W3C, XML ja sovellukset · 2004-04-14 · 2 Esitelmä • Hyvin lyhyt versio: – ”XML” on W3C:n suosittama perhe tekstiformaatteja ja tietojenkäsittelyyn liittyviä teknologioita

W3C, XML jasovellukset

Ossi Nykänen

Tampereen teknillinen yliopisto (TTY),Digitaalisen median instituutti (DMI),

W3C Suomen toimisto

2

Esitelmä

• Hyvin lyhyt versio:– ”XML” on W3C:n suosittama perhe tekstiformaatteja ja

tietojenkäsittelyyn liittyviä teknologioita. XML:n suosion kulmakiviäovat XML-merkkauksen yksinkertainen perusta, modulaarinentekniikka ja suuri joukko välineitä ja sovelluksia.

• Pidempi versio, otsikoita:– World Wide Web Consortium– XML osana Web-teknologioita– XML ja ideat, ytimen kehitys– XHTML, SVG ja muut XML-tekstiformaatit– XLink– XQuery– Semanttinen Web

• Esityksen tavoite: kiertoajelu

3

World Wide Web Consortium (W3C)

• W3C kehittää yhteensopivia teknologioita(spesifikaatioita, ohjeita ja ohjelmistoja) ja sitenohjaa Webin kehittymistä täyteen mittaansa– ...asettamalla teknisiä suosituksia (esim. XML-perhe)

• 3 päätstoa, 14 aluetstoa, n. 400 jäsenorganisaatiota

• Jäseneksi? – ks. http://www.w3c.tut.fi/joining.html

4

W3C:n (nykyiset) toimialueet ja aktiviteetit

(Ks. http://www.w3.org/Consortium/Activities)

5

W3C:n (nykyiset) aktiviteetit ja työryhmät

6

XML osana Web-teknologioita

XML ≠ XML ~

7

XML ja "pienet ideat" (~tekstiformaatti ja metakieli)

<?xml version="1.0" encoding="iso-8859-1" standalone="no"?> <!DOCTYPE kirja SYSTEM "myBook.dtd"> <?xml-stylesheet type="text/css" href="esim.css"?><kirja aihe="fantasia" julkaisuvuosi="1955" xml:lang="fi"> <nimi>Taru Sormusten Herrasta</nimi> <kirjoittaja>J.R.R. Tolkien</kirjoittaja> <kuvaus>Fantasiasotaa Keskimaassa ® .</kuvaus> <taustoja> Kirjan keskeisiä henkilöitä ovat Frodo Reppuli & Gandalf. Muita ovat esim.  <![CDATA[ edesmennyt Sauron & Saruman, ja Sormuksen Ritareista erityisesti Frodoa tavalla

tai toisella seuraava nelikkö Sam & Merry & Pippin & Klonkku sekä <<perinteisempi>> sankarityyppi; Aragorn eli Konkari. ]]> </taustoja> <kuvia> <kuva url="taistelu.jpg" kuvaus="Synkkää taistelua <elokuvaversio>"/> <kuva url="maisema.jpg" kuvaus="Keskimaan vuoristomaisemaa < elokuvaversio>"/> </kuvia></kirja>

Esittelyosa:tyyppitieto

Esiintymäosa:dokumentin ”sisältö”(juurielementti)

Muista:1. looginen vs.fyysinen rakenne2. sanaston rooli3. XML-perhe &välineetreunaehtona

8

map/>dc:author</head><body><foo:title>tuote</foo:title><g>ite

XML ja "isot ideat" (~teknologia)

SVG

XML metakielenä ja arkkitehtuurina XML tekstiformaattina

XML kommunikoinnin välineenä

XML tietorakenteenstd-rajapintana

SOAPDOM Query RDF ...

...

...

XHTML

⌦⌫

☺XML

yhteisöllisenä sopimuksena

9

XML-ytimen kehitys

• pre-XML– ..., GML (1970-luku), SGML (ISO-STD 1986)

• Extensible Markup Language (XML) 1.0 (Third Edition)– 1998-02-10, 2000-10-06, 2004-02-04

• Namespaces in XML– 1999-01-14

• Extensible Markup Language (XML) 1.1– 2004-02-04– Unicode-täsmennykset, IBM-rivinvaihtomerkki

• Namespaces in XML 1.1– 2004-02-04– errata, IRI-nimet, xmlns:foo=""

XML-tekstiformaatteja

...eli mitä yhteistä on verkkosivulla,metrokartalla ja puhedialogilla?

