XML e Banco de Dados. Prof. Daniela Barreiro Claro DCC/IM/UFBA

Transcrição

1 XML e Banco de Dados DCC/IM/UFBA

2 Banco de Dados na Web Armazenamento de dados na Web HTML muito utilizada para formatar e estruturar documentos na Web Não é adequada para especificar dados estruturados de BD XML é a linguagem mais adequada para estruturar dados na Web Mas onde a XML está localizada na Web? 2

3 Arquitetura da Web Camada Cliente Camada Negócio Camada de Dados Browser HTTP HTTP XML Servidor Web JDBC XML XML XML HTML, JavaScript JSP, PHP, Servlets, XML,... Banco de Dados 3

4 O documento XML 4 XML (extensible Markup Language Representar dados que inclui uma marcação Marcação no formato de TAGS 1 a linguagem de marcação GML (Generalized Markup Language) em 1969 Em 1974, a SGML foi criada HTML é um subconjunto da SGML Destinado à hiperlinks Mistura o conteúdo, a apresentação e o processo

5 O documento XML XML 5 Tb é um subconjunto (muitos dizem que é uma configuração) Estimula separar Conteúdo: como tipos de elementos abstratos Apresentação: objetos de formatação Processos: como folhas de estilos XML isola o conteúdo da apresentação Projetada para ser distribuída pela Web

6 O documento XML 6 Estrutura Construção fundamental de um documento XML ELEMENTO identificado por uma tag de início e tag de fim <artigos> xxxx </artigos> Elemento pode conter outros elementos Elemento complexos são construídos hierarquicamente a partir de outros elementos Elementos simples contém valores de dados XML x HTML Em XML os nomes das tags são definidas de acordo com o significado do elemento Em vez de descrever como no HTML como o texto será exibido

7 O documento XML Contém somente um elemento raiz Exemplo no formato de um grafo publicacao artigo artigo titulo autor cidade tipo 7 Dependable Web Services Daniela e Macêdo Rio de Janeiro Full Paper

8 O documento XML 8 Além dos elementos, a XML especifica os ATRIBUTOS Um atributo de um elemento só pode aparecer uma vez em determinada tag. Acrescentar o atributo relevante= sim/nao para artigo informando se é um dos artigos mais relevantes das suas publicações Q

9 O documento XML Vantagens A presença das tags torna a mensagem autodocumentável Um esquema não precisa ser consultado para se entender o significado do texto Chamamos de dados semi-estruturados ou schemeless Formato do documento não é rígido Se uma tag for acrescentada, o destinatário pode ignorar a nova tag 9

10 O documento XML 10 Vantagens Permite estruturas aninhadas <ordemcompra... <comprador... <item... Ferramentas disponíveis Grande variedade para auxiliar o processamento da XML Pessoas exibem as informações da maneira que desejarem HTML, PDF, DOC etc. Isso corresponde a múltiplas tabelas em um esquema relacional

11 Tipos de Dados de um XML 11 Documento XML deve ser bem formado e válido. XML é bem formado se começar com uma declaração XML indicando a versão do documento seguir as diretrizes do modelo de árvore:um único elemento raiz Cada elemento precisa incluir um par de tags Um documento XML bem formado é sintaticamente correto

12 Tipos de Dados de um XML XML é válido se ele é bem formado elementos seguem a estrutura especificada em um esquema: DTD ou XML Schema DTD ou XML Schema são documentos opcionais de um XML Principal objetivo Restringir as informações e os tipos de informações presentes no documento 12

13 DTD Document Type Definition 13 DTD não restringe os tipos no sentido dos tipos básicos Exemplo inteiro e string Restringe o surgimento de subelementos e atributos dentro de um elemento A ausência de uma declaração de um elemento é equivalente a declará-lo como ANY Qualquer elemento pode ocorrer como subelemento do elemento. Q

14 DTD Document Type Definition 14 Os atributos também são especificados no DTD O tipo CDATA especifica que o atributo contém dados de caracter Ja o atributo do tipo ID oferece um identificador exclusivo para o elemento Não pode ocorrer em nenhum outro elemento no mesmo documento Q

15 DTD Document Type Definition 15 Embora bastante útil para especificar estrutura de árvore, tem várias limitações Não se pode restringir elementos positivos e negativos Possui sua própria sintaxe especial Requer processadores especializados Seria vantajoso validar um XML utilizando a própria sintaxe XML Os mesmos processadores da XML poderiam ser utilizado para as regras de sintaxe.

16 XML Schema 16 É um padrão para especificar a estrutura de documentos XML Utiliza as mesmas sintaxes de documentos XML Define uma série de tipos internos como string, integer, decimal, date, boolean. Permite tipos definidos por usuários As definições de esquema em XML Schema são especificadas utilizando a sintaxe XML Para diferenciar é necessário utilizar namespaces Q

17 XML Schema 17 Chaves e referências de chaves Correspondem às definições de chaves primárias e chaves estrangeiras SELECTOR É uma expressão de caminho que define o escopo para a restrição FIELD Determina os elementos ou atributos que formam a chave Q

18 XML Schema Vantagens Permite que os valores dos elementos sejam restritos a tipos específicos: numéricos, string Permite criar tipos definidos pelo usuário Restrições de exclusividade e chave estrangeira Permite criar valores mínimos e máximos 18 Já temos o documento e os tipos, mas como consultá-lo?

