Marco Skulschus studierte Ökonomie in Wuppertal und Paris und setzt im Rahmen seiner Arbeit .NET und Java für das Datenbanksystem Oracle ein. Er beschäftigt sich seit Beginn der XML-Zeitrechnung mit diesem Thema. Seine Spezialgebiete sind hierbei Datenbanken und XML sowie Ontologien auf XML-Basis. Marcus Wiederstein studierte Elektrotechnik in Bochum und Dortmund und ist verantwortlich für die Durchführung von Projekten im Bereich Systemintegration und Datenbanken (Sicherheit, Hochverfügbarkeit, Datenintegration). Zusammen haben sie eine Reihe von Büchern zu Datenbanken (Oracle und MS SQL Server) sowie zu XML (XML Schema und XSLT/XSL-FO) geschrieben.

Interview mit Marco Skulschus

XML und Datenbanken. Passt das überhaupt zusammen?

Viele Administratoren haben tatsächlich Angst, dass ihnen die Arbeit ausgehen könnte und dass XML eine Gefahr für Datenbanken werden könnte. Genau das Gegenteil ist der Fall. Die großen Datenbanken haben  sich dem Thema XML so angenommen, dass sie sowohl die direkte Speicherung von XML-Bruchstücken oder ganzen XML-Dokumenten unterstützen oder sogar wie Oracle gleich eine ordnerbasierte spezielle XML-Datenbank anbieten.

Wie sieht diese Einverleibung aus?

Man könnte hier sagen, dass man am besten aus seinem Feind einen Freund macht oder den Feind erst einmal auf das richtige Maß zurechtstutzt. Oracle geht davon aus, dass XML genau so ein Datentyp ist wie jeder andere auch. Er hat wie ein Datum einige Besonderheiten, was seine Formatierung und seine interne Struktur anbetrifft, aber zunächst hat er sich in das Typschema einzufügen. Das ist der erste Schritt zur Zähmung einer Bestie. Man hat eine Fülle an Möglichkeiten, XML als Spalten- oder Variablentyp zu nutzen sowie natürlich auch als Eingangs- und Ausgangsparameter zu verwenden. Den besonderen Anforderungen wie die hohe Komplexität seines Aufbaus trägt es Rechnung,  indem es weitere Bearbeitungsmethoden in SQL und PL/SQL bereitstellt, mit denen XML wie überall sonst validiert, erstellt und abgefragt werden kann. Darüber hinaus gib es mit der Oracle XDB eine eigenständige XML-Datenbank.

Sie haben schon ein Buch zum Thema MS SQL Server und XML geschrieben. Arbeiten Sie jetzt alle Datenbanken durch?

Ich gebe zu, dass ich von XML nicht die Finger lassen kann. Man kann mich nachts wecken  und nach den Vorteilen fragen, und ich brauche gar keinen Kaffee aufzusetzen, um eine Stunde darüber zu reden. Datenmodellierung hängt mit beiden Bereichen zusammen, und es ist klar, dass man bei einem solchen Doppelinteresse auch die Integration beherrschen will. Es wird aber zunächst bei diesen beiden Büchern bleiben, weil dies meine beiden Datenbanken sind, die ich täglich einsetze und empfehle.

Wo geht Ihre XML-Reise nun hin?

Offiziell mache ich ja nach jedem Buch erst einmal Pause, fange aber in Wirklichkeit schon zwei weitere an. Ich denke, es geht nun entweder mit Datenbanken oder mit Ontologien weiter. Für das letztere Thema gibt es nämlich auch XML-Darstellungen.

 

Interview mit Marcus Wiederstein

Warum setzt man überhaupt XML in Datenbanken ein?

Es gibt eigentlich zwei Hauptbereiche, in denen es notwendig ist. Der Datenaustausch zwischen Unternehmen, Anwendungen oder Organisationsteilen wird selbstverständlich immer mehr auf elektronischer Basis durchgeführt. Kein vernünftiger Mensch würde vorschlagen, Papierlisten zu drucken, zu senden und sie woanders abschreiben zu lassen. Dies wird durch XML und die vielen Erzeugungs- und Umwandlungswerkzeuge ermöglicht. Da die wesentlichen Transaktions- und Stammdaten von Unternehmen in Datenbanken gespeichert sind, ist es nur logisch, dass genau hier XML für den Datenaustausch zum Einsatz kommt. Irgendwo muss dann dieses XML erzeugt und zerlegt werden. Warum nicht gleich direkt in der Datenbank?

Datenaustausch zwischen relationalen Strukturen. Gibt es auch eine Notwendigkeit, XML-Daten zu speichern?

