008

2.3 ComplexType – Arten

ComplexTypes werden neben Attributen mit folgenden „Befehlen“ definiert:

Sequence

Choice

Eine Menge von Elementen mit bestimmter Reihenfolge

eine Menge von Elementen die alle verwendet werden müssen (Reihenfolge unwichtig)

Eine Menge von Elementen von denen einesgewählt werden muss

04. 12. 2008

2.3 ComplexType – Beispiel

<xs:element name="material">

<xs:complexType>

<xs:sequence>

<xs:element name="name" type="xs:string"/>

<xs:element name="firma" type="xs:string"/>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:element>

</material>

</material>

04. 12. 2008

Element

<buch><titel>SOA in der Praxis</titel>

</buch>

Attribut

<buch titel=“SOA in der Praxis”>…

</buch>

Es gibt keine einheitliche Regelung, wann welches Format genutzt werden soll

Im Zweifel eher Elemente verwenden Ein Element mit zehn Attributen ist unleserlich

Elemente können andere Elemente aufnehmen Strukturierung, flexibler

Attribute sinnvoll als „erklärende“ Beschreibung der Daten bzw. Maßeinheiten:<Geschwindigkeit einheit="km">37</Geschwindigkeit>

04. 12. 2008

1 Einführung

2 Datentypen

3 Definition von eigenen

Datentypen

3.1 Eigene Datentypen – Fallbeispiel

3.4 Die XMl-Schema

3.5 Die Validierung

Geschäftsobjekten

04. 12. 2008

3.1 Eigene Datentypen – Fallbeispiel

Inhaltliche Sicht

Informations-Sicht

(was muss man wissen)

Geschäftsobjekt-Sicht

Kunde bestellt ein Produkt

KundeninfoName

Adresse…

ProduktinfoName

Nummer…

BestellinfoDatumMenge

Kundenobjekt Produktobjekt Bestellobjekt

04. 12. 2008

3.1 Fallbeispiel – Die XML-Datei

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

<Kunde>

</Kunde>

<Produktbezeichnung>Schrauben</Produktbezeichnung>

</Produkt>

</Bestellposition>

</Bestellung>

Bestellung(Kerndaten)

Produkt

04. 12. 2008

3.2 Der Rahmen der Schema

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

<xs:schema xmlns:xs= "http://www.w3.org/2001/XMLSchema" >

</xs:schema>

Definition eines Namespaces

04. 12. 2008

<xs:element name="Bestellung" type="BestellungTyp"/>

<xs:complexType name="BestellungTyp">

<xs:attribute name="bestellnummer" type="xs:string" />

<xs:attribute name="bestelldatum" type="xs:date" />

</xs:complexType>

Problem: xs:string erlaubt jeden textuellen Inhalt.

04. 12. 2008

Einschränkung der erlaubten Inhalte durch Regular Expressions:

<xs:attribute name="bestellnummer" type="xs:string" />

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="[A-Z]{3} - [0-9]{6} - [1-5]{1}" />

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:attribute>

<xs:attribute name="bestelldatum" type="xs:date"/>

</xs:complexType>

Drei Buchstaben Eine Ziffer

Sechs Ziffern

Falsch

04. 12. 2008

</Bestellung>

Anforderungen für die Schema:

• Die Bestellung enthält: Kunde und Bestellposition

• Festgelegte Reihenfolge: Kunde, Bestellposition

• Der Kunde muss genau einmal, die Bestellpositionen mindestens einmal vorkommen

04. 12. 2008

Aus den Anforderungen ergibt sich folgendes Schema:

<xs:sequence>

<xs:element name="Kunde" type="KundeTyp" minOccurs="1" maxOccurs="1"/>

<xs:element name="Bestellposition" type="BestellpositionTyp" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/>

</xs:sequence>

<xs:attribute name="bestellnummer">

<xs:simpleType>

Genau einmal

Mindestens einmal

04. 12. 2008

Die Bestellposition in der XML:

<Produktbezeichnung>Schrauben</Produktbezeichnung>

</Produkt>

</Bestellposition>

04. 12. 2008

Wir erinnern uns:

die Bestellposition wurde bereits definiert mit:<xs:element name="Bestellposition" type="BestellpositionTyp" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/>

die Bestellposition (Produkt und Bestellmenge) wird als eigenständiges Objekt vom Typ ComplexType hinzugefügt,

sie wird nicht direkt mit der Bestellung verschachtelt

04. 12. 2008

Die Bestellposition in der XML-Schema: <Bestellposition>

<Produktbez>Schrauben</Produktbez>

</Produkt>

</Bestellposition>

<xs:complexType name="BestellpositionTyp">

<xs:sequence>

<xs:element name="Produkt" minOccurs="1" maxOccurs="1">

</xs: element>

<xs:element name="Bestellmenge" minOccurs="1" maxOccurs="1">

</xs: element>

</xs:sequence>

04. 12. 2008

</Produkt>

</Bestellposition>

<xs:complexType>

<xs:element name="Produktnummer" type="xs:integer"/>

<xs:element name="Produktbezeichnung" type="xs:string"/>

<xs:element name="Produktpreis" type="xs:decimal"/>

<xs:element name="InklMwst" type="xs:decimal"/>

</xs:complexType>

</xs: element>

<xs:sequence>

</xs:sequence>

<xs:????????>

04. 12. 2008

</Produkt>

</Bestellposition>

<xs:simpleType>

<xs:minInclusive value="1"/>

<xs:maxInclusive value="10"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

04. 12. 2008

3.4 Die XML-Schema

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">

<xs:element name="Bestellung" type="BestellungTyp"/>

<xs:sequence>

<xs:element name="Kunde" type="KundeTyp" minOccurs="1" maxOccurs="1"/>

<xs:element name="Bestellposition" type="BestellpositionTyp" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/>

