Grupo: Rodrigo Pescador Lucas Silveira Renê Rodrigues Eduardo Dellandrea Thiago Bonetti. BANCOS DE DADOS II Bancos de Dados Semi-Estruturados e XML

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1 Bancos de Dados Semi-Estruturados e XML Grupo: Rodrigo Pescador Lucas Silveira Renê Rodrigues Eduardo Dellandrea Thiago Bonetti

2 O que é XML: iniciando XML - Extensible Markup Language (Linguagem de Marcação Extensível) Feita para transportar dados É possível definir/criar as suas próprias etiquetas (tags) XML foi criada para ser auto-descritiva É uma recomendação do W3C EXEMPLO: <mensagem> <de>guilherme</de> <para>amanda</para> <assunto>encontro</assunto> <texto>depois da aula nos encontramos</texto> </ mensagem>

3 O que é XML: objetivos Alguns dos objetivos na visão do W3C para o XML: XML deve ser de uso direto e fácil na Internet XML deve suportar uma grande variedade de aplicações Os documentos XML devem ser legíveis e de fácil compreensão Escrever software que processa XML deve ser muito simples Documentos XML devem ser fáceis de criar

4 O que é XML: características XML simplifica a troca de dados Bancos de dados e diferentes sistemas armazenam os dados de forma incompatível entre si. É possível utilizar o XML para padronizar determinada situação e permitir o compartilhamento de informações entre diferentes instituições que utilizam diferentes sistemas. Por exemplo: uma instituição bancária pode enviar informações de seu sistema de controle de pagamento para o sistema de uma universidade informando sobre o pagamento da mensalidade dos alunos. Facilita a mudança de plataforma Quando da necessidade de mudança de hardware ou software de determinado sistema, a conversão de grandes volumes de dados consome muito tempo e muitas vezes acarreta perda de dados. Aumenta a disponibilidade dos dados Devido a independência de hardware e software, diversos equipamentos, como palms e celulares, podem ler e gravar dados XML.

5 O que é XML: sintaxe Todos elementos devem ter suas tags fechadas: Em HTML você vê isso: um texto outro texto Em XML é assim: um texto um outro texto qualquer As tags XML são case sensitive Tags de abertura e fechamento precisam ser escritas da mesma forma: <Message>This is incorrect</message> <message>this is correct</message> Um documento XML precisa ter um elemento root <root> <child> <subchild>...</subchild> </child> </root>

6 O que é XML: documento bem formatado Podemos dizer que um documento XML está sintaticamente correto quando obedece os seguintes aspectos: Há um elemento raiz (root) Todas as tags abertas foram fechadas As tags são case sensitive Todos elementos estão aninhados corretamente ERRADO: bancos de dados CERTO: bancos de dados Atributos entre aspas

7 XML schema: visão geral O que é: Sucessor do DTD Descreve a estrutura de um documento XML Por que usar? Utiliza sintaxe do XML Suporte para data types e Namespaces Maior compreensão do documento XML Extensível Documento bem formatado não é o suficiente Validadores: Ferramentas disponíveis na WEB Ex: W3C Schema validation

8 XML schema: exemplo (1) XML SCHEMA <xsd:complextype name="signaturevalidationpolicytype"> <xsd:sequence> <xsd:element name="signingperiod" type="timeperiodtype" />... </xsd:sequence> </xsd:complextype> <xsd:complextype name="timeperiodtype"> <xsd:sequence> </xsd:sequence> </xsd:complextype> <xsd:element name="notbefore" type="xsd:datetime" /> <xsd:element name="notafter" type="xsd:datetime" minoccurs="0" />

9 XML schema: exemplo (2) XML CORRESPONDENTE <ns2:signingperiod> <ns2:notbefore> t00:00: :00</ns2:notbefore> <ns2:notafter> t00:00: :00</ns2:notafter> </ns2:signingperiod>

10 Banco de dados semi-estruturado e XML Aumento do uso de arquivos XML Necessidade de persistência desses arquivos 2 problemas com documentos XML: Formato irregular dos dados Falta de soluções para os aspectos de gerenciamento de dados, como controle de integridade, gerenciamento de transações, indexação e consultas a múltiplos documentos

11 Banco de dados semi-estruturado e XML Área de pesquisa divide-se em 2 partes: estender os já consolidados SGBDs Relacionais a dar suporte a dados XML criação de BDs XML Nativos BDs relacionais x BDs XML BD Relacional: melhor desempenho em operações numéricas de grande porte( área estatística) e permite economia de espaço em disco BD XML: melhor desempenho em operações que manipulem textos. Por Exemplo: pesquisar o documento cujo terceiro parágrafo começa com negrito Abordagens para armazenamento de documentos XML em Banco de Dados

12 Banco de dados semi-estruturado e XML: banco nativo Sistema interno depende de XML Armazena documentos XML

13 Banco de dados semi-estruturado e XML: banco com suporte a XML Aceita XML como entrada e responde XML como saída O banco de dados faz esta conversão Pode-se fazer consulta em SQL, XSLT ou XQuery Os dados são armazenados de duas maneiras: Em uma estrutura análoga ao XML Em tabelas do tipo XML SGBDs com XML nativo podem fornecer funcionalidades difíceis de obter em um SGBD que tenha o suporte a XML Ex: Postgre possui suporte a XML

14 Banco de dados semi-estruturado e XML: diferença entre BDSE e BDR BD Semi-Estruturado Não necessita de tipos Estrutura é interpretada Esquema de dados normalmente são após a existência de dados Diferença entre estrutura e dados não é clara BD Estruturado Estrutura é compilada Necessita de tipos

