XML e Banco de Dados XML Nativo

Giorgio Prímola F. G. Torres – 59377
Vitor Madureira Sales – 51091
Wagner J. da S. Freitas – 56571

 De que modo os bancos de dados são usados
e acessados a partir da Internet?

 O HTML é muito utilizado para formatar e
estruturar documentos Web.

 Ele não é adequado para especificar dados
estruturados que são extraídos de bancos de
dados.

 O XML (Linguagem Estendida de Marcação) —
surgiu como o padrão para estruturar e trocar
dados pela Web.

 O XML pode ser usado para fornecer
informação sobre a estrutura e o significado
dos dados nas páginas web.

Veremos a seguir:
 Diferenças entre dados estruturados, semi-
estruturados e não estruturados.
 Modelo de Dados Hierárquicos (Árvore).
 Documentos XML, DTD (Definição de Tipo de
Documento) e esquema XML.
 Como vários tipos de documentos XML podem
ser armazenados e recuperados.
 Consultas XML

Dados Estruturados
 A informação armazenada em bancos de
dados é conhecida como dados estruturados
porque é representada em um formato rígido
(segue o mesmo formato dos outros registros
daquela tabela).

 O SGBD assegura que os dados sigam as
estruturas e restrições especificadas no
esquema.

Dados Semi-Estruturados
 Esses dados podem possuir uma estrutura,
mas nem toda a informação coletada terá
estrutura idêntica.
 Atributos adicionais podem ser introduzidos
em alguns dos itens de dados mais novos a
qualquer momento, e não há nenhum
esquema predefinido.
 São baseados no uso de estruturas de dados
de árvore ou de grafos em lugar das
estruturas planas do modelo relacional.

 Os nodos internos representam objetos
individuais ou atributos compostos.
 Os nodos folhas representam valores de
dados de fato de atributos simples
(atômicos).
 Nomes de atributos, relacionamentos e
classes (tipos de objetos) no modelo semi-
estruturado é misturada com os objetos e
seus valores de dados na mesma estrutura de
dados.

Dados não Estruturados

 Existe uma indicação muito limitada do tipo dos
dados.
 Os tags especificam a formatação do documento
em vez do significado dos vários elementos de
dados do documento.
 Os tags HTML especificam informações, como
tamanho de fonte e estilo (negrito, itálico etc),
cor, níveis de cabeçalhos em documentos, e
assim por diante.

Dados não Estruturados

 documento de texto HTML é muito difícil de
ser interpretado porque eles não incluem
informação de esquema sobre o tipo de
dados nos documentos.

 Baseado em dois conceitos de estruturação:
elementos e atributos de elementos.

 Atributos de elemento fornecem informações
adicionais aos elementos.

 Elementos são definidos por tag de início e
tag de fim.

 Tag de início: <exemplo>

 Tag de fim: </exemplo>

 Elementos são classificados em duas categorias:
simples e complexos.

 Elementos simples são representados pelas
folhas da árvore; Elementos complexos são os
nós e a raiz.

 Elementos simples são caracterizados por
conter valores de dados.

 Ex.: <nome>Brasil</nome>

 Diferença entre XML e HTML: a tag <nome> é
um nome de um valor de dado, ela não indica
como o valor Brasil será exibido no
documento.

 Elementos complexos são representações
hierárquicas de outros elementos.
 Ex.:
<paises>
...
<pais>
<nome>Brasil</nome>
<populacao>190.732.694</populacao>
<area>8.514.876,599</area>
...
</pais>
...
</paises>

Caracterização quanto ao conteúdo
 Documentos XML centrados em dados:
possuem muitos itens de dados e são,
normalmente, estruturados, com o propósito
de troca e exibição pela internet.
 Documentos XML centrados em documento:
possuem muito texto, podendo representar
artigos de jornais ou revista; não seguem
uma estruturação padrão.

 Documentos XML híbridos:

Possuem muitos itens de dados, assim como
grande quantidades de texto, e também não
são estruturados.

 Para um documento XML ser bem formado,
ele deve respeitar algumas condições:

 Começar com uma declaração XML:

<?xml version=―1.0‖ encoding="utf-8" standalone=―yes‖?>

 Deve seguir a estrutura de árvore, contendo
apenas uma raiz.

 Deve estar sintaticamente correto.
Isso permite que qualquer processador de
documentos XML possa lê-lo corretamente.

 Não há restrição quanto aos nomes das tags.

 Exemplo:
<?xml version=―1.0‖ encoding="utf-8" standalone=―yes‖?>
<projetos>
<projeto>
<nome>ProjetoX</nome>
<numero>190.732.694</numero>
<localizacao>depArquitetura</localizacao>
...
</projeto>
</projetos>

 SAX – Simple API for XML:
API independente de linguagem, que provê
acesso serial a um documento XML.

 DOM – Document Object Model:
API independente de linguagem, que provê
acesso e manipulação à representação da
estrutura indicada por um documento XML,
na memória.

 Para um documento XML ser válido, além de
ser bem formado, os nomes das tags devem
seguir uma estrutura especificada em um
arquivo.

 XML DTD.

 Schema XML.

 Exemplo DTD:

<!DOCTYPE projetos [
<!ELEMENT paises (projeto+)>
<!ELEMENT projeto (Nome, Numero, Localizacao, NumDepto?, Trabalhadores)>
<!ELEMENT Nome (#PCDATA)>
<!ELEMENT Numero (#PCDATA)>
<!ELEMENT Localizacao (#PCDATA)>
<!ELEMENT NumDepto (#PCDATA)>
<!ELEMENT Trabalhadores (Trabalhador*)>
<!ELEMENT Trabalhador (SSN, UltimoNome?, PrimeiroNome?, horas)>
<!ELEMENT SSN (#PCDATA)>
<!ELEMENT UltimoNome (#PCDATA)>
<!ELEMENT PrimeiroNome (#PCDATA)>
<!ELEMENT horas (#PCDATA)>
]>

 Um documento XML que segue uma DTD
deve especificá-la em seu cabeçalho:

<?xml version=―1.0‖ encoding="utf-8" standalone=―no‖?>
<!DOCTYPE projetos SYSTEM ―projets.dtd‖>

 Ou incluir a DTD no início do próprio
documento XML.

