Automatische Erzeugung von XML-DTDs aus konzeptionellen Datenbankschemata

Automatische Erzeugung von XML-DTDs Carsten Kleiner, Udo W. Lipeck spezielle Anwendungsgebiete zur Verfü- gung. Die wesentlichen Vorteile der Ver- Automatische Erzeugung von wendung eines konzeptionellen Schemas anstelle eines bestimmten Datenbanktyps XML-DTDs aus konzeptionellen sind im Wesentlichen die Gründe für die Verwendung konzeptioneller Schemata Datenbankschemata selbst, nämlich insbesondere die Flexibi- lität und Implementationsunabhängig- Ziel dieses Artikels ist es, einen Algorith- von Daten und Informationen zwischen keit. Die Transformationsregeln in die- mus zu entwickeln, der die automatische verschiedenen Partnern. Da heutzutage sem Artikel können für jeden Datenbank- die meisten wichtigen Daten in Daten- typ angepasst werden. Die einfachsten Erzeugung von Beschreibungen für XML- Anpassungen werden für relationale bzw. Dokumentstrukturen erleichtert. Spezifi- banken (seien es relationale, objektrelati- objektrelationale Systeme möglich sein, scher wird dargestellt, wie man eine DTD onale, objektorientierte oder andere Ty- da bei diesen Paradigmen die Überset- (document type definition) aus einem pen) abgelegt sind, ist es wichtig, den zung von konzeptionellen in logische konzeptionellen Datenmodell ableiten Prozess der Erzeugung von XML-Doku- Schemata ebenfalls klar definiert sind. Je- kann. Ein wichtiges Ziel dieser Überset- menten aus Informationen in Datenban- doch ist auch eine Nutzung für andere Pa- zung ist die adäquate Übertragung von ken zu automatisieren. Natürlich wünscht radigmen wie z.B. neue XML-basierte Strukturinformationen aus dem konzep- man sich die Erhaltung so vieler Informa- Datenbanksysteme möglich; hierfür kön- tionellen Schema in die DTD. Dies er- tionen aus der Datenbank wie möglich im nen die im Folgenden vorgestellten Algo- möglicht eine partielle Integritätsprüfung entstandenen XML-Dokument. Dies be- rithmen sogar im Datenbankentwurf ein- von XML-Dokumenten mithilfe validie- trifft insbesondere auch strukturelle In- gesetzt werden. render XML-Parser und erleichtert den formationen, die in der Datenbank impli- Da zum Entstehungszeitpunkt dieses Austausch von Daten zwischen verschie- zit vorliegen wie etwa Integritätsbedin- Artikels document type definitions denen Datenbanken, insbesondere beim gungen (constraints). Weiterhin wird (DTDs) die einzige weithin akzeptierte Import von Daten aus XML-Dokumenten man zukünftig auch Daten aus neu entwi- Beschreibungssprache für die Struktur in ein anderes Datenbankschema. Im Ein- ckelten Anwendungen austauschen wol- von XML-Dokumenten darstellten, wer- zelnen werden Übersetzungsregeln für len. Da dies voraussichtlich in XML ge- den diese verwendet. Beschränkungen, alle Konstrukte eines erweiterten Entity- schehen wird, ist es wichtig, die Struktur die aus dieser Wahl resultieren, und Er- Relationship-Modells in DTD-Konstrukte dieser zukünftigen XML-Dokumente be- weiterungsmöglichkeiten in fortgeschrit- präsentiert. Diese werden schließlich in reits im Modellierungsprozess zu definie- teneren Beschreibungssprachen wie XML einen Algorithmus integriert. Da der Al- ren. Schema werden an verschiedenen Stellen gorithmus auf konzeptionellen Schemata Zu den Anforderungen, die aus den genannt. Ob die länglichen Beschreibun- arbeitet, ist er sehr allgemein anwendbar obigen Aufgaben abgeleitet werden kön- gen in XML Schema jedoch den gleichen nen, zählen die Erzeugung von XML-Do- Verbreitungsgrad wie die kompakten und kann relativ einfach auf Daten in (ob- kumenten aus aktuellen Datenbankinhal- DTDs erfahren werden, erscheint frag- jekt-)relationalen wie auch Datenbanken ten, die Erzeugung von XML-Dokument- lich. Im Gegensatz zu anderen Veröffent- jedes anderen Paradigmas, z.B. native strukturen aus Datenmodellen für zu- lichungen stellt die Übertragung von XML-Datenbanken, angepasst werden. künftige Anwendungen sowie der Import möglichst viel strukturellen Informatio- In letzteren kann er sogar zum Daten- von Daten aus XML-Dokumenten in Da- nen aus dem Schema in das XML-Doku- bankentwurf verwendet werden. tenbanken. Da jede aktuell bestehende ment das Hauptziel des präsentierten Al- Datenbank (zumindest theoretisch) die gorithmus dar. Dies zahlt sich aus, da so 1 Einleitung Instantiierung eines bestimmten konzep- validierende XML-Parser zur Integritäts- tionellen Datenbankschemas ist und neu prüfung dieser strukturellen Einschrän- 1.1 Motivation entwickelte Systeme ebenfalls konzeptio- kungen in konkreten XML-Dokumenten nelle Schemata zur Datenmodellierung eingesetzt werden können. Dies erleich- Wie viele industrielle und wissenschaftli- verwenden werden, wären Regeln und tert Import-Routinen für XML-Doku- che Veröffentlichungen in diesem Be- Algorithmen zur Erzeugung von XML- mente erheblich, indem die Zahl der Feh- reich zeigen, hat sich die eXtensible Mar- Dokumenten aus konzeptionellen Daten- ler durch Integritätsverletzungen schon kup Language (XML) zu einer Art Stan- beschreibungen hilfreich. Das verwende- bei der XML-Erzeugung stark reduziert dardbasis für den Datenaustausch te konzeptionelle Modell als eine Art wird. entwickelt. Zu ihren größten Vorteilen größte gemeinsame Beschreibungsme- Der Rest dieses Artikels ist wie folgt gehören Erweiterbarkeit, Portabilität so- thode aller Anwendungsszenarien sollte aufgebaut: Nach einer kurzen Übersicht wie die Möglichkeit, in gewissem Um- dabei möglichst allgemein gültig gewählt über kürzlich erschienene Veröffentli- fang Semantik, wie z.B. strukturelle Be- werden. Daher werden in diesem Artikel chungen zu ähnlichen Themen beginnen dingungen, zu den eigentlichen Daten im das ER- sowie das EER-Modell verwen- wir mit einem motivierenden Beispiel in gleichen Dokument mit abzulegen. Daher det. Nahezu alle wesentlichen Modellie- Kapitel 2.1. Danach wird in Kapitel 2.