Selbstverständlich. Hier kommt es allerdings ein wenig auf die Unternehmens- und Anwendungsart an. Jedes Unternehmen hat Transaktions- und Stammdaten, die ausgetauscht werden müssen. Nur einige Unternehmen wie Verlage haben allerdings auch noch semistrukturierte Texte, die nicht relational zerlegt werden können. Man könnte sie binär in einem beliebigen Dateiformat speichern. Doch trotz Volltextsuche ist es dann noch nicht möglich, die Daten nach der Filterung sowie umgewandelt herauszugeben. Hier kommt wieder XML ins Spiel, um die Daten zu strukturieren und in Form eines einzelnen Artikels zu speichern. Da wir darüber hinaus nicht nur von einer Handvoll Texten reden, kommt auch sofort eine Datenbank ins Spiel, in der entweder nur die Metadaten zu den Dokumenten  und ihren Speicherorten oder gleich die ganzen Dokumente mit ihren XML-Inhalten verwaltet werden.

Sie haben schon Bücher über Modellierung und Transformation geschrieben. Ist der Kreis nun geschlossen?

Eigentlich haben wir jetzt alle Blumen in der Vase zusammen, oder? Die Daten werden mit XML Schema modelliert, mit XSLT und XSL-FO umgewandelt, und irgendwo müssen sie noch gespeichert werden. Es fallen mir zwar noch mehr Technologien ein, die XML und auch Datenbanken einsetzen können wie bspw. Ontologien, doch zunächst ist wohl der Kreis geschlossen.

1. Das erste Kapitel stellt als Einstiegskapitel XML-Technologien allgemein mit den Daten der Beispieldatenbank dar. Es startet mit der klassischen DTD (Document Type Definition) als erster Modellierungs- und Beschreibungstechnik für XML-Daten und stellt dann auf Basis der Technik der DTD die Unterschiede, Vorteile und neuartigen Ansätze von XML Schema dar. XML Schema ist auch die Technologie, mit der in Oracle XML-Daten beschrieben und validiert werden können, wenn man sich dafür entscheidet, typisiertes XML zu verwenden und nicht einfach beliebige XML-Strukturen zuzulassen. Für die Abfrage von XML-Daten folgen dann die Pfadbeschreibungssprache XPath und die relativ komplexe Abfragesprache XQuery. Mit XPath ist es möglich, innerhalb von XML-Dokumenten zu navigieren und entweder vom Wurzelelement oder jedem beliebigen Knoten aus andere Knoten zu lokalisieren, zu filtern und eine Reihe von Funktionen einzusetzen. Die XPath-Ausdrücke können in SQL eingesetzt werden, um Teile von XML-Daten abzurufen oder komplexe Filter vorzugeben. Man setzt diese Technik allerdings auch in XML Schema für die Angabe von Schlüsseln und Fremdschlüsseln ein. Die Umwandlung von XML-Daten mit Hilfe des DOM (Document Object Model) und XSLT (eXtensible Stylesheet Language for Transformations) lässt sich ebenso einsetzen. Es dient in vielen Anwendungen als Ausdruckssprache, um dem Benutzer komplexe Filter oder Bedingungen zu ermöglichen. XQuery dagegen kombiniert Filterung und Auswahl mit einer verkürzten und nicht XML-basierten Syntax, um die gefundenen Strukturen auch unmittelbar wieder in XML umzuwandeln. Während XPath eine Ergebnismenge mit unterschiedlichen Inhalten in Form von Knoten, Knotensätzen oder Zeichenketten und Zahlen liefert, kann man mit XQuery unmittelbar ein XML-Ergebnis erzeugen. Schließlich stellt dieses Kapitel noch die Technik XSLT vor, mit der es möglich ist, neue Dokumente in Form von XML, HTML oder Text zu erzeugen. Dabei setzt man eine programmiersprachenähnliche Syntax in XML-Form ein, die man als deklarative Sprache bezeichnet.
2. Das zweite Kapitel beschreibt, wie eine der wesentlichen Anforderungen beim XML-Einsatz in Oracle umgesetzt wird: den Datenabruf von relationalen Daten und die Erzeugung von XML-Ausgabedaten in einer ad-hoc-Abfrage oder einer Sicht. Oracle bietet in diesem Bereich verschiedene Möglichkeiten, die sich hinsichtlich Geschwindigkeit und Komplexität der Formulierung unterscheiden. In diesem Kapitel lernt man sowol die Techniken kennen, die sofort aus einer SQL-Abfrage heraus XML erzeugen, wie auch die Durchführung der gleichen Aufgabenstellung in PL/SQL.
3. Das dritte Kapitel konzentriert sich ganz auf PL/SQL und die Verarbeitung von XML. Hier gibt es eine Vielzahl an möglichen Techniken, von denen insbesondere die beiden W3C-Techniken DOM und XSLT ins Auge fallen, die in PL/SQL genauso umgesetzt sind wie in vielen anderen Programmiersprachen. Dazu gibt es allerdings auch eine Reihe von PL/SQL-Paketen, die entweder für den Einsatz der beiden genannten Standardtechnologien notwendig sind, oder die ein eigenes Angebot bieten, mit XML-Daten zu arbeiten, sie zu manipulieren und sie umzuwandeln.
4. Das vierte Kapitel setzt den Fokus auf das wichtige Thema Import und Export. Es gibt eine Reihe von traditionellen und nicht nur in Oracle einsetzbaren Techniken, mit XML umzugehen und insbesondere XML somit relational oder objektrelational zu zerlegen, sodass man noch nicht direkt XML in einer traditionellen Datenbank speichern muss. Das Kapitel diskutiert verschiedene Speicheransätze, in denen XML relational zerlegt wird oder in denen mehr oder weniger große Teile in speziellen Datentypen und selbstverständlich auch den XML-Datentyp gespeichert werden. Die Erläuterungen in diesem Kapitel sollen eine Sensibilität für den großen Gestaltungsspielraum bewirken, mit der dann in der konkreten Modellierungssituation eine passende Variante ausgewählt wird.
   

