Для всех примеров ниже использован стандарт языка XSL. Широко применяется также более современная модификация этого стандарта - язык XSLT , детальнее про который можно прочитать в \xml\XSLTutorial или MSDN.

Рассмотрим простой пример XML-файла (ex01.xml). Этот и остальные примеры можно найти в папке \xml\ XSLTForBeginers на диске.

Если мы откроем этот файл в браузере Internet Explorer, то увидим тот же самый текст, который приведен выше, вместе со всеми тегами и служебной информацией. Но нам не нужны теги и служебная информация! Мы хотим видеть только ту информацию, которая относится к делу, а при помощи тегов - управлять внешним видом этой информации. Эта задача решается легко и просто: необходимо к XML-файлу добавить шаблон преобразования - XSL-файл.

Перепишем наш XML-файл в следующем виде (ex01-1.xml).

И создадим XSL-файл ex01-1.xsl. Текст файла приведен ниже.

Если мы теперь откроем файл ex01-1.xsl в браузере Internet Explorer, то мы увидим, что наша задача решена, - на экране осталась только необходимая нам информация, все теги исчезли. Результат, который вы получите на экране браузера, приведен ниже.

"Заметки об XSL"

Легко также увидеть, что порядок вывода строк у нас определяется только содержанием шаблона преобразования - XSL-файла. При необходимости шаблон можно легко поменять, абсолютно не меняя наш основной XML-файл.

Перепишем XML-файл. Информационную часть изменять не будем, а шаблон укажем другой ex01-2.xml.

Создадим XSL-файл ex01-2.xsl. Текст файла приведен ниже.

Если мы теперь откроем файл ex01-2.xsl в браузере Internet Explorer, то результат будет другим.

"Заметки об XSL"

Отметим теперь момент, который является ключевым для разработчиков баз данных. Информация в XML-странице появляется, как правило, в результате запроса к базе данных. Запрос к базе данных в многопользовательской среде - это весьма дорогостоящая операция. Предположим теперь, что у нас нет XML и мы формируем стандартные статические HTML-страницы. В этом случае для решения задачи простого преобразования внешнего представления информации, например, для изменения сортировки, у нас есть два способа решения проблемы: выполнить запрос и сохранить результаты в каком-либо временном буфере на сервере или каждый раз при изменении внешнего представления выполнять новый запрос и формировать HTML-страницу заново.

Первый способ требует трудоемкого программирования, второй способ значительно увеличивает нагрузку на сервер базы данных, производительность которого часто является узким местом системы, - пользователю всегда хочется получать результаты быстрее.

XML и XSL - это исчерпывающее решение описанной выше проблемы. Фактически XML-страница - это и есть временный буфер для результатов запросов. Только вместо нестандартного и трудоемкого программирования мы теперь используем стандартный механизм XSL.

Есть и еще одно соображение, которое может быть существенным для разработчиков баз данных. Большинство современных СУБД могут форматировать результаты запроса к базе данных в виде XML-файла. То есть при построении интерфейса пользователя в рамках технологии XML и XSL мы добиваемся определенной независимости от поставщика СУБД. В части организации вывода - практически полной независимости. А эта часть весьма велика в большинстве прикладных систем, ориентированных на работу с базами данных. Конечно, помимо вывода есть еще ввод и серверная обработка бизнес-логики, но здесь вам придется искать какие-то иные решения.

Первые шаги

Разберем теперь более подробно первый пример. Напомним его текст.

Первая строка информирует браузер о том, что файл имеет формат XML. Атрибут version является обязательным. Атрибут encoding не является обязательным, но если у вас в тексте есть русские буквы, то необходимо вставить этот атрибут, в противном случае XML-файл просто не будет обрабатываться, - вы получите сообщение об ошибке.

Следующие строки - это тело XML-файла. Оно состоит из элементов, которые в совокупности образуют древовидную структуру. Элементы идентифицируются тегами и могут быть вложены друг в друга.

Элементы могут иметь атрибуты, значения которых тоже могут обрабатываться в соответствии с шаблоном.

На верхнем уровне XML-файла всегда находится один элемент. То есть файл вида

не будет обрабатываться браузером. Для преобразования в корректный XML-файл нужно добавить теги элемента верхнего уровня, например

Отметим, что имена тегов чувствительны к регистру символов. Подробнее об этом можно прочесть в любой книге по XML - элементам и атрибутам в этих книгах уделяется достаточно большое внимание.

Перейдем теперь к шаблону преобразования - к XSL-файлу. Задача XSL-файла - преобразовать дерево XML-файла в другое дерево, которое, например, будет соответствовать формату HTML и может быть изображено на экране браузера с учетом форматирования, выбора шрифтов и т. п.

Для того, чтобы браузер выполнил необходимое преобразование, нужно в XML-файле указать ссылку на XSL-файл

Рассмотрим теперь текст XSL-файла

Первая строка файла содержит тег элемента xsl:stylesheet. Атрибуты элемента - номер версии и ссылка на пространство имен. Эти атрибуты элемента xsl:stylesheet являются обязательными. В нашем случае пространство имен - это все имена элементов и их атрибутов, которые могут использоваться в XSL-файле. Для XSL-файлов ссылка на пространство имен является стандартной.

Заметим, что XSL-файл является одной из разновидностей XML-файлов. Он не содержит пользовательских данных, но формат его тот же самый. Файл содержит элемент верхнего уровня xsl:stylesheet, а далее идет дерево правил преобразования.

В настоящем документе мы не будем подробно пояснять, что означает каждый элемент XSL-файла. Мы будем приводить различные примеры и показывать результат в каждом примере, что даст возможность самостоятельно сопоставить различные элементы XSL-файла и инициируемые этими элементами преобразования исходного XML-файла с пользовательской информацией. Заметьте также, что значение атрибута select и подобных со смыслом «выбрать» записывается на специальном языке XPath , о котором можно прочитать в кратце на диске \xml\XPathTutorial, а подробнее в MSDN.