15 Consultas em bancos semi-estruturados: XPath Visão geral: Linguagem básica para consulta em XML Limitação: necessita que o fragmento XML seja previamente carregado Só possibilita exportação em XML XML EXEMPLO <bookstore> <book> </book> </bookstore> <title lang="en">harry Potter</title> <author>j K. Rowling</author> <year>2005</year> <price>29.99</price>

16 Consultas em bancos semi-estruturados: XPath Projeção em nós: XPath utiliza expressões de caminho para navegar pelo documento XML /:Projeção a partir da raiz Ex: bookstore //: Projeção de um nó não importa onde ele esteja Ex: //author..: Projeção do pai do nó atual Projeção sob atributos Ex: //@lang text(): Projeção sob nós de texto Ex: /bookstore/book/author/text()

17 Consultas em bancos semi-estruturados: XPath Seleção de nós: Uso de predicados para selecionar um nó específico Predicados são usados para encontrar um nó específico ou um nó que contém um valor específico Predicados são sempre incorporados em colchetes Selecionar nó específico: Ex: book[2] -> seleciona segundo livro Selecionar último nó: Ex: author[last()] -> selecionar último autor Selecionar todos os nós a partir de um determinado nó: Ex: book[position() > 1] -> todos os livros após o primeiro Selecionar todos os nós que possuem determinado atributo: Ex: //title[@lang]

18 Consultas em bancos semi-estruturados: XPath Seleção com mais de uma condição: É possível combinar condições: Selecionar todos os livros com preço entre 30 e 40: Ex: //book[price > 30 and price < 40] Selecionar todos os livros com preço menor do que 30 ou maior do que 40: Ex: //book[price < 30 or price > 40] Selecionando vários caminhos: É possível selecionar mais de um caminho na árvore: Selecionar todos os títulos e preços dos livros: Ex: //book/title //book/price Selecionando nodos desconhecidos: Selecionar todos os nodos filhos do elemento bookstore Ex: /bookstore/* Selecionar todos elementos do documento Ex: //* Selecionar todos os elementos title que possuam qualquer atributo Ex: //title[@*]

19 Consultas em bancos semi-estruturados: Possui biblioteca de funções: XPath XPath inclui mais de 100 funções embutidas. Existem funções para seqüência de caracteres, valores numéricos, comparação de data e hora, valores booleanos e muito mais O prefixo padrão do namespace é 'fn:'; fn:string-length(string), fn:string-length() -> Retorna o tamanho da string especificada. Caso não tenha argumento irá retornar o tamanho da string do nodo corrente. Ex: string-length('bookstore') Resultado: 9 fn:day-from-date(date) -> Retorna um inteiro que representa o dia no valor localizado no argumento. Ex: day-from-date(xs:date(" ")) Result: 23 Outras funções em

20 Consultas em bancos semi-estruturados: XQuery Visão geral: xquery é a linguagem para consulta de dados XML xquery é para banco de dados XML o que SQL é para banco de dados relacional xquery é construído em expressões Xpath xquery é projetado para consultar dados XML -não apenas os arquivos XML, mas qualquer coisa que possa aparecer como XML xquery é suportado por todos os principais bancos de dados

21 Consultas em bancos semi-estruturados: XQuery book.xml: <?xml version="1.0" encoding="iso "?> <bookstore> <book category="cooking"> <title lang="en">everyday Italian</title> <author>giada De Laurentiis</author> <year>2005</year> <price>30.00</price> </book> <book category="children"> <title lang="en">harry Potter</title> <author>j K. Rowling</author> <year>2005</year> <price>29.99</price> </book> <book category="web"> <title lang="en">xquery Kick Start</title> <author>james McGovern</author> <author>per Bothner</author> <author>kurt Cagle</author> <author>james Linn</author> <author>vaidyanathan Nagarajan</author> <year>2003</year> <price>49.99</price> </book> <book category="web"> <title lang="en">learning XML</title> <author>erik T. Ray</author> <year>2003</year> <price>39.95</price> </book> </bookstore>

22 Consultas em bancos semi-estruturados: XQuery Exemplo básico de uso: doc("books.xml")/bookstore/book[price <30] Expressões FLWOR: for let where order return Sintaxe XQuery: XQuery é case-sensitive XQuery elementos, atributos e variáveis devem ser nomes XML válidos Uma variável XQueryé definido com um $ seguido por um nome, por exemplo $livraria

23 Consultas em bancos semi-estruturados: XQuery Selecionar os elementos title dos livros que são filhos de bookstore e que possuam o valor do elemento price maior que 30: doc("books.xml")/bookstore/book[price>30]/title for $x in doc("books.xml")/bookstore/book where $x/price>30 return $x/title XQuery Expressões Condicionais for $x in doc("books.xml")/bookstore/book returnif($x/@category="children") then <child>{data($x/title)}</child> else <adult>{data($x/title)}</adult>

24 Consultas em bancos semi-estruturados: XQuery Geração de HTML Uma das maiores utilidades do XQuery é gerar HTML dinamicamente Possibilita que uma página possa ser atualizada apenas alterando o conteúdo do documento XML (banco de dados) Basta saber um pouco de HTML e fazer consultas em XQuery Exemplo de geração de HTML <html> <body> <h1>bookstore</h1> <ul> { for $x in doc( book.xml)//book order by $x/title return <li>{data($x/title)}. Category: {data($x/@category)}</li> } </ul> </body> </html>

25 OBRIGADO!