Пространство имен и схемы

Схемы

DTD фактически представляют собой разновидность схемы. Однако, говоря о схемах, разработчики XML, как правило, имеют в виду замену DTD, написанную в соответствии с синтаксисом XML. В принципе, схемы можно считать механизмом создания ограничений, так как, хотя в них объявляются допустимые элементы или атрибуты, мы ограничиваем для пользователя выбор тегов и модели содержания.

Обычно схемы можно считать метаданными, или данными о данных, при разработке схем учитываются не только определения словаря, но и разъяснения связей между определенными типами данных.

Чтобы заменить определения DTD, надо предоставить, по крайней мере, те же возможности, которые предоставляют эти определения. Необходимо определять природу и структуру документов XML. Как и DTD, схемы представляют собой описание компонентов и правил словаря XML. Однако схемы уточняют DTD, позволяя точнее выражать некоторые концепции словаря. Кроме того, в схемах сделано несколько радикальных изменений. Используемый в них синтаксис полностью отличается от DTD. Они позволяют использовать имена из других схем, что решает проблему проверки допустимости. Они позволяют типизировать данные элементов и атрибутов. Можно сказать, схемы являются лучшим решением проблемы определения словарей.

Язык XML хорошо согласуется с определениями DTD. В то же время их активно пытаются усовершенствовать. Было выдвинуто множество предложений (некоторые из них доступны на сайте W3C как примечания), они, как это ни парадоксально, не помогают, а затрудняют принятие рекомендации, которая отражала бы наиболее распространенные особенности, требуемые от схем. В частности, многие разработчики настаивают на поддержке сильной типизации, возможности проверять допустимость документа на основе нескольких пространств имен одновременно и периодического использования синтаксиса XML.

Проблемы определений DTD

У определений DTD имеется ряд недостатков, которые выявляются при углубленной работе с XML:

• Их сложно писать и понимать.

  Синтаксис определений DTD отличается от языка XML. Он является расширенной формой Бэкуса-Науэра ( Extended Backus Naur Form, EBNF ), и многие находят его трудным для чтения и использования. Предлагаемые схемы XML фактически, используют язык XML для описания определяемых ими языков, что устраняет необходимость изучения языка EBNF для их чтения и записи.
• Программная обработка их метаданных затруднена.

  Использование языка EBNF, кроме того, затрудняет автоматизированную обработку метаданных в определениях DTD. Разумеется, для DTD существуют специальные анализаторы. Он должен загрузить и прочитать DTD, после чего сможет проверить соответствующий документ на допустимость. К сожалению, не предусмотрена возможность обратиться к DTD из программы, использующей модель DOM. Объектная модель не позволяет получить доступ к метаданным словаря, написанным на языке EBNF. Анализатор прочитает DTD и сохранит его информацию для себя. Безусловно, было бы удобно, если бы DTD было написано на языке XML, так что мы могли бы исследовать их так же легко, как мы исследуем документы, написанные в соответствии с содержащимися в них правилами. Такая возможность позволила бы при помощи DOM изучить структуру обнаруженных нами словарей и даже модифицировать их правила проверки допустимости в соответствии с теми или иными условиями программы.
• Они не являются расширяемыми и не поддерживают пространства имен.

  Определения DTD представляют собой фиксированную сущность. В них должны существовать все правила словаря. Все, что вам может понадобиться, вы размещаете в вашем словаре. Не создавая внешних объектов, вы не сможете использовать имена из других источников.

  Создание и обслуживание ваших собственных подмножеств деклараций разметки станет значительно более удобным в результате использования ссылки на существующее определение. Вы не можете позволить авторам документа включать в него что-нибудь интересное впоследствии, если соответствующее определение отсутствует в DTD. Конечно, не всегда надо предоставлять авторам документов такую свободу, но было бы хорошо использовать части существующей схемы при проектировании нового словаря.

  Поскольку все правила словаря должны находиться в DTD, вы не можете смешивать пространства имен. Хотя при помощи пространства имен можно ввести в документ тип элемента, нельзя ссылаться на декларацию элемента в DTD. При его использовании все его элементы должны быть объявлены в DTD.
• Они не поддерживают типов данных.

  Одним из существенных преимуществ языка XML является то, что все документы полностью пишутся при помощи общего типа данных - текста. Задачи программирования, однако, требуют использовать и другие типы. Определения DTD предлагают не много других типов данных, что является серьезным недостатком, когда XML применяют в приложениях определенного типа
• Они не поддерживают наследование.