5. Das fünfte Kapitel setzt die Überlegungen des vierten Kapitels insoweit fort, als dass die Oracle XDB (XML Datenbank) als eigenständige Möglichkeit zur direkten, nativen und nicht auf Tabellen basierenden Speicherung von XML-Daten (Dateien, Dokumenten) vorgeführt wird. Für dokumentenorientierte Systeme (Redaktionssysteme, Archive) ist dies eine geeignete Möglichkeit, mit Oracle eine XML-Datenbank im ursprünglichen Sinne aufzubauen und eine Reihe von Oracle-Techniken für Sicherheit und Geschwindigkeit zu verwenden und sich darüber hinaus in der gewohnten Umgebung zu bewegen.
6. Das sechste Kapitel rückt den wesentlichen Datentyp, mit dem die XML-Verwendung in Oracle mit PL/SQL und SQL überhaupt erst denkbar ist, in den Mittelpunkt: XMLType. Im Gegensatz zu einer langen Zeichenkette oder einem großen Binärobjekt erlaubt XMLType die Abfrage und Filterung mit XPath und XQuery, die Umwandlung mit XSLT, die Validierung mit XML Schema sowie die Verarbeitung mit einer Reihe von speziellen SQL-Funktionen und PL/SQL-Paketen. Seine Fähigkeiten sind schon in den vorherigen Kapiteln immer mal wieder in Beispielen vorgeführt worden, doch im sechsten Kapitel erhält XMLType eine Bühne, in der die verschiedenen Möglichkeiten und Vorteile gesammelt, erläutert und zusammengefasst werden.
7. Das siebte Kapitel schließt das Buch mit dem neu in Oracle 11g eingeführten Thema Webservices ab. Es beginnt mit einer Einführung in den Grundgedanken, der hinter dem Themenkomplex serviceorientierte Anwendungsentwicklung und verteilte Software steht und beschreibt dann kurz Einsatzbereiche sowie die beiden entscheidenden Standards, die auch in Oracle zum Einsatz kommen. Neben XML Schema, das auch für die Validierung der zwischen Service und Klient ausgetauschten XML-Nachrichten Verwendung findet und bereits eingeführt wurde, handelt es sich dabei um die Standards WSDL (WebServices Description Language) und SOAP (Akronym ohne offizielle Auflösung). WSDL-Dokumente beschreiben in technischer und inhaltlicher Sicht einen Webdienst, werden typischerweise vom Server generiert und in Klienten-Programmen verwendet, um die Struktur von Nachrichten und Kommunikationsadressen auszulesen und korrekt zu verwenden. In vielen Programmiersprachen stehen auf Basis dieser Datei Hilfsmittel zur Verfügung, die Nachrichten nicht direkt in XML, sondern vielmehr in Form von Methoden/Funktionen aufzurufen und so den Webdienst quasi in die eigene Anwendung zu integrieren. SOAP dagegen ist ein einfaches XML-Format, welches Nachrichten sammelt und sie im Wesentlichen in einen strukturierten  Kopf- und Hauptabschnitt unterteilt.