 Limitações da DTD:
 Os tipos de dados em DTD não são muito
genéricos;
 Documento DTD possui sua própria sintaxe,
sendo necessário um processador de texto
especializado;
 Ordem a ser seguida no documento XML é a
ordem que está especificada no DTD.

 Schema XML especifica a estrutura de
documentos XML usando as mesmas regras
de sintaxe de XML.

 Também é baseado no modelo de dados de
árvore, tendo como elementos principais
atributos e elementos, mas também utiliza
conceitos adicionais a estes, herdados de
banco de dados, como chaves, referências e
identificadores.

 Como o documento de esquema XML é um
documento XML, ele deve começar com um
cabeçalho inicial comum de XML.
 O segundo item num documento de esquema
XML, diz respeito a um conjunto específico de
elementos (tags) utilizado naquele documento.
Esse conjunto é definido através de um arquivo
hospedado em um site.

 É chamado de namespace de XML.

Especificação do elemento empresa (raiz)

 Ex.:
<xsd:schema xmlns:xsd=―http://www.w3.org/2001/XMLSchema‖>

 O site entre aspas contém o arquivo que será usado
como namespace.

 xsd (XML Shema Descriptor)é a variável que guarda o
arquivo que contém o namespace para o documento.

 xmlns especifica que a variável xsd é uma variável de
namespace, isto é, ela será usada como prefixo para
todos os elementos (nomes de tags) de esquema.

 Após a definição do namespace pode-se
adicionar um elemento que conterá apenas
informações sobre aquele esquema.
 Ex.:
<xsd:annotation>
<xsd:documentation xml:lang=―en‖>Enterprise Schema
</xsd:documentation>
</xsd:annotation>

 No exemplo, as tags xsd:annotation e
xsd:documentation do esquema xsd, servem
para descrever comentários e descrições
gerais sobre o documento. Além disso, o
atributo xml:lang especifica o idioma usado
para compor aquele documento.

 Cada elemento, simples ou composto, pode
ser especificado por uma tag. Normalmente
não é especificado o tipo do elemento raiz,
pois seu tipo é o que está descrito no
documento.
 Exemplo de elemento raiz.:
<xsd:element name=―enterprise‖>
<xsd:complexType>
<xsd:sequence>
...
<xsd:sequence>
</xsd:complexType>
</xsd:element>

 Exemplo de elemento simples:
<xsd:element name=―nomeDepartamento‖ type=―xsd:string‖ />

◦ Um elemento simples é, normalmente,
caracterizado como um elemento vazio,
representado apenas pelos atributos.

 Exemplo elemento composto 1:

<xsd:element name=―departamento‖>
<xsd:complexType name>
<xsd:sequence>
―lista de elementos simples ou
compostos‖
</xsd:sequence>
</xsd:complexType>
</xsd:element>

 Exemplo elemento composto 2:
<xsd:element name=―departamento‖ type=―Departamento‖/>
...
<xsd:complexType name=―Departamento‖>
<xsd:sequence>
―lista de elementos simples ou compostos‖
</xsd:sequence>
</xsd:complexType>

 A diferença entre os dois elementos
compostos é que o segundo elemento é de
um tipo complexo.

 Ocorrência mínima e máxima de um
elemento pode ser especificada utilizando os
atributos minOccurs e maxOccurs dentro da
tag de um elemento.
 Exemplo:

<xsd:element name=―departamento‖ type=―Departamento‖
minOccurs=―0‖ maxOccurs=―unbounded‖ />

 Especificação de elemento único, correspondente
a atributo único em um banco de dados
relacional, mas que não é atributo chave:

<xsd:unique name=―nomeDependenteUnico‖>
<xsd:selector xpath=―dependenteTrabalhador‖/>
<xsd:field xpath=―nomeDependente‖/>
</xsd:unique>

 xsd:selector xpath indica qual atributo do tipo de
dado Trabalhador será único; e xsd:field xpath
indica o campo do atributo, caso esse atributo
seja um elemento complexo.

 Para especificar chaves primárias usa-se a tag
xsd:key no lugar da tag xsd:unique.

 Chaves estrangeiras:

<xsd:keyref name=―refChaveuSSNGerenteDepartamento‖
refer=―chaveuSSNTrabalhador‖>
<xsd:selector xpath=―departamento‖/>
<xsd:field xpath=―uSSNGerenteDepartamento‖/>
</xsd:keyref>

 Uso de um SGBD para armazenar os documentos como
texto.

 Uso de um SGBD para armazenar o conteúdo do documento
como elemento Xml.

 Uso de um sistema especializado para o armazenamento de
dados XML nativos.

 Criação ou publicação de documentos XML customizados a
partir de bancos de dados relacionais preexistentes.

 Xquery é conhecida pela expressão FLWR que
representa as quatro principais clásulas do
Xml
 FOR/LET associam valores às variáveis
 WHERE filtra o resultado vindo das cláusulas
FOR/LET
 RETURN gera a saída da consulta

 Elmasri, Ramez
Sistemas de Banco de Dados / Ramez Elmasri e Shamkant B.
Navathe – Pearson Addison Weasley, 2005.

 World Wide Web Consortium
http://www.w3c.org/

 Wikipedia
http://pt.wikipedia.org/wiki/XML/

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