---
marp: true
theme: default
paginate: true
size: 16:9
style: |
  section {
    font-size: 24px;
  }
  section h1 {
    color: #1a5276;
  }
  section h2 {
    color: #2980b9;
  }
  section table {
    font-size: 20px;
  }
  section small {
    font-size: 18px;
  }
---
# Wykład 6
## XML Schema — przestrzenie nazw

**Systemy Zarządzania Treścią**  
Politechnika Poznańska

---

# Część 1
## Deklaracje globalne i lokalne. Elementy vs atrybuty

---

## Globalne i lokalne deklaracje elementów i atrybutów

W XML Schema deklaracje elementów i atrybutów mogą być **globalne** (na najwyższym poziomie schematu) lub **lokalne** (wewnątrz definicji typu).

### Deklaracje lokalne

```xml
<xsd:complexType name="OsobaTyp">
  <xsd:sequence>
    <xsd:element name="imie" type="xsd:string"
                 minOccurs="1" maxOccurs="2"/>
    <xsd:element name="nazwisko" type="xsd:string"/>
  </xsd:sequence>
  <xsd:attribute name="NIP" type="NIPTyp" use="required"/>
</xsd:complexType>
```

Elementy `imie` i `nazwisko` oraz atrybut `NIP` są zadeklarowane **lokalnie** — wewnątrz typu `OsobaTyp`.

### Deklaracje globalne i odwołania

```xml
<xsd:element name="imie" type="xsd:string"/>
<xsd:element name="nazwisko" type="xsd:string"/>
<xsd:attribute name="NIP" type="NIPTyp"/>

<xsd:complexType name="OsobaTyp">
  <xsd:sequence>
    <xsd:element ref="imie" minOccurs="1" maxOccurs="2"/>
    <xsd:element ref="nazwisko"/>
  </xsd:sequence>
  <xsd:attribute ref="NIP" use="required"/>
</xsd:complexType>
```

Deklaracje globalne są **odwoływane** przez atrybut `ref`.

---

## Elementy czy atrybuty?

Decyzja, czy daną informację modelować jako **element** czy **atrybut**, jest fundamentalną decyzją projektową.

### Informacje modelowane zwykle w elementach

| Kategoria | Przykłady |
|---|---|
| **Zawartość** | Elementy semantyczne: nazwisko, nazwa leku, adres |
| **Struktura** | Rozdział, akapit, tytuł, lista |
| **Wyszukiwanie** | Termin do indeksu, glosariusza, elementy dedykowane |
| **Odesłania** | Hiperlinki, noty, przypisy |

### Informacje modelowane zwykle w atrybutach

| Kategoria | Przykłady |
|---|---|
| **Metainformacje** | Jednostka miary, waluta, język, priorytet |
| **Identyfikatory** | Identyfikatory wartości i odwołania do nich |

---

## Elementy czy atrybuty? — zalety

### Zalety elementów

- mogą zawierać inne elementy i atrybuty,
- mogą się powtarzać,
- można bezpiecznie rozszerzać ich model zawartości (np. dodając atrybuty),
- można dokładnie sterować sposobem ich występowania (kolejnością, liczbą wystąpień).

### Zalety atrybutów

- są bardziej zwięzłe,
- mogą być automatycznie dodawane do elementów, jeśli mają wartości domyślne.

> Reguła praktyczna: **treść i struktura → elementy; metadane i identyfikatory → atrybuty**.

---

## Wartości domyślne i ustalone

XML Schema pozwala definiować wartości **domyślne** (`default`) i **ustalone** (`fixed`):

```xml
<xsd:element name="ilość" type="xsd:positiveInteger" default="1"/>
<xsd:element name="cena" type="xsd:positiveInteger" fixed="5"/>
<xsd:attribute name="waluta" type="xsd:string" default="PLN"/>
<xsd:attribute name="VAT" type="xsd:string" fixed="22%"/>
```

### Działanie

| Przed przetworzeniem | Po przetworzeniu |
|---|---|
| `<towar><cena/></towar>` | `<towar><cena>5</cena></towar>` |
| `<towar><ilość>3</ilość></towar>` | `<towar><ilość>3</ilość></towar>` |
| `<kwota>20</kwota>` | `<kwota waluta="PLN" VAT="22%">20</kwota>` |
| `<kwota waluta="EUR">20</kwota>` | `<kwota waluta="EUR" VAT="22%">20</kwota>` |

> **default** — uzupełnia brakującą wartość; **fixed** — narzuca wartość, której nie można zmienić.