В дальнейшем тексты XML - и XSL-файлов мы будем приводить в черно-белом варианте. Вы всегда сможете открыть реальный файл и посмотреть все в цвете. При необходимости закомментируйте ссылку на XSL-файл. Синтаксис комментария следующий - . В текст комментария нельзя вставлять символы --.

В первом примере мы посмотрели, как с помощью элемента xsl:value-of можно вывести в HTML-формате содержание элемента (текст, заключенный между тегами). Теперь мы посмотрим, как при помощи того же самого элемента можно вывести значение атрибута элемента.

Рассмотрим следующий XML-файл ex02-1.xml

В последнее время аббревиатура «XML» все чаще встречается в статьях, книгах и разговорах профессионалов (и дилетантов). Многое уже было сказано, и многое еще будет сказано об этой универсальной технологии. Основная цель данной статьи состоит в том, чтобы ввести читателя в мир расширяемого языка разметки и показать некоторые средства, используемые для представления знаний посредством XML-технологий и последующей визуализации этих знаний. Я не собираюсь утомлять читателя пространными описаниями стандартов на документы XML, рекомендуемых консорциумом W3C (зайдите в гости к консорциуму, проживающему по адресу http://www.w3.org ; здесь расположена вся официальная документация). О некоторых стандартах и их реализации мы поговорим в следующих статьях, а сейчас наша основная задача - понять, из-за чего, собственно говоря, начался весь этот шум вокруг XML.

Прежде всего, необходимо отметить, что высказывания вроде «XML позволит решить все проблемы электронной коммерции» или «XML скоро полностью вытеснит HTML» являются в корне неверными и показывают неведение их авторов относительно роли XML в электронном бизнесе и месте расширяемого языка разметки в сфере интернет-технологий. По мнению ведущих экспертов, XML можно использовать как дополнение к HTML. Вероятно, в будущем XML будет применяться для описания данных, тогда как прерогативой HTML останется форматирование и презентация этих данных.

Судя по наметившимся тенденциям, в будущем XML будет служить связующим звеном между различными платформами и приложениями. Что же касается применения XML в бизнесе, то наилучшей областью для этого специалисты считают B2B (business-to-business). Уже сейчас многие компании, специализирующиеся в электронной коммерции, активно применяют расширяемый язык разметки для улучшения взаимодействия с партнерами.

Что же такое XML? Если речь идет о формальном определении, я бы предложил следующее: XML - это универсальный, не зависящий от платформы язык разметки, который можно использовать для представления иерархических данных и унификации передаваемой информации . Сама аббревиатура расшифровывается как Extensible Markup Language, что в переводе означает «расширяемый язык разметки». Как и HTML (Hypertext Markup Language), XML является потомком SGML (Standard General Markup Language) - «дедушки» языков разметки, который в течение многих лет используется в издательском деле. Иногда говорят, что XML - это не язык, а скорее метаязык, с помощью которого можно определять другие языки. Действительно, путем создания новых тэгов и определения новых структур с помощью этих тэгов мы фактически создаем новые языки с их собственным синтаксисом и семантикой.

Предвижу давно напрашивающийся вопрос: чем же был плох HTML? Последние версии этого языка в сочетании с каскадными таблицами стилей (CSS ) позволяют создавать очень красивые web-сайты и обладают практически неограниченными возможностями форматирования гипертекстовых документов. Зачем же нам морочить голову, изобретать и добавлять новые тэги, когда и стандартных элементов (плюс возможности стилевых таблиц) хватает даже для самого причудливого оформления Web-страницы? Дело в том, что XML в его «чистом» виде слабо связан с форматированием документов. Альфа и омега этого языка - возможность семантически и синтаксически корректно описывать сложные структурированные данные. Правильно же представленные данные легче обрабатывать, передавать и представлять пользователю.

Представим себе, что нам необходимо описать некоторые данные о человеке, например, его имя и возраст. Следующий фрагмент HTML-документа выполняет эту задачу:

Теперь попробуем сделать то же самое с помощью XML:

Ivan 36.

Этот тривиальный пример хорошо демонстрирует различия в представлении данных с помощью HTML и XML. Действительно, то, что относилось к тексту в HTML-представлении (слова «Name» и «Age»), относится к структуре в XML-документе (тэги и ). Таким образом, XML позволяет лучше структурировать хранимую и передаваемую информацию. Если в традиционном HTML понятия «представление» и «визуализация» часто смешиваются, то при работе с XML мы четко разделяем эти понятия. Все, что относится к описанию предметной области, делается средствами XML, а то, что относится к визуализации, мы оставляем специальным программам и стилевым таблицам.

Синтаксис прост, но строг…

Рассмотрим следующий простой документ XML:

Ivan Ivanovich Ivanov 8 football Pyotr Petrovich Petrov 25 chess Nikolay Nikolayevich Nikolayev 45 swimming

Первая строка:

является декларацией используемой версии языка. В данном случае это версия 1.0 . Не пропускайте эту строку в ваших документах!

Вторая строка

описывает корневой элемент документа (the root element). Составитель как бы предупреждает: «этот документ содержит информацию о людях».

Элементы, представленные тэгами И являются дочерними узлами (child nodes) корневого узла Слово «class» представляет собой имя атрибута, значение которого равно children. Узлы , и являются потомками (descendants) узла И дочерними узлами для Наконец, тэги , и - это «дети» для , «внуки» для И «правнуки» для

Последняя строка

определяет конец корневого элемента.

Отметим некоторые особенности синтаксиса XML.

В отличие от HTML, все элементы XML должны иметь закрывающий тэг (closing tag). В HTML следующая запись допустима:

Это мой первый параграф

Это мой второй параграф

В XML опускать закрывающие тэги нельзя. Для данного примера представление текста в формате XML могло бы выглядеть так:

Это мой первый параграф

Это мой второй параграф

Впрочем, вместо

Мы могли бы использовать другой тэг, например, отсутствующий в HTML тэг Благо XML позволяет нам изобретать наши собственные тэги. Заметим, что первая, «декларативная» строка документа не содержит закрывающего тэга. Это не ошибка. Дело в том, что декларации не являются элементами XML и не имеют закрывающих тэгов.

