Processamento de Documentos Estruturados
2. Normas Básicas do XML
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
Departamento de Ciência de Computadores
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
2015/2016
Programa
1. Essencial sobre XML
2. Normas Básicas
3. Tipos de Documentos
4. Transformação de Documentos
5. Semântica de Documentos
6. Interfaces Aplicacionais
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
2
Programa
1. Essencial sobre XML
2. Normas Básicas
3. Tipos de Documentos
4. Transformação de Documentos
5. Semântica de Documentos
6. Interfaces Aplicacionais
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
2
Sumário
1. Essencial sobre XML
1.1 Exemplos de Documentos XML
1.2 Evolução do XML
1.3 Alguns Conceitos Básicos
1.4 Utilização do XML
1.5 Software de Processamento XML
1.6 Instituições: W3C
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
3
1. O Essencial sobre XML
1. O Essencial sobre XML- I
I
XML: eXtensive Markup Language
I
Formalismo de formatação de documentos
I
I
I
I
Evoluiu a partir da experiência do HTML
I
I
I
I
Documentos XML são texto anotado
Com semelhanças (e diferenças) ao HTML
Pode representar dados ou textos
Seguindo a tradição das linguagens de anotação
Baseado num formalismo simplificado para a web
Permite criação de documentos sem/noutras linguagens
Conceitos e terminologia básico do XML
I
I
I
Formalismo vs (meta) linguagem
Boa formação e validação
Processador e aplicações
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
4
1. O Essencial sobre XML
1. O Essencial sobre XML- II
I
Utilizado para vários fins
I
I
I
I
Software de vários géneros usa XML
I
I
I
I
Formatação gráfica
Armazenamento de dados
Interoperabilidade
Editores e Navegadores
Bases de dados e aplicativos
.. entre muitos outros
W3C é a instituição responsável pelo XML
I
I
I
Reunindo múltiplas empresas e indivíduos
Definido linhas orientadoras e normas
Produzindo protótipos e ferramentas
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
5
1. O Essencial sobre XML
1.1 Exemplos de Documentos XML
<?xml version="1.0" standalone="no" encoding="UTF-8"?>
<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="exemplo.xsl"?>
<cadeira xml:lang="pt">
A disciplina de <nome xml:id="PDE">Processamento de
Documentos Estruturados</nome> é regida por
<docente xml:id="zp">José Paulo Leal</docente>.
<alunos>
<aluno ncd="..." nome="..."/>
<aluno ncd="..." nome="..."/>
<aluno ncd="..." nome="..."/>
</alunos>
</cadeira>
I
Comparação com HTML
I
Dados (Data Centric)
I
Documentos (Document Centric)
I
Dados vs Documentos
I
Alternativas
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
6
1. O Essencial sobre XML
1.1 Exemplos de Documentos XML
Comparação com HTML
<?xml version="1.0" standalone="no" encoding="UTF-8"?>
<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="exemplo.xsl"?>
<cadeira xml:lang="pt">
A disciplina de <nome xml:id="PDE">Processamento de
Documentos Estruturados</nome> é regida por
<docente xml:id="zp">José Paulo Leal</docente>.
<alunos>
<aluno ncd="..." nome="..."/>
<aluno ncd="..." nome="..."/>
<aluno ncd="..." nome="..."/>
</alunos>
</cadeira>
Semelhanças
Diferenças
I Texto anotado
I Novas anotações, feitas "à medida"
I Anotações delimitadas por < e >
I Focado na semântica, sem sintaxe gráfica
I Anotações com atributos
I Estrutura mais rígida
I Anotações de fecho (contentores)
I Novas anotações de fecho
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
7
1. O Essencial sobre XML
1.1 Exemplos de Documentos XML
Dados (Data Centric)
<?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?>
<livro>
<titulo>Memorial do Convento</titulo>
<autor id="123">José Saramago</autor>
<publicacao>1987</publicacao>.