Unsere Empfehlung

XML Standards und Technologien

ISBN: 978-3-939701-21-7
Preis: 39,95 €

• Einführung in XML: Definition, Architektur, Einsatzbereiche
• Modellierung mit der Document Type Definition (DTD) und XML Schema
• Filtern und lokalisieren mit XPath
• Abfragen und umwandeln mit XQuery
• Abfragen, umwandeln, darstellen und verarbeiten mit XSLT
• Druckformate darstellen mit XSL-FO
• (Objekt)relationale Datenbanken und XML – MS SQL Server und Oracle
• Architektur und Techniken von Webservices: Definition, Einsatz, SOAP und WSDL

XML ist seit mehreren Jahren als Technologie für die Abbildung, den Transport und die Speicherung von strukturierten Daten etabliert und stellt in immer mehr IT-Prozessen und Anwendungen einen wesentlichen Baustein dar. Dieses Buch erklärt die gängigen Standards und Technologien, die im Bereich XML eingesetzt werden, liefert dabei zu jedem Thema viele Syntax-Beispiele und gibt Hinweise zum richtigen Einsatz. Sie lernen die beiden Standards DTD und XML Schema für die Modellierung und Validierung von XML-Daten kennen. Mit Pfadausdrücken in XPath sehen Sie, wie Sie Knoten lokalisieren und XML-Strukturen filtern, während Sie mit XQuery ganz neue XML-Dokumente auf Basis von SQL-ähnlichen Abfragen erzeugen. Die tatsächliche Umwandlung von XML sehen Sie anhand von XSLT für HTML, XML und Text und anhand von XSL-FO für Druckformate wie PDF. Serviceorientierte Architekturen werden mit Webservices aufgebaut, die ebenfalls in diesem Buch mit einer allgemeinen Beschreibung und den beiden wesentlichen Standards SOAP und WSDL eingeführt werden. Da XML auch als Speicher- und Transportformat dienen kann, zeigt das Thema XML und Datenbanken, wie XML aus relationalen Daten in MS SQL Server und Oracle abgerufen und auch wieder umgewandelt werden kann.

Unsere Empfehlung

PHP und XML

ISBN: 978-3-939701-00-2
Preis: 34,95 €

• SAX
• SimpleXML
• DOM für PHP 4 und 5
• XSLT für PHP 4 und 5
• Abfragen mit XPath
• Validierung mit DTD, XML Schema und RelaxNG
• XMLWriter und XMLReader für PHP 5
• Erzeugen von XML, HTML und CSV
• Sprachreferenzen pro Kapitel

Die in PHP 4 und 5 möglichen Bibliotheken werden nach Versionen getrennt in einer Reihenfolge, welche die Bedeutung des Werkzeugs widerspiegeln soll, vorgestellt. Dabei gibt es in jedem Kapitel zunächst eine Referenz der Bibliothek, in welcher Funktionen, Klassen und Methoden sowie Konstanten, Fehlermeldungen oder sonstige allgemeine Eigenschaften des Werkzeugs vorgestellt werden. Diese Informationen könnte man natürlich auch im PHP-Handbuch finden - dort sind diese Informationen allerdings nicht alle in Deutsch erhältlich und teilweise noch nicht dokumentiert, sodass doch wenigstens ein Viertel der in diesem Buch angegebenen Referenzen die normale Dokumentation übersteigt. Wir sind uns bewusst, dass letztendlich immer alle Informationen in der IT-Welt irgendwo auch im Internet verfügbar sind, doch haben wir versucht, eine zentrale Stelle zu schaffen, in der die verschiedenen Informationen zusammengeführt als auch vervollständigt werden.

Unsere Empfehlung

PHP und Oracle

ISBN: 978-3-939701-01-9
Preis: 34,95 €

• ORA-Funktionen für PHP4
• OCI-Funktionen für PHP4 und 5 (Oracle Call Interface)
• PDO-Funktionen für PHP5 (PHP Data Objects)
• Oracle SQL (Übersicht für Abfragen)
• Oracle PL/SQL (Einführung in DB-Programmierung)
• Entwurfsmuster / Design Patterns in der Datenzugriffsschicht
• Verwenden von gespeicherten Funktionen / Prozeduren
• Sprachreferenzen pro Kapitel

Die ORA-Funktionen stellen den PHP-eigenen Werkzeugkasten vor, um auf die Oracle-Datenbank zuzugreifen. Im Handbuch werden sie unter http://de.php.net/manual/de/ref.oracle.php vorgestellt. In der aktuellen Handbuchversion gelten sie als veraltet, weil neben OCI, der Abbildung der Oracle-eigenen Aufrufschnittstelle (Oracle Call API) nun auch PDO (PHP Data Objects) im Rennen um die Gunst des Programmierers sind. Nichtsdestoweniger kann es gerade in PHP 4-Anwendungen der Fall sein, dass Lösungen mit ORA-Funktionen zu pflegen sind. Als möglichen Versionen kann man also folgende angeben: PHP 3, PHP 4, PHP 5 bis 5.1.0RC1.