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Einfuhrung in XML
Seminar: XML in der Bioinformatik
Frank Schonmann
WS 2002/03
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Uberblick
• Entwicklung von XML
• Regeln und Eigenschaften von XML
• Document Type Definition (DTD)
• Vor- und Nachteile von XML
• XML in der Bioinformatik
• Zusammenfassung
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Motivation
• Praxis: WWW dient als Oberflache fur viele Informationssysteme
(Datenbanken, Warenkataloge, Mail-Archive)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Motivation
• Praxis: WWW dient als Oberflache fur viele Informationssysteme
(Datenbanken, Warenkataloge, Mail-Archive)
• reiche innere Struktur von Dokumenten geht jedoch durch Darstel-
lung mit HTML verloren
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Motivation
• Praxis: WWW dient als Oberflache fur viele Informationssysteme
(Datenbanken, Warenkataloge, Mail-Archive)
• reiche innere Struktur von Dokumenten geht jedoch durch Darstel-
lung mit HTML verloren
• Nutzung der Daten ist nicht mehr moglich, hochstens noch Cut &Paste des Textes
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Motivation
• Praxis: WWW dient als Oberflache fur viele Informationssysteme
(Datenbanken, Warenkataloge, Mail-Archive)
• reiche innere Struktur von Dokumenten geht jedoch durch Darstel-
lung mit HTML verloren
• Nutzung der Daten ist nicht mehr moglich, hochstens noch Cut &Paste des Textes
• Dies verhindert die Verwendung des Web als Plattform fur den
Informationsaustausch im großen Rahmen.
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Allgemeines
• Name: Extensible Markup Language (Erweiterbare Auszeichnungs-
sprache)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Allgemeines
• Name: Extensible Markup Language (Erweiterbare Auszeichnungs-
sprache)
• Universalkonzept zur Datenspeicherung
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Allgemeines
• Name: Extensible Markup Language (Erweiterbare Auszeichnungs-
sprache)
• Universalkonzept zur Datenspeicherung
• Aufteilung von Daten in Inhalt, Struktur und Layout
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Allgemeines
• Name: Extensible Markup Language (Erweiterbare Auszeichnungs-
sprache)
• Universalkonzept zur Datenspeicherung
• Aufteilung von Daten in Inhalt, Struktur und Layout
• Entwicklung des W3C (World Wide Web Consortium)
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XML und SGML
• Teilmenge von SGML (Standard Generalized Markup Language),
eine Sprache zur Dokumentenreprasentation, die Struktur von Do-
kumenten beschreibt (ISO-8879)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
XML und SGML
• Teilmenge von SGML (Standard Generalized Markup Language),
eine Sprache zur Dokumentenreprasentation, die Struktur von Do-
kumenten beschreibt (ISO-8879)
• XML ist weniger umfangreich, aber ahnlich leistungsfahig
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
XML und SGML
• Teilmenge von SGML (Standard Generalized Markup Language),
eine Sprache zur Dokumentenreprasentation, die Struktur von Do-
kumenten beschreibt (ISO-8879)
• XML ist weniger umfangreich, aber ahnlich leistungsfahig
• abschreckende SGML-Syntax wurde vereinfacht, komplexe und sel-
ten verwendete Eigenschaften von SGML entfernt
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
XML und SGML
• Teilmenge von SGML (Standard Generalized Markup Language),
eine Sprache zur Dokumentenreprasentation, die Struktur von Do-
kumenten beschreibt (ISO-8879)
• XML ist weniger umfangreich, aber ahnlich leistungsfahig
• abschreckende SGML-Syntax wurde vereinfacht, komplexe und sel-
ten verwendete Eigenschaften von SGML entfernt
• zum Vergleich: XML auf 33 Seiten formal definiert, SGML auf mehr
als 500
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Entwicklung von XML
1994 Tim Berners Lee grundet am MIT ein Entwickler-Forum un-
ter Leitung von Jon Bosak, um Definitionssprache fur Auszeich-
nungssprachen zu entwickeln. Zunachst gab es Konzepte, die SGML
außer Acht ließen, spater wurde XML selbst in SGML definiert
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Entwicklung von XML
1994 Tim Berners Lee grundet am MIT ein Entwickler-Forum un-
ter Leitung von Jon Bosak, um Definitionssprache fur Auszeich-
nungssprachen zu entwickeln. Zunachst gab es Konzepte, die SGML