---

# Część 2
## Przestrzenie nazw

---

## Przestrzenie nazw — problem i rozwiązanie

### Problem

Ta sama nazwa (np. `NIP`) może oznaczać **dwa różne byty** w różnych dokumentach — a dokumenty te są powiązane (wspólnie przetwarzane, jeden zanurzony w drugim).

![width:90%](../img/namespace-problem.svg)

### Rozwiązanie: przestrzeń nazw (namespace)

**Przestrzeń nazw** to grupa nazw oddzielona (składniowo i semantycznie) od innych nazw.

### Status standardu

| Aspekt | Informacja |
|---|---|
| **Rekomendacja W3C** | 14 stycznia 1999 |
| **XML 1.0 (w tym DTD)** | Nie wspiera przestrzeni nazw |
| **Nowsze standardy** | XML Schema, XSL, XLink wspierają przestrzenie nazw |

---

## Nazwy przestrzeni nazw

Przestrzenie nazw identyfikowane są przez **URI**:

### Przykłady

- `http://www.w3.org/XSLT/Transform/1.0`
- `http://szz.mimuw.edu.pl/osoby`
- `urn:szz:mimuw`

### Właściwości nazw przestrzeni nazw

| Właściwość | Opis |
|---|---|
| **Nie muszą wskazywać zasobów** | Nie muszą prowadzić do konkretnych dokumentów |
| **Unikatowe identyfikatory** | Pełnią funkcję identyfikatorów |
| **Porównywanie napisów** | Porównywane jako napisy — istotna wielkość liter |

### Wykorzystanie w XML

- odwzorowanie na kilkuznakowy **prefiks**,
- poprzedzanie nazw prefiksem.

---

## Użycie przestrzeni nazw w XML

```xml
<os:osoba
  xmlns:os="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
  xmlns:inst="http://szz.mimuw.edu.pl/instytucje"
  xmlns:xhtml="http://www.w3.org/1999/xhtml">
  <os:imie>Jan</os:imie>
  <os:nazwisko>Kowalski</os:nazwisko>
  <os:NIP>123-456-78-90</os:NIP>
  <os:opis>To jest <xhtml:b>bardzo</xhtml:b> fajny facet!</os:opis>
  <os:pracuje-w>
    <inst:firma>
      <inst:nazwa>Business Consulting</inst:nazwa>
      <inst:NIP>987-654-32-10</inst:NIP>
    </inst:firma>
  </os:pracuje-w>
</os:osoba>
```

### Zasada

Atrybut `xmlns:prefiks="URI"` deklaruje prefiks, którym poprzedzane są nazwy należące do danej przestrzeni.

---

## Domyślna przestrzeń nazw

Domyślną przestrzeń nazw deklaruje się atrybutem `xmlns` (bez prefiksu):

```xml
<osoba
  xmlns="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
  xmlns:inst="http://szz.mimuw.edu.pl/instytucje"
  xmlns:xhtml="http://www.w3.org/1999/xhtml">
  <imie>Jan</imie>
  <nazwisko>Kowalski</nazwisko>
  <NIP>123-456-78-90</NIP>
  <opis>To jest <xhtml:b>bardzo</xhtml:b> fajny facet!</opis>
  <pracuje-w>
    <inst:firma>
      <inst:nazwa>Business Consulting</inst:nazwa>
      <inst:NIP>987-654-32-10</inst:NIP>
    </inst:firma>
  </pracuje-w>
</osoba>
```

### Różnica

Elementy **bez prefiksu** (np. `imie`, `nazwisko`) automatycznie należą do domyślnej przestrzeni nazw. Elementy z prefiksem (`inst:firma`) należą do przestrzeni wskazanej przez prefiks.

