Die Extensible Markup Language (XML) -- Idee, Konzepte und Anwendungen

Seit ihrer Veröffentlichung durch das World Wide Web Konsortium ist der Extensible Markup Language (XML), einer textuellen Metasprache zur Erzeugung beliebiger Vokabulare, große Aufmerksamkeit zuteil geworden. So ersetzen XML-basierte strukturierte Textformate gegenwärtig nicht nur zunehmend existierende proprietäre Ausstausch- und Speicherformate, sondern erobern auch neue Anwendungsbereiche, die bisher anderen Techniken vorbehalten waren. Im Gefolge entstehen eine Reihe Sekundärtechniken zur Erzeugung, Verarbeitung und Speicherung von XML-codierten Inhalten, deren Bogen sich von programmiersprachlich geprägten Schnittstellen über generische Transformationssprachen zur Erzeugung beliebiger Präsentationssichten bis hin zu „XML-Datenbanken“ spannt.
Gleichzeitig illustriert die aktuelle Diskussion rund um die sog. „Web Services“ eindrucksvoll die Ausdehnung der möglichen Einsatzgebiete von reiner Datendarstellung hin zu anspruchsvoller dynamischer Systemintegration und Onlinekopplung.

Web Services als Basisinfrastruktur für Grid Computing

Die Aggregation verschiedener über Internet verbundener Ressourcen zu virtuellen Gesamtsystemen, welche die versammelte Einzelleistungsfähigkeit hinsichtlich Speicher- oder Berechnungskapazität gebündelt zur Verfügung stellen gewinnt derzeit unter dem Schlagwort Grid Computing immer mehr an Bedeutung. Dieser Trend wird durch sich stetig weiter vergünstigende Zugangskosten zum weltumspannenden Netz und der unablässigen Verbilligung verfügbarer Hardware, welche durch einen einzelnen Benutzer heute kaum mehr permanent ausgelastet werden kann, noch zusätzlich befördert. So werden freie selbstorganisierende Projekte wie SETI@home, Folding@home oder GIMPS gegenwärtig von mehreren zehntausend verschalteter Maschinen vorangetrieben.

Darüberhinaus finden Grid-basierte Ansätze auch in der Industrie, etwa zur Simulation komplexer Schaltungsnetze, der Crash-Test-Berechnung in der Automobilindustrie oder zur Lösung logistischer Probleme wie Wegeoptimierung breites Interesse, da sie die kostengünstige Nutzung brachliegender Hardwareressourcen versprechen und so gleichzeitig dazu beitragen die Notwendigkeit der Anschaffung des Betriebs finanziell und technisch aufwendiger Superrechner- oder Clusterinstallationen verringern.

Die Nutzung der Ansätze und Standards aus dem Umfeld Web services gerät jedoch erst in jüngerer Zeit verstärkt in den Brennpunkt des Interesses der Schaffung einer leichtgewichtigen und gleichermaßen flexibel skalierbaren Basisinfrastruktur für Grid-Verbünde.

Weiterführende Informationen

Java und das Semantic Web

Das Semantic Web, als durch Tim Berners-Lee geprägte und vorangetriebene Vision einer nächsten Entwicklungsstufe des World Wide Web, wird derzeit vielfältig diskutiert. Zielsetzung der Idee ist es die gegenwärtig im WWW verfügbaren Inhalte so durch beschreibende Daten zu ergänzen, daß diese automatisch in einer Form ausgewertet werden können, die über die bloße Volltextindizierung aktueller Suchmaschinen hinausreicht. Zur Realisierung dieses hochgesteckten Ziels werden derzeit eine Reihe von Techniken und Ansätzen erarbeitet, welche die Anreicherung der klassischen präsentations-orientierten Web-Seiten um die notwendige Zusatzinformation gestatten. Einen wesentlichen Markstein dieser Entwicklung bildet die Spezifikations- und Werkzeugpalette der Extensible Markup Language (XML). Ausgehend von der damit geschaffenen Grundlage entsteht im Umfeld des Semantic Web eine eindrucksvolle Palette zusätzlicher Techniken, die von der Arbeit mit XML-Inhalten, über die Beschreibung von Web Seiten durch das Resource Description Framework bis hin zur Wissensstrukturdarstellungen mit Topic Maps reichen. Der Vortrag beleuchtet zunächst die Hintergründe der Vision des Semantic Webs und zeigt einige der verfügbaren Basisspezifikationen exemplarisch auf. Darauf aufbauend werden erste greifbare technische Bausteine des Semantic Webs anhand der existierenden Java-Implementierugen vorgestellt.

Eclipse und UML 2.0

Abstract

Die freie Werkzeug Eclipse hat sich seit der Freigabe des Codes durch IBM sehr schnell einen festen Stellenwert in der Softwareentwicklung erobert. Hierzu trägt nicht zuletzt das offene und erweiterbare Grundkonzept bei, welches es dem Anwender gestattet die Grundausstattung der Entwicklungsumgebung durch eigene Module (sog. Plug-ins) beliebig zu erweitern und auf diesem Weg das klassische Werkzeugkonzept zugunsten eines flexiblen Plattformansatzes zu durchbrechen.

Auf dieser Basis liegen inzwischen Erweiterungen innerhalb des Eclipserahmenwerkes vor, die neben der Erstellung von programmiersprachlichem Quellcode auch die vorgelagerten Entwicklungsphasen unterstützen. Hierzu zählen insbesondere Plug-Ins, welche den graphischen Ansatz der Unified Modeling Language (UML) zur Planung und Dokumentation des entstehenden Systems heranziehen. Durch diesen Brückenschlag gelingt ein Beitrag zu einem Modell-getriebenen Entwicklungsprozeß, der idealerweise die synchronisierte iterative Arbeit am Code und den beschreibenden Modellen gleichermaßen gestattet.

Das Tutorial bietet zunächst eine Einführung in die Möglichkeiten der UML Version 2.0 und stellt dann in die Rolle dieser Modellierungssprache im Rahmen des Entwicklungsprozesses dar. Hierzu werden beispielhaft verfügbare Eclipse-Plug-Ins (wie das Eclipse Modeling Framework aber auch Plattformerweiterungen zur Verarbeitung von XML-Inhalten) betrachtet, welche modellierungsnahe Ansätze -- bis hin zum Metadaten- und Diagrammaustausch -- unterstützen.

Software, Beispiele und Unterlagen zu Tutorial und Vortrag

Grundlagen, Standards und Einsatz sicherer Web Services

Identical Principles, Higher Layers -- Modeling Web Services as Protocol Stack

Web Services and their potential applications are currently under heavy discussion in industry, research, and standardization. As a result of evaluation and experience by early adopters, the technology is expected to mature through the advent of new standards and solutions leveraging Web Service's power. In essence, the efforts undertaken to create and complete a stack of Web Service protocols lead to a new communication architecture and extends the stack of classical network protocols. This evolving architecture could serve as a future-proof infrastructure for businesses to rely on.

However the growth of the Web Service stack with respect to the addition of new layers and expansion of the resulting infrastructure has not been studied in comparison with well-established protocol suites like the ISO/OSI stack or the set of protocols constituting the Internet. Strictly speaking, industry's demand for functionality and services enhancing the basic Web Service protocols such as XML-RPC or SOAP, leads to the creation of a full-fledged layered protocol suite on-top of the existing ones. Nevertheless, the various standards, specifications, and ideas have neither been consolidated on a common terminological basis, nor been integrated in a single framework of reference.

This observation also applies to the established trio of Web Service standards composing of SOAP, WSDL, and UDDI. According to the specific usage patterns of these specifications, they are not operating on one layer as the well-known triangular relationship graph suggests, but instead they are connected by means of unidirectional usage dependencies. From this point of view, the message exchange patterns (MEP) defined by WSDL 2.0 offer services to layers organized on top of WSDL which rely on the service interfaces exposed by SOAP. More precisely, not the interface definition with WSDL but the accompanying MEPs act as the transport layer of the service stack. Based on this and other criteria, SOAP can be categorized as the basic low-level layer of the Web Service infrastructure corresponding to the network-dependent layers of the classical protocol suites. Based on these facts, all of the various efforts relying on the seminal Web Service protocols can be categorized at the various levels layered above the transport layer. This is especially true for specifications dealing with the management of sessions and transactions which are layered directly above the MEPs. Also, security standards like XML digital signatures and XML encryption fit well into this by classifying them as part of the presentation layer. Furthermore, within the Web Service environment quite analogous application layer mechanisms (e.g. firewalls for content filtering) emerge are commonly known for classical network operation.

Taking this congruency of established protocol stacks and the Web Service's one step further the analogy may serve as a valuable framework for the comparison of different architectural styles in Web Service deployment. Taking the continuing debate weighing services based on representational state transfer (REST) against those based on RPC-style SOAP as an example, both approaches reveal themselves as heterogeneous protocols. Both ideas are not mutually exclusive nor conflicting at all. Both protocols can be made interoperable by the use of bridges or gateways arbitrating between the two parties.

Our analysis shows that Web Services are a true but yet incomplete protocol suite deploying classical Internet protocols as basic services by the continued addition of supplemental specifications and standards.

UML 2.0 -- Die neue Version der Standardmodellierungssprache

Die neue Version zwei der Unified Modeling Language (UML) ist nach der Publikation einer Reihe von intermediären „Punktversion“ die erste tiefgreifende Neufassung der bekannten Standardmodellierungssprache seit ihrer Erstveröffentlichung 1997.
Zwar fallen die erfolgten marginalen Modifikationen der statischen Diagrammsprachen zunächst nicht ins Auge, und integrieren oftmals lediglich die seitens der Entwicklergemeinde seit langem erhobene Forderungen oder schreiben bereits etablierte Vorgehensweisen in der neuen Spezifikation fest. Jedoch verbirgt sich hinter den behutsam modifizierten graphischen Konstrukten ein nahezu vollständig neu gefaßtes Metamodell zur Festlegung der Sprachstruktur. Dieses bildet auch die Grundlage der Überarbeitung der dynamischen Diagrammsprachen. Sie stützen sich inzwischen auf dem bekannten Beschreibungsansatz der Petri-Netzen ab und heben so die behutsam erweiterte bekannte UML-Notation auf eine neue Mächtigkeits- und Präzisionsstufe.
Zusätzlich führt die neu gestaltete Metabeschreibung der UML 2.0 die bis dato ausstehende modellhafte Formalisierung der Object Constraint Language (OCL) ein. Dieser Schritt bildet die grundlegende Voraussetzung zur Überprüfbarkeit des OCL-nutzenden UML-Metamodells sowie zur weiteren Verbreitung der Einschränkungssprache selbst, die nun auf Basis des eigenen Metamodells effizient durch Werkzeuge (hinsichtlich syntaktischer Validität und Plausibilität der ausgedrückten Einschränkungen und Zusicherungen) geprüft werden kann.
Ferner hält die Explizierung der visuellen Repräsentation von Zusammenstellungen der verschiedenen UML-Artefakte, mithin der Begriff des diagrammatischen Modells, Einzug in das Metamodell. Ausgehend von dieser Berücksichtigung eröffnet UML 2.0 erstmals die Möglichkeit nicht nur Modelle als Ausprägungen des UML-Metamodells zwischen heterogenen Werkzeugen auszutauschen, sondern die Modelldaten mit ihrer graphischen Darstellung kombinieren zu übertragen.
Das Tutorial beleuchtet zunächst schlaglichtartig die neuen Diagrammsprachen und Möglichkeiten der UML 2.0 um daran im Anschluß die Änderungen „hinter den Kulissen“ der neuen UML-Version in den Vordergrund zu rücken. Diese sind insbesondere von hervorgehobenem Interesse, da die UML 2.0 an vielen Stellen (abstrakte) Basiskonzepte in verschiedenen Diagrammsichten wiederverwendet und so zu einer – gegenüber UML 1.x -- deutlich kompakteren Sprache geführt hat, trotz der erfolgten Mächtigkeitssteigerung.