В отличие от HTML, тэги XML чувствительны к регистру (case sensitive). Если в HTML строки символов , и представляют собой один и тот же тэг, то в XML эти тэги не эквивалентны. Примеры:

Это неправильная запись! Это правильная запись

В HTML иногда можно нарушить правила вложения тэгов без тяжелых последствий (в виде сообщения об ошибке). В XML это невозможно. Например, код

Это жирный курсив

в HTML допускается. В XML такая запись ошибочна. Правильный код выглядел бы так:

Это жирный курсив

В отличие от HTML, все документы XML должны иметь корневой элемент. Все остальные элементы являются «потомками» корневого. При этом строгие правила вложения не должны нарушаться.

В отличие от HTML, XML сохраняет пробелы. Строка

в HTML будет показана так:

В XML все пробелы будут сохранены.

В HTML значения атрибутов элементов часто могут не заключаться в кавычки. В XML все значения атрибутов непременно должны быть заключены в кавычки. Нарушение этого правила обязательно приведет к ошибке. Если в нашем примере третью строку изменить следующим образом:

синтаксис XML будет нарушен.

«Хорошие» и «плохие» документы

Документы XML, удовлетворяющие всем требованиям синтаксиса, называют правильными (well-formed). С этой точки зрения построенный нами документ с корневым элементом Является правильным. Я надеюсь, что на вашем компьютере заблаговременно был установлен Microsoft Internet Explorer 5.0. Если так, то мы можем проверить «правильность» нашего документа прямо сейчас. Сохраните текст документа в файле myFirstXML.xml и откройте этот файл в Internet Explorer. Если вы правильно скопировали текст, получится нечто вроде этого (рис. 1).

Если бы мы допустили какую-нибудь синтаксическую ошибку, например, забыли закрыть какой-нибудь тэг, программа-анализатор сообщила бы нам об этом через окно Internet Explorer.

Следует отметить, что я перечислил лишь основные правила синтаксиса XML, акцентируя внимание читателя на их отличии от правил построения документов HTML. Кроме правильных документов различают также действительные (valid) документы, которые удовлетворяют специальным определениям типа документа (Document Type Definition, DTD ). Определение типа документа представляет собой описание логической структуры, в соответствии с которой строится документ. DTD определяет части документа и указывает, какие элементы и в каком порядке в них могут размещаться. Определение типа документа - это, по сути дела, набор правил, который передается специальной программе-анализатору (parser) для обработки документа и определения его соответствия правилам построения.

Детальные определения типа документа не являются обязательными (хотя рекомендуются) для построения XML-документов. В настоящее время разрабатываются новые, быть может, более эффективные средства задания структуры документа (например, так называемые схемы). Обсуждение деталей DTD выходит за рамки данной статьи. Хочу лишь отметить, что первая строка рассмотренного нами ранее документа

Вероятно, вы слышали о языке XML и вам известно множество причин, по которым его необходимо использовать в вашей организации. Но что именно представляет собой XML? В этой статье объясняется, что такое XML и как он работает.

В этой статье

Пометки, разметка и теги

Чтобы понять XML, полезно вспомнить о том, как можно помечать данные. Документы создавались людьми в течение многих столетий, и на протяжении всего этого времени люди делали в них пометки. Например, учителя часто делают пометки в работах учащихся, указывая на необходимость переместить абзацы, сделать предложение более ясным, исправить орфографические ошибки и т. д. Посредством пометок в документе можно определить структуру, смысл и внешний вид информации. Если вы когда-либо использовали исправления в Microsoft Office Word, то вы знакомы с компьютеризованной формой добавления пометок.

В мире информационных технологий термин "пометка" превратился в термин "разметка". При разметке используются коды, называемые тегами (или иногда токенами), для определения структуры, визуального оформления и - в случае XML - смысла данных.

Текст этой статьи в формате HTML является хорошим примером применения компьютерной разметки. Если в Microsoft Internet Explorer щелкнуть эту страницу правой кнопкой мыши и выбрать команду Просмотр HTML-кода , вы увидите читаемый текст и теги HTML, например

И

. В HTML- и XML-документах теги легко распознать, поскольку они заключены в угловые скобки. В исходном тексте этой статьи теги HTML выполняют множество функций, например определяют начало и конец каждого абзаца (

...

) и местоположение рисунков.

Отличительные черты XML

Документы в форматах HTML и XML содержат данные, заключенные в теги, но на этом сходство между двумя языками заканчивается. В формате HTML теги определяют оформление данных - расположение заголовков, начало абзаца и т. д. В формате XML теги определяют структуру и смысл данных - то, чем они являются.

При описании структуры и смысла данных становится возможным их повторное использование несколькими способами. Например, если у вас есть блок данных о продажах, каждый элемент в котором четко определен, то можно загрузить в отчет о продажах только необходимые элементы, а другие данные передать в бухгалтерскую базу данных. Иначе говоря, можно использовать одну систему для генерации данных и пометки их тегами в формате XML, а затем обрабатывать эти данные в любых других системах вне зависимости от клиентской платформы или операционной системы. Благодаря такой совместимости XML является основой одной из самых популярных технологий обмена данными.

Учитывайте при работе следующее:

HTML нельзя использовать вместо XML. Однако XML-данные можно заключать в HTML-теги и отображать на веб-страницах.

Возможности HTML ограничены предопределенным набором тегов, общим для всех пользователей.

Правила XML разрешают создавать любые теги, требуемые для описания данных и их структуры. Допустим, что вам необходимо хранить и совместно использовать сведения о домашних животных. Для этого можно создать следующий XML-код:

Izzy Siamese 6 yes no Izz138bod Colin Wilcox

Как видно, по тегам XML понятно, какие данные вы просматриваете. Например, ясно, что это данные о коте, и можно легко определить его имя, возраст и т. д. Благодаря возможности создавать теги, определяющие почти любую структуру данных, язык XML является расширяемым.

Но не путайте теги в данном примере с тегами в HTML-файле. Например, если приведенный выше текст в формате XML вставить в HTML-файл и открыть его в браузере, то результаты будут выглядеть следующим образом:

Izzy Siamese 6 yes no Izz138bod Colin Wilcox

Веб-браузер проигнорирует теги XML и отобразит только данные.