11

Keskeiset XHTML-spesifikaatiot

• XHTML 1.0– HTML-sanasto (esim. body, h1, title, a, b, object, map)– kolme tyyppimäärittelyä (Strict, Transitional, Frameset)

• Modularization of XHTML– laajahkon XHTML 1.0-sanaston pilkkominen osiin– moduulit (Core [Structure, Text, Hypertext, List], Applet,

Text Extensions [...], ...)

• XHTML 1.1 - Module-Based XHTML– XHTML 1.0 Strict moduulijaon

mukaisesti esitettynä– teknisiä eroja: lang->xml:lang, name->id, ruby

• XHTML Basic– "pienin yhteinen XHTML-ydin"– soveltuu esim. pienlaitteiden ja digiTV:n tarpeisiin

Täm

ä on

XM

L-fo

rmaa

ttien

mod

ular

isoi

nnin

kons

epti

!!

12

Esimerkki moduulijaosta, XHTML Basic

Suppein XHTML-kieli- ei formatoivaa merkkausta(ei esim. b-elementtiä)- ei skriptejä tms.- ns. host-kielen piirteet

13

SVG – Skaalautuva vektorigrafiikka

<?xml version="1.0" encoding="iso-8859-1" standalone="no"?><!DOCTYPE svg PUBLIC "-//W3C//DTD SVG 1.1//EN" "http://www.w3.org/Graphics/SVG/1.1/DTD/svg11.dtd"><svg width="12cm" height="4cm" viewBox="0 0 1200 400" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1"> <ellipse cx="600" cy="200" rx="550" ry="175" fill="yellow" stroke="blue" stroke-width="20"/> <rect x="1" y="1" width="1198" height="398" fill="none" stroke="blue" stroke-width="2" /> <polygon fill="red" stroke="blue" stroke-width="10" points="350,75 379,161 469,161 397,215 423,301 350,250 277,301 303,215 231,161 321,161" /> <polygon fill="lime" stroke="blue" stroke-width="10" points="850,75 958,137.5 958,262.5 850,325 742,262.6 742,137.5" /> <text x="470" y="240" font-size="70">Tekstiä</text></svg>

14

Keskeiset SVG-spesifikaatiot

• Scalable Vector Graphics (SVG) 1.0– vektorikielen määrittely yhdessä osassa

• Scalable Vector Graphics (SVG) 1.1– SVG:n modularisointi

• Mobile SVG Profiles: SVG Tiny and SVG Basic– pikkuruinen Tiny, esim. matkapuhelimet– SVG Basic, esim. PDA-laitteet

Kuvalähde. Herman, W3C,http://www.w3.org/Consortium/Offices/Presentations/SVG/ShortTutorial

15

Muita standardeja XML-tekstiformaatteja

• W3C– Synchronized Multimedia Integration Language (SMIL 2.0)

Specification (1998, 2001)– Mathematical Markup Language (MathML) Version 2.0 (Second

Edition) (2001, 2003)– Extensible Stylesheet Language (XSL) Version 1.0 (2001)– SOAP Version 1.2 (2003)– XForms 1.0 (2003)– Composite Capability/Preference Profiles (CC/PP): Structure and

Vocabularies 1.0 (2004)– RDF/XML Syntax Specification (Revised) (2004)– OWL Web Ontology Language Guide (2004)– Voice Extensible Markup Language (VoiceXML) Version 2.0 (2004)– Speech Recognition Grammar Specification Version 1.0 (2004)

• Muut– LIIKAA LUETELTAVAKSI TÄSSÄ, ks. esim.

http://xml.coverpages.org/xml.html#applications

XLink

...eli tarvitseeko jokaisensovelluksen pitäisi keksiä pyörä(hyperlinkkien semantiikka)uudelleen?

17Kuvalähde. DeRose et al. W3C,

http://www.w3.org/TR/xlink/

XML Linking Language, XLink (2001)

• XLink määrittelee universaalinsanaston XHTML:ää rikkaampienhyperlinkkien määrittelyyn– monensuuntaiset linkit– linkkikannat

• Ts. Xlinkkiä ei ole pakkokovakoodata ankkurit sisältäviin tiedostoihin!

• XLink määrittelee vain joukon globaaleja attribuuttejasovellusten käyttöön (Web-selaimet eivät juuri tue)– mikä tahansa elementti voi toimia linkkinä

• XLinkkejä hyödyntävät esim. SVG ja SMIL– suuri osa tuotantokäytön XLink-sovelluksia perustuu erillisten

XLink-prosessorien käyttöön(esim. julkaisutoiminta)

18

XLink, yksinkertainen linkki

• Yksinkertainen linkki (type="simple")

• Vrt. XHTML-linkki:

<my:crossReference xmlns:my="http://example.com/" my:lastEdited="2000-06-10" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:type="simple" xlink:href="students.xml">Current List of Students </my:crossReference>

...