Sicherere Web Services Techniken und Einsatzerfahrungen

Web Services als Möglichkeit zur mit niedrigen Eintrittsbarrieren bewährten offenen Systemintegration nehmen derzeit breiten Raum in der Diskussion ein und können als vom Markt in technischer Hinsicht akzeptiert angesehen werden. Jedoch bestehen eine Reihe sozio-technischer Vorbehalte gegenüber dem Breiteneinsatz, Insbesondere in sicherheitssensitiven Umgebungen sowie der organistionsgrenzenübergreifenden Web-gestützten Systemintegration.

Den Hintergrund dieser Einschätzung bildet die intuitiv als mangelhaft empfundene Sicherheitsstruktur des Web sowie der Web Services zugrundeliegenden XML-Techniken.

Der Vortrag führt in die Randbedingungen und Möglichkeiten zur Sicherung XML-basierten Datenverkehrs im Umfeld Web Services ein und referiert Einsatz- und Umsetzungserfahrungen der relevanten Standards.

UML 2.0 -- Überblick

Nach zwei Jahren Diskussion und intensiver Arbeit von Experten verschiedener Firmen nimmt die Neufassung der Unified Modeling Language konkrete Formen an. Mit dieser grundlegenden Überarbeitung der bekannten Standardmodellierungssprache wird nicht nur oberflächliche Kosmetik im Rahmen einer weiteren „Punktversion“ vorgenommen, sondern die gesamte Notation und ihre semantische Fundierung vollständig überarbeitet. Überdies wurde die Ausdrucksmächtigkeit bestehender Diagrammtypen erweitert sowie neue Diagrammsprachen hinzugefügt.

Web Services - ein Prototyp als Brücke zwischen .Net und Java

Web Services entwickeln sich mehr und mehr zum Unterhändler der IT-Welt. Sie offerieren die Möglichkeit, dass selbst sehr verschiedene Systeme zu beiderseitigem Nutzen zusammenarbeiten können.
Insbesondere wecken die verwendeten Standards und Techniken die Hoffnung, als Brücke zwischen heterogenen Systemwelten dienen zu können. Daher wurde bei der DaimlerChrysler AG ein Prototyp entwickelt, der die Möglichkeiten der Zusammenarbeit von Klienten auf Basis von Java, .Net, Thin-Web-Clients und mobilen Endgeräten (z.B. Mobiltelephonen) demonstriert. Zusätzlich wurden verschiedene Legacy-Systeme durch Web Services angebunden.
Web Services zeigten in diesem Umfeld ihr enormes Potential als Brücke zwischen verschiedenen IT-Welten.

Web Workshops

Das Semantic Web, als die Vision der nächsten Entwicklungsstufe des World Wide Web, wird derzeit vielseitig diskutiert. Zielsetzung dieses Ansatzes ist es die im Web heute verfügbaren Inhalte so zu formulieren, daß sie automatisch ausgewertet werden können. Zur Erreichung dieser hochgesteckten Wünsche werden derzeit eine Reihe von Techniken und Ansätzen erarbeitet, welche die Anreicherung der klassischen präsentations-orientierten Web-Seiten um die notwendige Zusatzinformation gestatten. Einen wesentlichen Markstein dieser Entwicklung bildet die Spezifikations- und Werkzeugpalette der Extensible Markup Language (XML). Ausgehend von der damit geschaffenen Grundlage entsteht im Umfeld des Semantic Web eine eindrucksvolle Palette zusätzlicher Techniken, die von der Arbeit mit XML-Inhalten, über die Beschreibung von Web Seiten durch das Resource Description Framework bis hin zur Wissensstrukturdarstellungen mit Topic Maps reichen. Die Veranstaltung hilft Ihnen zunächst die Hintergründe des Semantic Web einzuordnen und zeigt einige der verschiedenen technischen Basisspezifikationen exemplarisch auf. Im zweiten Teil werden einzelne Aspekte und Randbedingungen des erfolgreichen Einsatzes des Semantic Web disktutiert und an praktischen Beispielen vorgestellt.

Programm

Das Web von heute

Das Web von morgen

Web-basierte Systemintegration

Die neun Leiden des (jungen) UML-Anwenders

Die Unified Modeling Language (UML) hat sich seit ihrem Erscheinen einen festen Platz im Rahmen der objektorientierten Systementwicklung erarbeitet. Gegenwärtig wird die aus den Standardisierungsbemühungen der Objekt Management Group entstandene Zusammenführung der zuvor getrennt am Markt agierenden Einzelnotationen einer grundlegenden Überarbeitung unterzogen. Ziel der Neufassung zur UML 2 ist es, neben der Berücksichtigung der inzwischen zahlreich vorliegenden Einsatzerfahrungen, einen evolutionären Schritt hin zu einer für die aktuellen Aufgaben adäquaten Modellierungssprache zu unternehmen. werden die zur Verfügung stehenden Grundkonzepte kritisch überarbeitet und an vielen Stellen ergänzt, wodurch sich das Einsatzspektrum der UML auf neue Anwendungsgebiete --- wie beispielsweise die Konzeption von Echtzeitanwendungen --- ausdehnt.

Inhalt:

Tutorial: UML 2 -- Einführung in die neue Standardmodellierungssprache

Die "Unified Modeling Language" (UML), welche seit ihrem Erscheinen 1996 die marktbeherrschende Rolle als führende und in der Praxis am breitesten eingesetzte Sprache zur Konzeption und Dokumentation objektorientierter Systeme einnimmt, wird derzeit durch das Industriekonsortium der "Object Management Group" einer grundlegenden Überarbeitung unterzogen. Hauptansatzpunkte dieser Aktivität sind die in der ersten Sprachversion zu Tage getretenen Unzulänglichkeiten hinsichtlich der Abbildung reaktiver dynamischer Systeme, wie sie zur Modellierung von Echtzeitanwendungen benötigt werden, aber auch die vielseitig beklagte mangelnde Formalisierung welche den automatisierten Übergang zu ablauffähigem Code entscheidend erschwerte.

Diese Fragestellungen waren zwar zum Zeitpunkt der Vereinigung der Vorgängeransätze zur UML bereits präsent, wurden jedoch aus Zeitgründen in der Spezifikation nicht vertieft betrachtet. Ebenso waren Bedarf und Interessenslage des Marktes hinsichtlich der praktischen Verwendung einer umfassenden Modellierungssprache für verschiedene Aspekte des Systementwurfs nicht abzuschätzen.

Die derzeit im Entstehen begriffene Sprachversion zwei stellt die erste große Überarbeitung der bestehenden UML-Spezifikation dar. Sie entwickelt nicht nur die bereits bestehenden Konzepte und Möglichkeiten weiter, sondern faßt auch Teile des Sprachumfanges auf der Basis des neu gestalteten Metamodells neu.

Das Tutorium vermittelt einen Eindruck des aktuellen Standes der Normierung, sowie einige Hintergründe aus dem Standardisierungsprozess und stellt an Beispielen aus der Praxis die Mächtigkeit der nächsten UML-Version dar.

Inhaltspunkte:

Binäres XML --- Fortsetzung oder Ende der <R>evolution?

Innerhalb der Anwendergemeinde und des World Wide Web Konsortiums (W3C) wird derzeit die Ergänzung der bekannten Unicode-basierten Klartextdarstellung der Extensible Markup Language (XML) um eine binäre Fassung diskutiert.
So einleuchtend die Forderung zunächst vorderhand erscheinen mag, so diffus sind dennoch die Zielsetzungen der Proponenten. Während einige sich von einer Binärfassung eine kompaktere Datendarstellung erhoffen, rücken andere einen vermeintlichen inhärenten Sicherungsaspekt, der durch den Verlust an direkter Lesbarkeit für den menschlichen Konsumenten begründet wird, in den Vordergrund.
Insgesamt hat sich --- weder unter den Diskutanten, noch dem Standardisierungsgremium --- eine eindeutige Haltung zum Thema herausgebildet. Zunächst versucht versucht das W3C im Rahmen eines Workshops die verschiedenen Anforderungen zu sammeln, um daraus Handlungsempfehlungen an die zuständigen Arbeitsgruppen abzuleiten. Der Vortrag beleuchtet zunächst die Hintergründe des Themas, stellt Zielsetzungen und mögliche technische Lösungen vor, er diskutiert jedoch auch Gefahren, die mit der vermeintlich naheliegenden "Optimierung" einhergehen.

Weiterführende Links

Die Extensible Markup Language (XML) --- Idee und praktische Anwendung

Seit ihrer Veröffentlichung durch das World Wide Web Konsortium ist der Extensible Markup Language (XML), einer Metasprache zur Erzeugung beliebiger Vokabulare, große Aufmerksamkeit zuteil geworden. So ersetzen gegenwärtig nicht nur zunehmend auf diesem Standard basierende Ansätze existierende Ausstauschformate, sondern XML erobert auch neue Anwendungsbereiche, die bisher anderen Techniken vorbehalten waren. So illustriert die aktuelle Diskussion rund um die sog. "Web Services" eindrucksvoll die Ausdehnung der möglichen Einsatzgebiete von reinem Datenaustausch hin zu anspruchsvoller Systemintegration. Insgesamt stellen die XML-basierenden Formate und Verarbeitungstechniken einen der Schlüsseltrends der vergangenen Jahre hin zu Internet-basierten vernetzten und gleichzeitig offenen Systemlandschaften dar.

UML 2 --- Ideas, Standardisation, and Practical Application

After its advent in 1997 OMG's Unified Modeling Language has had an enormous success as a combination of earlier diverse notations for object-oriented system modeling. A large amount of modelers quickly accepted the language which is currently supported by various tools. UML 1.x forms a semi-formal language for graphically describing arbitrary systems using a metamodel-based notation while it is inherently focused on technical systems, strictly speaking, on general-purpose software systems executed on the server side, on desktop machines, or workstations. After nearly five years of experience with UML and feedback from the community the OMG is currently in the process of creating the next major release of this modeling language. UML 2 will offer a more precise graphical notation based on a completely reworked meta-model accompanied with new diagram languages addressing formerly neglected fields of systems design such as the modeling of real-time systems.

XML im Überblick/XML in depth

XML-basierte Architekturen gewinnen derzeit immer mehr an Bedeutung. Abzulesen ist dies nicht zuletzt an der täglich wachsenden Spezifikations- und Werkzeugpalette, welche eindrucksvoll die Entwicklung der Extensible Markup Language (XML) --- von einer Vision als universelles Austauschformat im Web hin zum allgegenwärtigen Standardformat --- illustriert. Insbesondere die Unterstützung durch namhafte Hersteller, gepaart mit der aktiven Aufnahme durch die Open-Source-Gemeinde tragen zur raschen Erschließung neuer Anwendungsfelder bei. So schicken sich XML-basierte Vokabulare derzeit auch an, unter dem Schlagwort Web Services, einige Bedeutung im Umfeld der Systemkopplung und -integration zu erobern. Die Veranstaltung hilft Ihnen zunächst die Hintergründe der Extensible Markup Language einzuordnen und zeigt einige der verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten exemplarisch auf. Im zweiten Teil werden einzelne technische Aspekte und Randbedingungen des erfolgreichen Einsatzes diskutiert und an Beispielen illustriert.

1. Tag: XML im Überblick

2. Tag: XML in depth

Web Services und das Semantic Web --- Standards und erste Anwendungserfahrungen

Das semantische Web ist heute vor allem als Vision präsent. Zwar existieren erste Einsatzfälle und frühe Umsetzungspiloten, die einen ersten Eindruck liefern können, jedoch für den praktischen Einsatz kaum geeignet sind. Der Vortrag führt in tutoriellem Stil zunächst in die Vision des Semantischen Webs ein und stellt dann am Beispiel des Resource Description Frameworks (RDF) und der RDF Site Summary (RSS) zwei erste Umsetzungen vor, die bereits heute einen erlebbaren Mehrwert bieten können.