Правильно сформированные данные

Вероятно, вы слышали, как кто-то из ИТ-специалистов говорил о "правильно сформированном" XML-файле. Правильно сформированный XML-файл должен соответствовать очень строгим правилам. Если он не соответствует этим правилам, XML не работает. Например, в предыдущем примере каждый открывающий тег имеет соответствующий закрывающий тег, поэтому в данном примере соблюдено одно из правил правильно сформированного XML-файла. Если же удалить из файла какой-либо тег и попытаться открыть его в одной из программ Office, то появится сообщение об ошибке и использовать такой файл будет невозможно.

Правила создания правильно сформированного XML-файла знать необязательно (хотя понять их нетрудно), но следует помнить, что использовать в других приложениях и системах можно лишь правильно сформированные XML-данные. Если XML-файл не открывается, то он, вероятно, неправильно сформирован.

XML не зависит от платформы, и это значит, что любая программа, созданная для использования XML, может читать и обрабатывать XML-данные независимо от оборудования или операционной системы. Например, при применении правильных тегов XML можно использовать программу на настольном компьютере для открытия и обработки данных, полученных с мейнфрейма. И, независимо от того, кто создал XML-данные, с ними данными можно работать в различных приложениях Office. Благодаря своей совместимости XML стал одной из самых популярных технологий обмена данными между базами данных и пользовательскими компьютерами.

В дополнение к правильно сформированным данным с тегами XML-системы обычно используют два дополнительных компонента: схемы и преобразования. В следующих разделах описывается, как они работают.

Схемы

Не пугайтесь термина "схема". Схема - это просто XML-файл, содержащий правила для содержимого XML-файла данных. Файлы схем обычно имеют расширение XSD, тогда как для файлов данных XML используется расширение XML.

Схемы позволяют программам проверять данные. Они формируют структуру данных и обеспечивают их понятность создателю и другим людям. Например, если пользователь вводит недопустимые данные, например текст в поле даты, программа может предложить ему исправить их. Если данные в XML-файле соответствуют правилам в схеме, для их чтения, интерпретации и обработки можно использовать любую программу, поддерживающую XML. Например, как показано на приведенном ниже рисунке, Excel может проверять данные на соответствие схеме CAT.

Схемы могут быть сложными, и в данной статье невозможно объяснить, как их создавать. (Кроме того, скорее всего, в вашей организации есть ИТ-специалисты, которые знают, как это делать.) Однако полезно знать, как выглядят схемы. Следующая схема определяет правила для набора тегов ... :

Не беспокойтесь, если в примере не все понятно. Просто обратите внимание на следующее:

Строковые элементы в приведенном примере схемы называются объявлениями. Если бы требовались дополнительные сведения о животном, например его цвет или особые признаки, то специалисты отдела ИТ добавили бы к схеме соответствующие объявления. Систему XML можно изменять по мере развития потребностей бизнеса.

Объявления являются мощным средством управления структурой данных. Например, объявление означает, что теги, такие как и , должны следовать в указанном выше порядке. С помощью объявлений можно также проверять типы данных, вводимых пользователем. Например, приведенная выше схема требует ввода положительного целого числа для возраста кота и логических значений (TRUE или FALSE) для тегов ALTERED и DECLAWED.

Если данные в XML-файле соответствуют правилам схемы, то такие данные называют допустимыми. Процесс контроля соответствия XML-файла данных правилам схемы называют (достаточно логично) проверкой. Большим преимуществом использования схем является возможность предотвратить с их помощью повреждение данных. Схемы также облегчают поиск поврежденных данных, поскольку при возникновении такой проблемы обработка XML-файла останавливается.

Преобразования

Как говорилось выше, XML также позволяет эффективно использовать и повторно использовать данные. Механизм повторного использования данных называется преобразованием XSLT (или просто преобразованием).

Вы (или ваш ИТ-отдел) можете также использовать преобразования для обмена данными между серверными системами, например между базами данных. Предположим, что в базе данных А данные о продажах хранятся в таблице, удобной для отдела продаж. В базе данных Б хранятся данные о доходах и расходах в таблице, специально разработанной для бухгалтерии. База данных Б может использовать преобразование, чтобы принять данные от базы данных A и поместить их в соответствующие таблицы.

Сочетание файла данных, схемы и преобразования образует базовую систему XML. На следующем рисунке показана работа подобных систем. Файл данных проверяется на соответствие правилам схемы, а затем передается любым пригодным способом для преобразования. В этом случае преобразование размещает данные в таблице на веб-странице.

В следующем примере представлено преобразование, которое загружает данные в таблицу на веб-странице. Суть примера не в том, чтобы объяснить, как создавать преобразования, а в том, чтобы показать одну из форм, которую они могут принимать.

Name	Breed	Age	Altered	Declawed	License	Owner

В этом примере показано, как может выглядеть текст одного из типов преобразования, но помните, что вы можете ограничиться четким описанием того, что вам нужно от данных, и это описание может быть сделано на вашем родном языке. Например, вы можете пойти в отдел ИТ и сказать, что необходимо напечатать данные о продажах для конкретных регионов за последние два года, и что эти сведения должны выглядеть так-то и так-то. После этого специалисты отдела могут написать (или изменить) преобразование, чтобы выполнить вашу просьбу.

Корпорация Майкрософт и растущее число других компаний создают преобразования для различных задач, что делает использование XML еще более удобным. В будущем, скорее всего, можно будет скачать преобразование, отвечающее вашим потребностям без дополнительной настройки или с небольшими изменениями. Это означает, что со временем использование XML будет требовать все меньше и меньше затрат.

XML в системе Microsoft Office

Профессиональные выпуски Office обеспечивают расширенную поддержку XML. Начиная с 2007 Microsoft Office System, Microsoft Office использует форматы файлов на основе XML, например DOCX, XLSX и PPTX. Так как XML хранит данные в текстовом формате, а не в собственном двоичном формате, клиенты могут определять собственные схемы и использовать ваши данные разными способами, без необходимости платить ройалтиес. Дополнительные сведения о новых форматах см. в статье форматы Open XML и расширения имен файлов . Ниже приведены другие преимущества.

