• Pattern-uri de proiectare a structurii XML

(1)

Sabin

Sabin--CorneliuCorneliu BuragaBuraga

Ş Ş abloane de proiectare XML abloane de proiectare XML

Sabin-Corneliu Buraga Facultatea de Informatică

[email protected]

(2)

Sabin

cuprins cuprins

• Punerea problemei

• Ce este un pattern?

• Pattern-uri de proiectare a structurii XML

• Pattern-uri de proiectare

a aplicaţiilor utilizând XML

(3)

Sabin

punerea

punerea problemei problemei

• O problemă poate apărea frecvent

• Cei experimentaţi au găsit diverse soluţii pentru problema în cauză, reuşind

să recunoască problema şi să aleagă soluţia (optimă) care poate fi aplicată într-un anumit context

• Apare astfel un şablon (pattern) de

proiectare (soluţionare) a problemelor

(4)

Sabin

ce ce este este un un pattern pattern ? ?

• Un pattern ≡ o regulă care exprimă

o relaţie dintre un context, o problemă si o soluţie (Christopher Alexander, 1979)

– Iniţial, folosit în arhitectură

– Ulterior, în proiectarea software (object-oriented software design):

pattern ≡ “mind sized” chunk of information – W. Cunningham & K.Beck, 1987

– “Design Patterns” (E. Gamma et al., 1995)

Context Context

(5)

Sabin

ce ce este este un un pattern pattern ? ?

• Un pattern poate descrie cunoştinţele unui expert (pe baza experienţei sale

personale) în domeniul problemei în ceea ce priveşte recunoaşterea problemei,

a contextului şi a soluţiei la acea problemă

• Un pattern nu reprezintă o regula fermă (uneori nu trebuie aplicat!)

• Este necesară adoptarea unui vocabular

comun corespunzător domeniului

(6)

Sabin

ce ce este este un un pattern pattern ? ?

• Tipuri de pattern-uri

–De proiectare –De arhitectură –De analiză

–De creaţie

–De structură

–De comportament

(7)

Sabin

ce ce este este un un pattern pattern ? ?

• “Recunoaşterea” unui pattern

poate avea loc la unul dintre nivelurile:

–De prezentare

–De procesare (business logic)

–De integrare

(8)

Sabin

ce ce este este un un pattern pattern ? ?

• Specificarea unui pattern:

– Numele

– Rezumatul – Problema – Contextul – Soluţia

– Exemplele – Utilizările

(9)

Sabin

ce ce este este un un pattern pattern ? ?

• În cazul nostru, ne interesează meta-limbajul (familia) XML

• Întrebări:

– Cum trebuie structurat un document XML pentru a stoca anumite date sau metadate?

– Cum trebuie proiectată o aplicaţie

care utilizează XML ca limbaj de specificare, stocare şi/sau prezentare a datelor?

(10)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Proiectarea structurii unui document XML

– Lungimea documentului

– Uşurinţa folosirii marcajelor (ease of authoring)

– Uşurinţa procesării (ease of processing) – Uşurinţa validării

– Flexibilitatea – Consistenţa

– Gradul de abstractizare

(11)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• XML Design Patterns

– Oportunitatea folosirii XML-ului: Use XML

– Reutilizarea tipurilor de documente existente:

Reuse Document Type

– Alegerea elementului/elementelor rădăcină:

Multiple Document Types, Multi Root Document Types – Stabilirea gradului de abstractizare: Envelope,

Short Understandable Names, Domain Element, Container Element, Collection Element,...

– Asocierea de metadate: Separate Metadata & Data,

(12)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• XML Design Patterns – continuare

– Organizarea documentului

• Referenţierea unor construcţii:

Declare Before First Use

• Aceeaşi informaţie referenţiată în locuri multiple: Flyweight

• Arbore (ierarhie) versus graf: Marketplace – Extinderea ulterioară: Catch-All Element,

Role Attribute, Extensible Content Model – Asigurarea consistenţei:

Common Attributes, Consistent Element Set

(13)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Use XML

– Determină situaţia în care XML e soluţia viabilă de reprezentare a informaţiei (semi)structurate – Existenţa unor reprezentări multiple:

binar, CSV, HTML, baze de date relaţionale, obiecte serializate, XML

– XML poate fi o soluţie adecvată când:

• Conţinutul (datele) trebuie separate de formatare

• Datele trebuie partajate între aplicaţii, organizaţii,...