Performancemessung und -vergleich von SOAP-basierten Web Services

Mittlerweile konnten sich SOAP-basierte Web-Dienste für kollaborative Anwendungen zum Datenaustausch zwischen heterogenen Systemen und zur B2B-Kommunikation etablieren. Vor der breiten Anwendung ist jedoch oftmals die Frage der tatsächlichen Leistungsfähigkeit der Web Service Technik hinsichtlich Performance und Skalierungsverhalten zu klären. Der Vortrag führt eine plattformneutrale Methode zur Leistungsmessung ein, die den Vergleich verschiedener Web Service Implementierungen gestattet.

Sicherung von Web Services durch Firewalls

Inzwischen liegen erste Erfahrungen mit dem Web Service Basisprotokoll SOAP vor. Die ersten praktischen Einsätze stimmen, was Bedienung und Interoperabilität mit anderen Ansätzen anbelangt -- jenseits der allfälligen Kinderkrankheiten --, durchaus positiv.
Daher tritt nunmehr verstärkt die Betrachtung weiterer Gesichtspunkte der Verwendung SOAP basierter Services in den Vordergrund. Hierzu zählen insbesondere die Betrachtung technischer Sicherungsmaßnahmen vor unauthorisierter Dienstnutzung bis hin zur Vorbeugung von Denial of Service Attacken. Durch geeignete Konfiguration gestattet daher der Einsatz von Firewalls neben der dringend benötigte Abgrenzung des HTTP Datenverkehrs von Aufrufen an Web Dienste auch einen wirkungsvollen Beitrag zur Systemsicherheit.

XML und Java/Java und XML

Ähnlich wie seinerzeit Java wird auch die Extensible Markup Language (XML) von einer wahrhaften Euphorie begleitet. Auch hier gehen übersteigerte Erwartungen, und die daher allfälligen Enttäuschungen, mit der neuen Technologie einher. Dennoch stellt die gemeinsame Nutzung der plattformunabhängigen Programmiersprache Java und der in selber Weise unabhängigen Datenbeschreibungssprache XML eine vielversprechende Kombination dar.

XML, Standards und andere Aktivitäten zur Formierung des Semantic Web

Die Vision eines semantischen Webs als Grundlage einer nächsten Nutzungsgeneration des World Wide Webs nimmt derzeit breiten Raum in der fachlichen Diskussion ein. Oftmals ist jedoch die Auffassung dessen, was diesen nächsten Entwicklungsschritt konstituiert, höchst disparat.
Kennzeichnendes Merkmal aller Einlassungen zur Thematik scheint jedoch die Betonung der Bedeutung abgestimmter offener und daher breit unterstützter Standards, wie die des World Wide Web Konsortiums (W3C), zu sein. Der Vortrag unternimmt den Versuch, die Grundidee des Semantischen Webs zu skizzieren und gleichzeitig einige der verfügbaren Basistechniken nebst ihrer präferierten Anwendungsgebiete einzuführen. Besonderes Augenmerk wird hierbei dem Technikgebiet der Extensible Markup Language und der darauf aufbauenden Sprachstandards zuteil. Den Abschluss bildet ein kurzer summarischer Überblick aktueller Aktivitäten und noch zu leistender Schritte zur Erreichung des durch die Vision formulierten Ziels.

Web Services

Der Initiierung und Nutzung von Dienstleistungen über die technischen Schnittstellen des World Wide Web wird gegenwärtig unter dem Schlagwort Web Services großes Interesse entgegengebracht. Im Kern führt das vermeintlich neue Paradigma hergebrachte Ansätze des entfernten Methodenaufrufs sowie des klassischen asynchronen Nachrichtenaustausches fort und kombiniert sie mit Ideen der plattform- und programmierprachenneutralen Beschreibung von Funktionssignaturen sowie Verwaltungsansätzen verteilter Strukturen.
Neben den technischen Charakteristika verdient die Rolle der verfügbaren Industriestandes des World Wide Web Konsortiums und anderer Gremien besondere Erwähnung, sie sollen die Interoperabilitität und Austauschbarkeit der konkreten Umsetzungen gewährleisten.
Aufgrund der vergleichsweise niedrigen technischen und finanziellen Zugangsbarrieren, gepaart mit vielfältigen und breit verfügbaren Implementierungen eignet sich der Web Service-Technikmix zur Realisierung verschiedenster Problemstellungen, die von der Systemintegration im Kontext eines Unternehmens bis hin zur Unterstützung flexibler Peer-to-Peer-Netzwerke reichen.

Deploying Web Services for B2B Communications

Currently the discussions about Web services are going on fast and furiously not only in industry and standardization bodies but also in academia. In essence, Web services is just a new term for the well-known paradigm of distributed systems. In particular the strong foundation of the Web service notion on widely accepted vendor-independent standards facilitates early implementations of service-oriented architectures based on this kind of technology.
Since the technological basis of Web services claims to be both standardized and lightweight, the implementations based thereon promise to be best suited for loosely coupled environments in which the service provider does not control the software installed on the accessing client machines.
This case study elaborates such an environment: connecting engineering partners in the automotive industry.

Sicherheitsaspekte beim Einsatz von XML-basierten Web-Diensten am Beispiel SOAP

Der SOAP-Standard des World Wide Web Consortium (W3C) bildet eine Basis für den XML-basierten Informationsaustausch zwischen Applikationen. SOAP ermöglicht im Zusammenspiel mit anderen Standards des Web-Service Umfeldes, die sich derzeit in der Entwicklungsphase beim W3C und anderen Standardisierungsgremien befinden, die Realisierung sowohl unidirektionaler Benachrichtigungsdienste als auch komplexer Interaktionsszenarien. Das dadurch geschaffene leichtgewichtige Rahmenwerk für Web-Dienste ermöglicht die einfache Integration bestehender Legacy-Systeme in eine heterogene Systemwelt und Netzwerkumgebung. Damit erleichtert es Realisierung wie auch Erweiterung bereits bestehender B2B- und B2C-Szenarien, etwa Partner- und Supplier-Integration, aber auch kooperativ ausgelegte value added services für den Produktendkunden.

Active UDDI -- an Extension to UDDI for Dynamic and Fault-Tolerant Service Invocation

UDDI, Universal Description, Discovery, and Integration, represents a directory for the publication and querying of categorized Web services. Publication and query are performed by utilizing UDDI's Application programming interface (API), which employs SOAP as a communication instrument.
By offering an invocation API in addition to two other types for examination, UDDI allows clients to search for and subsequently invoke specific Web services. Failures in invoking already sought and, on the application side, statically cached Web services typically result in re-querying the registry.
However, an application's reaction time in response to changes is limited due to UDDI's replication latency, i.e. the amount of time it takes for changes to entries stored inside the UDDI repository to be propagated to all UDDI nodes.
This paper proposes a mechanism termed active UDDI, which allows the extension of UDDI's invocation API in order to enable fault-tolerant and dynamic service invocation.

Standardisierung (in) der IT

In jüngerer Zeit gewinnen Standards immer mehr Bedeutung in der IT-Industrie. So stützten sich wesentliche Teile der Web-Technologie auf Standards ab, die durch offene Prozesse innerhalb von herstellerunabhängigen Konsortien entwickelt wurden.

Der Trend zur Standardisierung läßt sich jedoch weiter zurückverfolgen. Bildete internationale Normierung in der Frühzeit der IT den üblichen Innovationspfad (z.B. ADA, COBOL) so verlor diese Grundidee mit dem Aufkommen leistungsfähiger Arbeitsplatzrechner immer mehr an Bedeutung. Dieser Verlust ging mit einem neuen Ansatz der Vereinheitlichung einher, der nicht mehr den herstellübergreifenden Konsens in den Vordergrund zu stellen suchte, sondern die in Standardisierung als internes Thema Begriff (z.B. IBM, aber vor allem: Microsoft). Als Reaktion auf die wachsenden Interoperabilitätsprobleme dieser, ohne Einwirkung des Marktes und der Öffentlichkeit entwickelten, quasi- und de-facto Standards etablieren sich seit den 1980er Jahren regierungsunabhängige Standardisierungsgremien wie die OMG und das W3C, welche mit technischen Foci durch Anbieter und Käufer gleichermaßen, ins Leben gerufen wurden.

Von diesen Gremien geht aktuell die wirkungsmächtigste Dynamik aus, welche versucht die Techniken der verschiedensten Hersteller auf der Basis offener, allgemein akzeptierter und breit umgesetzter Übereinkünfte zu standardisieren. Ziel ist es hierbei nicht gleiche Implementierungen zu befördern, sondern die als wettbewerbstdifferenzierend erkannte Diversifität zu erhalten und Standards als Brücken zwischen den Herstellerwelten zu etablieren.

Links zum Thema

XML und die dritte Generation des Internet

In jüngster Zeit konnten sich Anwendungen der Extensible Markup Language (XML) im Markt breit etablieren. Die mit der generischen Metasprache XML definierten Vokabulare und Sprachen finden Einsatz vom Datenaustausch bis hin als native Applikationsdatenspeicherungsform.
Ausgehend vom Primärstandard des World Wide Web Consortium (W3C) entwickelt sich derzeit ein dynamisches Geflecht ineinander verzahnter und aufeinander aufbauender Standards.
Den, gemessen an seiner Wirkungsmacht, wichtigsten Standard dürfte "XML Schema" darstellen, der zu Grundlage der XML-Sprachen der zweiten Generation wurde.
Ausgehend von dieser XML-Sprache zur Definition eigener XML-Sprachen stehen wir derzeit einer Entwicklung des Internets in eine neue Anwendungsform gegenüber. Nach den ausschließlich textbasierten Anwendungen der Frühzeit (etwa: Telnet, FTP, Gopher, ...), dem darauf folgenden Übergang zur Übertragung zum präsentationsorientierten Datentransfer durch die Entwicklung des World Wide Web bewegen wir uns heute hin zu einer zunehmend interaktiven pervasiven und in letzter Konsequenz nicht mehr sichtbaren Applikationform deren erste Anzeichen heute in den Frühformen dienstorientierter Angebote zu sehen sind.

Inhalte:

Device-Independent Web Applications Based on Web Services

With the advent of XML as a view of heterogeneous data which unifies the underlying sources syntactically, will Web services promise to bear the same potential for heterogeneous functionality? Due to their foundation on XML, Web services could be used to create a unified view of the specific functions (i.e. services) offered by the various systems without taking the specific internal implementations (such as programming languages, calling conventions, parameter passing, etc.) into account. Thus, XML and Web services tackle two different aspects of interaction with an IT system by the introduction of a new, well-defined abstraction layer.

Since neither Web Services nor plain XML offer any kind of interaction component, simply because they were both not developed to accommodate this feature, it now turns out that one of the most vital aspects of today's business systems is missing completely: the user interface.

Additionally, this drawback becomes even more aggravating when we consider that the results of a Web service execution are delivered not only to workstations but also to arbitrary devices including resource-constrained devices such as mobile phones. And in view of the extensions in the pipeline, at some point in the nearer future these services will need to be provided to small devices enabling ubiquitous computing. The main challenge thus becomes not just the support of all these devices and the ones potentially to come with some kind of content, but the creation of appropriate (i.e. consistent, usable, and easy to maintain) user interfaces. At the same time, content authors are increasingly being faced with the need to create interfaces which are geared for various user groups - in strong contrast to the technically focused adaptation to various display and interaction devices.

Extending SOAP to Adhere to Session-oriented Communication Principles

Session-oriented communication is well known to Web users today since it is implemented by the most common Web browsers. Unfortunately current Web service implementations do not offer a way to add session orientation to exposed services in such a way as to insure interoperability. This paper proposes a SOAP extension which conforms to the W3C standard, thus enhancing the SOAP protocol to adhere to session-oriented communication. Additionally, the extension neither relies on a specific protocol binding nor does it exploit any semantics offered by transport protocols used to transfer the actual SOAP calls.

Der XML-Schemaansatz als Voraussetzung datenorientierter XML-Vokabulare der zweiten Generation

Die durch das World Wide Web Konsortium standardisierte generische Metasprache Extensible Markup Language (XML) setzt sich gegenwärtig breit im Markt durch. Das umfangreiche Einsatzspektrum von XML-basierten Vokabularen und Sprachen reicht hierbei von der Ablösung zuvor proprietär realisierter Serialisierungsformate, über die Verwendung zur Langzeitspeicherung beliebiger Inhalte bis hin zum Datenaustausch in gekoppelten Informationssystemen.