---

## Widoczność przestrzeni nazw

Deklaracja przestrzeni nazw może być **przesłonięta** w elementach potomnych:

```xml
<os:osoba xmlns:os="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby">
  <os:imie>Jan</os:imie>
  <os:nazwisko>Kowalski</os:nazwisko>
  <os:NIP>123-456-78-90</os:NIP>
  <os:pracuje-w>
    <os:firma xmlns:os="http://szz.mimuw.edu.pl/instytucje">
      <os:nazwa>Business Consulting</os:nazwa>
      <os:NIP>987-654-32-10</os:NIP>
    </os:firma>
  </os:pracuje-w>
</os:osoba>
```

### Zasada widoczności

Prefiks `os` w elemencie `firma` został **przesłonięty** — teraz wskazuje na przestrzeń `instytucje`, a nie `osoby`. Deklaracje przestrzeni nazw mają zasięg **leksykalny** — obowiązują od punktu deklaracji do końca elementu.

---

## Nazwy z prefiksem i bez

### Nazwy elementów

| Typ nazwy | Opis |
|---|---|
| **Kwalifikowane** | Należą do przestrzeni nazw: poprzedzone prefiksem, lub bez prefiksu (jeśli w zasięgu domyślnej przestrzeni nazw) |
| **Niekwalifikowane** | Nie należą do żadnej przestrzeni nazw: bez prefiksu, poza zasięgiem domyślnej przestrzeni nazw |

### Nazwy atrybutów

| Typ nazwy | Opis |
|---|---|
| **Poprzedzone prefiksem** | Należą do przestrzeni nazw |
| **Bez prefiksu** | Nie należą do żadnej przestrzeni nazw |

> Ważna różnica: atrybuty **bez prefiksu nigdy nie należą** do domyślnej przestrzeni nazw.

---

## Nazwy elementów bez prefiksów

```xml
<osoba xmlns="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby">
  <imie>Jan</imie>
  <nazwisko>Kowalski</nazwisko>
  <NIP>123-456-78-90</NIP>
  <pracuje-w>
    <firma xmlns="">
      <nazwa>Business Consulting</nazwa>
      <NIP>987-654-32-10</NIP>
    </firma>
  </pracuje-w>
</osoba>
```

### Wyłączenie z przestrzeni nazw

Atrybut `xmlns=""` **wyłącza** domyślną przestrzeń nazw — element `firma` i jego potomkowie nie należą do żadnej przestrzeni nazw.

---

## Nazwy atrybutów

```xml
<osoba xmlns="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
       xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
  <imie>Jan</imie>
  <nazwisko>Kowalski</nazwisko>
  <NIP>123-456-78-90</NIP>
  <pracuje-w xlink:type="simple"
    xlink:href="..." rodzaj="etat">Business Consulting</pracuje-w>
</osoba>
```

### Analiza

| Atrybut | Przynależność |
|---|---|
| `xlink:type` | Przestrzeń nazw `xlink` |
| `xlink:href` | Przestrzeń nazw `xlink` |
| `rodzaj` | **Bez przestrzeni nazw** (mimo domyślnej) |

> Atrybut `rodzaj` nie ma prefiksu, więc nie należy do żadnej przestrzeni nazw — mimo że element `pracuje-w` należy do domyślnej przestrzeni.

---

## Atrybuty: ta sama nazwa czy nie?

Reguła: **atrybuty o tej samej nazwie rozszerzonej (przestrzeń + nazwa) nie mogą się powtarzać** w tym samym elemencie.

### Poprawne

```xml
<x xmlns:n1="http://szz.mimuw.edu.pl/n1"
   xmlns:n2="http://szz.mimuw.edu.pl/n2">
  <good n1:a="1" n2:a="2"/>
</x>
```
Dwie różne przestrzenie nazw → różne nazwy rozszerzone → OK.

### Niepoprawne

```xml
<x xmlns:n1="http://szz.mimuw.edu.pl/n1"
   xmlns:n2="http://szz.mimuw.edu.pl/n1">
  <bad n1:a="1" n2:a="2"/>
</x>
```
Ta sama przestrzeń nazw → ta sama nazwa rozszerzona → błąd.

### Poprawne (prefiks + bez prefiksu)

```xml
<x xmlns:n1="http://szz.mimuw.edu.pl/n1"
   xmlns="http://szz.mimuw.edu.pl/n1">
  <good n1:a="1" a="2"/>
</x>
```
`n1:a` ma przestrzeń nazw, `a` nie ma — różne nazwy rozszerzone → OK.