<resumo>
É uma história de amor passada no século XVII,
durante a contrução do Convento de Mafra.
Os personagens centrais, Baltasar e Belimunda,
são ficcionais mas interagem com figuras históricas
como Domenico Scarlatti e o padre Bartolomeu
de Gusmão.
</resumo>
</livro>
I Destinado ao processamento automático
I Estrutura muito regular
I Sem conteúdo misto: texto em elementos sem anotações
I Ordem dos elementos irmãos, atributos é irrelevante
I Analogia a uma estrutura de dados
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8
1. O Essencial sobre XML
1.1 Exemplos de Documentos XML
Documentos (Document Centric)
<?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?>
<livro>
O <titulo>Memorial do Convento</titulo> é um livro
escrito por <autor id="123">José Saramago</autor>,
e teve a sua primeira publicação em
<publicacao>1987</publicacao>.
<resumo>
É uma história de amor passada no século XVII, durante a
contrução do Convento de Mafra. Os personagens centrais,
<b>Baltasar</b> e <b>Belimunda</b>, são ficcionais mas
interagem com figuras históricas como Domenico Scarlatti
e o padre Bartolomeu de Gusmão.<p/>
</resumo>
</livro>
I Destinado a utilizadores humanos (formatação web, relatórios, emails)
I Estrutura pouco regular (documentos semi-estruturados)
I Conteúdo misto: mistura de texto e anotações
I Ordem entre texto e elementos é significativa
I Analogia a um texto formatado
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9
1. O Essencial sobre XML
1.1 Exemplos de Documentos XML
Dados versus Documentos
<?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?>
<livro>
<titulo>Memorial do Convento</titulo>
<autor id="123">José Saramago</autor>
<publicacao>1987</publicacao>.
<resumo>
É uma história de amor passada no século XVII,
durante a contrução do Convento de Mafra.
Os personagens centrais, Baltasar e Belimunda,
são ficcionais mas interagem com figuras históricas
como Domenico Scarlatti e o padre Bartolomeu
de Gusmão.
</resumo>
</livro>
<?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?>
<livro>
O <titulo>Memorial do Convento</titulo> é um livro
escrito por <autor id="123">José Saramago</autor>,
e teve a sua primeira publicação em
<publicacao>1987</publicacao>.
<resumo>
É uma história de amor passada no século XVII, durante a
contrução do Convento de Mafra. Os personagens centrais,
<b>Baltasar</b> e <b>Belimunda</b>, são ficcionais mas
interagem com figuras históricas como Domenico Scarlatti
e o padre Bartolomeu de Gusmão.<p/>
</resumo>
</livro>
I Não existe nenhuma diferença formal entre ambos
I Por vezes é difícil distinguir entre ambos
I São facilmente convertíveis um no outro
I As normas XML não favorecem nenhuma das perspectivas
I Mais que um problema esta tensão é uma vantagem do XML
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10
1. O Essencial sobre XML
1.1 Exemplos de Documentos XML
Alternativas ao XML
I
I
I
I
Alternativas ao XML na comunicação de dados
Serializações mais compactas que as do XML
Sem a capacidade de anotação de texto
Sem conceito de linguagem e validação
JSON
YAML
{
"titulo": "Memorial do Convento",
"autor" : {
"id": 123,
"nome": "José Saramago"
},
"publicacao":1987,
"resumo": "
É uma história de amor passada no século XVII,
durante a contrução do Convento de Mafra.
Os personagens centrais, Baltasar e Belimunda,
são ficcionais mas interagem com figuras históricas
como Domenico Scarlatti e o padre Bartolomeu de Gusmão"
}
I
I
I
I
JSON - JavaScript Object Notation
Baseado nas estrutura de dados do JS
Strings, números, booleanos
titulo: Memorial do Convento
autor :
id: 123
nome: José Saramago
publicacao: 1987,
resumo: >
É uma história de amor passada no século XVII,
durante a contrução do Convento de Mafra.