Diese Anwendungsfälle zeigen bereits, daß sich das Anwendungsfeld von XML-codierten Daten vom ursprünglich durch die Schöpfer intendierten Dokumentenaustausch deutlich hin zu einer datenorientierten Verwendung verschoben hat.

Daher offenbarten sich die XML-Mechanismen zur Struktur- und Inhaltsformulierung als zunehmend inadäquat, da sie weder komplex strukturierte Dokumente noch die von gängigen Programmiersprachen- und Datenbankmanagementsystemen angebotene Inhaltstypisierung unterstützen.

Aus diesem Grunde wurde mit dem W3C-Standard „XML-Schema“ ein Ansatz geschaffen, der XML um das dringend benötigte Typsystem sowie zusätzliche Möglichkeiten zur Formulierung komplexer Dokumentstrukturen und konsistenzgarantierter Inhaltseinschränkungen erweitert.

Propagierung leichtgewichtiger Kontextinformation in SOAP

Derzeit nähert sich die W3C-standardisierte Fassung des SOAP-Protokolls ihrer Fertigstellung. Die aktuell verfügbaren Dokumente offenbaren auch, daß der Standard an vielen Stellen nicht auf spezifische praktische Problemstellungen wie Sicherheit oder Transaktionalität eingeht. Dies stellt jedoch keineswegs eine Schwäche des Ansatzes dar, sondern spiegelt vielmehr die erhobenen Anforderungen der Anwender hinsichtlich Offenheit und Erweiterbarkeit wieder. So können beispielsweise zur Realisierung zustandsbehafteter Kommunikation die in der Spezifikation vorgesehenen Erweiterungsmechanismen verwendet werden.

Die nächste WSDL-Generation

Die durch die Initiative der Hersteller Microsoft und IBM vorgeschlagene XML-Sprache zu Beschreibung der technischen Charakteristika von Web-Diensten hat seit ihrer Veröffentlichung ein beachtliches Echo gefunden, das sich nicht zuletzt durch eine Reihe verfügbarer Umsetzungen dokumentiert findet. Inzwischen widmet sich die Web Service Description Arbeitsgruppe des W3C der Weiterentwicklung und Standardisierung des WSDL-Vokabulars.

XML-Schema -- (Neue?) Modellierungskonzepte und ihre Anwendung

Die generische Metasprache Extensible Markup Language (XML) hat seit ihrer Vorstellung 1998 beachtenswertes Interesse gefunden. Zunächst verwundert dies ein wenig, reicht doch die durch XML offerierte Mächtigkeit an keiner Stelle über die der Ursprache Standard Generalized Markup Language (SGML) hinaus. Mehr noch, XML bleibt als Untermenge dieser ISO-Norm noch hinter deren Möglichkeiten zurück. Dennoch -- oder vielleicht gerade wegen seiner Einfachheit -- hat der Ansatz beliebige Daten auf der Basis einer einheitlichen Codierung abzulegen und auszutauschen in der Praxis großen Anklang gefunden.
Standen zur Formulierung von XML-Vokabularen zunächst ausschließlich die von SGML übernommenen Dokumenttypdefinitionen (DTD) zur Verfügung, so konnte sich mittlerweile eine eigene XML-Sprache zur Darstellung beliebiger XML-Sprachschemata etablieren. Den Hintergrund der Notwendigkeit einer solchen Sprache bildeten die Beschränkungen des DTD-Mechanismus, der sich zunehmend als inadäquat offenbarte. Eine Ursache liegt im veränderten Einsatzkontext der Sprache.
Während die Grundkonzeption der SGML-DTD primär auf die Abbildung präsentationsorientierter Information, wie in der technischen Dokumentation verwendet, ausgelegt war, werden XML-Dokumente überwiegend Daten-orientiert eingesetzt und stellen daher andere Anforderungen hinsichtlich der angebotenen Strukturierungs- und Inhaltsprimitive.
XML-Schema definiert als kooperativer Standard des World Wide Web Konsortiums eine Reihe von Strukturierungsprinzipien für XML-Vokabulare, welche die verschiedensten Einflüsse der klassischen Datenmodellierung bis hin zur objektorientierten Modellierung aufgreifen. Darüberhinaus beinhaltet der Standard ein umfangreiches Typkonzept, das auch in anderen XML-Sprachen und -Standards Verwendung gefunden hat.
Die Fragestellung des Designs von XML-Sprachen, oder auch ihrer Gewinnung im Rahmens eines existierenden Entwicklungsprozesses, bleibt jedoch durch den Standard unbeantwortet.

Sicherheit und Vertraulichkeit mit SOAP

Derzeit entwickelt das World Wide Web Consortium (W3C) das bekannte SOAP-Protokoll zum Austausch XML-codierter Nachrichten und zum Aufruf entfernter Funktionen zu einem Web-Standard fort. Wie bereits im Urvorschlag werden jedoch durch W3C-Arbeitsgruppe keinerlei Sicherheitsaspekte betrachtet; mehr noch, sie werden sogar explizit ausgeklammert. Dieses Manko läßt sich jedoch durch den Einsatz von XML-Co-Standards wie den "XML Digital Signatures" und "XML Encryption" beheben.
Der Vortrag führt in die Problematik sicherer Kommunikation mit SOAP ein und stellt Sicherheitsmechanismen für die Applikationsseitige Verschlüsselung und Signierung des XML-Inhaltes vor. Darüberhinaus wird des Einsatz des Standardprotokolls SSL als Möglichkeit zur transparenten Absicherung der Kommunikation diskutiert.

WebService-Architekturen

Web Dienste als neue Facette verteilter Anwendungen nehmen gegenwärtig großen Raum in der Fachdiskussion ein. Gleichzeitig mit dem durchaus vielversprechenden ökonomischen Potential dieser Idee verbleiben jedoch die Hintergründe der technischen Realisierung vielfach im Dunkeln, oder sind ob der Vielzahl konkurrierender Ansätze kaum auszumachen. Ziel des Vortrages ist es einen Einblick in die architekturellen Hintergründe des Web-Service-Gedankens zu vermitteln. Hierzu werden neben den grundlegenden Fragestellungen der Kommunikationsabwicklung auch die Beschreibung und Verzeichnis-orientierte Verwaltung verteilter Web Dienste erläutert.

UML v2.0

Als Ende der 1990er Jahre die OMG ihre Bemühungen zur Schaffung einer einheitlichen Notation für die Beschreibung objektorientierter Analyse- und Designmodelle begann war der Erfolg der späteren Unified Modeling Language kaum abzusehen. Dennoch hat die UML nicht nur die verschiedensten konkurrierenden Ansätze abgelöst, sondern sich auch in der Praxis bald als Standardnotation etabliert. Inzwischen ist die Entwicklung der ersten Sprachgeneration abgeschlossen, und die im Einsatz gesammelten Erfahrungen förderten einige Schwächen und Unzulänglichkeiten zu Tage, die eine Weiterentwicklung notwendig werden ließen. Bereits die Aufrufe zur Vorschlagseinreichung lassen die wesentlichen Weiterentwicklungsdimensionen erkennen. So soll neben der verbesserten Integration der einzelnen Diagrammsprachen auch eine Überarbeitung des UML-Metamodells erfolgen. Zusätzlich wird die Zusicherungssprache OCL einer grundlegenden Überarbeitung unterzogen werden. Eine weitere Aktivität hat es sich zum Ziel gesetzt einen Standard zur Web-Darstellung der UML-Diagramme zu definieren.

XML in der objektorientierten Entwicklung

Die XML-Technologie hat inzwischen Einzug in die verschiedensten IT-Entwicklungsprojekte gehalten. Neben der naheliegenden Nutzung im Web findet es auch Anwendung als leicht zugängliches Austauschformat für beliebige Daten. Zur Verarbeitung in Applikationen bieten sich verschiedene generische Schnittstellen an, die für alle kommerziell erfolgreichen Programmiersprachen verfügbar sind. Zusätzlich gewinnt XML durch den Schemastandard jüngst auch Bedeutung als Datenbeschreibungssprache. So können Schemata zur transparenten Generierung von Klassenstrukturen und darauf operierenden Methoden herangezogen werden.
Der Einsatz zur Laufzeit wird flankiert durch die vielfältigen Möglichkeiten der XML-Sprachfamilie zur Entwicklungszeit. Hier reicht das Spektrum vom Modellaustauschstandard XMI über die Vektorgraphiksprache SVG zur Web-Darstellung von Entwurfsdiagrammen bis hin zur werkzeugunabhängigen Codegenerierung.

Modellaustausch zwischen heterogenen UML-Werkzeugen

Innerhalb objektorientierter Entwicklungsprozesse gewinnt der Modellaustausch zunehmend an Bedeutung. Nicht zuletzt der Einsatz moderner Entwicklungsprozesse, mit ihren iterativ entwickelten Lösungsinkrementen beflügelt dies.
Vielfach ist in der Praxis daher eine heterogene Toollandschaft anzutreffen, in welcher Ergebnisse aus vorhergehenden Prozeßstufen durch andere Werkzeuge weiterverarbeitet werden.
Zusätzlich bilden die graphischen Modelle der Unified Modeling Language (UML) in natürlicher Weise einen wesentlichen Grundbestandteil jeder System- und Entwicklungsdokumentation. Daher sollten diese langfristig Werkzeug-unabhängig speicher- und zugreifbar sein.
Das Format „XML Metadata Interchange“ der Object Management Group definiert für die UML und andere Modellierungsnotationen einen standardisierten Weg zum Datenaustausch zwischen heterogenen CASE-Werkzeugen, und zur Weiterverarbeitung Modell-hafter Entwicklungsergebnisse in beliebigen XML-Applikationen.

Der zukünftige SOAP-Standard des W3C

In seiner vergleichsweise kurzen Zeit seit der Vorstellung der Grundidee Internettechnologie-basierter entfernter Methodenaufrufe hat die Realisierung SOAP Zuspruch und beeindruckende Verbreitung gefunden. Nach der Erarbeitungsphase durch verschiedene Unternehmen (u.a. IBM, Lotus und Microsoft) entwickelt die Arbeitsgruppe „XML Protocols“   die bestehende Spezifikation zu einem W3C Standard fort. Der Vortrag gibt Einblick in die Zielsetzung der W3C-Arbeitsgruppe und den aktuellen Stand der Standardisierung.

Behandelt wird:

SOAP -- aber sicher!

Die SOAP-Spezifikation -- ein Mechanismus zur Realisierung entfernter Methodenaufrufe auf der Basis von Internettechnologien -- läßt zentrale Sicherheitsaspekte wie Authentisierung, Verschlüsselung oder digitale Unterschrift absichtsvoll außer Acht. Dies geschieht mit der Zielsetzung, auf der Applikations- oder Protokollebene flexibel beliebige problemspzifische Lösungen einsetzen zu können.

Highlights:

XML-Tutorium

Das Tutorium führt in die durch das World Wide Web Consortium standardisierte Metasprache eXtensible Markup Language (XML) ein.
Zunächst wird ein Überblick der Grundlagen und Hintergründe des Technikgebietes XML vermittelt. Darauf aufbauend werden die verbreitetsten XML-Standards eingeführt, und an Beispielen diskutiert. Neben dem Einsatz bestehender XML-Sprachen wie (XPath, XLink, XSLT, XSL-FO) wird auch der Entwurf eigener XML-Vokabulare mit Hilfe der Unified Modeling Language (UML) betrachtet und beispielhaft durchgeführt.
Im Anschluß wird dem praktischen Einsatz der XML-Technologie breiter Raum gewidmet. Hierbei bilden programmiersprachliche Aspekte -- verkörpert durch neutrale generische API-Schnittstellen wie SAX und DOM --, sowie das Zusammenwirken mit verfügbaren Datenbanklösungen und die Anfragesprache für XML-Dokumente XQuery einen Schwerpunkt.