Все это замечательно, но что делать, если у вас есть XML-данные без схемы? Это зависит от того, какую программу Office вы используете. Например, при открытии XML-файла без схемы в приложении Excel оно предполагает, что схема существует, и дает возможность загрузить данные в XML-таблицу. Вы можете использовать XML-списки и таблицы для сортировки, фильтрации и вычисления данных.

Включение средств XML в Office

По умолчанию вкладка "Разработчик" не отображается. Ее необходимо добавить на ленту для использования команд XML в Office.

На сегодняшний день уже всем специалистам в области веб-технологий стало очевидно, что существующих стандартов передачи данных по интернету недостаточно. Формат HTML, став в свое время прорывом в области отображения содержимого узлов интернета, уже не удовлетворяет всем необходимым на данный момент требованиям. Он позволяет описать то, каким образом должны быть отображены данные на экране конечного пользователя, но не предоставляет никаких средств для эффективного описания передаваемых данных и управления ими.

Кроме того, камнем преткновения для многих компаний, занимающихся разработкой программного обеспечения, является необходимость совместного использования различных компонент, обеспечения их взаимодействия, возможности обмена данными между ними.

До недавнего времени не существовало стандарта, предоставляющего средства для интеллектуального поиска информации, обмена данными, адаптивной обработки получаемых данных.

Решением всех описанных выше проблем стал утвержденный в 1998 году международной организацией W3C (EN) язык XML. XML (eXtensible Markup Language) - это расширяемый язык разметки, предназначенный для описания в текстовой форме структурированных данных. Этот текстовый (text-based) формат, во многом схожий с HTML, разработан специально для хранения и передачи данных.

XML позволяет описывать и передавать такие структурированные данные, как:

• отдельные документы;
• метаданные, описывающие содержимое какого-либо узла интернета;
• объекты, содержащие данные и методы работы с ними (например, элементы управления ActiveX или объекты Java);
• отдельные записи (например, результаты выполнения запросов к базам данных);
• всевозможные веб-ссылки на информационные и людские ресурсы интернета (адреса электронной почты, гипертекстовые ссылки и пр.).

Создание XML-документов

Данные, описанные на языке XML, называются XML-документами. Язык XML легко читаем и достаточно прост для понимания. Если вы были знакомы с HTML, то научиться составлять XML-документы не составит для вас никакого труда.

Исходный текст XML-документа состоит из набора XML-элементов, каждый из которых содержит начальный и конечный тэги. Каждая пара тэгов представляет часть данных. То есть, как и HTML, язык XML для описания данных использует тэги. Но, в отличие от HTML, XML позволяет использовать неограниченный набор пар тэгов, каждая из которых представляет не то, как заключенные в нее данные должны выглядеть, а то, что они означают.

Доброе утро НОВОСТИ Сериал Нежный яд Поле чудес (повтор) М. ф. Здоровье НОВОСТИ С легким паром! М. ф. Вместе НОВОСТИ Звездный час НОВОСТИ Погода Спокойной ночи, малыши ВРЕМЯ Взгляд

Этот текст может быть создан в обычном текстовом формате и сохранен в файле с расширением XML.

Любой элемент XML-документа может иметь атрибуты, уточняющие его характеристики. Атрибут - это пара имя="значение", которая задается при определении элемента в начальном тэге. В приведенном выше примере у элемента имеется атрибут date="25 декабря", а у элемента - атрибут name="ОРТ".

Принцип расширяемости языка XML состоит в возможности использования неограниченного количества пар тэгов, определяемых создателем XML-документа. Например, приведенное выше описание программы телепередач можно расширить, включив в него информацию о регионе вещания и программу передач канала РТР. В этом случае XML-описание примет вид:

Россия Санкт-Петербург Доброе утро НОВОСТИ Сериал Нежный яд Поле чудес (повтор) М. ф. Здоровье НОВОСТИ С легким паром! М. ф. Вместе НОВОСТИ Звездный час НОВОСТИ Погода Спокойной ночи, малыши ВРЕМЯ Взгляд М. ф. Погода Почта РТР Доброе утро, страна! Сам себе режиссер Сиреневый туман ЗОЛОТОЙ КЛЮЧ Федерация Секретные агенты Боярский Двор Моя семья Аншлаг ВЕСТИ АСТЕРОИД (США) УЖИН У ФРЕДА (США) Погода

Теперь из этого XML-описания можно извлечь программу телепередач каналов ОРТ и РТР на 25 декабря по городу Санкт-Петербург, Россия.

Принцип независимости определения внутренней структуры документа от способов представления этой информации состоит в отделении данных от процесса их обработки и отображения. Таким образом, полученные данные можно использовать в соответствии с нуждами клиента, то есть выбирать нужное оформление, применять необходимые методы обработки.

Управлять отображением элементов в окне программы-клиента (например, в окне броузера) можно с помощью специальных инструкций - стилевых таблиц XSL (eXstensible Stylesheet Language). Эти таблицы XSL позволяют определять оформление элемента в зависимости от его месторасположения внутри документа, то есть к двум элементам с одинаковым названием могут применяться различные правила форматирования. Кроме того, языком, лежащим в основе XSL, является XML, а это означает, что таблицы XSL более универсальны, а для контроля корректности составления таких стилевых таблиц можно использовать DTD-описания или схемы данных, рассмотренные ниже.