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">...<p>... <a href="students.xml">Current List of Students </a>...</p></html>

19

XLink, yleinen (extended) linkki, esimerkki (1/3)

• Tarkastellaan esimerkkinä neljänsuuntaista linkkiä:

student62

prof7

CS-101

courseload

PatJonesGPA

linkkidokumenttiin kirjattuelementti (resource)

linkin (yhden) päänesittävä kaari (arc)

viittaus ulkoiseendokumenttiin (locator)

kaaren suuntaavakulkusääntö

(traversal rule)

20


<!ELEMENT courseload((tooltip|person|course|gpa|go)*)><!ATTLIST courseload xmlns:xlink CDATA #FIXED"http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:type (extended) #FIXED"extended" xlink:role CDATA #IMPLIED xlink:title CDATA #IMPLIED><!ELEMENT tooltip ANY><!ATTLIST tooltip xlink:type (title) #FIXED "title" xml:lang CDATA #IMPLIED><!ELEMENT person EMPTY><!ATTLIST person xlink:type (locator) #FIXED "locator" xlink:href CDATA #REQUIRED xlink:role CDATA #IMPLIED xlink:title CDATA #IMPLIED xlink:label NMTOKEN #IMPLIED><!ELEMENT course EMPTY><!ATTLIST course xlink:type (locator) #FIXED "locator"

xlink:href CDATA #REQUIRED xlink:role CDATA #FIXED"http://www.example.com/linkprops/course" xlink:title CDATA #IMPLIED xlink:label NMTOKEN #IMPLIED><!ELEMENT gpa ANY><!ATTLIST gpa xlink:type (resource)#FIXED "resource" xlink:role CDATA #FIXED"http://www.example.com/linkprops/gpa" xlink:title CDATA #IMPLIED xlink:label NMTOKEN #IMPLIED><!ELEMENT go EMPTY><!ATTLIST go xlink:type (arc) #FIXED "arc" xlink:arcrole CDATA #IMPLIED xlink:title CDATA #IMPLIED xlink:show (new|replace|embed|other|none)#IMPLIED xlink:actuate (onLoad|onRequest|other|none)#IMPLIED xlink:from NMTOKEN #IMPLIED xlink:to NMTOKEN #IMPLIED>

21


<courseload> <tooltip>Course Load for Pat Jones</tooltip>

<person xlink:href="students/patjones62.xml" xlink:label="student62"xlink:role="http://www.example.com/linkprops/student" xlink:title="Pat Jones" />

<person xlink:href="profs/jaysmith7.xml" xlink:label="prof7"xlink:role="http://www.example.com/linkprops/professor" xlink:title="Dr. Jay Smith" />  <course xlink:href="courses/cs101.xml" xlink:label="CS-101" xlink:title="Computer Science 101" />  </asia></muistio>

XQuery: Esimerkki

<yhteenveto count="{ count(doc(muistio.xml')/muistio//*) }">{doc("muistio.xml")//asia}</yhteenveto>

<yhteenveto count = "4"> <asia>Brasilian tehdas on pyytänyt arvion Soijakattilan uusimisen kustannuksista.</asia></yhteenveto>

kysely

27

XQuery: Huomioita

• XQuery sisältää tyypilliset (funktionaalisen) ohjelmoinninlauserakenteet

• SQL-tyyppiset kutsut erikoistapauksena– ns. FLOWR-lauseke (For-Let-Order-Where-Return)

• XQuery ja XSLT ovat monella tapaa samantyyppisiämutta tarkoitettu eri tehtäviin– XPath (1..2) on molempien perustana

for $b in doc("raportit-2004.xml")//muistiowhere $b/@pvm = "2004-03-22"return $b/otsikko

Ks. http://www.w3.org/XML/Query

Semanttinen Web

... informaationkäsittelystätietojenkäsittelyyn

29

Mikä nykyisessä tietojenkäsittelyssä on "vikana"?