Die besondere Rolle von XML im EAI

Das Schlagwort EAI versammelt unterschiedlichste Ideen, Ansätze und Techniken -- wie objektorientierte Programmierung, Verteilungs- und Middlewareaspekte sowie Daten-Standards- mit dem Grundziel die verschiedensten IT-Systeme entlang der Prozesse eines Unternehmens zu integrieren.
Neben den bekannten Problemen und Lösungen wird dem Web-Standard eXtensible Markup Language (XML) in diesem Kontext eine zunehmende Bedeutung zugeschrieben. Jedoch stellt XML selbst keine monolithische Lösung dar, sondern offeriert vielmehr ein breites technisches Feld, das verschiedenste Ansätze umfaßt.
Zu klären ist daher die Rolle der XML zur Unterstützung sich stellender EAI-Herausforderungen, und insbesondere das Verhältnis zu den bisherigen Ansätzen.

Practical usage of W3C's XML-Schema and a process for generating schema structures from UML models

The number of XML vocabularies has increased by an order of magnitude every web year. This has become especially true as more and more current projects are being switched to XML technology.
Faced with increasing time pressure in the development of modern architectures the object oriented paradigm is widely accepted by research and industry as a useful abstraction technique. Based on the OO-meta-semantics class models could be used to automatically derive XML vocabularies. OMG's XML Metadata Interchange (XMI) standard defines a first shot of such generation principles in addition to two vocabularies for the encoding of models expressed by the Unified Modeling Language (UML) and meta-models using the OMG Meta Object Facility (MOF).
As an addition to the published OMG approach we developed a generation process based on the XML-encoded version of a UML class diagram. These automatic derivation could implemented using XSLT to generate DTDs and even XML Schemata.

XML-basierter Datentransport -- SOAP und der W3C-standardisierte Nachfolger

Inzwischen finden XML-basierte Formate breite Anwendung zur applikationsneutralen Darstellung verschiedenster Inhalte. Eine große Herausforderung stellt jedoch immernoch der Transport dieser Informationen dar. Die Spannweite der Problemfelder reicht vom klassischen Datenaustausch, über die technischen Systemintegration bis hin zur Kopplung komplexer Prozesse.
In jüngerer Zeit wurden verschiedene Ansätze, wie XML-RPC, BEEP und auch das bekannte SOAP vorgeschlagen, als Integrationsmedium vorgeschlagen.
Das W3C trägt mit der XML Protocol Activity diesem Trend Rechnung, um die bestehenden Konzepte zu einer standardisierten Variante weiterzuentwickeln.

Weiterführende Informationen:
Is Web services the reincarnation of CORBA?
Informationen zur XML Protocol Working Group des W3C

XML und Java -- wohin geht die Reise?

Ähnlich wie seinerzeit Java wird auch die eXtensible Markup Language (XML) von einer wahrhaften Euphorie begleitet. Auch hier gehen übersteigerte Erwartungen, und die daher allfälligen (vermeintlichen) Enttäuschungen, mit der neuen Technologie einher.
Im Kern handelt es sich (glücklicherweise!) -- wie bei Java selbst -- um keine neue technische Errungenschaft; vielmehr um die Nutzung und Erschließung bekannter und erprobter Konzepte für einen breiteren Nutzerkreis. Durch das integrierte Zusammenspiel plattformunabhängigen (Applikations-)Verhaltens auf der einen, und plattforumunabhängiger Datenhaltung auf der anderen Seite werden jedoch wichtige Lösungsbausteine moderner Softwarearchitekturen erkennbar.
Sun geht mit der anstehenden Version 1.4 der Java Standard Edition einen deutlichen Schritt hin zur engeren Integration von XML in die Java2-Plattform. So wird neben einer XML-Parser-API auch die engere Anbindung der Programmiersprache an das Serialisierungsformat angeboten.

Weiterführende Links:

XML -- Stand der Technik, Vokabulare und aktuelle Aktivitäten

Die durch das World Wide Web Konsortium (W3C) standardisierte eXtensible Markup Language (XML) durchdringt derzeit in vielfältiger Weise die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete. Im Kern stellt die XML eine Unicode-basierte Metasprache zur Formulierung eigener Vokabulare dar, die als Untermenge der ISO-normierten Standard Generalized Markup Language (SGML) konzipiert wurde. Die ursprüngliche HTML-Erweiterung XML findet inzwischen als einfaches und breit unterstütztes Datenformat für den Informationsaustausch verschiedenster Applikationen Verwendung. Darüberhinaus erschließen sich XML-basierte Vokabulare neue Anwendungsdomänen wie beispielsweise zur Darstellung von Vektorgraphiken oder als Transportmedium von entfernten Funktionsaufrufen (z.B. SOAP).
Ablesen läßt sich die beginnende Durchdringung verschiedenster Anwendungsfelder an der Flut neuer XML-Formate. Die Spannweite der Autoren dieser Formate reicht von engagierten Einzelinitiativen über Gruppen aus dem Open-Source Umfeld bis hin zu Industrieinitiativen und internationalen Normierungsorganisationen.
Die technische Realisierung der angesprochenen Vokabulare erfolgt zunehmend auf der Basis des jüngst verabschiedeten W3C-Standards „XML-Schema“, einer Sprache zur Formulierung der Syntax von XML-Sprachen.
Dieser mächtige Standard gestattet die Sprachbeschreibung hinsichtlich Struktur und erlaubter Inhaltswerte (wie Datentypen, Wertebereichseinschränkungen, etc.); bietet jedoch keinerlei Handreichung hinsichtlich des Prozesses der Vokabularerzeugung.
Indes offeriert der verabschiedete OMG-Standard XML Metadata Interchange -- kurz XMI -- einen Algorithmus zur Ableitung von XML-Vokabularen aus objektorientierten Modellen, wie sie beispielsweise mit der Unified Modeling Language (UML) beschrieben werden können. Hierdurch schließt der Ansatz die in der Praxis entstehende Lücke im Anwendungsentwurf zwischen Strukturdesign und zugehörigem Serialisierungsformat.

W3Cs XML Schema -- Die Sprache der Sprachen

Bereits kurz vor(!) der Vorstellung des XML-Basisstandards 1998 wurde ein Sprachvorschlag beim W3C eingereicht, der die Metasprache XML selbst zur Formulierung von neuen XML-Vokabularen heranzieht.
Seither hat sich eine Vielzahl von XML-Formaten zur Definition eigener XML-Sprachen entwickelt. Gemeinsamer Hintergrund all dieser Bemühungen ist das Bestreben die Beschränkungen der XML-Vorgängersprache SGML (Standard Generalized Markup Language) abzustreifen und damit XML vermehrt zur datenorientierten Beschreibung anwenden zu können.
An die Spitze dieser Bemühungen hat sich 1999 das World Wide Web Consortium mit seiner XML-Schema-Initiative gesetzt. Der aktuell verfügbare Sprachvorschlag geht an vielen Stellen deutlich über die Ausdrucksmöglichkeiten klassischer Document Type Definitons (DTD) hinaus; beispielsweise in Bezug auf Datentypen. Darüberhinaus beinhaltet er mächtige strukturelle Primitive die sich an bekannten Konzepten, wie dem der Vererbung, anlehnen.

XML Metadata Interchange -- Einsatzerfahrungen und Anwendungsperspektiven

Mit dem XML Metadata Interchange Format (XMI) wurde durch die Industrieinitiative der Object Management Group (OMG) ein Standard zur textuellen Darstellung aller UML-Diagrammtypen geschaffen. Dieses XML-basierte Format ermöglicht zunächst den werkzeugunabhängigen Modellaustausch innerhalb des Entwicklungsprozesses.
Darüberhinaus eröffnet die Integration der Sprache XMI in die XML-Sprachwelt verschiedenste Möglichkeiten zur Weiterverarbeitung der Modelldaten. Die Generierung von Code, für den keine Generatoren existieren oder die Erzeugung von XML-Sprachstrukturen wie XML-Schema, sowie Modellvalidierung sei hier nur als ein Beispiel erwähnt.
Der Vortrag führt zunächst in die Hintergründe von XMI ein. Darauf aufbauend wird das Format zur Darstellung von UML-Modellen vorgestellt und praktische Erfahrungen im Umgang erläutert. Den Abschluß bildet ein Abriß der weiteren Einsatzmöglichkeiten anhand ausgewählter praktischer Beispiele.

XML Schema

Der W3C-Co-Standard "XML Schema" befindet sich nach längerer Entwicklungszeit und umfangreicher Diskussion kurz vor der Verabschiedung. Als Nachfolger der bekannten Document Type Definitions (DTD) markiert XML Schema den entscheidenden Wendepunkt von der bisherigen Dokumenten-orientierten Sichtweise hin zu einer Daten-orientierten Sichtweise.
Technisch gesehen erweitern sich durch XML Schema die Ausdrucksmöglichkeiten bei der Formulierung neuer XML-Vokabulare entscheidend. Einerseits hinsichtlich inhaltlicher Merkmale wie Datentypen und Konsistenzbedingungen; andererseits auch in Richtung struktureller Merkmale. So halten bekannte Konzepte aus den Programmier- und Datenbanksprachen Einzug.
Darüberhinaus läßt sich entlang der vergleichsweise kurzen Entwicklungsgeschichte gut die Rolle von Standards im Internetzeitalter ablesen. So haben inzwischen namhafte Firmen und Initiativen ihre Unterstützung dieses Standards erklärt zu Lasten anfänglich konkurrierender proprietärer Vorschläge.

XML Schemagenerierung

Die durch das W3C initiierte "XML Schema Description Language" wird ein XML-basiertes Format zur Formulierung von XML-Grammatiken geschaffen, welches eine Reihe von Erweiterungswünschen an die bisher angebotenen Document Type Definitions berücksichtigt. Jedoch wird die gesteigerte Mächtigkeit durch Erhöhung der Komplexität der Sprache zur Grammatikformulierung erkauft. Zusätzlich treten Aspekte der klassischen Datenmodellierung in den Vordergrund. So gewinnen Fragestellungen nach "guten" Schemata -- im Sinne qualitativer Gesichtspunkte wie Anpaßbarkeit, Domänenneutralität aber auch Verständlichkeit -- zunehmend an Bedeutung.
Im Praxisalltag stellt die XML-Sprachentwicklung kein isoliertes Phänomen dar, sondern ist organisatorisch in Entwicklungsprozesse eingebettet; ebenso wie die entstehenden XML-Dokumente kein isoliertes Dasein fristen, sondern verschiedenste Prozesse verbinden. Zu technischen Datenstrukturen existieren zumeist logische Datenmodelle, die sich auch als Ausgangspunkt einer XML-Sprachentwicklung anbieten.
Hierbei hat sich insbesondere die weit verbreitete objektorientierte Modellierungssprache Unified Modeling Language (UML) als wertvoller Aufsatzpunkt herausgestellt. Ausgehend von ihr lassen sich generische Transformationsregeln zur Ableitung beliebiger XML-Strukturen definieren.

Using XSLT to derive schemata from UML

Since the release of XML v1.0 in 1998, the number of XML vocabularies or XML languages in short, has increased by an order of magnitude every web year. This is especially true as more and more current projects are switched to XML technology. The definition of new XML vocabularies can be divided into three distinct categories.
First, the development of second generation standards like XSL(T), XML protocols or XHTML by the W3C or other standardization bodies. These vocabularies incorporate a fixed syntax definition combined with clear and published semantics.
Second, the re-formulation (read: XML-ification) of existing arbitrary text based on (i.e. non-XML) vocabularies using XML (e.g. EDI as XML vocabulary). Third, the invention of completely new XML-based formats without proprietary predecessors.

But, even when applying a new technology like XML can we avoid adding some extra time in the development phase. For the latter two of the outlined vocabulary classes and, with some restrictions also the first, there is typically a formal development process with fixed deliverables like object-oriented class models.