außer Acht ließen, spater wurde XML selbst in SGML definiert
1996 auf der SGML 96 Conference (Boston) wird ein Erstentwurf fur
XML vorgestellt
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Entwicklung von XML
1994 Tim Berners Lee grundet am MIT ein Entwickler-Forum un-
ter Leitung von Jon Bosak, um Definitionssprache fur Auszeich-
nungssprachen zu entwickeln. Zunachst gab es Konzepte, die SGML
außer Acht ließen, spater wurde XML selbst in SGML definiert
1996 auf der SGML 96 Conference (Boston) wird ein Erstentwurf fur
XML vorgestellt
1998 erste sog. Empfehlung (Recommendation) des W3C fur XML;
danach Bemuhungen, XML zu etablieren und wichtige, bestehende
Auszeichnungssprachen (z. B. HTML) in XML zu definieren
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Bekannte XML-Anwendungen
• XHTML: Neudefinition von HTML (ursprunglich in SGML definiert)
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Bekannte XML-Anwendungen
• XHTML: Neudefinition von HTML (ursprunglich in SGML definiert)
<?xml version="1.0" encoding="iso-8859-1" ?><!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd"><html><head><title>Einfache (X)HTML-Seite</title></head><body><h1>Uberschrift</h1><img alt="Bild" src="bild.png" /><hr /></body></html>
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Bekannte XML-Anwendungen
• MathML: Mathematische Formelsprache
(1998: MathML 1.0, 2001: MathML 2.0)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Bekannte XML-Anwendungen
• MathML: Mathematische Formelsprache
(1998: MathML 1.0, 2001: MathML 2.0)
<msup><mfenced>
<mi>a</mi> <mo>+</mo> <mi>b</mi></mfenced><mn>2</mn>
</msup>
entspricht der Formel: (a + b)2
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Bekannte XML-Anwendungen
• CML: Chemical Markup Language
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Bekannte XML-Anwendungen
• CML: Chemical Markup Language
• BSML: Bioinformatic Sequence Markup LanguageSpeicherung von Sequenzdaten (DNA, RNA, Proteine), Struktur
und Informationsgehalt ahnlich zu EMBL, GenBank oder DDBJ
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Bekannte XML-Anwendungen
• CML: Chemical Markup Language
• BSML: Bioinformatic Sequence Markup LanguageSpeicherung von Sequenzdaten (DNA, RNA, Proteine), Struktur
und Informationsgehalt ahnlich zu EMBL, GenBank oder DDBJ
• BioML: Biopolymer Markup Language
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Allgemeines
• XML-Dokument besteht immer aus einer Instanz und u. U. einer
DTD (Document Type Definition)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Allgemeines
• XML-Dokument besteht immer aus einer Instanz und u. U. einer
DTD (Document Type Definition)
• DTD: eine Definition, in der Tags und ihre erlaubte Schachtelung
vereinbart werden
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Allgemeines
• XML-Dokument besteht immer aus einer Instanz und u. U. einer
DTD (Document Type Definition)
• DTD: eine Definition, in der Tags und ihre erlaubte Schachtelung
vereinbart werden
• Instanz: eine XML-Datei, die sich an die vereinbarten Regeln halt
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Allgemeines
• XML-Datei beginnt mit einer processing instruction, der XML-
Deklaration (zur Unterscheidung von XML- und SGML-Instanzen)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Allgemeines
• XML-Datei beginnt mit einer processing instruction, der XML-
Deklaration (zur Unterscheidung von XML- und SGML-Instanzen)
• zur Verwendung einer DTD benotigt man eine document typedeclaration
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Allgemeines
• XML-Datei beginnt mit einer processing instruction, der XML-
Deklaration (zur Unterscheidung von XML- und SGML-Instanzen)
• zur Verwendung einer DTD benotigt man eine document typedeclaration
<?xml version="1.0" ?><!DOCTYPE dtdname SYSTEM "dtdname.dtd">
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
• Tags werden als benannte Klammern verwendet, um den Inhalt in
Elemente zu gliedern
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
• Tags werden als benannte Klammern verwendet, um den Inhalt in
Elemente zu gliedern
<name>Hans Muller</name>
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
• Tags werden als benannte Klammern verwendet, um den Inhalt in
Elemente zu gliedern
<name>Hans Muller</name>
• Starttag (<name>) kennzeichnet den Beginn, ein Endtag (</name>)das Ende eines Elements.