Формат XML, по сравнению с HTML, имеет небольшой набор простых правил разбора, который позволяет разбирать XML-документы, не прибегая к каким-либо внешним описаниям используемых XML-элементов. В общем случае XML-документы должны удовлетворять следующим требованиям:

• Каждый открывающий тэг, определяющий некоторую часть данных в документе, обязательно должен сопровождаться закрывающим, то есть, в отличие от HTML, нельзя опускать закрывающие тэги.
• Вложенность тэгов в XML строго контролируется, поэтому необходимо следить за порядком следования открывающих и закрывающих тэгов.
• В XML учитывается регистр символов.
• Вся информация, располагающаяся между начальным и конечным тэгами, рассматривается в XML как данные, и поэтому учитываются все символы форматирования (то есть пробелы, переводы строк, табуляции не игнорируются, как в HTML).
• В XML существует набор зарезервированных символов, которые должны быть заданы в XML-документе только специальным образом. Такими символами и задающими их наборами символов являются:
  

  <	<
  &	&
  >	>
  "	"
  "	"

• Каждый XML-документ должен иметь уникальный корневой элемент. В нашем примере таким элементом является элемент .
• Все значения атрибутов, используемых в определении тэгов, должны быть заключены в кавычки.

Если XML-документ не нарушает приведенные выше правила, то он называется формально-правильным .

На сегодняшний день существует два способа контроля правильности XML-документа: DTD-определения (Document Type Definition) и схемы данных (Semantic Schema). Если XML-документ создается и пересылается с использованием DTD-описаний или схем (Schemas), то он называется валидным .

Схема - это способ создания правил построения XML-документов, то есть задания допустимых имен, типов, атрибутов и отношений элементов в XML-документе. Схемы являются альтернативным способом создания правил построения XML-документов. По сравнению с DTD-описаниями, схемы обладают более мощными средствами для определения сложных структур данных, обеспечивают более понятный способ описания грамматики языка, способны легко модернизироваться и расширяться. Безусловным достоинством схем является также то, что они позволяют описывать правила для XML-документа средствами самого же XML. С этой точки зрения язык XML можно назвать самоописывающимся.

Поскольку XML-элементы, используемые в одном документе, могут быть взяты из различных XML-схем, то может возникнуть конфликт имен элементов. Пространства имен (name spaces) позволяют решить эту проблему. Пространства имен позволяют различать элементы с одинаковыми именами, но имеющие разное смысловое значение. Однако они не определяют способ обработки таких элементов - этим занимаются XML-анализаторы, обсуждаемые ниже.

Чтобы более четко представить себе назначение и возможности использования XML-схем, приведем схему для рассмотренного выше примера программы телепередач.

Эта XML-схема должна быть сохранена в файле TV-ProgramSchema.XML. Корневым элементом этого XML-файла является элемент , атрибутами которого является название схемы TV-ProgramSchema и ссылка на пространства имен, которые определяют встроенные типы данных, используемые в этой схеме: xmlns="urn:schemas-microsoft-com:xml-data" . Атрибуты элементов этой схемы minOccurs и maxOccurs задают соответственно минимально и максимально возможное количество таких элементов в схеме. Например, строчка означает, что количество элементов типа item (то есть самих телепередач) в схеме может быть от 0 до бесконечности.

Если для контроля правильности XML-описания программы телепередач использовать приведенную выше схему, то в заголовке XML-документа необходимо указать используемую схему. Тогда XML-описание программы телепередач канала ОРТ будет выглядеть следующим образом:

Россия Санкт-Петербург Доброе утро НОВОСТИ Сериал Нежный яд Поле чудес (повтор) М. ф. Здоровье НОВОСТИ С легким паром! М. ф. Вместе НОВОСТИ Звездный час НОВОСТИ Погода Спокойной ночи, малыши ВРЕМЯ Взгляд

Теперь корневой элемент этого XML-описания имеет атрибут xmlns="x-schema:TV-ProgramSchema.xml", являющийся ссылкой на используемую XML-схему.

Анализ XML-документов

Получение данных из XML-документа, а также проверка корректности XML-документов обеспечивается анализаторами (parsers) XML-документов. Если XML-документ является формально-правильным, то все анализаторы, предназначенные для разбора XML-документов, смогут работать с ним корректно.

Поскольку использование DTD в XML не является обязательным, то любой формально-правильный документ может быть распознан и разобран программой, предназначенной для анализа XML-документов. Например, любое XML-описание, приведенное в этом документе, является формально-правильным, поэтому любым XML-анализатором будет распознано корректно.

Если же на вход XML-анализатору подается XML-документ, использующий XML-схему, то он будет разобран, проверен на правильность и соответствие схеме. Например, XML-описание программы телепередач канала РТР, использующее схему TV-ProgramSchema.xml, будет признано формально-правильным и валидным.

XML-анализаторы позволяют в случае если заданные в документе конструкции языка являются синтаксически корректными, правильно извлекать определяемые ими элементы документа и передавать их прикладной программе, выполняющей необходимые действия по отображению. То есть после разбора XML-документа в большинстве случаев, прикладной программе предоставляется объектная модель, отображающая содержимое полученного XML-документа, и средства, необходимые для работы с ней (прохода по дереву элементов).

Поскольку XML, в отличие от HTML, никак не определяет способ отображения и использования описываемых с его помощью элементов документа, то XML-анализатору предоставляется возможность выбирать нужное оформление.

Как уже упоминалось, для определения оформления XML-элементов можно применять таблицы XSL. Принцип обработки XML-документов, использующих стилевые таблицы, заключается в следующем: при разборе XSL-документа программа-анализатор обрабатывает инструкции этого языка и каждому элементу, найденному в XML-дереве ставит в соответствие набор тэгов, определяющих форматирование этого элемента. Иначе говоря, с помощью таблиц XSL задается шаблон форматирования для XML-элементов, причем сам этот шаблон может иметь структуру соответствующего фрагмента XML-документа. Инструкции XSL определяют точное месторасположение элемента XML в дереве, поэтому существует возможность применять различные стили оформления к одинаковым элементам, в зависимости от контекста их использования.

В некоторых анализаторах способ представления структуры документа основывается на спецификации DOM (Document Object Model), что позволяет использовать строгую иерархическую модель DOM при создании XML-документов.

Примером XML-анализатора может служить встроенный в Microsoft Internet Explorer версии 5.0 XML-анализатор MSXML. Он позволяет читать данные из XML-файла, обрабатывать их, генерировать дерево элементов, отображать данные с использованием стилевых таблиц XSL, а также, используя DOM, представлять все элементы данных в виде объектов.

