Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
Obsah
Specifikace a validita XML...........................................................................................2
XML 1.0 (Third Edition) ......................................................................................................2
Validita XML dokumentů.....................................................................................................2
Jazyky schémat používající vzory...................................................................................2
Schematron........................................................................................................................2
Examplotron ......................................................................................................................2
XML Schema.............................................................................................................2
XML Schema - základní zdroje informací................................................................................3
XML Schema - motivace ......................................................................................................3
XML Schema - hlavička definice schématu..............................................................................3
XML Schema - přiřazení typu elementu s daným názvem ...........................................................3
XML Schema - definice jednoduchého typu .............................................................................4
XML Schema - definice jednoduchého typu - příklad 1 ..............................................................4
XML Schema - definice jednoduchého typu - příklad 2 ..............................................................4
XML Schema - jednoduché typy - "union" ...............................................................................4
XML Schema - jednoduché typy - seznam hodnot .....................................................................5
XML Schema - definice složeného typu ..................................................................................5
XML Schema - definice složeného typu - skupiny .....................................................................6
XML Schema - definice složeného typu - skupiny atributů..........................................................6
XML Schema - použití skupin ...............................................................................................6
XML Schema - kompozitor "sequence" ...................................................................................6
XML Schema - kompozitor "choice".......................................................................................7
XML Schema - kompozitor "all" ............................................................................................7
XML Schema - jednoduchý obsah elementu.............................................................................8
XML Schema - smíšený obsah elementu..................................................................................8
XML Schema - další možnosti...............................................................................................8
XML Schema - anotace schémat ............................................................................................8
XML Schema - znovupoužití definice schématu........................................................................9
XML Schema - abstraktní a konečné typy ................................................................................9
XML Schema - jmenné prostory ............................................................................................9
XML Schema - nespecifikované elementy a atributy ..................................................................9
XML Schema - odkaz na definici schématu............................................................................10
Relax NG ................................................................................................................10
Relax NG - motivace .........................................................................................................10
Relax NG - základní zdroje informací ...................................................................................10
Jazyky schémat používající vzory.................................................................................11
Schematron......................................................................................................................11
Examplotron ....................................................................................................................11
1
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
Ostatní jazyky schémat...............................................................................................11
DSD 2.0 ..........................................................................................................................11
Vyjadřovací síla těchto modelů, jejich nedostatky....................................................................11
Nástroje na validaci XML dat modelovaných podle těchto standardů ..........................................11
Specifikace a validita XML
XML 1.0 (Third Edition)
•     Původní specifikace (W3C Recommendation) XML 1.0 na W3C: http://www.w3.org/XML/
•     3rd Edition (aktualizace, ne změny) na http://www.w3.org/TR/2000/REC-xml-20001006
•     výborná komentovaná verze téhož na XML.COM (Annotated XML): http://www.xml.eom/pub/a/axml/axmlintro.html
•     na XML 1.1 (Candidate Recommendation) [http://www.w3.org/TR/xmlll/] - změny indukované zavedením UNICODE 3, lepší možnosti normalizace, upřesnění postupu manipulace se znaky ukončení řádku.
Validita XML dokumentů
Opakování: každý XML dokument MUSÍ být správně utvořený {well formed)
Nové: XML dokument můřže být platný {valid) dokument:
Platný podle specifikace znamená přísnější omezení než správně utvořený.
Obvykle se validitou myslí soulad s DTD (Document Type Definition) dokumentu nebo
(moderněji) - soulad s XML Schematem, případně jinými schématy (RelaxNG, Schematron).