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
• jedes offnende Tag muss auch wieder mit einem Endtag geschlossen
werden: <tag>Inhalt</tag>
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
• jedes offnende Tag muss auch wieder mit einem Endtag geschlossen
werden: <tag>Inhalt</tag>
• Alternative Syntax fur Tags ohne Inhalt: <tag/> oder <tag />
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
• jedes offnende Tag muss auch wieder mit einem Endtag geschlossen
werden: <tag>Inhalt</tag>
• Alternative Syntax fur Tags ohne Inhalt: <tag/> oder <tag />
• Elementnamen durfen nicht mit der Zeichenfolge xml und nicht mit
Ziffern beginnen; sie durfen keine =-Zeichen und keine Leerzeichen
enthalten
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
• durch Schachtelung von Elementen ergibt sich eine Baumstruktur
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
• durch Schachtelung von Elementen ergibt sich eine Baumstruktur
• innere Knoten drucken die Struktur aus, Blatter den Inhalt und
Elemente mit leerem Inhaltsmodell
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
• durch Schachtelung von Elementen ergibt sich eine Baumstruktur
• innere Knoten drucken die Struktur aus, Blatter den Inhalt und
Elemente mit leerem Inhaltsmodell
<person><name>Hans Muller</name><email>[email protected]</email><birthday> <day>21</day><month>03</month><year>1970</year> </birthday>
</person>
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Tags
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Kommentare
• Kommentare konnen beliebigen Text enthalten
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Kommentare
• Kommentare konnen beliebigen Text enthalten
• beginnen mit der Zeichenfolge <!-- und enden mit -->
• Kommentar durfen nicht geschachtelt werden
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Kommentare
• Kommentare konnen beliebigen Text enthalten
• beginnen mit der Zeichenfolge <!-- und enden mit -->
• Kommentar durfen nicht geschachtelt werden
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Attribute
• Tags konnen mit Attributen versehen werden, durch die sich die
Funktion des Tags in der Dokumentinstanz weiter spezialisieren
lasst
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Attribute
• Tags konnen mit Attributen versehen werden, durch die sich die
Funktion des Tags in der Dokumentinstanz weiter spezialisieren
lasst
• Attribute sind Name-/Wert-Paare
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Attribute
• Tags konnen mit Attributen versehen werden, durch die sich die
Funktion des Tags in der Dokumentinstanz weiter spezialisieren
lasst
• Attribute sind Name-/Wert-Paare
• Werte mussen in Anfuhrungszeichen stehen (’ oder ")
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Beispiel
<?xml version="1.0"?><!DOCTYPE contacts SYSTEM "contacts.dtd">
<contacts type="private" desc="Personliches Addressbuch"><person id="42">
<name>Hans Muller</name><email>[email protected]</email><birthday>
<day>21</day><month>03</month><year>1970</year></birthday>
</person></contacts>
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Zeichensatze
• Groß- und Kleinschreibung werden unterschieden
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Zeichensatze
• Groß- und Kleinschreibung werden unterschieden
• Internationalisierung: alle Zeichen des Unicode-Standards (offizielle
Implementierung von ISO-10646) sind erlaubt
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Zeichensatze
• Groß- und Kleinschreibung werden unterschieden
• Internationalisierung: alle Zeichen des Unicode-Standards (offizielle
Implementierung von ISO-10646) sind erlaubt
• dadurch ist XML z. B. auch fur asiatische Sprachen geeignet
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Sonderzeichen
• XML-Sonderzeichen mussen zur Verwendung im normalen Text
maskiert werden:
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Sonderzeichen
• XML-Sonderzeichen mussen zur Verwendung im normalen Text
maskiert werden:
< <
> >
& &
" "
’ '
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Bezeichnungen
• well formed : Regeln fur XML werden eingehalten:
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Bezeichnungen
• well formed : Regeln fur XML werden eingehalten:
? XML-Deklaration (processing instruction)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Bezeichnungen