  Итак, определения DTD прекрасно позволяют определять структуры документов. Если учесть, что язык XML произошел от SGML, который также использует DTD, можно легко понять выбор этих определений в спецификации XML 1.0. Однако при использовании XML не только для разметки текста, но и в ситуациях, требующих программирования, описанные ранее ограничения становятся чрезвычайно важными.

Усилия по созданию схем

В связи с необходимостью создания языка схем, призванного заменить и расширить DTD, было выдвинуто множество предложений. В их число входят:

• RDF
• XML-Data
• Document Content Description (DCD)
• Schema for Object-Oriented XML (SOX)
• Document Definition Markup Language ( DDML, ранее известный как XSchema )

Ни один из этих проектов не был формально поддержан консорциумом W3C, тем не менее, каждый из них рассматривается консорциумом в процессе его работы над схемами XML.

Формат описания ресурсов

Формат описания ресурсов (Resource Description Framework) играет главную роль в процессе создания метаданных. Он позволяет проектировщикам описывать объекты, добавлять свойства для их более полного описания и определения, а также формировать такие сложные утверждения о них, как утверждения о связях между ресурсами. Спецификации языка содержатся в двух разделах:

• Модель и синтаксис
• Схемы RDF

Базовая модель RDF охватывает модель описательных данных, которую можно выразить на языке XML, а также и другие виды синтаксиса. Разработанные при помощи RDF схемы могут определять не только домена и структуры, но также делать выводы об отношениях между обсуждаемыми объектами. RDF - сложный язык, но он обладает большими выразительными возможностями, и поэтому его сложность оправдана.

RDF "стоит на трех китах": это ресурсы, свойства и утверждения.

Ресурсы

Ресурсом может быть любая ощутимая сущность в концептуальном домене, на которую можно сослаться по идентификатору URI, в любом объеме - от целого сайта до одного элемента на странице HTML или XML. Это может быть даже объект, недоступный в сети Web, например, напечатанная книга.

Ресурсы типизированы; для определения категорий, из которых берутся специфические экземпляры ресурсов, используется система классов. Поддерживается наследование классов, так что разработчик может определить уровень описания от общего до узко специфического.

Свойства

Говорят, что ресурсы имеют свойства, которые определяют и описывают их. На свойства налагаются ограничения, которые определяют их форму. Эти ограничения уточняют типы значений, которые могут быть присвоены свойству, и диапазон буквенных значений данного типа, которые могут быть выбраны.

Утверждения

Описав имена и структуры при помощи ресурсов и свойств, можно сформировать утверждения о концептуальном домене. Для этого составляются триплеты из ресурсов (подлежащих), свойств (сказуемых) и значений (дополнений). В специфических утверждениях значения могут быть литералами, а для мощных утверждений, охватывающих целые классы, они представляют собой ресурсы.

Может показаться, что для выполнения простого действия приходится затратить много усилий, но благодаря синтаксису можно делать утверждения о классах. Сделав в схеме больше утверждений, вы явным образом определите больший объем знаний о домене проблемы.

RDF - чрезвычайно мощный язык, допускающий использование выразительных и гибких утверждений. Он решает проблему недостаточной поддержки сильной типизации в DTD, сильная типизация является центральной особенностью схемы RDF. Проектирование такой схемы, будучи трудоемким процессом, предполагает декларацию большого количества классов и свойств. Хотя возможность делать значимые утверждения была высоко оценена, она, вероятно, еще более мощная, чем это нужно для описания словарей XML.

Сказанное не означает, что эта возможность не требуется и в других ситуациях. Утверждения RDF позволяют формально описать факты в формате, поддающемся чтению компьютером. Как правило, разрабатываемые нами, словари XML неявным образом полагаются на общее понимание образующих их концепций окружающего нас реального мира. С помощью утверждений RDF мы, по крайней мере, теоретически, можем ввести достаточно информации, чтобы приложение само могло обнаружить дополнительные сведения о словаре. Это позволяет более эффективно использовать новый словарь и определять, в каких случаях он может быть применен к решаемой нами проблеме.

Однако для проектировщика, решающего задачи определения имен, структуры и связей, это может оказаться слишком большой нагрузкой.