Os personagens centrais, Baltasar e Belimunda,
são ficcionais mas interagem com figuras históricas
como Domenico Scarlatti e o padre Bartolomeu de Gusmão
I
I
I
I
YAML - (Yet Another) Ain’t Markup Language
Baseado em conceitos C, Perl, Python e XML
Focado na legibilidade por humanos
Formatação é significativa: a estrutura é definida pela
indentação
Listas e arrays associativos
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11
1. O Essencial sobre XML
1.2 Evolução do XML
I
Linguagens de anotação
O que são, como influenciaram o XML
I
Tecnologias WEB
A evolução do XML no contexto da web
I
Lições a tirar do HTML
Como experiência com o HTML moldou o XML
I
Do SGML ao XML
Relação do XML com normas relacionadas
I
Do XHTML de volta ao HTML
O que falhou, o que mudou, o que ficou
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12
1. O Essencial sobre XML
1.2 Evolução do XML
Linguagens de Anotação
I
São uma ideia muito antiga
I
Baseadas em formatos de texto simples (ex: ASCII)
I
Têm por objetivo a anotação do conteúdo de um documento
I
Anotações: sequências especiais de carateres
I
Podem ter 3 tipos de significado: estrutura, semântica, estilo
I
Hoje em dia existem várias linguagens de anotação
I
I
I
I
Rich Text Format (RTF)
TeX e LaTeX
nroff e troff (manuais do Linux)
entre muitas outras
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
13
1. O Essencial sobre XML
1.2 Evolução do XML
Tecnologias WEB
I
Crescimento exponencial do HTML / Estabilidade dos protocolos de
transporte
I
Aparecimento do XML e tecnologias associadas
I
Interseção entre aplicações web, serviços web e processamento de
dados e documentos
I
Recentemente (depois de 2005), o HTML na versão 5 recuperou
popularidade
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14
1. O Essencial sobre XML
1.2 Evolução do XML
Lições do HTML
I
Evolução da linguagem
I
I
I
I
Tensão entre linguagem de
apresentação e de formatação
Pressão para incluir características
muito específicas
Falta de muitas anotações
Navegadores
I
I
I
I
<h1><blink>
Ei! olha só a minha página
</h1></blink>
Uau! nunca
<font color="green">pensei</font>
que conseguia fazer uma página tão
<font color="red">colorida</font>!!
<marquee>
Página em construção ...
</marquee>
Falta de correção tem também desvantagens
Anotações que funcionam só em alguns navegadores
Controlar apresentação no navegador
A corrigir
I
I
I
Boa-formação e validação de documentos
Separação entre conteúdo e formatação
Necessidade de standards
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15
1. O Essencial sobre XML
1.2 Evolução do XML
Do SGML ao XML, do HTML ao XHTML
I
SGML
I
I
I
I
I
I
Formalismo de definição de linguagens de anotação
Baseado no formalismo GML
Utilizado na definição do HTML
Relativamente obscuro até essa data
Possui mecanismos de definição de tipos (DTD)
XML
I
I
I
I
I
I
I
Também é um formalismo de definição de linguagens de anotação
É uma adaptação do SGML destinada a documentos web
É compatível com / Reduz a flexibilidade do / SGML
Herda normas (DTD) e ferramentas (parsers, validadores) do SGML
O XHTML é a versão XML da (ultima versão da) linguagem HTML
Como também o são outras linguagens (SVG, MathML)
XML e HTML
I
I
I
Não são directamente comparáveis
Mas os documentos de ambas têm semelhanças
HTML está para XHTML como SGML está para XML
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PDE - 2015 (DCC-FCUP)
16
1. O Essencial sobre XML
1.2 Evolução do XML
Do XHTML ao HTML5
I
Afinal o XHTML não substituiu o HTML
I
Os designers web nunca abandonaram o HTML
I
As folhas de estilo XML (XSL) são insuficientes
I
I
I
I
I
produzem formatações semelhantes ao HTML
sem suporte para animação e interação (tempo)
suportadas parcialmente pelos browsers
XML é excessivamente focado na estrutura dos dados
Novas necessidades
I
I
I
I
I
I
I
Geração de gráficos (canvas)
Maior interatividade com
desktop
Comunicação com serviços de
dados
Integração de elementos
multimédia
Gestão de dados off-line
Geolocalização
Nova versão do HTML (aka HTML 5)
I
Recomendação da W3C em Outubro de 2014
Substitui HTML 4.01, XHTML 1.1 e DOM Level 2
Regras de parsing diferentes do SGML
Embebe documentos MathML e SVG e HTML
I
Melhor suporte para
I
I
I
I
I
I
I
estrutura de documentos (article, section, ...)