• well formed : Regeln fur XML werden eingehalten:
? XML-Deklaration (processing instruction)
? mindestens ein Datenelement
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Bezeichnungen
• well formed : Regeln fur XML werden eingehalten:
? XML-Deklaration (processing instruction)
? mindestens ein Datenelement
? genau ein außerstes Element
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Bezeichnungen
• well formed : Regeln fur XML werden eingehalten:
? XML-Deklaration (processing instruction)
? mindestens ein Datenelement
? genau ein außerstes Element
• valid : Dokument ist wohlgeformt und genugt zusatzlich den Regeln
einer DTD
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Regeln und Eigenschaften: Bezeichnungen
• well formed : Regeln fur XML werden eingehalten:
? XML-Deklaration (processing instruction)
? mindestens ein Datenelement
? genau ein außerstes Element
• valid : Dokument ist wohlgeformt und genugt zusatzlich den Regeln
einer DTD
⇒ Dokumente ohne DTD sind moglich
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Allgemeines
• Document Type Definition
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Allgemeines
• Document Type Definition
• formale Grammatik, die eine bestimmte XML-Sprache definiert
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Allgemeines
• Document Type Definition
• formale Grammatik, die eine bestimmte XML-Sprache definiert
• definiert werden Namen der in Dokumentinstanzen erlaubten At-
tribute, Entitaten sowie Tags und ihre mogliche Schachtelung (In-
haltsmodell)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Allgemeines
• Document Type Definition
• formale Grammatik, die eine bestimmte XML-Sprache definiert
• definiert werden Namen der in Dokumentinstanzen erlaubten At-
tribute, Entitaten sowie Tags und ihre mogliche Schachtelung (In-
haltsmodell)
• nur Syntax, keine semantische Aussage
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Allgemeines
• Document Type Definition
• formale Grammatik, die eine bestimmte XML-Sprache definiert
• definiert werden Namen der in Dokumentinstanzen erlaubten At-
tribute, Entitaten sowie Tags und ihre mogliche Schachtelung (In-
haltsmodell)
• nur Syntax, keine semantische Aussage
• besonderer Tag: Dokumenttyp; tragt den selben Namen wie die
Sprache und dient als Startsymbol
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell
• Bestandteile der Grammatik:
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell
• Bestandteile der Grammatik:
? andere Tags (⇒ Baumstruktur)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell
• Bestandteile der Grammatik:
? andere Tags (⇒ Baumstruktur)
? #PCDATA (parseable character data, d. h. die gultigen Zeichen
des Alphabets)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell
• Bestandteile der Grammatik:
? andere Tags (⇒ Baumstruktur)
? #PCDATA (parseable character data, d. h. die gultigen Zeichen
des Alphabets)
? EMPTY: leeres Inhaltsmodell
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell
• Bestandteile der Grammatik:
? andere Tags (⇒ Baumstruktur)
? #PCDATA (parseable character data, d. h. die gultigen Zeichen
des Alphabets)
? EMPTY: leeres Inhaltsmodell
? ANY: beliebiges Inhaltsmodell
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell
• Bestandteile der Grammatik:
? andere Tags (⇒ Baumstruktur)
? #PCDATA (parseable character data, d. h. die gultigen Zeichen
des Alphabets)
? EMPTY: leeres Inhaltsmodell
? ANY: beliebiges Inhaltsmodell
• Verknupfung dieser Elemente durch Operatoren
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell-Operatoren
, notwendig Elemente in fester Reihenfolge
![Page 71: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/71.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell-Operatoren
, notwendig Elemente in fester Reihenfolge
| alternative Elemente
![Page 72: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/72.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell-Operatoren
, notwendig Elemente in fester Reihenfolge
| alternative Elemente
? optionale Elemente
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell-Operatoren
, notwendig Elemente in fester Reihenfolge
| alternative Elemente
? optionale Elemente
+ 1 . . . n Wiederholungen
![Page 74: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/74.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell-Operatoren