Jazyky schémat používající vzory
Schematron
Schematron home page [http://www.ascc.net/xml/resource/schematron/schematron.html]
Examplotron
Examplotron home page [http://examplotron.org]
XML Schema
2
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
XML Schema - základní zdroje informací
Specifikace XML Schema - http://www.w3.org/XML/Schema
Tutoriál Using W3CXML Schema: http://www.xml.eom/pub/a/2000/ll/29/schemas/partl.html - stručný
XML Schema Tutorial - http://www.w3schools.com/schema/default.asp - obsáhlejší
vynikající komplexní tutoriál na http://www.xfront.com
XML Schema - motivace
Dát silnější prostředek pro specifikaci modelu XML dat než je DTD; mít možnost:
•     Oddělit koncept typu (např. typu elementu) od jeho výskytu (instance, např. elementu s určitým názvem) - to DTD neumí
•     Poskytnout bohatší škálu primitivních datových typů
•     Umožnit použití jmenných prostorů
Umožnit jemnější specifikaci modelu obsahu (elementů)
•     Umožnit odvozování nových typů {dědičností) Umožnit modularizaci a znovupoužitelnost schémat
•     Zapisovat schéma v XML
XML Schema - hlavička definice schématu
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2 0 01/XMLSchema">
.../... </xs:schema>
XML Schema - přiřazení typu elementu s daným názvem
<xs:element name="element name">
3
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
... definice typu - je přimo zde - tzv. "local" nebo daná odkazem - tzv. "globa </xs:element>
XML Schema - definice jednoduchého typu
•     Neobsahuje dceřinné elementy, lze použít jako typ obsahu elementu nebo atributu
•     Lze definovat restrikcí z existujícího typu
<xs:simpleType name="TypeName">
<xs:restriction base="BaseTypeName"> ... </xs:restriction> </xs:simpleType>
XML Schema - definice jednoduchého typu - příklad 1
Restrikce délky obsahu
<xs:simpleType name="nameType">
<xs:restriction base="xs:string"> <xs:maxLength value="32"/>
</xs:restriction> </xs:simpleType>
XML Schema - definice jednoduchého typu - příklad 2
Restrikce obsahu regulárním výrazem
<xs:simpleType name="isbnType">
<xs:restriction base="xs:string"> <xs:pattern value="[0-9] {10} "/>
</xs:restriction> </xs:simpleType>
XML Schema -jednoduché typy - "union"
Zhruba odpovídá konceptu "union" v C
Výsledkem je jednoduchý typ
Lze spojovat bázový typ a výčet hodnot
Příklad:
<xs:simpleType name="isbnType">
4
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
<xs:union>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="[0-9]{10}"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> <xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:NMTOKEN"> <xs:enumeration value="TBD"/> <xs:enumeration value="NA"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:union> </xs:simpleType>
XML Schema -jednoduché typy - seznam hodnot
Lze definovat typ jako seznam hodnot oddělených bílými znaky
Dalším odvozením lze omezit počet prvků seznamu
Příklad
<xs:simpleType name="isbnTypes">
<xs:list itemType="isbnType"/> </xs:simpleType>
<xs:simpleType name="isbnTypeslO"> <xs:restriction base="isbnTypes"> <xs:minLength value="l"/> <xs:maxLength value="10"/> </xs:restriction> </xs:simpleType>
XML Schema - definice složeného typu
<xs:complexType name="TypeName"> <xs:sequence>
<xs:element ...>
<xs:attribute . . . > </xs:sequence> </xs:complexType>
Místo sekvence lze použít <xs : choice> a <xs : all>
5
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
XML Schema - definice složeného typu - skupiny
při definici složeného typu lze použít skupiny (group)
Skupina elementů:
<xs:group name="GroupName"> <xs:sequence>
<xs:element ... />
</xs:sequence> </xs:group>
Místo sekvence lze použít <xs : choice> a <xs : all>
XML Schema - definice složeného typu - skupiny atributů
Skupina atributů:
<xs:attributeGroup name="AttributesGroupName"> <xs:attribute ... use="required"/>
</xs:attributeGroup>
Může být uvedena povinnost výskytu (use=required)
XML Schema - použití skupin
Příklad použití skupin elementů a atributů
<xs:complexType name="bookType"> <xs:sequence>
<xs:group ref="mainBookElements"/>
<xs:element name="character" type="characterType" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/> </xs:sequence>
<xs:attributeGroup ref="bookAttributes"/> </xs:complexType>
XML Schema - kompozitor "sequence"
Předepisuje výskyt dceřinných elementů v určitém pořadí
<xs:element name="element name"> <xs:complexType>
6
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
<xs:sequence>
.../... </xs:sequence> .../... </xs:complexType> </xs:element>
sequence označuje model obsahu připouštějící výskyt dané posloupnosti (sekvence) dceřinných elementů
xs je prefix vázaný na NS s URL http://www.w3.org/2001/XMLSchema
Místo <xs:sequence> lze použít <xs:choice> nebo <xs:all>
XML Schema - kompozitor "choice"
Předepisuje výskyt jednoho z dceřinných elementů nebo skupin elementů