formulários (time, email, url, color, ...)
Suporte para APIs destinadas a aplicações complexas
Adaptado aos dispositivos móveis
Mas, o XML não perdeu a sua relevância!
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17
1. O Essencial sobre XML
1.3 Alguns Conceitos Básicos
I
Formalismo
Será o XML uma linguagem? Ou uma meta-linguagem?
I
Processadores
Programas que processam XML
I
Boa-formação
O que são documentos XML
I
Validação
Documentos pertencentes a linguagens XML
I
Aplicações
Utilizações concretas de XML
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
18
1. O Essencial sobre XML
1.3 Alguns Conceitos Básicos
O que é XML?
I
O XML
I
I
I
I
Documentos XML
I
I
I
É um formalismo para documentos anotados
Não é uma linguagem (como é o XHTML)
Frequentemente referido como meta-linguagem
Podem pertencer a linguagens
Não têm de pertencer a linguagens
Meta-linguagem sugere (erradamente)
I
I
Uma linguagem de criação de linguagens
Que todos os documentos têm uma linguagem
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PDE - 2015 (DCC-FCUP)
19
1. O Essencial sobre XML
1.3 Alguns Conceitos Básicos
Processadores
I
Programas que processam documentos XML
I
Geralmente recorrem a bibliotecas standard
Tarefas de processamento XML
I
I
I
I
I
I
parsing
validação
manipulação
transformação
serialização
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PDE - 2015 (DCC-FCUP)
20
1. O Essencial sobre XML
1.3 Alguns Conceitos Básicos
Boa-formação
I
Conjunto de regras estruturais do XML
I
I
I
I
I
I
Simplifica a trabalho dos processadores
I
I
I
I
Apenas existe um elemento de topo
Todas as anotações são explictamente fechadas
As anotações são corretamente aninhadas
Os argumentos são delimitados por aspas ou plicas
etc.
Evita ambiguidades
Simplifica conversão para estrutura de dados
Mau exemplo do HTML (ex: <b><i> .... </b></i>)
Documentos stand-alone
I
I
I
Sem outras definições adicionais (ex: DTD)
Semântica dada apenas pelo processador
Generalidade dos documentos XML são deste género
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21
1. O Essencial sobre XML
1.3 Alguns Conceitos Básicos
Validação
<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<!DOCTYPE documento SYSTEM "documento.dtd">
<documento>
...