, notwendig Elemente in fester Reihenfolge
| alternative Elemente
? optionale Elemente
+ 1 . . . n Wiederholungen
* 0 . . . n Wiederholungen
![Page 75: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/75.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Inhaltsmodell-Operatoren
, notwendig Elemente in fester Reihenfolge
| alternative Elemente
? optionale Elemente
+ 1 . . . n Wiederholungen
* 0 . . . n Wiederholungen
() Klammerung von Ausdrucken
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Einfaches Beispiel
<!ELEMENT contacts (person*)>
<!ELEMENT person (name, email*, birthday?)>
<!ELEMENT name (#PCDATA)><!ELEMENT email (#PCDATA)>
<!ELEMENT birthday (year, month, day)>
<!ELEMENT year (#PCDATA)><!ELEMENT month (#PCDATA)><!ELEMENT day (#PCDATA)>
![Page 77: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/77.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Attribute
• fur jedes Element lassen sich erlaubte Attribute angeben
![Page 78: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/78.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Attribute
• fur jedes Element lassen sich erlaubte Attribute angeben
• jedem Attribut ist ein Typ zugeordnet: CDATA, ID, IDREF/IDREFS,Liste von Werten
![Page 79: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/79.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Attribute
• fur jedes Element lassen sich erlaubte Attribute angeben
• jedem Attribut ist ein Typ zugeordnet: CDATA, ID, IDREF/IDREFS,Liste von Werten
• Attribute sind optional, obligatorisch oder konstant: #IMPLIED,#REQUIRED, #FIXED Wert, Standardwert
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Beispiel mit Attributen
<!ELEMENT contacts (person*)><!ATTLIST contacts
type (private|work) #IMPLIEDdesc CDATA>
<!ELEMENT person (name, email*, birthday?)><!ATTLIST person id ID #REQUIRED>
<!ELEMENT name (#PCDATA)><!ELEMENT email (#PCDATA)><!ELEMENT birthday (year, month, day)><!ELEMENT year (#PCDATA)><!ELEMENT month (#PCDATA)><!ELEMENT day (#PCDATA)>
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Entitaten
• mit Entitaten (entities) lassen sich Kurzel definieren, die spater in
der DTD oder der XML-Instanz verwendet werden konnen
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Entitaten
• mit Entitaten (entities) lassen sich Kurzel definieren, die spater in
der DTD oder der XML-Instanz verwendet werden konnen
• Entitaten als Textbausteine: Makros zur Verwendung im XML-
Dokument mit &entityname; (z. B. Umlaute in XHTML)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Entitaten
• mit Entitaten (entities) lassen sich Kurzel definieren, die spater in
der DTD oder der XML-Instanz verwendet werden konnen
• Entitaten als Textbausteine: Makros zur Verwendung im XML-
Dokument mit &entityname; (z. B. Umlaute in XHTML)
• parameter entities: Makros zur Verwendung in der DTD
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
DTD: Beispiel fur Entitaten
<!ENTITY xml "Extensible Markup Language"><!ENTITY auml "ä"><!ENTITY % bool "(true|false)">
<!ELEMENT person (name, email*, birthday?)><!ATTLIST person
id ID #REQUIREDpremiumcustomer %bool; "false"
><!ELEMENT birthday (year, month, day)><!ATTLIST birthday
sendgreeting %bool; #IMPLIED>
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Standardisierung:
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Standardisierung:
? wichtiger Schritt durch Standardisierung von XML selbst
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Standardisierung:
? wichtiger Schritt durch Standardisierung von XML selbst
? bisherige Datenformate in der Bioinformatik sind proprietar
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Standardisierung:
? wichtiger Schritt durch Standardisierung von XML selbst
? bisherige Datenformate in der Bioinformatik sind proprietar
• Offenheit:
![Page 89: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/89.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Standardisierung:
? wichtiger Schritt durch Standardisierung von XML selbst
? bisherige Datenformate in der Bioinformatik sind proprietar
• Offenheit:
? es entstehen leicht durchschaubare Auszeichnungssprachen, die
von vielen genutzt werden konnen
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Standardisierung:
? wichtiger Schritt durch Standardisierung von XML selbst
? bisherige Datenformate in der Bioinformatik sind proprietar
