в последнее время доминирующим стандартом
Расширяемый Язык Разметки (XML) [1] становится в последнее время доминирующим стандартом представления и обмена данными в Интернете. Подобно языку HTML, XML является поднабором языка SGML. Однако существует набор фундаментальных отличий XML от других языков разметки, одно из которых заключается в том, что разметка документа является семантической. Перечислим основные свойства языка XML [2]:
Независимый формат данных. При использовании XML как формата выходных и входных данных приложения, данные становятся независимы от самого приложения, что повышает способность взаимодействия.- Одни данные, несколько представлений. В силу того, что формат не зависит от приложения, очевидно, что одни и те же данные можно отображать разными способами и разными приложениями.
Улучшенные возможности поиска данных. Поскольку XML определяет семантическую структуру документа, это способствует созданию дополнительных возможностей для поиска информации. Например, индексирующие и поисковые средства могут работать не только с самими данными, но и с разметкой (метаданными)
Облегчение доступа к данным. В мире в настоящее время существует большое количество информации, доступ к которой затруднен из-за того, что она хранится в разнородных и несовместимых форматах. Перевод в формат XML откроет доступ к таким данным.
Более простая разработка приложений. XML делает необязательной реализацию поддержки большого количества бинарных форматов, вследствие чего разработка приложений становится значительно проще.
Использование готовых решений. При управлении данными, как правило возникает необходимость решения "шаблонных" задач, таких, как верификация данных, лексический и синтаксический разбор, и.т.д. Переход к формату XML способен убрать необходимость создания своих собственных реализаций для решения подобных задач.
XML файл может быть прочитан человеком.
XML поддерживается большим количеством стандартов. Эти стандарты предназначены для того, чтобы гарантировать совместимость приложений пользователя и готовых решений. В их число входят стандарты API для лексического и синтаксического анализа (SAX), стандарт для управления объектной моделью документа (DOM) и другие стандарты, которые будут рассмотрены ниже.
Основной целью данной работы является изучение свойств XML-схем и методов преобразования схем данных над моделью XML, которые могут быть использованы в качестве вспомогательного инструмента для создания и реализации некоторых задач, связанных с управлением данными и мета-данными XML. Основная идея нашего подхода заключается в разработке методики, позволяющей существенно упростить реализацию этих алгоритмов, за счет выделения подклассов из всего многообразия XML-схем. Выделенный подкласс должен обладать следующим свойством: реализация алгоритма для схем, принадлежащих данному подклассу, существенно упрощается по сравнению с алгоритмом, работающим на всем многообразии схем XML. Схемы, принадлежащие определенному подклассу, называются схемами, представленными в нормальной форме.
Статья организована следующим образом. В начале мы приводим формальное определение структурных частей (сигнатур) схем XML, основанное на регулярных грамматиках деревьев. Преимущество такого представления структурных ограничений заключается в том, что любую схему, выраженную на языке регулярных грамматиках деревьев, можно отобразить на существующие языки спецификаций схем XML и наоборот, структурные ограничения, выраженные на наиболее распространенных языках спецификаций схем выразимы с помощью регулярных грамматик деревьев. В следующем разделе, мы приводим классификацию типов регулярных грамматик и их соответствие языкам спецификаций схем XML. Далее мы вводим преобразования схем XML, приводящие их к эквивалентному виду (с точностью до отношения эквивалентности). В четвертом разделе мы определяем нормальные формы схем и приводим теоремы существования нормальных форм для любой схемы. Затем, мы обсуждаем методы использования алгоритмов нормализации для решения практических задач, связанных с управлением XML-данными, в частности для построения отображения моделей данных. Наконец, в последнем разделе, мы описываем логические языки, предназначенные для формулирования ограничений целостности XML.