</xs:sequence>

<xs:attribute name="bestellnummer">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="[A-Z]{3}-[0-9]{6}-[1-5]{1}"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:attribute>

<xs:attribute name="bestelldatum" type="xs:date"/>

</xs:complexType>

<xs:complexType name="BestellpositionTyp">

<xs:sequence>

<xs:complexType>

<xs:sequence>

<xs:element name="Produktnummer" type="xs:integer"/>

<xs:element name="Produktbezeichnung" type="xs:string"/>

<xs:element name="Produktpreis" type="xs:decimal"/>

<xs:element name="InklMwst" type="xs:decimal"/>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:element>

<xs:simpleType>

<xs:minInclusive value="1"/>

<xs:maxInclusive value="10"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:schema>

04. 12. 2008

3.5 Die Validierung

Online-Validierung der XML

Validierung der XML in NetBeans

Cannot find the declaration of element 'Bestellung'

Warum?

Fehlender Namespace bzw. Target-Namespace

1 Einführung

2 Datentypen

3 Definition von eigenen Datentypen

4 Namespaces

4.1 Was ist ein Namespace

4.2 Anpassung der XML und XML-Schema

4.3 Strukturansicht

4.4 Erneutes Problem

Geschäftsobjekten

04. 12. 2008

4.1 Was ist ein Namespace?

Eine Namespace ist eine Sammlung von Elementtypen und Attributnamen und dient u.a. dem …

…Vermeiden von Konflikten

…Wiederverwenden von Definitionen aus anderen

Schemata

…dem Erweitern von bestehenden Schemata

Schema

Schema 1

Schema 1a

und damit dem…

04. 12. 2008

4.2 Anpassung der XML und XML-Schema

<Bestellung xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

xsi:schemaLocation="http://xml.netbeans.org/schema/Bestellung Bestellung.xsd" xmlns="http://xml.netbeans.org/schema/Bestellung"

bestellnummer="ABC-123456-1" bestelldatum="2008-10-23">

<xs:schemaxmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">

<xs:schemaxmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"targetNamespace="http://xml.netbeans.org/schema/Bestellung"xmlns="http://xml.netbeans.org/schema/Bestellung"elementFormDefault="qualified">

XML Schema:

04. 12. 2008

4.3 Die Verknüpfungen in der Strukturansicht

XML-Datei XML-Schema Bestellung

Namespace Bestellungbenutzt beschreibt

benutzt

NamespaceXML-Schema

NamespaceXML-Schema-

Instance

benutzt

04. 12. 2008

4.4 Anforderung

Globale Wiederverwendbarkeit der

definierten Elemente

1. Herauslösen der Definitionen in jeweils eigene Schemata2. Import dieser Schemata in Bestellung.xsd

1 Einführung

2 Datentypen

3 Eigene Datentypen

4 Namespaces

5 Import von Schemata

5.1 Was ein Import?

5.2 Grobes Vorgehen

Geschäftsobjekten

04. 12. 2008

Import = Wiederverwendung von Schema-Bestandteilen aus unterschiedlichen

Namensräumen

5.1 Was ist ein Import?

Bestellung.xsd

Kunde.xsdBestellposition.xsd

Evtl. weitere Typen eines

Schemas

04. 12. 2008

<xs:schema[…]xmlns:k="http://xml.netbeans.org/schema/Kunde"[…]>

<xs:import namespace="http://xml.netbeans.org/schema/Kunde" schemaLocation="Kunde.xsd"/>

[…]<xs:element name="Kunde" type= "k:KundeTyp"...

XML Schema der Bestellung:

<Kunde>

<k:Kundennummer>…</k:Kundennummer><k:Name>

<k:Vorname>…</k:Vorname><k:Nachname>…</k:Nachname>

XML der Bestellung mit Prefix:

Anmerkung: In der Praxis sollten Namespaces so verwendet werden, dass diese nicht vom Nutzer explizit angegeben werden müssen. Prefix dient hier lediglich zur Hervorhebung.

04. 12. 2008

Fragen?Kenntnisse werden im praktischen Teil benötigt…

04. 12. 2008

Quellen

Erl, T. (2004):

XML and SOA, http://www.idealliance.org/proceedings/xml04/papers/91/xml_soa_paper.pdf

Skulschus M., Wiederstein M. (2004):

XML Schema - Grundlagen, Praxis, Referenz, Galileo Computing

Daum, B. (2003):

Modeling Business Objects with XML Schema, dpunkt Verlag

Bradley, N. (2003):

The XML Schema companion, Adisson-Wesley

Wittenbrink H. et al. (2003):XML – Wissen das sich auszahlt, TEIA Lehrbuchverlag

Josuttis, N. (2008):

SOA in der Praxis, dpunkt Verlag

W3C (2006):

XML-Schema, http://www.w3.org/XML/Schema (Zugriff: 15.11.2008)

Vielen Dank für die

Aufmerksamkeit

Geschäftsobjekten

10 Minuten Pause

1 Einführung

2 Datentypen

3 Eigene Datentypen

4 Namespaces

5 Import von Schemata

6 Praxisteil

Geschäftsobjekten

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