• Offenheit:
? es entstehen leicht durchschaubare Auszeichnungssprachen, die
von vielen genutzt werden konnen
? DTD definiert Syntax
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Einfachheit:
![Page 92: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/92.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Einfachheit:
? schnelle Validierung durch einfache aber strenge Syntax
![Page 93: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/93.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Einfachheit:
? schnelle Validierung durch einfache aber strenge Syntax
? einfache Transformation in anderes Zielformat (XSL-FO, XSLT)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Einfachheit:
? schnelle Validierung durch einfache aber strenge Syntax
? einfache Transformation in anderes Zielformat (XSL-FO, XSLT)
? einfache Anderungen durch lesbares Textformat
(content scalability)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Einfachheit:
? schnelle Validierung durch einfache aber strenge Syntax
? einfache Transformation in anderes Zielformat (XSL-FO, XSLT)
? einfache Anderungen durch lesbares Textformat
(content scalability)
• Standardisierte Verarbeitungsmodelle:
![Page 96: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/96.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Einfachheit:
? schnelle Validierung durch einfache aber strenge Syntax
? einfache Transformation in anderes Zielformat (XSL-FO, XSLT)
? einfache Anderungen durch lesbares Textformat
(content scalability)
• Standardisierte Verarbeitungsmodelle:
? SAX-Parser: ereignis-basierter Parser
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Einfachheit:
? schnelle Validierung durch einfache aber strenge Syntax
? einfache Transformation in anderes Zielformat (XSL-FO, XSLT)
? einfache Anderungen durch lesbares Textformat
(content scalability)
• Standardisierte Verarbeitungsmodelle:
? SAX-Parser: ereignis-basierter Parser
? DOM-Parser: Operationen auf dem XML-Baum
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Internet-Orientierung:
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Internet-Orientierung:
? reichhalte Fahigkeiten zur Verlinkung von Daten sind moglich
(Entities, XLL)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vorteile
• Internet-Orientierung:
? reichhalte Fahigkeiten zur Verlinkung von Daten sind moglich
(Entities, XLL)
? direkte Einbettung von Daten an anderen Adressen
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Daten-Overhead:
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Daten-Overhead:
? durch textbasiertes Format großerer Speicherbedarf
(25% bis 70%)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Daten-Overhead:
? durch textbasiertes Format großerer Speicherbedarf
(25% bis 70%)
? hohere Ubertragungsmenge
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Daten-Overhead:
? durch textbasiertes Format großerer Speicherbedarf
(25% bis 70%)
? hohere Ubertragungsmenge
• Fehlende Skalierbarkeit:
![Page 105: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/105.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Daten-Overhead:
? durch textbasiertes Format großerer Speicherbedarf
(25% bis 70%)
? hohere Ubertragungsmenge
• Fehlende Skalierbarkeit:
? schlechte Performance bei Datenhaltung
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Daten-Overhead:
? durch textbasiertes Format großerer Speicherbedarf
(25% bis 70%)
? hohere Ubertragungsmenge
• Fehlende Skalierbarkeit:
? schlechte Performance bei Datenhaltung
? mogliche Abhilfe durch Kombination mit Datenbanken
(XML als Input/Output)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Limitierte Modellierungsfahigkeiten:
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Limitierte Modellierungsfahigkeiten:
? beschrankte Datentypisierung: fast nur Strings, keine Zahlen,
Tabellen, Matrizen, . . .
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Limitierte Modellierungsfahigkeiten:
? beschrankte Datentypisierung: fast nur Strings, keine Zahlen,
Tabellen, Matrizen, . . .
? kein Mechanismus zur Beschreibung von Beziehungen zwischen
Elementen (Nachbildung durch ID und IDREF moglich)
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Nachteile
• Limitierte Modellierungsfahigkeiten:
? beschrankte Datentypisierung: fast nur Strings, keine Zahlen,
Tabellen, Matrizen, . . .