If this is true, class models could be used to automatically derive new XML vocabularies and keep them in sync with changes to the class design. OMG's XML Metadata Interchange (XMI) standard defines such generation principles besides two vocabularies for the encoding of models expressed by the Unified Modeling Language (UML) and meta-models using the OMG Meta Object Facility (MOF).

Based on the XML encoded version of a UML class diagram, these generation principles may be implemented using XSLT to generate DTDs and even XML Schemata.

Objektorientierter Modellaustausch und XML-Spracherzeugung mit dem XML Metadata Interchange Format (XMI)

Mittlerweile hat die Unified Modeling Language zur graphischen Beschreibung objektorientierter Modelle in der Praxis breite Akzeptanz gefunden.
Die Vielfalt der inzwischen verfügbaren Werkzeuge offenbart sich indes jedoch oftmals als Herausforderung, dergestalt, daß Modellaustausch zwischen den eingesetzten Tools notwendig -- oder zumindest wünschenswert - wird.
Hier setzt der OMG Standard XML Metadata Interchange (XMI) an. Er definiert neben Standardschemata zur XML-Darstellung der UML-Diagrammtypen auch einen Mechanismus zur Erzeugung eigener XML-Sprachen aus beliebigen UML-Modellen. Der Vortrag setzt neben XML-Grundwissen vertiefte Kenntnisse der UML voraus.

Das Technikgebiet XML: Herkunft, praktische Anwendung und Zukunft

Das Akronym XML nimmt derzeit breiten Raum in der fachlichen Diskussion ein. Die eXtensible Markup Language subsummiert als Gattungsbegriff ein neues Technikgebiet, welches sich durch eine mitunter verwirrende Lösungsvielfalt auszeichnet. So werden täglich über das Internet neue Anwendungen der XML, sogenannte XML-Sprachen, aber auch eine Fülle von Quasi- und de-facto-Standards verbreitet. Darüberhinaus werden durch XML Anwendungsdomänen verknüpft und integriert.
Angesichts des breiten Interesses der Industrie und Web-Gemeinde sollte jedoch nicht übersehen werden, daß es sich mit XML keineswegs um eine neue Technologie handelt. Vielmehr, und glücklicherweise, werden durch die Metasprache XML bekannte Techniken -- wie formale Sprachen, Metasprachen und -modelle, semistrukturierte Daten -- weiterentwickelt und einem breiten Praxiseinsatz zugeführt.
Der Vortrag beleuchtet zunächst das Technikgebiet, und stellt die wichtigsten Standards und Anwendungen in einen Zusammenhang. Anhand praktischer Einsatzbeispiele wird der Vorteil des intergrierten Zusammenspiels verschiedener XML-Sprachen (wie XML Schema, XMI, SOAP, XSLT, ...) diskutiert.
Den Abschluß bildet eine kritische Betrachtung zum aktuellen Stand der Normierung und ein Ausblick auf die zukünftige Entwicklung des Ansatzes.

Making Machines Talk Together -- Systemintegration mit XML

Die Zusammenführung unterschiedlicher Systeme zu einem wie auch immer gearteten (virtuellen) Gesamtsystem oder Systemverbund ist mittlerweile ein nahezu klassisches Thema der modernen praktischen Informatik.
Durch vielen denkbaren Ausprägungen realisierter Integration von vergleichsweise lose gekoppelten Architekturen auf der Basis wechselseitigen Daten Im- und Exports, über -- via proprietäre Schnittstellen -- eng verbundene Systeme, bis hin zu virtuellen Gesamtsystemen in denen die Grenzen der einzelnen Beteiligten zunehmend unscharf erscheinen, werden auch unterschiedliche technische Realisierungen bedingt.
Focusierten in der Vergangenheit die Integrationsbemühungen zunächt die Datenhaltungsaspekte -- verteilte und föderierte Datenbanken bilden hier einen wichtigen Aspekt -- so traten in einem zweiten Ausbauschritt zunehmend die dynamischen Aspekte der Systeme in den Vordergrund. Plattformen für verteilte Anwendungen, wie das Distributed Computing Environment (DCE) oder die Common Object Request Broker Architecture (CORBA), entstanden.
Gemein ist all diesen Vorschlägen die Transparenz auf Seiten der teilnehmenden Applikationen, die durch plattform- und programmiersprachenunabhängige Mechanismen wie der CORBA Interface Definition Language, gewährleistet wird.
Durch die eXtensible Markup Language (XML) -- gepaart mit den darauf basierenden Techniken und Sprachen -- tritt nun ein zusätzlicher Freiheitsgrad hinzu. Sie adressiert im Wesentlichen kaum die bisher bearbeiteten Probleme; daher eignet sie sich besonders als Komplementärtechnologie im Umfeld der Systemintegration unter Beibehaltung erprobter und bewährter Lösungsansätze. Durch XML-basierte Kommunikationsprotokolle vollzieht sich eine Abkehr vom Binärmystizismus, der kryptischen und inhärent proprietären Darstellung der ausgetauschten Datenpakete auf Leitungsebene. Vielmehr gewinnen auch die transportierten Informationen ein Maß an Offenheit und Transparenz, welches durch die Einführung der angesprochenen Verteilungsarchitekturen bereits auf Funktionsebene zur Verfügung steht.
Zusätzlich lassen sich die weiteren Eigenschaften der XML-Sprachfamilie vielfach gewinnbringend einsetzen. Als Beispiele hierfür sei nur die automatisierte Gewinnung von XML-Sprachen (DTDs oder XML-Schema) aus objektorientierten Datenmodellen mittels den durch das XML Metadata Interchange Format (XMI) definierten Generierungsprinzipien, sowie die automatisierte Transformation von XML-Sprachen auf Basis der XSL Transformations (XSLT) angeführt.

Entwurf von XML-Sprachen mit XML-Schema

Das weltumspannende Netz bietet ein enormes Potential hinsichtlich schnellem und ungehindertem Datenaustausch. Staatliche Grenzen als limitierender Faktor globalen Informations- und Warenaustauschs treten ebenso wie das klassische Produzenten-Erzeugerschema in den Hintergrund.
Die sich abzeichnende Informationsgesellschaft, flankiert durch neue ökonomische Paradigmen, ermöglicht die aktive Teilhabe jedes Netzteilnehmers.
Die durch Tim Berners-Lee definierte Hypertextsprache HTML läutete vor eineinhalb Jahrzehnten den Siegeszug des World-Wide-Web ein. Waren zu Anfang der 1990er Jahre Computernetzwerke noch überwiegend technisch versierten Geeks bekannt und vorbehalten, so hat das WWW weite Teile der westlichen Industriegesellschaft nachhaltig verändert. Die Informationsrecherche und das Anbieten eigener Information auf dem entstandenen globalen Marktplatz hat Einzug in den beruflichen und privaten Alltag vieler Menschen gehalten.
In der Konsequenz entstanden Internet-Kataloge und Suchmaschinen, Anwendungen zur gezielten Informationsrecherche. Mit der Erschließung des entstandenen -- offenkundig schrankenlosen -- Marktes treten jedoch die Grenzen des rein präsentationsorientierten Informationsangebots zu Tage. So katalogisieren selbst die "besten" (im Sinne von größten) Verzeichnisse nur einen Bruchteil der existierenden Internetseiten. Vielmehr noch, ist nicht einmal die tatsächliche Anzahl der verfügbaren Seiten bekannt. (Ein Zustand, der übertragen auf das nachgerade klassisch anmutende Kommunikationsmedium Telephon, unhaltbar erscheint -- im Netz jedoch als gegeben und unveränderbar hingenommen wird).
Die rasch entstandenen Volltextindizes, welche mit dem Anspruch der Erfassung jeder erreichbaren Textpassage aufwarteten, leiden noch viel mehr als die redaktionell betreuten Verzeichnisse an der Informationsflut. So liefern einzelne Suchanfragen durchaus jenseits von einer Million Treffern, welche unkategorisiert und unbewertet der Bearbeitung durch den Sucheneden harren.
Die aus der SGML for the Web entstandene Metasprache eXtensible Markup Language (XML) schickt sich nun an, diesen Mißstand beheben zu helfen. Als eine Sprache zur Sprachdefinition soll XML die verschiedenen Informationsanbieter in der einheitlichen Strukturierung ihrer Daten unterstützten. Hierzu definiert XML eine überschaubare Menge von einfachen Basiskonzepten, mittels dieser sich beliebige Informationsstrukturen formalisieren lassen.
Die derzeit größte zu bewältigende Herausforderung im praktischen Einsatz der eXtensible Markup Language ist die Entwicklung problemadäquater XML-Sprachen. Zusätzlich werfen Qualitätsaspekte wie Wiederverwendbarkeit und flexible Adaptierbarkeit an sich verändernde Gegebenheiten weitere Fragestellungen in diesem Kontext auf.

XML -- Hintergründe und Erfahrungen aus dem praktischen Einsatz

Angefacht durch Erwartungen an eine im Entstehen begriffene new economy gerät das Internet als Basis des oft apostrophierten eBusiness zunehmend ins Blickfeld des produzierenden Gewerbes, welches zunehmend als old economy eingestuft wird.
Wegbereiter der herrschenden Euphorie ist die bekannte Seitenbeschreibungssprache HTML, die als Hypertext Markup Language zur einheitlichen Beschreibung von digitalen Dokumenten durch den britischen Physiker Tim Berners-Lee entwickelt wurde. Diese vergleichsweise einfache technische Entwicklung lässt sich als Initialzündung des Web ausmachen. Jedoch liegt vielleicht gerade in dieser Einfachheit einer der Schlüssel zum Verständnis der aktuellen Entwicklung. Befördert doch der, durch das klar umrissene Anwendungsfeld der HTML, kompakte und leicht zu erlernende Sprachumfang das massenhafte Entstehen diverser Web-Auftritte - ohne freilich die Vereinheitlichung der Beschreibung mit der Uniformität der erstellten Internetpräsentationen zu erkaufen.

Gegenwärtig nimmt ein weiteres auf „ML“ endendes Akronym einen prominenten Platz in der Diskussion ein - „XML“, die eXtensible Markup Language. In sie werden vielfältigste Erwartungen gesetzt. Während einige durchaus durch realistische Anwendungsszenarien gedeckt sind, nehmen sich andere fast utopisch aus und wecken nicht erfüllbare Erwartungen.
Hinter dem Schlagwort verbirgt sich eine durch das World Wide Web Consortium (W3C) 1998 verabschiedete Sprache. Genaugenommen handelt es sich sogar um eine Metasprache - eine Sprache mittels der Sprachen definiert werden können. Die als Anwendung der XML entstehenden Sprachen bilden den Kern der momentanen Diskussion. Diese XML-Formate teilen sich dieselben strukturellen Grundprinzipien, was sie zur XML-Sprachfamilie werden lässt.
Hierdurch wird der Grundlage der Interoperabilität, dem Zusammenwirken der verschiedenen Sprachen, gelegt, was einen der wesentlichen Vorteile der XML verdeutlicht. Die generische Basis wirkt dem fatalen Auseinanderdriften im Zeitverlauf, in Form zunehmend inkompatibler Sprach-Dialekte, entgegen. Zusätzlich wird dies durch generische Lösungskomponenten flankiert, statt auf spezifische Sprachen auf die XML selbst beziehen. Hierunter fallen neben XML verarbeitenden Applikationen wie Parsern und Datenbanken auch ergänzende Standards wie generische Linkingmechanismen zur flexiblen Verknüpfung verschiedener XML-beschriebener Inhalte.

Durch XML entstehen derzeit Formate (oder Vokabulare) zur Beschreibung beliebigster Inhalte. Sie legen den Grundstein einer einheitlichen Informationsstrukturierung unter Beibehaltung des größtmöglichen Freiheitsgrades hinsichtlich der Informationsbeschreibung.
Dies ermöglicht die evolutionäre Integration in bestehende interne Prozesse, ohne diese technikbedingt modifizieren zu müssen, bei gleichzeitigem Gewinn an Interaktionsmöglichkeiten mit externen Partnern auf der Basis der geschaffenen Technologieplattform.