• Tiedostot siirtyvät ohjelmien välillä jotenkuten, itse tietoerittäin huonosti

• Useimmat dokumenttiformaatit lähtevät ajatuksestaihmisestä informaation aktiivisena tulkitsijana, vrt.

vs.

osoite: Tampereen teknillinenyliopisto, Korkeakoulunkatu 1,33101 Tampere

organisaatio: Tampereen teknillinenyliopisto osoite: katuosoite: Korkeakoulunkatu katunumero: 1 postinumero: 33101 kaupunki: Tampere

Katuosoite onfyysinen paikka

kaupungin sisällä, jne.data1 data2

30

Ajattelutavan muutos → toimintatavan muutos

• Tieto ja sen hyödyntämisen prosessit pitää kuvata"tietokoneiden näkökulmasta"

• Mitä tarkoittaa (ideatasolla) käytännössä?1. tarvitaan yhteinen tietomalli, esim. X:llä on ominaisuus "osoite"2. tarvitaan pelisäännöt kuinka määritellä universaaleja

ominaisuuksia (predikaatteja), esim. "katuosoite"– ...joita myös pitää yhteisesti noudattaa sovelluksissa...

sovellusihminen

sovellusihminen

sovellus

sovellus kone sovellus kone sovellus

esim. juna-aikataulu ryhmätyöohjelma kalenteri

31

Semanttinen Web = Web + kuvailutieto

• Idea: verkko välittää, ihmiskäyttäjä TAI kone tulkitsee

Kuvalähde. Koivunen & Miller, W3C,http://www.w3.org/2001/12/semweb-fin/w3csw

agentit

32

SW:n määrittelyrakenne ja perusidea

• Semanttisen Webin perusidea on yksinkertainen– ”kuka tahansa voi sanoa mitä tahansa mistä tahansa”– perusteet yksinkertaisia, haasteet syntyvät sovellusten

suunnittelusta ja esim. metatietosanastojen valinnasta

• SW on olennaisesti sopimus "metatietojen" ja niidenkäyttöä ohjaavien skeemojen ja ontologioidenkirjoitustavasta– SW esittää MITEN sanotaan, mutta EI MITÄ sanotaan (ts. lisäksi

tarvitaan sanastojen standardointityötä eri sovellusten tarpeisiin)

XML

Web Ontology Language, OWL

Resource Description Framework, RDF

URI

33

XML vs. RDF = ”tietorakenne vs. tieto”

<html>

<head>

<body>

map/>dc:author</head><body><foo:title>tuote</foo:title><g>ite

persons:ossihobbies:favourite-movie

movies:cast-away

sarjallistus (kirjoittaminen XML-dokumenttina tiedostoon tms.)

...

mallinnusta ohjaava skeema ja ontologia

kirjoittamista ohjaava dokumentin tyyppimäärittely

34

Esimerkki: RDF ja tiedon mallinnus

• Mallinnus = objektien identifiointia ja näiden piirteidenkoodausta yhteisesti sovitulla kieliopilla ja käsitteillä

jobs:affiliation

Suomen presidentti

ammattiAiottu tulkinta:

Mallinnus:

”Asia tietokoneensilmin”:

(#(uri), #(jobs:affiliation), ”011100...100101”)

Klik. liittyy jotenkinjobs-sanastontulkintaan. Klik.

“ÄLY” syntyy merkitysten verkosta

http://persons.fi/presidents/e2000 Suomen presidentti

35

Esimerkki: Koneellisesti luettavaa tietoa

kirjoittaja:viimeksi päivitetty: 2003-12-15luokitus: standardointi

otsikko: uutisia, joulukuuuutisotsikko1:uutisotsikko2: ...uutisotsikko3: ......

nimi: Ossi Nykänensähköposti: [email protected]

otsikko: XForms1.2 Mobileteksti: W3Cjulkaisi uudenversion ...

Lisäksi:- mitä sanoja käytetään (std-predikaateista sopiminen)- miten sanoja käytetään (skeemat)- "mitä sanat tarkoittavat tietyissä sovelluksissa" (ontologiat)

http://www.w3c.tut.fi

http://www.w3c.tut.fi/staff/ossi

36

Esimerkki: Semantic Web Services

Kuvalähde. Booth et al, W3C,http://www.w3.org/TR/ws-arch/

37

Keskeistä on tiedon yhdistäminen

• Hyödyntäminen:– metatietoihin perustuvat haut (tai pelkän metatiedon hakeminen)– tiedon yhdistäminen (standardipohja!)– tiedon koostaminen, päättely, yms.

tiedon julkaisijatiedon tulkitsija

Kuvalähde. Berners-Lee, W3C,http://www.w3.org/2003/Talks/0922-rsoc-tbl/Overview.html

erilähteiden

valinta

38

RDF Query Language, RDQL (→RDF Data Access)

• RDQL on Semanttisen Webin SQL (std-työ vasta alussa)