• Reprezentarea să poată fi înţeleasă şi de oameni

(14)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Use XML

– Factori care trebuie consideraţi: simplitatea, extensibilitatea, interoperabilitatea,

existenţa instrumentelor de procesare, transformarea facilă în alte reprezentări, uşurinţa validării, existenţa standardizării – XML ca limbaj pentru reprezentarea

atât a datelor, cât şi a metadatelor

<rdf:Description

about="http://s.infoiasi.ro/studenti.cgi?matricol=33">

<nume porecla="Sammy">Mihai Alexandru Serea</nume>

(15)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Short Understandable Names

– Numele elementelor & atributelor trebuie să fie scurte şi uşor de înţeles atât de autori, cât şi de dezvoltătorii soft-ului de procesat documentul – Pattern-ul poate fi utilizat pentru orice tip de

document

– Numele prea scurte sunt dificil de înţeles, dar reduc lungimea documentelor

– Convenţii de numire: <nume_tag>, <NumeTag>

– Exemple:

(16)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Content Element

– Un container grupează elemente (copil) înrudite – Problema: numeroase elemente care apar

pe acelaşi nivel în document

şi care pot fi divizate în grupuri distincte

– Pattern-ul ajuta la structurarea documentului, dar e foarte general (pot exista pattern-uri

mai specializate, derivate din acesta)

– Pattern-ul adaugă un nivel de abstractizare, gruparea elementelor oferind informaţii

semantice suplimentare (e.g., asocierea de metadate unui grup de elemente)

(17)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Content Element

<config>

<ram>256</ram>

<hdd tip="...">80</hdd>

<parser limbaj="C++">

Xerces</parser>

<editor>vim</editor>

<parser limbaj="Perl">

Expat</parser>

</config>

<config>

<hardware>

<ram>256</ram>

<hdd tip="...">80</hdd>

</hardware>

<software>

<parser limbaj="C++">

Xerces</parser>

<parser limbaj="Perl">

Expat</parser>

(18)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Collection Element

– Creează un element al cărui model de conţinut permite doar instanţe de singur tip

– Problema: există un element care trebuie repetat la acelaşi nivel al documentului

– Context: gruparea pe categorii a elementelor, existenta multor “fraţi” (siblings),

asocierea de metadate etc.

– Soluţie: crearea unui element conţinând mai multe elemente de acelaşi tip

– Structura rezultată e mult mai uşor de procesat – Dacă volumul de metadate este mare,

se va putea utiliza pattern-ul Head-Body

(19)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Envelope

– Oferă un tip de document care va desemna un “plic” în care se vor putea stoca

date XML arbitrare

– Problema: diferite seturi de date trebuie livrate unui sistem, într-o manieră consistentă

– Context: structura datelor din “plic” poate varia şi nu e cunoscută la momentul creării sistemului – Pattern-ul permite separarea diferitelor tipuri de

conţinuturi, oferind un mecanism de livrare a datelor XML; plicul nu interferează

(20)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Flyweight

– Când aceeaşi informaţie este inclusă în diferite locuri în document, atunci ea poate fi plasată o singură dată şi referită în locuri multiple

– Problema: plasarea repetată a aceloraşi date în locuri diferite poate cauza erori si dificultăţi în mentenanţa documentului;

creşte nejustificat lungimea documentului – Soluţie: utilizarea entităţilor XML (externe),

folosirea datelor “embed” via XLink, utilizarea atributelor ID şi IDREF etc.

– Pattern-ul măreşte gradul de mentenanţă şi modularizare, dar poate afecta abilitatea

(21)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri XML XML structurale structurale

• Flyweight

<?xml version="1.0" ?>

<!DOCTYPE Titlu [

<!ENTITY titlu "Situl WebGroup">

]>

<html>

<head>

<title>&titlu;</title>

<meta name="description" content="&titlu;" />

</head>

<body>

(22)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri de de proiectare proiectare XML XML

• Proiectarea unei aplicaţii Web (bazata pe tehnologiile XML)

– Separaţia dintre modul de stocare a datelor, vizualizarea lor şi maniera de procesare – Pattern-ul consacrat:

Model-View-Controller (MVC)

• Problema:

disponibilitatea pe un sit Web

a datelor provenite din surse XML distribuite

(23)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri de de proiectare proiectare XML XML

• Exemple de pattern-uri de proiectare:

– XML In Out Tray – rezolvă problema obţinerii, procesării şi returnării datelor XML,

procesele interne de prelucrare fiind ascunse – External Assistant – procesul de generare

a formatului de prezentare plecând de la XML este realizat de o aplicaţie externă

– Information Grouping – soluţionează

problema grupării şi prezentării datelor XML, indiferent de aplicaţia care generează aceste date – XML Mediator – rezolvă problema

(24)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri de de proiectare proiectare XML XML

• Exemple de pattern-uri de proiectare:

– XML In Out Tray

• Organizează activitatea componentelor implicate în procesele de colectare şi de vizualizare a datelor

• Scop: dezvoltarea de conexiuni între componente traversate de date XML păstrând o cuplare slabă şi o coeziune ridicată (similar cu pattern-ul Proxy)

• Existenţa unui “lipici” între componente

⇒ independenţa de limbaj/platformă ININ

OUTOUT

Worker

Worker XMLXML

(25)

Sabin

Pattern

Pattern - - uri uri de de proiectare proiectare XML XML

• Exemple de pattern-uri de proiectare:

– Information Grouping

• Date la intrare documente XML, pattern-ul oferă o modalitate de a formata datele XML, grupate pe diverse criterii (asemănător lui group by din SQL)

• Asigura separarea între formatul de reprezentare şi cel de stocare a datelor, putând organiza informaţiile într-un mod diferit de cel al stocării

XSLXSL ^XHTML^XHTML

WMLWML

(26)

Sabin