Использование XML

Многие специалисты рассматривают XML как новую технологию интеграции программных компонент. Основными преимуществами использования XML являются:

• Интеграция данных из различных источников. XML можно использовать для объединения разнородных структурированных данных на среднем уровне трехуровневых веб-систем, баз данных.
• Локальная обработка данных. Полученные данные в формате XML можно разбирать, обрабатывать и отображать непосредственно на клиенте без дополнительных обращений к серверу.
• Просмотр и манипулирование данными в различных разрезах. Полученные данные могут обрабатываться и просматриваться клиентом различными способами в зависимости от нужд конечного пользователя.
• Возможность частичного обновления данных. С помощью XML можно обновлять только ту часть структурированных данных, которая была изменена, а не всю структуру целиком.

Все эти преимущества делают XML незаменимым инструментом для разработки гибких средств поиска информации в базах данных, мощных трехуровневых веб-приложений, а также приложений, поддерживающих транзакции. Другими словами, с помощью XML можно формировать запросы к базам данных различных структур, что позволяет осуществлять поиск информации в многочисленных несовместимых друг с другом базах данных. Использование XML на среднем уровне трехуровневых веб-приложений позволяет осуществлять эффективный обмен данными между клиентами и серверами систем электронной коммерции.

Кроме того, язык XML может использоваться в качестве средства для описания грамматики других языков и контроля правильности составления документов.

Инструменты обработки данных, полученных в формате XML, могут быть разработаны в среде Visual Basic, Java или C++.

Введение в правильную разметку

XML означает Extensible Markup Language, с акцентом на markup (разметка). Вы можете создавать текст и размечать его при помощи обрамляющих тегов, превращая каждое слово, предложение или фрагмент в идентифицируемую, сортируемую информацию. Создаваемые вами файлы, или экземпляры документа , состоят из элементов (тегов) и текста, причем элементы помогают правильно понимать документ при чтении на бумаге или даже обрабатывать его в электронном виде. Чем больше описательных элементов, тем больше частей документа можно идентифицировать. С первых дней существования разметки одно из ее преимуществ заключается в том, что в случае потери компьютерной системы распечатанные данные все равно остаются читабельными благодаря тегам.

Языки разметки прошли путь от первых форм, создаваашихся компаниями и госучреждениями, до Стандартного языка обобщенной разметки (Standard Generalized Markup Language - SGML), Гипертекстового языка разметки (Hypertext Markup Language - HTML) и в конечном итоге до XML. SGML может показаться сложным, а HTML (который, по сути, сначала был просто набором элементов) оказался недостаточно мощным для идентификации информации. XML разрабатывался как простой в применении и удобный для расширения язык разметки.

В XML можно создавать свои собственные элементы, что позволяет точно представлять фрагменты данных. Документы можно не просто разделять на абзацы и заголовки, но и выделять любые фрагменты внутри документа. Чтобы это было эффективно, нужно определить конечный перечень своих элементов и придерживаться его. Элементы можно определять в Описании типа документа (Document Type Definition - DTD) или в схеме, что будет кратко обсуждено ниже. Когда вы освоите и начнете использовать XML, не бойтесь экспериментировать с именами элементов, создавая реальные файлы.

Построение документа XML

Как уже упоминалось, файлы XML состоят из текста и разметки. Большая часть текста помещается в элементы, в которых текст окружен тегами. Например, допустим, нужно создать поваренную книгу в формате XML. У нас есть рецепт под названием Ice Cream Sundae , который нужно преобразовать в XML. Чтобы разметить название рецепта, заключим его текст в элемент, который начинается и заканчивается тегами. Этот элемент можно назвать recipename . Чтобы отметить начальный тег элемента, поместим его имя в угловые скобки <>), вот так: . Затем введем текст Ice Cream Sundae . После текста поставим замыкающий тег, который представляет собой имя элемента в угловых скобках, плюс косая черта завершения элемента (/) перед именем элемента, вот так: . Эти теги образуют элемент , в который можно вводить текст и даже другие элементы.

Имена элементов можно создавать как для отдельных документов, так и для групп документов. В соответствии с вашими требованиями можно указать правила, которые должны соблюдаться для элементов. Элементы могут быть строго специальными или достаточно общими. Правила должны также определять, что допустимо включать в каждый элемент. Они могут быть строгими, свободными или промежуточными. Просто создайте элементы, определяющие те части вашего документа, которые, на ваш взгляд, важны.

Начало создания файла XML

Первой строкой документа XML может быть декларация XML. Эта необязательная часть файла определяет его как файл XML, что может помочь автоматическим инструментам и людям распознавать файл как XML, а не SGML или другой способ разметки.

Декларация может выглядеть просто как или включать версию XML () и даже кодировку символов, например, для Unicode. Поскольку эта декларация должна находиться в самом начале файла, если вы планируете комбинировать мелкие XML-файлы в более крупный файл, этот необязательный элемент лучше пропустить.

Создание корневого элемента

Начальный и замыкающий теги корневого элемента окружают весь текст XML-документа. В файле должен присутствовать только один корневой элемент, и это необходимая "обложка" для него. показан фрагмент примера, который я здесь использую, с корневым элементом (рецепт). (Полный файл XML приведен в .)

Листинг 1. Корневой элемент

По мере создания своего документа вы будете размещать текст и дополнительные теги между и .

Наименования элементов

Соблюдение регистра в тегах

При создании XML регистры начального и конечного тегов должны совпадать. В противном случае можно получить сообщение об ошибке при использовании или просмотре XML. Например, Internet Explorer не отображает текст в случае несовпадения регистров. Вместо этого он выводит сообщения о несовпадении начального и конечного тегов.

Итак, у нас есть корневой элемент . В XML сначала выбираются имена элементов, а затем на основе этих имен определяется соответствующее описание DTD или схема. Имена могут содержать буквы, цифры и специальные знаки, такие как знак подчеркивания (_). Вот несколько правил об именах, которые нужно помнить:

• Пробелы в именах элементов не допускаются.
• Имена должны начинаться с буквы, а не с цифры или знака. (После этой первой буквы можно использовать любую комбинацию из букв, цифр и допустимых символов.)
• Регистр не имеет значения, но во избежание путаницы соблюдайте его.