---

# Część 3
## Przestrzenie nazw a schematy

---

## Przestrzenie nazw i schematy

Schemat (XSD) deklaruje nazwy należące do przestrzeni nazw:

- Schemat zapisuje się przy pomocy **jednego lub więcej** dokumentów schematów,
- Schemat deklaruje nazwy należące do **zero lub więcej** przestrzeni nazw,
- Dokument schematu deklaruje nazwy należące do **zero lub jednej** przestrzeni nazw,
- Przestrzeń nazw zawiera nazwy zadeklarowane w **zero lub więcej** schematach.

```mermaid
flowchart LR
    subgraph "http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
        O[osoba, imię, nazwisko, NIP]
    end
    subgraph "http://szz.mimuw.edu.pl/instytucje"
        F[firma, nazwa, NIP]
    end
    O -->|osoby.xsd| S1
    F -->|inst.xsd| S2
```

---

## Dokument schematu — targetNamespace

Atrybut `targetNamespace` określa, jaką przestrzeń nazw deklaruje schemat:

```xml
<xsd:schema
  xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
  xmlns="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
  targetNamespace="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby">

  <xsd:complexType name="OsobaTyp">
    ...
  </xsd:complexType>

  <xsd:element name="osoba" type="OsobaTyp"/>
  <xsd:element name="numer" type="xsd:integer"/>
</xsd:schema>
```

### Alternatywna forma (domyślna przestrzeń XSD)

```xml
<schema
  xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
  xmlns:os="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
  targetNamespace="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby">

  <complexType name="OsobaTyp">
    ...
  </complexType>

  <element name="osoba" type="os:OsobaTyp"/>
  <element name="numer" type="integer"/>
</schema>
```

---

## Łączenie dokumentów schematów

Schemat może składać się z wielu dokumentów. Metody budowania schematu:

| Metoda | Opis |
|---|---|
| **Instrukcje** | `include`, `import` i `redefine` |
| **Lokalizacje w egzemplarzu** | Określone w dokumencie instancji |
| **Predefiniowane lokalizacje** | Procesor łączy dokumenty z skonfigurowanych lokalizacji |
| **Parametry wiersza poleceń** | Lokalizacje przekazywane jako argumenty |

---

## include

Instrukcja `include` dołącza dokument schematu do **docelowej przestrzeni nazw** głównego schematu:

```xml
<xsd:schema
  xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
  xmlns="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
  targetNamespace="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby">
  <xsd:include schemaLocation="inst.xsd"/>
  ...
</xsd:schema>
```

### Warunek

Dołączany dokument musi:
- mieć **taką samą docelową przestrzeń nazw** jak dokument główny, lub
- **nie mieć** docelowej przestrzeni nazw.

```mermaid
flowchart LR
    subgraph "http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
        A["osoby.xsd: osoba, imię, nazwisko, NIP"]
        B["inst.xsd: firma, nazwa, REGON"]
    end
```

---

## redefine

Instrukcja `redefine` dołącza dokument schematu z **możliwością przedefiniowania** komponentów:

```xml
<xsd:redefine schemaLocation="inst.xsd"/>
```

### Co można przedefiniować

- typy proste i złożone,
- nazwane grupy modeli,
- grupy atrybutów.

```mermaid
flowchart LR
    subgraph "http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
        A["osoby.xsd: osoba, imię, nazwisko, NIP, NIPTyp"]
        B["inst.xsd: firma, nazwa, REGON, NIPTyp"]
    end
```

> `redefine` umożliwia rozszerzanie typów zdefiniowanych w dołączanym schemacie — zachowując tę samą przestrzeń nazw.

---

## import

Instrukcja `import` odwołuje się do komponentów w **innej przestrzeni nazw**:

```xml
<xsd:schema
  xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
  xmlns="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
  xmlns:inst="http://szz.mimuw.edu.pl/instytucje"
  targetNamespace="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby">

  <xsd:import schemaLocation="inst.xsd"
    namespace="http://szz.mimuw.edu.pl/instytucje"/>
  ...
</xsd:schema>
```

```mermaid
flowchart LR
    subgraph "osoby"
        A["osoby.xsd"]
    end
    subgraph "instytucje"
        B["inst.xsd"]
    end
    A -->|import| B
```