SELECT ?resource, ?familyNameWHERE (?resource, <info:age>, ?age) , (?resource, <vCard:N>, ?y) , (?y, <vCard:Family>, ?familyName)AND ?age >= 24USING info FOR <http://somewhere/peopleInfo#> , vCard FOR <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#>";

?resource ?familyName

http://www.u1... Romppainenhttp://www.u2... Ala-Harjahttp://www.u3... Kaarto... ... sovellus

RDF-lähde

Ks. HP Labs SW Researchhttp://www.hpl.hp.com/semweb/

Semanttisen Webinsovelluksia

• Dublin Core• RSS• CC/PP

40

Esimerkki: Dublin Core

• DC on sovittu standardi esim. verkkosivujenkuvailemisessa käytettävistä predikaateista (attribuutit)

• Sisältää seuraavat sanat (ja std-tulkinnan näille!):

41

Esimerkki: RSS

• RDF Site Summary (RSS 1.0) määrittelee kehyksenjonka avulla voidaan julkaista ja yhdistellä esim.tiedotteita ja uutisia

• Esimerkki: käyttäjäystävällinen uutispalvelu

Pääkaupunkiseudun tiedotteet

Turun seudun tiedotteet

Tampereen seudun tiedotteeteri uutislähteitä

yhdistelevä sovellus

Ks. esim. http://www.oreillynet.com/meerkat/

Yhteisen luokituksen mukaisia uutisia jailmoituksia (esim. yhteystiedot, uutisetasuntokauppa yms.)

vs.

koonta, hakupalvelu, näkymät

42

Esimerkki: CC/PP

• Composite Capability/Preference Profiles (CC/PP)– päätelaitteet (ja käyttäjät) voivat kertoa palvelimelle

ominaisuuksistaan ja toiveistaan

• 2-tasoinen malli:– komponentit– attribuutit

• RDF/XML-formaatti• Perusta esim.

WAP:in UAProf-määritykselle

Kuvalähde. WASP,http://www.webstandards.org/learn/askw3c/feb2004.html

43

Semanttisen Webin spesifikaatiot

• Keskeiset SW-spesifikaatiot ovat saanet W3C-suosituksen statuksen vuonna 2004

– OWL Web Ontology Language Overview– OWL Web Ontology Language Guide– OWL Web Ontology Language Reference– OWL Web Ontology Language Semantics and Abstract Syntax– OWL Web Ontology Language Test Cases– Resource Description Framework (RDF): Concepts and Abstract Syntax– RDF Semantics– RDF Primer– RDF Vocabulary Description Language 1.0: RDF Schema– RDF/XML Syntax Specification (Revised)– RDF Test Cases– OWL Web Ontology Language Use Cases and Requirements– http://www.w3c.org/2001/sw/

Lopuksi

45

Yhteenveto

"XML is the ASCII of the 21st century" (Tim Bray)

• Muistamisen arvoista:– W3C ja standardointityö (tervetuloa jäseneksi!)– XML 1.0/1.1 vs. XML-perhe– useissa sovelluksissa XML on "vain" tekstiformaatti– standardoitujen XML-tekstiformaattien merkitys: yhteisö, XML-

yhteensopivuus, saatavilla olevat työkalut– uusi teknologia jonka kehitystä kannattaa seurata: XQuery– Semanttinen Web = Web + kuvailutieto– Semanttinen Web on kehys joka hyödyntää RDF-sanastojen

kehitystyötä

46

Kiitos!

• Jäikö joku W3C-asia mietityttämään? Allekirjoittaneentavoittaa helposti:– http://www.w3c.tut.fi– [email protected]

“The bane of my existence is doing thingsthat I know the computer could do forme."

-- Dan Connolly, The XML Revolution

47

Liite 1: lisätietoja ja osoitteita eteenpäin

• W3C– http://www.w3.org/ (kotisivu)– http://www.w3c.tut.fi/ (W3C Suomen toimiston kotisivu)

• W3C-aktiviteetit– http://www.w3.org/Consortium/Activities (yleiskuva)

• W3C:n suositukset ja raportit sekä teknistä tietoa– http://www.w3c.org/TR/ (kaikki spesifikaatiot)– http://www.w3c.tut.fi/report-archive.html (yleisesityksiä suomeksi)

• Jäseneksi!– http://www.w3.org/Consortium/Prospectus– http://www.w3c.tut.fi/joining.html

Documents

W3C, XML ja sovellukset · 2004-04-14 · 2 Esitelmä • Hyvin lyhyt versio: – ”XML” on W3C:n suosittama perhe tekstiformaatteja ja tietojenkäsittelyyn liittyviä teknologioita