Der Vortrag stellt aufbauend auf einigen technischen Grundlagen der XML einige aus Sicht der Praxis relevante XML-Sprachen, darunter auch die eXtensible Hypertext Markup Language - die Nachfolgerin der HTML, vor. Ausgehend von konkreten Anwendungsfällen werden Einsatzszenarien verschiedener XML-basierter Formate vorgestellt und diskutiert.

Möglichkeiten und Grenzen von XML

Allmählich ebbt der anfängliche Hype um die eXtensible Markup Language - kurz XML - ab, zunehmend kehrt sachliche Ruhe in die Diskussion ein. Parallel reifen erste Lösungen zu Produkten des auf Basis des durch das Akronym XML umrissenen Technikgebietes aus.
Durch manche Veröffentlichungen und Marketingaussagen dieses Umfeldes gewann man bis Weilen den Eindruck, XML sei geeignet zur Lösung aller sich stellenden Probleme der modernen Informatik. Auf der anderen Seite wird die XML-Thematik, wenn die Diskussion ausschließlich auf den "HTML-Nachfolger" verengt wird, in ihrer Bedeutung unzulässig verkürzt. Sicherlich gehen beide Extreme fehl...
Zunächst stellt XML, definitionsgemäß eine Teilmenge der Sprache SGML, eine Sprache zur Definition von Sprachen dar. In der konkreten Anwendung bedeutet dies, dass ausgehend von der Metasprache XML beliebige Sprachen durch den Anwender erklärt werden können.
Dies eröffnet XML die Rolle einer lingua franca, ohne jedoch die entstehenden konkreten Sprachen inhaltlich zu vereinheitlichen; was sicherlich im Zeitalter des web speed ein einigermaßen hoffnungsloses Unterfangen wäre. Technisch gesprochen schafft die gemeinsame Metasprache eine gemeinsame Codierung der darzustellenden Daten, und schafft so eine normierte Kommunikationsbasis.

Anwendung von XML-Sprachen im Feature based Engineering

Features stellen einen innovativen Ansatz zur Konstruktion komplexer Güter dar. In einer integrierten CAx-Prozesskette tragen sie die "klassischen" Ideen der Objektorientierung in die geometriebezogenen Schritte, vom Produktentwurf bis hin zur Fertigung, hinein.
Die Grundidee lässt sich vereinfacht als Attributierung von Bauteilen oder ganzen -Gruppen umreißen. Hierbei entstehen jedoch, bedingt durch den Produktlebenszyklus, verschiedene Sichten oder Beschreibungsdimensionen, die sich durch mannigfaltige Einzeleigenschaften auszeichnen. Zusätzlich gilt auch die Charakteristika der Produktklasse zu erfassen, und normiert festzuhalten.
Ausgehend von so beschriebenen Features entsteht zunächst offensichtlich eine neue Art der Produktdokumentation, die Teilhabe an den so angereicherten Geometriedaten dehnt sich auf verschiedene, in der Prozesskette angrenzende, Bereiche aus. So lassen sich beispielsweise auf der Basis von Kostenfeatures Schätzungen durchführen oder durch Wissens- und Erfahrungsfeatures Konstrukteurswissen abspeichern.
Auf der technischen Seite bedeutet dies eine Herausforderung an die verwendeten Datenformate; dergestalt, dass die beteiligten Systeme zwar auf denselben Informationen operieren, jedoch sich -- durch die verschiedenen Sichten und datenerzeugenden Systeme bedingt -- native Applikationsdatenformate a priori verbieten.
Hierin liegt das Rationalisierungspotential durch den Einsatz einer XML-basierten Sprache; konkret in der Definition eines Feature-Austauschformates, welches sowohl die Charakteristika selbst beschreiben kann, als auch deren Inkarnationen in konkreten Bauteilen.

Trends, Standards und Weiterentwicklung von XML

Lasst uns hinabsteigen und dort ihre Sprache verwirren, damit sie nicht einer auf des anderen Sprache hören mögen...([1. Moses 11:7]) Betrachtet man allein die im Zuge der PC-Entwicklung seit den 1980er Jahren entstandenen Datenformate, so scheint dies Ziel nachdrücklich und äußerst erfolgreich erreicht worden zu sein.
Nun schickt sich die durch das World Wide Web Consortium erarbeitete eXtensible Markup Language - besser bekannt unter dem Schlagwort: XML - an genau diese babylonische Sprachvielfalt zu beheben.
Seit der Sprachfreigabe im Februar 1998 ist eine wahre Flut an Anwendungsfeldern entstanden. Als äußeres unübersehbares Zeichen dieses Trends sei die Inflation der XML-Sprachen angeführt. Offenkundig ist die inhärent positive Absicht bei Schaffung des XML-Basisstandards, auch ein wenig der Fluch der guten Tat. Die entstandene leicht anwendbare Metasprache mit ihren überschaubaren Basiskonzepten bringt täglich eine Fülle verschiedener Formate der unterschiedlichsten Anwendungsgebiete hervor.
So wünschenswert einerseits dieser Trend der Vereinheitlichung auf der Darstellungsebene ist, so beklagenswert ist das unkoordinierte Wachstum der entstehenden Sprachfamilie. In Begleitung der zahllosen Anwendung offenbaren sich jedoch auch die Nachteile, wie die unabgestimmte Definition von Sprachen für ähnliche -- oder gar identische - Problemstellungen. Andererseits bedingt die Vermassung auch die breitest denkbare Validierung der XML.
Zwei große Entwicklungslinien in diesem Umfeld lassen sich ausmachen: Zunächst das Aufkommen neuer Standardisierungsformen und Gremien, die jenseits offizieller Normierungsorganisationen - vielfach über das Internet - die XML-Anwendung koordinieren und vorantreiben. Andererseits das entstehen einer vollkommen neuartigen integrierten Sprachfamilie, die XML zum "ASCII des 21 Jahrhunderts" werden lässt.

XML in der Praxis

Seit ihrer Verabschiedung durch das World Wide Web Consortium (W3C) im Februar 1998 hat sich die eXtensible Markup Language (XML) auf breiter Front durchgesetzt. Die große Beachtung in der industriellen Praxis ist sicherlich einerseits auf die inhärente Flexibilität der Sprache zurückzuführen. Andererseits hat sicherlich die überschaubare Anzahl leicht erlernbarer und anwendbarer Grundkonzepte zur ausgedehnten Einsatz beigetragen.
Bei XML handelt es sich nicht um eine konkrete Anwendungssprache oder ein spezifisches Datenformat, sondern um eine Metasprache zur Definition eigener problemspezifischer Sprachen. All diesen auf der Basis von XML gebildeten Sprachen ist die bekannte baumartig geschachtelte Tag-/Attribut-Struktur gemein. Daher entstand rasch eine umfangreiche Familie von verschiedenen Sprachen mannigfaltiger Anwendungsgebiete.
Konzeptuell lassen sich drei Klassen von XML-Sprachen unterscheiden:

  1. XML-Sprachen, die bestehende (nicht XML-)Sprachen ablösen. Hier bildet XML einen neuen Lösungsbaustein in einer bestehenden Lösungslandschaft oder -architektur. Bekanntestes Beispiel dürfte die Ergänzung der ISO STEP-Express Familie um die XML-Variante des clear text encodings (ISO 10303-28) sein, welches das bisherige proprietäre Format (ISO 10303-21) langfristig ablösen dürfe.
  2. Neudefinition von Sprachen zur Informationsdarstellung (Austausch, Langzeitspeicherung, automatisierte Weiterverarbeitung,...). Hier wird XML von Anbeginn an in Projekten in die entstehende Lösungslandschaft integriert.
  3. Sekundäre XML-Sprachen, d.h. (XML-)Sprachen, die ausschließlich im integrierten Zusammenspiel mit anderen XML-Sprachen Funktionalität entfalten. Zuvörderst ist hier sicherlich die populärem XML Transformations (XSLT) zu nennen, aber auch nicht-XML-Sprachen wie XPath, welche zur Adressierung von Dokumentteilen Anwendung findet, oder die XLinks zur Verknüpfung von Dokumenten.

Hervorzuheben ist insbesondere die dritte Sprachklasse, da diese die oft zitierte XML-Sprachfamilie, -- im Wesentlichen -- ausmacht. Gerade die Existenz leistungsfähiger Serkundärstandards, die sich in den generischen Servicesprachen offenbaren, welche für beliebige auf XML-basierende Sprachen anwendbar sind, befördert das Wachstum der ersten beiden Anwendungsklassen insbesondere der zweiten. Offenkundig stellen sich Möglichkeiten "von XML" so attraktiv dar (...die oftmals strapazierten Synergieeffekte), dass auch zunehmend bestehende Formate (Sprachklasse eins) - oftmals ohne technische Not - abgelöst und nach XML migriert werden.

Gerade die breite Anwendung der XML - konkret die Notwendigkeit problemadäquate XML-Formate für spezifische Herausforderungen zu definieren - bedingt eine besondere Anforderung an das Sprachdesign. Anders als in der Vergangenheit herrscht heute keine losgelöste Betrachtung des Datenformates mehr vor, sondern - nicht zuletzt durch die heute ubiquitäre Web-Thematik - eine Sichtweise, die das Serialisierungsformat als einen integralen Bestandteil der Entwicklungskette ansieht. So zeigt sich die zeitgemäße Sprachentwicklung integriert in den gesamten Entwicklungsablauf, der üblicherweise auf der Grundlage objektorientierter Modellierung (beispielsweise mit der Unified Modeling Language (UML)) und entlang moderner Prozessmodelle ausgestaltet wird. Hierzu existiert mit dem XML Metadata Interchange Format (XMI) ein Ansatz zur Unterstützung modellgetriebener Entwicklungsprozesse, sowie der transparenten automatisierten Generierung von XML-Sprachen (DTDs und zukünftig Schema) aus objektorientierten Modellen.
Begründet durch die inhaltliche Annäherung der Persistenzsprachen an die Modellierung erwächst der Wunsch die Domänensemantik auch möglichst verlustfrei im Format zu reflektieren. Als Konsequenz entstanden in den vergangenen anderthalb Jahren XML Schemasprachen, welche die inhaltlichen Beschränkungen des "klassischen" DTD-Mechanismus zu überwinden versprechen. Der einflussreichste Vorschlag dieses Kontextes ist die W3C XML Schema Description Language, welche neben reicherer Struktursemantik zum Aufbau komplexer Dokumentstrukturen auch den derzeit mit unter noch spürbaren Bruch zwischen applikationsinterner Datenhaltung und abgeleitetem XML-Format überwinden helfen.
Dies zusammengenommen ermöglicht hoch standardbasierte Architekturen, beispielsweise zur Systemintegration auf der Basis einer vorhergehenden Datenintegration.

W3C's XML Schema -- Ein neuer Beschreibungsmechanismus für (Meta-)Daten-Strukturen

Mit der durch das World Wide Web Consortium standardisierten Metasprache eXtensible Markup Language (XML) wurde ein schlanker und zugleich mächtiger Sprachstandard geschaffen, der sich durch hohe Flexibilität auszeichnet. Insbesondere die enge Verknüpfung mit dem WWW und seiner Technologie hat seit der Verabschiedung 1998 zur Verbreitung und zum Masseneinsatz beigetragen. Aus technischer Sicht argumentiert, stellt XML eine echte Untermenge des ISO-Standards Standard Generalized Markup Language (SGML) dar.
Aktuell entstehen vielfältigste Formate, teils durch verschiedenste Normierungsgremien (W3C, OMG, ISO) oder Interessensgruppen (Oasis-Open, BizTalk), teils problemzentriert in der Industrie selbst. Als Konsequenz offenbart sich die Inadäquatheit der verwendeten Document Type Definition (DTD), des von SGML übernommenen Beschreibungsmechanismus der Metaebene, zur Sprachdefinition der neu entstehenden Anwendungsklasse. Zunehmend wird die SGML-inhärente dokumentenzentrierte Betrachtungsweise als (belastende) Hypothek wahrgenommen. Hauptgrund hierfür dürfte die datenorientierte Betrachtungweise von XML, sowie die enge Einbettung jeder entstehenden XML-Sprache in die XML-Sprachfamilie sein.
Gegenwärtigen werden einige Bestrebungen zur Definition eines Schema-Mechanismus angestrengt. Ziel dieser Bemühungen ist es eine XML-Sprache zu schaffen, mit der sich XML-Strukturen reicher Semantik beschreiben lassen. Zentraler Kulminationspunkt der verschiedenen, jedoch im Verlaufe ihrer Entwicklung zunehmen konfluenten, Sprachvorschläge ist der XML-Schema Vorschlag des W3C, mit dessen endgültiger Verabschiedung noch in der ersten Hälfte des laufenden Jahres zu rechnen ist.