</documento>
I
Documentos válidos
I
I
I
Tipos de documentos
I
I
I
Tipos definem sintaxe duma "linguagem"XML
São definidos por um documento auxiliar
Linguagens para definição de tipos
I
I
I
Documentos bem-formados pertencentes a um tipo
Têm uma definição associada (não são stand alone)
DTD - Document Type Definition
XSD - XML Schema Language
Validação
I
I
Processo de verificação de conformidade
Geralmente associado ao parsing
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22
1. O Essencial sobre XML
1.3 Alguns Conceitos Básicos
Aplicações XML
Aplicações para processamento XML
Normas com aplicações XML
XSD - Definição de tipos
XSL - Folhas de estilos
XQuery - Bases de dados XML
RELAX NG
FIX - Transações financeiras
HL7 - Informação médica
CDISC - Dados clínicos
DC - metadados conteúdos
I
Têm um tipo associado (sintaxe)
I
Têm uma semântica associada
I
Frequentemente definidas por normas
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PDE - 2015 (DCC-FCUP)
23
1. O Essencial sobre XML
1.4 Utilização do XML
I
Vantagens da utilização do XML
I
I
I
I
I
I
I
Dados auto-descritivos
Permite a especificação da estrutura dos dados
Customizável: criação de linguagens de domínio
Ferramentas genéricas (ex: parsers)
Normas abertas e independentes
Facilita a troca de dados/informação
Áreas de utilização de XML
I
I
I
Formatação gráfica e interação com o utilizador
Comunicação entre sistemas heterogéneos
Armazenamento de documentos de aplicações
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PDE - 2015 (DCC-FCUP)
24
1. O Essencial sobre XML
1.4 Utilização do XML
Formatação gráfica e interação com o utilizador
I
Vantagens
I
I
I
I
Documentos integrando várias linguagens
Separação entre semântica e sintaxe gráfica
Capacidade de transformação em linguagens de formatação
Exemplos de aplicações
I
I
I
I
I
I
I
I
I
XHTML - Apresentação web
MathML - Fórmulas matemáticas
SVG - Gráficos vectoriais
SMIL - Multimédia sincronizada
CML - Notação química
XUL - GUIs do Mozilla
XAML - Framework para GUIs no .NET 3.0
UiBinder - GUIs no GWT
Android Layouts
O XML perdeu relevância na formatação web,
mas ganhou em outros tipos de formatação gráfica.
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25
1. O Essencial sobre XML
1.4 Utilização do XML
Comunicação entre sistemas heterogéneos
I
Vantagens
I
I
I
I
Compatível com protocolos de transporte ubíquos (HTTP, SNTP)
Independente de plataformas de desenvolvimento (J2EE, .NET,
OpenSource)
Muitas bibliotecas e ferramentas disponíveis
Exemplos de aplicações
I
I
I
I
I
I
I
I
SOAP - Mensagens aplicacionais
XBRL - reporte financeiro
RailML - Caminhos de ferro
xCal - Calendários do iCalendar
XMI - Modelos de UML
GML - Dados geográficos
GPX - Dados de GPS
GraphML - Grafos
A inteoperabilidade entre sistemas heterogéneos assenta sobre o XML.
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
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26
1. O Essencial sobre XML
1.4 Utilização do XML
Armazenamento de documentos de aplicações
I
Vantagens
I
I
I
I
I
Independência entre dados e programas
Acesso a documentos históricos
Reutilização de dados para novos fins
Conversão de dados entre aplicações/versões
Exemplos de aplicações
I
I
I
I
I
I
I
I
I
DocBook - Relatórios técnicos
EPUB - Publicação eletrónica
SCORM - eLearning web
InkML - Tinta digital
MEI ; MML - codificação de música
BPEL- Modelação de processos
WSDL - Descrição de serviços web
AIML - bots de conversação
LOGML - Relatórios Logs de servidores
No futuro os dados ainda serão legíveis em XML.