### Różnica include vs import

| Instrukcja | Przestrzeń nazw |
|---|---|
| **include** | Ta sama docelowa przestrzeń nazw |
| **import** | Inna przestrzeń nazw |

---

# Część 4
## Egzemplarze dokumentów

---

## Egzemplarz — przestrzeń nazw XML Schema Instance

Przestrzeń nazw egzemplarzy XML Schema:

`http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance`

zawiera atrybuty:

| Atrybut | Opis |
|---|---|
| `nil` | Oznaczenie wartości pustej |
| `type` | Określenie typu elementu |
| `schemaLocation` | Lokalizacja schematów (dla przestrzeni nazw) |
| `noNamespaceSchemaLocation` | Lokalizacja schematu (bez przestrzeni nazw) |

---

## schemaLocation

Atrybut `schemaLocation` wskazuje lokalizację schematów dla poszczególnych przestrzeni nazw:

```xml
<?xml version="1.0"?>
<osoba
  xmlns="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby"
  xmlns:inst="http://szz.mimuw.edu.pl/instytucje"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://szz.mimuw.edu.pl/osoby
                      osoby.xsd
                      http://szz.mimuw.edu.pl/instytucje
                      inst.xsd">
  <imie>Jan</imie><nazwisko>Kowalski</nazwisko>
  <pracuje-w>
    <inst:firma>
      <inst:nazwa>Business Consulting</inst:nazwa>
      <inst:NIP>987-654-32-10</inst:NIP>
    </inst:firma>
  </pracuje-w>
</osoba>
```

### Format

Wartość `schemaLocation` to **pary** `przestrzeń-nazw lokalizacja`, rozdzielone spacjami.

---

## noNamespaceSchemaLocation

Atrybut `noNamespaceSchemaLocation` wskazuje schemat dla dokumentów **bez przestrzeni nazw**:

```xml
<?xml version="1.0"?>
<osoba
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:noNamespaceSchemaLocation="osoby.xsd">
  <imie>Jan</imie>
  <nazwisko>Kowalski</nazwisko>
</osoba>
```

### Zastosowanie

Używane, gdy dokument nie korzysta z przestrzeni nazw — wtedy nie ma "nazwy przestrzeni" do sparowania ze schematem.

---

## Wartości puste w egzemplarzach

Istnieje kilka sposobów oznaczenia braku wartości:

| Sposób | Opis |
|---|---|
| **Brak elementu/atrybutu** | Element po prostu nie występuje |
| **Element/atrybut pusty** | Występuje, ale jest pusty |
| **Specjalna wartość** | Np. `N/A` |
| **Wartość nil** | Jawnie oznaczone `xsi:nil="true"` |

### Przykład wartości nil

```xml
<?xml version="1.0"?>
<osoba xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
  <imie>Jan</imie>
  <drugie-imie xsi:nil="true"/>
  <nazwisko>Kowalski</nazwisko>
</osoba>
```

### Dopuszczenie nil w schemacie

```xml
<xsd:element name="drugie-imie" type="xsd:string" nillable="true"/>
```

> Atrybut `nillable="true"` w schemacie jest **wymagany**, aby element mógł przyjąć wartość `xsi:nil="true"`.

---

## Podsumowanie

| Temat | Kluczowe wnioski |
|---|---|
| **Deklaracje globalne/lokalne** | Globalne wielokrotnego użytku, lokalne zagnieżdżone |
| **Elementy vs atrybuty** | Treść/struktura → elementy; metadane/identyfikatory → atrybuty |
| **default vs fixed** | Domyślna uzupełnia, ustalona narzuca |
| **Przestrzenie nazw** | Rozwiązanie kolizji nazw przez URI + prefiksy |
| **Domyślna przestrzeń** | `xmlns` bez prefiksu; atrybuty jej nie dziedziczą |
| **include/redefine/import** | Łączenie schematów: ta sama / redefinicja / inna przestrzeń |
| **targetNamespace** | Określa przestrzeń deklarowaną przez schemat |
| **schemaLocation** | Wiązanie przestrzeni nazw z lokalizacją schematu |
| **nil** | Jawne oznaczenie braku wartości (`nillable="true"`) |

---

# Dziękuję za uwagę

**Systemy Zarządzania Treścią**  
Politechnika Poznańska