<xs:element name="element name"> <xs:complexType> <xs:choice>
.../... </xs:choice> .../... </xs:complexType> </xs:element>
XML Schema - kompozitor "all"
Předepisuje výskyt dceřinných elementů bez určeného pořadí
Smí být jen na nejvyšší úrovni definice obsahu
Dceřinné elementy nesmí mít kardinalitu větší než 1
Příklad:
<xs:complexType name="bookType"> <xs:all>
<xs:element name="title" type="xs:string"/> <xs:element name="author" type="xs:string"/> <xs:element name="character" type="characterType" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/> </xs:all>
<xs:attribute name="isbn" type="isbnType" use="required"/> </xs:complexType>
7
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
XML Schema -jednoduchý obsah elementu
Příklad:
<xs:element name="book"> <xs:complexType>
<xs:simpleContent>
<xs:extension base="xs:string">
<xs:attribute name="isbn" type="isbnType"/> </xs:extension> </xs:simpleContent> </xs:complexType> </xs:element>
XML Schema - smíšený obsah elementu
Nelze validovat textový obsah (textové dceřinné uzly)
Lze validovat dceřinné elementy
Příklad:
<xs:element   name="book">
<xs:complexType mixed="true"> <xs:all>
<xs:element name="title" type="xs:string"/> <xs:element name="author" type="xs:string"/> </xs:all>
<xs:attribute name="isbn" type="xs:string"/> </xs:complexType> </xs:element>
XML Schema - další možnosti
Možnost specifikace integritních omezení:hodnota je jedinečná - xs :uniquehodnota je klíčem -xs : keyhodnota je odkazem na klíč - xs : keyref
XML Schema - anotace schémat
Anotace je (lidsky čitelná) poznámka-komentář ke schématu
Může též obsahovat informace pro zpracování - viz příklad - xs:appinfo
Další obsah není předepsán (omezen) - viz příklad - bind, class
Příklad
<xs:annotation>
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
<xs:documentation xml:lang="en">Top level element.</xs:documentation> <xs:documentation xml:lang="fr">Element racine.</xs:documentation> <xs:appinfo source="http://example.com/f00/"> <bind xmlns="http://example.com/bar/">
<class name="Book"/> </bind> </xs:appinfo> </xs:annotation>
XML Schema - znovupoužití definice schématu
Přímo:
<xs:include schemaLocation="character.xsd"/>
S předefinováním:
<xs:redefine schemaLocation="characterl2.xsd"> <xs:simpleType name="nameType">
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:maxLength value="40"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:redefine>
XML Schema - abstraktní a konečné typy
abstract - nelze instanciovat, pouze jako zákad k odvozování dědičností final - nelze rozšiřovat/odvozovat dědičností
XML Schema -jmenné prostory
Příklad
<xs:schema targetNamespace="http://example.org/ns/books/"
xmlns:xs="http://www.w3.org/2 0 01/XMLSchema"
xmlns:bk="http://example.org/ns/books/"
elementFormDefault="qualified"
attributeFormDefault="unqualified"> .../... </xs:schema>
XML Schema - nespecifikované elementy a atributy
9
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
Umožní připustit i něco, co předem neznáme
Příklad
<xs:complexType name="descType" mixed="true"> <xs:sequence>
<xs:any namespace="http://www.w3.org/1999/xhtml" processContents="skip"
minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/> </xs:sequence> </xs:complexType>
Pro atributy - xs: any Attribute
XML Schema - odkaz na definici schématu
<book isbn="0836217462"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2 0 01/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="file:library.xsd">
<book isbn="0836217462"
xmlns="http://example.org/ns/books/"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2 0 01/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="file:library.xsd">
Relax NG
Relax NG - motivace
XML Schema:
•     Je (zbytečně) složité (specifikace má přes 200 stran)
•     Může vést v jistých situacích k nejednoznačnostem.
Snaží se o pokrytí všech aplikačních oblastí (dokumentové i databázové použití XML a všechno mezi tím).
•     Obtížně (úplně) implementovatelné.
•     Dále viz http://www.xml.eom/lpt/a/2002/01/23/relaxng.html
Relax NG - základní zdroje informací
Vznikl z RELAXu při skupině OASIS-OPEN:
10
Validace a schémata XML dat (XML Schema, Relax NG, Schematron...)
•    http://www.oasis-open.org/committees/relax-ng
Jazyky schémat používající vzory
Schematron
Schematron home page [http://www.ascc.net/xml/resource/schematron/schematron.html]
Examplotron
Examplotron home page [http://examplotron.org]
Ostatní jazyky schémat
DSD 2.0
Vznikl na Univerzitě v Aarhusu, DK
Podobně jako RELAX NG je jednodušší než XML Schema
viz http://www.brics.dk/~amoeller/XML/
Spíše akademický charakter, skutečnými soupeři zůstávají XML Schema a RELAX NG
Vyjadřovací síla těchto modelů, jejich nedostatky
viz http://www.xml.eom/lpt/a/2001/12/12/schemacompare.html
Nástroje na validaci XML dat modelovaných podle těchto standardů
Nástroje na validaci XML dat modelovaných podle těchto standardů
11