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
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27
1. O Essencial sobre XML
1.5 Software de Processamento XML
I
Navegadores web
Visualização de documentos XML
I
Editores
Criação e modificação de documentos XML
I
Bases de dados
Persistência e pesquisa indexada de documentos
I
Aplicativos
Registo de dados para assegurar interoperabilidade
I
Outros
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
28
1. O Essencial sobre XML
1.5 Software de Processamento XML
Navegadores web
I
Suporte para:
I
Linguagens de formatação web XML (ex: XHTML, SVG, MathML)
I
Interacção com documentos XML stand-alone
I
Folhas de estilo para XML (CSS e XSLT)
I
Manipulação de documentos XML por API (DOM)
I
Comunicação assíncrona de dados XML (HTTPXMLRequest)
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
29
1. O Essencial sobre XML
1.5 Software de Processamento XML
Editores de XML
I
Características
I
I
I
I
I
I
Verificação automática de boa-formação
Destaque gráfico da estrutura XML
Completação e fecho automático de anotações
Edição assistida usando definições de tipo
Suporte para normas específicas (XSD, XSLT, WSDL, etc)
IDE - Ambientes integrados de desenvolvimento
I
I
I
I
XML-Spy
Oxygen
Eclipse
... e muitos outros
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
30
1. O Essencial sobre XML
1.5 Software de Processamento XML
Bases de Dados
I
SGBD Relacionais
I
I
I
I
I
Importação/exportação de dados em XML
Conversão de tipos XML (XSD) e esquemas relacionais
Gravação de XML como BLOBs
XML como tipo de dados
Bases de dados XML
I
I
I
Repositório de documentos XML serializados
Indexação de documentos baseada em XPath
Interrogação e relatórios em XSLT e XQuery
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
31
1. O Essencial sobre XML
1.5 Software de Processamento XML
Aplicativos
I
Programas que guardam dados como documentos (folhas de
cálculo, processadores de texto, apresentações, etc)
I
Características
I
I
I
Registo de documentos em formato aberto (ex: arquivos
compactados (zip) de documentos XML)
Definição de importação/exportação por transformação XML
Utilização de normas XML (ex: XForms, XSD, DocBook)
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
32
1. O Essencial sobre XML
1.5 Software de Processamento XML
Outro software relacionado com XML
I
Motores SOAP
I
I
I
Protocolo de comunicação (SOAP)
Definição de Web Services (WSDL)
Bibliotecas XML
I
I
I
Parsing e validação
Transformação
Serialização
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
33
1. O Essencial sobre XML
1.6 Instituições: W3C
I
Identificação
I
I
I
Resumo
I
I
I
I
I
W3C - World Wide Web Consortium
Site - http://www.w3c.org
Consórcio de várias companhias e indivíduos
Fundado em 1994 no MIT por Tim Berners-Lee ("Pai"da web)
Sem fins lucrativos / Não detem direitos
Objectivo: definir e regular o desenvolvimento da web
Produção
I
I
I
I
Guias
Especificações
Programas
Ferramentas
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
34
1. O Essencial sobre XML
1.6 Instituições: W3C
Guias de orientação
I
Web semântica
Conteúdo da web acessível a agentes de software
I
Acessibilidade Web
Acesso a conteúdo web a pessoas com restrições
especiais
I
Privacidade e Preferências
Controlo da privacidade durante navegação
I
Web ubíqua
Utilização da web em todo o tipo de dispositivos
I
...
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
35
1. O Essencial sobre XML
1.6 Instituições: W3C
Especificações (Relatórios técnicos)
I
Web clássica
I
I
I
I
I
I
HTML
HTTP
URI
CSS
...
I
I
I
I
I
I
Fundamentos
I
I
I
I
I
XML
Infoset
XLink, XBase,
...
Web Services
SOAP
WSDL
WS-*
...
Navegadores
I
I
I
Web API (XMLHttpRequest, FileUpload, etc)
Rich web clients
PICS (negociação de conteúdos)
Apresentação
I
I
I
I
I
XHTML
MathML
SVG
SMIL
...
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
36
1. O Essencial sobre XML
1.6 Instituições: W3C
Programas (protótipos) e Ferramentas
I
Programas
I
I
I
I
I
Navegador Amaya
Servidor Jigsaw
libWWW
Incubator (novos projectos)
Ferramentas
I
I
Validadores: HTML, CSS
HTML Tidy
José Paulo Leal, Rita P. Ribeiro
PDE - 2015 (DCC-FCUP)
37