? kein Mechanismus zur Beschreibung von Beziehungen zwischen
Elementen (Nachbildung durch ID und IDREF moglich)
? mogliche Abhilfe mit XML Schema
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
XML in der Bioinformatik
• Daten benotigen eine komplexe Modellierung und es gibt viele
verschiedene Datentypen
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Einfuhrung in XML Frank Schonmann
XML in der Bioinformatik
• Daten benotigen eine komplexe Modellierung und es gibt viele
verschiedene Datentypen
• es entstehen haufig neue Arten von Daten
![Page 113: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/113.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
XML in der Bioinformatik
• Daten benotigen eine komplexe Modellierung und es gibt viele
verschiedene Datentypen
• es entstehen haufig neue Arten von Daten
• Daten werden haufig aktualisiert und von Wissenschaftlern stark
ubers Internet verbreitet
![Page 114: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/114.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
XML in der Bioinformatik
• verschiedene Typen von Benutzern (Biologen, Programmierer, . . . )
brauchen Zugriff auf die Daten
![Page 115: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/115.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
XML in der Bioinformatik
• verschiedene Typen von Benutzern (Biologen, Programmierer, . . . )
brauchen Zugriff auf die Daten
• momentane Situation: bestehende Datenbanken mit uneinheitli-
chem Format; Daten sind mehrfach vorhanden und nur schwach
oder gar nicht miteinander verknupft
![Page 116: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/116.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
XML in der Bioinformatik
• verschiedene Typen von Benutzern (Biologen, Programmierer, . . . )
brauchen Zugriff auf die Daten
• momentane Situation: bestehende Datenbanken mit uneinheitli-
chem Format; Daten sind mehrfach vorhanden und nur schwach
oder gar nicht miteinander verknupft
⇒ Vorteile von XML decken diese Aspekte ab, die meisten genannten
Nachteile lassen sich umgehen
![Page 117: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/117.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vergleich von Losungen
XML-Format Feld/Wert (OO)DBMS
Ausdruckskraft ** * ****
Modellierungsfahigkeit ** * ****
Selbstbeschreibbarkeit ja nein ja
Abfragesprache ja nein ja
Flexibilitat **** * ****
Einfachheit **** **** **
Skalierbarkeit ** * ****
Kompatibilitat **** * ***
![Page 118: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/118.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Vergleich von Losungen
XML-Format Feld/Wert (OO)DBMS
Ausdruckskraft ** * ****
Modellierungsfahigkeit ** * ****
Selbstbeschreibbarkeit ja nein ja
Abfragesprache ja nein ja
Flexibilitat **** * ****
Einfachheit **** **** **
Skalierbarkeit ** * ****
Kompatibilitat **** * ***
• (OO)DBMS zur Datenverwaltung, XML als Schnittstelle
![Page 119: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/119.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Zusammenfassung
• benotigt werden einheitliche XML-Formate fur biologische Zwecke
![Page 120: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/120.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Zusammenfassung
• benotigt werden einheitliche XML-Formate fur biologische Zwecke
• XML als Schnittstelle geeignet (z. B. standardisierter Austausch
zwischen Programmen)
![Page 121: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/121.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Zusammenfassung
• benotigt werden einheitliche XML-Formate fur biologische Zwecke
• XML als Schnittstelle geeignet (z. B. standardisierter Austausch
zwischen Programmen)
• zur Datenverwaltung zu langsam und wenig skalierbar
![Page 122: Einfuhrung in XML¨ - Technische Fakultät · PDF fileEinfuhrung in XML¨ Frank Schonmann¨ Motivation • Praxis: WWW dient als Oberfl¨ache f¨ur viele Informationssysteme (Datenbanken,](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022051523/5a79359f7f8b9af91c8b8811/html5/thumbnails/122.jpg)
Einfuhrung in XML Frank Schonmann
Zusammenfassung
• benotigt werden einheitliche XML-Formate fur biologische Zwecke
• XML als Schnittstelle geeignet (z. B. standardisierter Austausch
zwischen Programmen)
• zur Datenverwaltung zu langsam und wenig skalierbar
• Problem der Modellierungsfahigkeit bleibt bestehen, lasst sich aber
moglicherweise durch XML Schema losen