Hasso-Plattner-Institut Potsdam Operating Systems and Middleware Group at HPI University of Potsdam, Germany
Operating Systems and Middleware Group at HPI

Datenorientiertes XML

Wintersemester 06/07

Martin v. Löwis

Ab sofort ist Altovas "XML Spy" auf Rechnern im Raum C-E.4 installiert, und zwar auf den drei der Tafel nächsten, sowie auf dem Rechner unmittelbar rechts neben der Tür.

Die Prüfungen finden am 23.2. und 10.4.2007 im Raum A-2.1 statt.

Mit der Sprache XML die Basissyntax für eine Familie von Sprachen gelegt, die sich leicht definieren automatisch verarbeiten lassen. Aus diesem Grund ersetzt XML in der Entwicklung von Komponentensystemen zunehmend "traditionelle" Sprachen. In der Vorlesung werden zum einen die Anwendungsgebiete (zusammen mit konkreten XML-Vokubularen), zum anderen die Techniken zur Verarbeitung von XML vorgestellt.

Literatur

  • Harold, Means: XML in a Nutshell, O'Reilly 2003
  • van der Vlist: XML Schema, O'Reilly 2002
  • Drake, Jones: Python & XML, O'Reilly 2001
  • W3C: Extensible Markup Language (XML) 1.0, W3C 2000
  • W3C: XML Schema Specifications, W3C
  • Unicode Consortium: Unicode character database (Übersicht)

Vorlesungen

  1. Course Overview (16.10.2006 14:44:28)
  2. XML Syntax (16.10.2006 14:57:08)
  3. Document Types (08.11.2006 16:19:12)
  4. Character Sets (15.11.2006 11:15:48)
  5. Namespaces (15.11.2006 11:14:07)
  6. Parser Interfaces: SAX (24.11.2006 11:28:47)
  7. Parser Interfaces: DOM (24.11.2006 11:27:39)
  8. XPath (01.12.2006 16:54:55)
  9. XSLT (08.12.2006 16:40:41)
  10. Bits and Pieces (08.12.2006 16:41:10)
  11. XML Infoset (08.12.2006 16:41:46)
  12. XML Schema (Part 1) (08.12.2006 16:42:26)
  13. XML Schema (Part 2) (15.12.2006 17:55:09)
  14. XML Schema (Part 3) (15.12.2006 17:56:36)
  15. Other Schema Languages (20.12.2006 15:11:28)
  16. XML Protocols: XML-RPC (22.01.2007 13:51:42)
  17. XML Protocols: SOAP (22.01.2007 13:52:16)
  18. The Good, The Bad and The Ugly: WS-* Specifications for SOA (19.01.2007 13:00:39)
  19. XQuery (10.01.2007 16:21:27)
  20. MOF Tutorial
  21. Meta-Object Facility: Meta Classes (02.02.2007 17:33:49)
  22. XMI Presentation
  23. XML Signature and Encryption (02.02.2007 17:34:08)

Übungsaufgaben

1. Aufgabe

Abgabetermin: 2. November

  1. Finden Sie 3 HTML-Dokumente auf einem HPI-Webserver(*.hpi.uni-potsdam.de), die kein well-formed XML sind. Geben Sie für jedes Dokument ein Fragment an, welches die XML-Syntax verletzt, sowie die XML- Syntaxregel, die verletzt wird.
  2. Finden Sie 2 Dokumente auf dem HPI-Webserver, die zwar well-formed aber nicht valid XML sind. Geben Sie wiederum ein Fragment des Dokuments an sowie das validity constraint, welches von diesem Dokument verletzt wird.
  3. Definieren Sie einen Dokumenttyp, der zur Beschreibung einer Menge von Studenten verwendet werden kann, für die ihr Name, ihre Matrikelnummer sowie die Menge der von ihnen besuchten Lehrveranstaltungen bekannt ist. Bilden Sie weiterhin ein Dokument, dass diesem Typ entspricht.

2. Aufgabe

Abgabetermin: 16. November

Gegeben ist in allen Teilaufgaben die Datei All.xml (basierend auf All.dtd, komprimiert in All.zip), die die Klassenbibliothek von ECMA .NET definiert.
  1. Entwickeln Sie eine SAX-Anwendung (in einer Programmiersprache Ihrer Wahl), die die Zahl aller Klassen (Element Type) ermittelt.
  2. Entwickeln Sie eine SAX-Anwendung (evtl. in Erweiterung der Lösung von Teil a), die den Namen der Klasse mit den meisten Methoden (Member-Elemente mit dem MemberType "Method") ermittelt.
  3. Entwickeln Sie eine SAX-Anwendung, die für jede Klasse eines Pakets (etwa Library="Reflection") eine HTML-Seite generiert wird, in der der Name der Klasse, die Namen der Basisklassen sowie die Docs-Element-Dokumentation aufgeführt wird; die Basisklassennamen sollten Hyperlinks auf die Seiten der Basisklassen sein.