19 Consultas XML Ferramentas de consultas são essenciais Principalmente quando são grandes XML Saída de uma relação é uma relação Saída de um XML é um XML Várias linguagens XPATH expressões de caminho XQUERY padrão para consultar dados XML 19

20 Consultas XML - XPath Endereça partes de um documento por expressões de caminho É uma sequência de etapas separada por / /publicacao/artigo/titulo Atributos pode ser acessados usando o /publicacao/artigo/@relevante Retorna todas as tags dos títulos dos artigos do LaSiD 20

21 Consultas XML - XPath Predicados de seleção Localizados em qualquer etapa de um caminho Entre colchetes /publicacao/artigo/[ano>2006] Contador (count) Função interna doc(nome) doc(publicacao.xml)/artigo/titulo 21 Q

22 Consultas XML - XQuery 22 É a linguagem de consulta padrão da W3C Deriva de uma linguagem chamada QUILT Consultas Xquery são modeladas em 5 seções FOR= corresponde ao From; variáveis de XPATH LET=atribui resultados XPATH às variáveis WHERE=testa as tuplas unidas ORDER BY=ordena RETURN=constrói o resultado FLWOR Q

23 Consultas XML - XQuery Junção (JOIN) São especificadas da mesma maneira que na SQL Supondo que tivéssemos outro XML para as conferências com todas as informações da conferência E um artigo tivesse as informações da conferência onde ele foi publicado. 23 Q

24 Consultas XML - XQuery Consultas Aninhadas Podem ser aninhadas na cláusula RETURN Embora não possua GROUP BY funções agregadas como SUM() e COUNT() podem ser escritas no caminho ou no RETURN ORDER BY 24 FOR $c in /publicacao/artigo ORDER BY $c/ano RETURN <cliente> {$c/*} </cliente>

25 Folha de Estilo e Transformações XML puro... Folha de estilo Formatação do XML Normalmente fora do XML, separando a formatação do conteúdo CSS HTML (exemplo de CSS) XSL XML 25

26 Folha de Estilo e Transformações 26 XSL inclui um mecanismo de transformação XSLT (XSL Transformation) Transforma um documento XML em outro XML ou HTML As transformações podem atuar como uma linguagem de consulta Transformações são expressas como templates Template simples de XSL Parte de MATCH e parte SELECT Template permite a seleção de nós em uma árvore XML por uma expressão XPATH E

27 Manipulação do XML Ferramentas para manipular XML Manipulação via programação Duas APIs que estão disponíveis em várias linguagens DOM Document Object Model SAX Simple API for XML 27

28 Manipulação do XML 28 DOM Trata o conteúdo XML como uma árvore Cada elemento é representado como um nó (DOMNODE) API Java oferece interfaces Node, Element, Attribute Série de funções para atualizar documentos Acrescentando e excluindo filhos, definindo valores de um nó, etc PROBLEMA: coloca toda a árvore na memória.

29 29 Manipulação do XML SAX É um modelo de eventos Eventos de análise correspondem ao reconhecimento de parte do documento Corresponde às funções especificadas pelo usuário associadas a eventos de análise Exige mais esforço de programação que DOM Se baseia em eventos e não precisa colocar a estrutura de árvore na memória. Pode ser mais eficiente na extração de documentos grandes PROBLEMA: Análise baseada em eventos pode precisar de estruturas temporárias adicionais

30 Armazenamento de Dados XML Documento XML pronto... Armazenamento não-relacional ou relacional Armazenamento não-relacional Arquivo simples no Servidor Web Banco de Dados XML Nativo dbxml, excelon e TAMINO Precisam de um Servidor Web 30

31 Armazenamento de Dados XML 31 Armazenamento relacional (BD bastante difundido) Uma STRING Para documentos pequenos Para documentos grandes, transformar cada elemento em uma relação ELEMENTO_ARTIGO Representação de Árvore Modelados como uma árvore e armazenados como um par de relações no(id,tipo,rotulo,valor) filho(id_filho,id_pai) Cada elemento é desmembrado em muitas partes

32 Armazenamento de Dados XML 32 Armazenamento Relacional Publicando e Fragmentando Dados XML Um doc XML é fragmentado para o formato das relações e depois é convertido e publicado como XML BD como o Oracle já permite que este processo seja automático Armazenamento nativo do XML em BDR Como string ou representações binárias, sem converter para o formato relacional Tipo de dado XML Tipos CLOB e BLOB podem ser utilizados

33 Banco de Dados Comerciais e XML 33 Oracle XML como um tipo de dado nativo Armazenamento de um XML Converte automaticamente resultado de uma consulta SQL para XML IBM DB2 Rico em funções XML Tem suporte para o SQL/XML Extensão ao padrão SQL XML como grandes objetos ou como atributos fragmentados em tabelas SQL Server Também possui o tipo de dados XML nativo Q

34 Aplicações da XML 34 Várias são as aplicações da XML Estruturas complexas como arquivos de configuração Formato padronizado para troca de dados EDI XML para a troca de informações inter-empresas Utlização em aplicações científicas, ex. Produtos químicos Produtos químicos similares com fórmulas distintas não são contemplados pela XML Ontologias E

35 Aplicações da XML Web services Aplicações trocam dados entre organizações Sites podem ser preenchidos......mas aplicações precisam enviar e receber estes dados SOAP e WSDL utilizam XML 35 XML é essencial E