Листинг 2. Другие элементы

Ice Cream Sundae 5 minutes

XML-документ может содержать пустые теги, внутри которых ничего нет и которые могут выражаться одним тегом, а не парой из открывающего и замыкающего тегов. Например, это может быть самостоятельный тег в стиле HTML . Он не содержит никаких дочерних элементов или текста, так что это пустой элемент, и его можно записать как (с пробелом и знакомой замыкающей косой чертой в конце).

Вложение элементов

Вложение — это размещение элементов внутри других элементов. Эти новые элементы называются дочерними элементами, а элементы, которые их окружают, — их родительскими элементами. В в корневой элемент вложено несколько элементов. Это вложенные дочерние элементы , и Внутри элемента находится несколько одинаковых дочерних элементов . Вложение может делать XML-документ многоуровневым.

Типичная синтаксическая ошибка связана с вложенностью родительского и дочернего элементов. Каждый дочерний элемент должен быть целиком расположен между открывающим и замыкающим тегами своего родительского элемента. Дочерние элементы должны заканчиваться до начала следующего дочернего элемента.

Пример правильного вложения приведен в . Теги начинаются и завершаются без переплетения с другими тегами.

Листинг 3. Правильное вложение элементов XML.

Ice Cream Sundae 3 chocolate syrup or chocolate fudge 1 nuts 1 cherry 5 minutes

Добавление атрибутов

К элементам иногда добавляются Атрибуты . Атрибуты состоят из пары имя-значение, где значение берется в двойные кавычки ("), вот так: type="dessert" . Атрибуты позволяют сохранять вместе с элементом дополнительные параметры, меняя значения этих параметров от элемента к элементу в одном и том же документе.

Атрибут —или даже несколько атрибутов —указывается внутри начального тега элемента: . При добавлении нескольких атрибутов они разделяются пробелами: . показан файл XML, как он выглядит теперь.

Листинг 4. Наш файл XML с элементами и атрибутами

Ice Cream Sundae 5 minutes

Можно использовать любое количество атрибутов. Подумайте, какие подробности можно добавить в ваш документ. Атрибуты особенно полезны, если документы будут храниться -например, по типу рецептов. Имена атрибутов могут содержать такие же символы, что и имена элементов, с теми же правилами исключения пробелов и начала имени с буквы.

Правильно и неправильно построенный XML

Если вы следуете правилам, определенным в вашей структуре, вы сможете легко создавать правильно построенный код XML. Правильный XML — это код XML, составленный с соблюдением всех правил XML: правильное именование элементов, вложение, именование атрибутов и т.п.

В зависимости от того, что именно вы делаете с XML, вам может понадобиться работа с правильно построенным XML. Рассмотрим приведенный выше пример сортировки по типу рецептов. Нужно, чтобы элементы содержали атрибут type . Очень важно иметь возможность успешно проверить код и гарантировать постоянное присутствие значения этого атрибута.

Под проверкой (validation) понимается проверка структуры документа на соответствие установленным для нее правилам и определению дочерних элементов для каждого родительского элемента. Эти правила определяются в Описании типа документа (DTD) или в схеме. Для такой проверки требуется создать DTD или схему, а затем давать ссылку на файл DTD или схемы в своих XML-файлах.

Чтобы разрешить проверку, нужно ближе к началу своих XML-документов поместить декларацию типа документа (DOCTYPE). Эта строка содержит ссылку на DTD или схему (перечень элементов и правил), которая будет использоваться для проверки данного документа. Строка DOCTYPE может быть примерно такой, как в .

Листинг 5. DOCTYPE

Этот пример означает, что ваш файл списка элементов с именем filename.dtd находится в вашем компьютере (то есть в каталоге SYSTEM , а не в общем каталоге PUBLIC).

Использование сущностей

Сущности (entity) могут представлять собой фрагменты текста или специальные символы. Они могут указываться внутри документа или вне его. Во избежание ошибок и для правильности отображения сущности должны быть надлежащим образом объявлены и выражены.

Нельзя вводить специальные символы прямо в текст. Для использования в тексте специальных символов их нужно сделать сущностями и использовать коды этих символов. В качестве сущностей можно определить фразы, такие как название компании, а затем использовать их по всему тексту. Чтобы создать сущность, назначьте ей имя и вставляйте это имя и вставляйте это имя в текст после знака амперсанда (&) и заканчивая точкой с запятой — например, &coname; (или другое имя). Затем укажите этот код в своей строке DOCTYPE в квадратных скобках(), как в . Этот код определяет текст, который подставляется вместо сущности.

Листинг 6. Сущность

Использование сущностей помогает избежать многократного повторения одной и той же фразы или информации. Оно может также облегчить редактирование текста (например, если компания изменит название) сразу во многих местах с помощью простой настройки строки определения сущности.

Как избежать ошибок

Пока вы учитесь создавать XML-файлы, открывайте их в редакторе XML, чтобы удостовериться в их формальной правильности и убедиться, что правила XML соблюдены. Например, если у вас Windows® Internet Explorer®, вы можете просто открыть свой файл XML в браузере. Если ваши элементы, атрибуты и текст отображаются, значит файл XML составлен правильно. Если же присутствуют ошибки, вероятно, вы что-то напутали в синтаксисе, и вам нужно тщательно проверить свой документ на опечатки или пропуски тегов и знаков пунктуации.

Заключение

Усвоив несколько простых правил, вы можете гибко разрабатывать собственные элементы XML и их атрибуты. Правила XML не сложны. Набирать XML-документ тоже несложно. Главное - понять, что вы хотите от документов в смысле возможностей сортировки и поиска, а затем разработать элементы и атрибуты для удовлетворения этих требований.

Когда хорошо понимаешь цель и знаешь, как разметить свой текст, можно создавать эффективные элементы и атрибуты. С этой точки зрения тщательная разметка - это все, что нужно для создания правильно построенного и пригодного к использованию документа XML.