3. Aufgabe

Abgabetermin: 7. Dezember

Lösen Sie die gleichen Teilaufgaben wie in Aufgabe 2, jedoch unter Verwendung einer DOM-Implementierung. Sollte die DOM-Implementierung die Auswertung von XPath-Ausdrücken unterstützen, können Sie davon Gebrauch machen; ansonsten sind nur Standard-DOM-Operationen erlaubt (Level 1 bis 3).
Achten Sie in Teilaufgabe c) darauf, keine ungültigen Links auf Basisklassen zu generieren (generieren Sie also lediglich den Klassennamen der Basisklasse, falls die HTML-Seite für die Basisklasse nicht ebenfalls im gleichen Generierungslauf erzeugt wird).

3. Aufgabe: Alternativaufgabe

Gegeben ist in allen Teilaufgaben die Datei ad-2001-02-03.xml, die das XML-Modell für CWM (Common Warehouse Metamodel) definiert.
  1. Entwickeln Sie eine DOM-Anwendung (in einer Programmiersprache Ihrer Wahl), die die Zahl aller Klassen (Element Model:Class) ermittelt.
  2. Entwickeln Sie eine DOM-Anwendung (evtl. in Erweiterung der Lösung von Teil a), die den Namen der Klasse mit den meisten Attributen (Member-Elemente Model:Attribute) ermittelt.
  3. Entwickeln Sie eine DOM-Anwendung, die für jede Klasse eines ausgewählten Pakets (etwa Model:Package name="Instance") eine HTML-Seite generiert wird, in der der Name der Klasse, die Namen der Basisklassen (referenziert über supertypes=) sowie das Attribut annotation aufgeführt wird; die Basisklassennamen sollten Hyperlinks auf die Seiten der Basisklassen sein.

4. Aufgabe

Abgabetermin: 21. Dezember

Lösen Sie die gleichen Teilaufgabe wie in (einer Alternative von) Aufgabe 2, jedoch unter Verwendung von XSLT. Verwenden Sie keine Prozessorerweiterungen, mit Ausnahme von Erweiterungen zur Ausgabe mehrerer Dateien; Funktionalitäten der Vorabversion von XSLT 2 dürfen ebenfalls verwendet werden. Teilaufgabe c) wird wie folgt erweitert:
  • Generieren Sie neben den Dateien für die einzelnen Klassen auch Indexdateien
  • Generieren Sie in die Dateien auch Angaben über Attribute (Model:Attribute, MemberType Field), Referenzen (Model:Reference), Properties (MemberType Property), etwa in tabellarischer Form. Geben Sie wenigstens jeweils den Namen sowie den Typnamen aus.
  • Achten Sie bei der Übertragung von see-Elementen auf eine geeignete Übertragung in HTML, und sorgen Sie für die Beibehaltung der Formatierung von code-Elementen.

5. Aufgabe

Abgabetermin: 18. Januar

  1. Erläutern Sie die Begriffe schema component, ur-type, particle, initial value, normalized value, assessment, strict assessment, lax assessment, valid restriction sowie PSVI im Zusammenhang mit XML Schema.
  2. Definieren Sie ein XML Schema für All.xml, welches als gültige Dokumente nur Dokumente erlaubt, die auch der DTD folgen und zusätzlich folgende Einschränkungen enthält:
    • Klassennamen sind Bezeichner.
    • Die Basisklassen und die implementierten Interfaces müssen im gleichen Dokument definiert sein.
    • Der Wert des Excluded-Elements muss 0 oder 1 sein.
  3. Definieren Sie ein Schema für Dokumente entsprechend Aufgabe 1c). Definieren Sie für eine Programmiersprache Ihrer Wahl Klassen, die Werte dieses Schemas aufnehmen können. Implementieren Sie (unter Verwendung von Werkzeugen Ihrer Wahl) einen Parser, der ein Schema-konformes Dokument einliest und daraus ein Objekt der zuvor definierten Klassen erzeugt.

6. Aufgabe

Abgabetermin: 1. Februar

Entwickeln Sie einen Klienten für den Fortune Web Service (Dokumentation). Ermitteln Sie, welche SOAP-Nachrichten ausgetauscht werden, und vergleichen Sie diese mit der WSDL-Spezifikation.