XML: Stand der Standardisierung und Technik

Durch die W3C-Empfehlung eXtensible Markup Language wurde ein mächtiger Standard zur Definition beliebiger Sprachen geschaffen. In der vergleichsweise kurzen Zeitspanne seit Verabschiedung der XML-Norm 1998 entstand eine umfangreiche und vielbeachtete Sprachfamilie.
Der Vortrag gibt einen Überblick der Hintergründe der XML, die Grundlagen generischer Auszeichungssprachen sowie die gegenwärtigen Normierungsbemühungen der verschiedensten Gremien. Neben der Einordnung existierender Standards und der kritischen Bewertung sich abzeichnender zukünftiger XML-Sprachen werden praktische Einsatzbeispiele der neuen Technologie aus realen Industrieprojekten dargestellt.

XML als Metadaten objektorientierter Programmierung

Mit dem OMG-Standard XML Metadata Interchange wurde ein herstellerunabhängiges XML-basiertes Transferformat geschaffen. Es stellt eine effiziente, und bereits von namhaften CASE-Toolherstellern umgesetzte Möglichkeit zur Repräsentation objektorientierter Modellinformation, beispielsweise ausgedrückt mit der graphischen Modellierungssprache Unified Modeling Language (UML) dar.

XML Schema, der zukünftige Standard zur XML-Sprachdefinition

Der von SGML übernommene Standard der Document Type Definitions (DTD) zur Spezifikation von XML-Sprachen erlaubt die Festlegung vielfältigster Dokumentstrukturen. Jedoch stößt dieser dokumentenzentrierte Mechanismus, im Anwendungsumfeld moderner datenorientierter Auszeichnungssprachen sehr schnell an die Grenzen seiner Ausdrucksmächtigkeit.
"XML-Schema" zum Ausdruck vielfältigster XML-Sprachstrukturen zeichnet sich als zukünftiger W3C-Sprachstandard und Nachfolger der DTDs ab, der deren gegenwärtige Beschränkungen überwindet.

Datenintegration mit XML

Die durch das World Wide Web Konsortium (W3C) international zum Industriestandard erhobene eXtensible Markup Language (XML) hat, in der vergleichsweise kurzen Zeitspanne, seit ihrer Verabschiedung 1998 große Beachtung gefunden. Technisch gesehen bildet das auf dem ISO-Standard SGML beruhende Format zu system- und anwendungsneutralen Sprachdefinition enormes Rationalisierungspotential im industriellen IT-Umfeld.
Beispielsweise die datenbasierte Kopplung heterogener Anwendungen in verteilten Systemumgebungen unter Realisierung variabler Integrationsgranularitäten, ausgehend von offline Im- und Exportmechanismen kompletter Datenbestände, über die Replikation operativer Informationen bis zur transparenten Integration vollständiger Datenbasen mit dem Ziel der "Illussion einen virtuellen Gesamtsystems".
Der Vortrag stellt die hierfür notwendigen XML-Sprachmechanismen vor, und führt unter praktischen Gesichtspunkten entwickelte Basisverfahren an realen Einsatzbeispielen vor. Ergänzend werden Interdependenzen zu tangierten Verteilungstechnologien wie CORBA aufgezeigt und diskutiert. Ein Ansatz zur Gewinnung der notwendigen XML-Sprachen aus bestehenden Unternehmensdatenmodellen veranschaulicht ein mögliches Einführungsszenario XML-basierter Technolgien in die Prozesskette.

Die XML: praktische Relevanz und Einsatzmöglichkeiten im industriellen Umfeld

Das Momentum, mit dem das Medium Internet immer mehr Wirtschaftsbereiche erobert dürfte in der jüngeren Industriegeschichte nahezu beispiellos sein. In einer Zeit sich überschlagender Superlative wird die gegenwärtige Entwicklung wahlweise mit dem Paradigmenwechsel der industriellen Revolution, ausgelöst durch die Nutzbarmachung der Dampfkraft, oder gar der kambrischen Revolution als Phase des Aufkeimens einer vollkommen neuen (in unserem Falle: wirschafts-)Lebensform, verglichen.

Einhergehend mit der gegenwärtigen Internet-Euphorie rücken die technischen enablers der digitalen Ökonomie vermehrt ins Blickfeld einer breiten Öffentlichkeit. Waren Begriffe wie Markup Sprache, Hypertext, Übertragungsprotokoll ebenso wie die Hersteller der benötigten netzwerkspezifischen Hardwarekomponenten bisher nur Fachzirkeln geläufig, hat sich hier in jüngster Zeit ein spürbarer Wandel vollzogen. Firmen wie Cisco sind breit ins Bewußtsein nicht nur der Börsianer gedrungen, und überflügeln an Börsenkapitalisierung sogar alteingesessene Traditionsunternehmen der old economy. Akronyme wie HTML, TCP/IP, und nicht zuletzt das ubiquitäre XML durchziehen Gespräche nahezu aller Fachrichtungen.

XML - was verbirgt sich dahinter? Handelt es sich nur um einen neuen Hype der Internetgemeinde, oder um eine ernstzunehmende Technologie? Existieren bereits reale Produktivanwendungen, welches Potential erschließt sich durch den praktischen Einsatz?

Trotz seiner vergleichsweise kurzen Geschichte seit ihrer Verabschiedung durch das World Wide Web Consortium (Abk. W3C) 1998 hat sich die eXtensible Markup Language (Abk. XML) bereits stark in den Fokus heutiger technischer Anwendungen geschoben.
Zunächst segelt unter der Flagge XML -- im strengen technischen Sinne - nichts völlig Neues, sondern eine Unter-menge des bekannten, erprobten, und vor allem in der Großindustrie weidlich verwandten, internationalen ISO Standards der Standard Generalized Markup Language (Abk. SGML). Auch der vertiefte Blick hinter die Kulissen fördert im Falle des Primärstandards XML keine bahnbrechenden technischen Neuerungen zu Tage. Dies wird auch nicht suggeriert, vielmehr ist der kombinierte und integrierte praktische Einsatz der geläufigen Verfahren in dieser Qualität neu. Mit der Existenz verläßlicher und gesicherter Grundlagentechniken steigt auch das Vertrauen in die "neuen Kleider" XML. Durch Rückzug auf bewährte Basistechniken entsteht gegenwärtig eine Sprachfamilie, welche sich durch einen hohen Integrationsgrad, gepaart mit fachlicher Konsistenz, auszeichnet.

Befördert durch dies wurden bereits sehr früh industrielle Produktivprojekte unter Einsatz der XML initiiert und verwirklicht. Die Einsatzmöglichkeiten sind durch die inhärente Flexibilität als Metasprache zur Definition von Sprachen beliebiger Anwendungsgebiete nahezu unbegrenzt.
In der Umsetzung zeichnen sich drei verschiedene Klassen der XML gestützten Problemlösung ab.
Zunächst der, praktisch seltenste und daher nur von eher theoretischem Interesse, Fall uneingeschränkter Neuentwicklungen -- auf der berühmten "grünen Wiese". Von jeher war es unter diesen Randbedingungen einfachst möglich neue Technologien einzusetzen, da auf bestehende Altsysteme und damit einhergehende Integrationsaufwände per definitionem keine Rücksicht zu nehmen ist.
Die Einbettung der XML-Technologien in bestehende IT-Landschaften, beispielsweise im Rahmen von Weiter-ent-wicklungen an legacy systems, stellt aus Sicht der Praxis die größte Herausforderung dar. Hier werden Inter-aktions und Schnittstellenproblematik offen thematisiert. Insbesondere im Teilbereich der Systemintegration kann durch den Einsatz von XML-Sprachen beachtliches Rationalisierungspotential durch Vereinheitlichung der Schnittstellenszenarien realisiert werden. Hierunter einzuordnen sind auch gegenwärtigen B2B- und B2C-Aktivitäten, die sich im Klima derzeitiger Fusions- und Übernahmebestrebungen zunehmend die Ver-schmelzung zu tatsächlichen oder virtuellen Gesamtunternehmen - als B2Bi apostrophiert - zum Ziel setzen. Mithin wird "in die Zukunft" investiert, dergestalt, daß durch einheitliche Kommunikationsbeschreibungen auch der erreichte Qualitätsgrad der Dokumentation herrschender Systemlandschaften und -verbünde steigt.
Die dritte Lösungsklasse bilden Sprachen, denen XML-basierte Lösungen gleicher Ausdrucksmächtigkeit zur Seite gestellt werden. Die Neuformulierung der Web-Sprache HTML, sowie die derzeit diskutierte Ergänzung der ISO STEP EXPRESS Familie (ISO 10303) um eine XML-codierung als Alternative des bestehenden eigenentwickelten Klartextformates (Part 21) bilden hier zwei prominente Vertreter. Langfristig zeichnet sich hier eine Ablösung proprietärer Textformate durch standardisierte Sprachen ab.

Das vier-Schichten Metamodell der UML

Metamodellierung -- der Einsatz von Modellen zur Beschreibung von Modellen --, im abgelaufenen Jahrzehnt überwiegend im Hochschulumfeld als Instrument zur Formalisierung beliebiger Modellierungssprachen verwandt, hat in den letzten Jahren auch vermehrt an Beachtung in der industriellen Anwendungspraxis gewonnen.

Nicht zuletzt die Definition "moderner" metamodellbasierter Modellierungssprachen wie der UML hat zur Popularisierung und Verbreitung dieses Ansatzes beigetragen. Technisch fußt das UML-Metamodell auf dem durch die Meta Object Facility (Abk. MOF) definierten gemeinsamen Meta-Metamodell verschiedener weiter OMG-Standards.

Aus Sicht der Anwendung stellt der inhärente Formalisierungsgrad eines Metamodells eine wesentliche Erleichterung bei der Abbildung der Sprachsyntax in ein entsprechendes Werkzeug dar. Aus diesem Grund bildete die CASE-Gemeinde zunächst die ersten Meta-, und auch sprachübergreifende Meta-Metamodelle, u.a. zur Darstellung der internen Repositories, heraus. Inzwischen sind Meta-CASE-Tools am Markt verfügbar, die beliebige Sprachen auf dem Wege der Definition eines eigenen Metamodells innerhalb der durch das Tool vorgegebenen Meta-Metamodelle erlauben. Mithin dem Nutzer eine modellgetriebene Erweiterungsschnittstelle, quasi zur Erstellung eines "eigenen" CASE-Tools bieten.

(Meta-)Metamodelle als Ausgangspunkt weiterer Technologien, wie u.a. das OMG XML Metadata Interchange Format (Abk. XMI) zum Austausch objektorientierter Modellinformation, leisten einen wertvollen Beitrag zur Interoperabilität bestehender heterogener Systemlandschaften.

Ergänzend zur Validierung neu entstehender Sprachansätze werden Metamodelle zum formalisierten Vergleich existierender Sprachen herangezogen. Die hierdurch erreichte Explizierung gleicher semantischer Konzepte verschiedener Sprachen dient u.a. als Ausgangspunkt weiterer Operationen auf den Modellen, z.B. durch Transformationsalgorithmen.

XML Schemata -- Notwendigkeit, Ansätze, Standards

Die standardisierte Auszeichnungssprache Extensible Markup Language (Abk. XML) hat mittlerweile grosse Bedeutung im Umfeld systemneutraler Datendarstellung erlangt. Technisch gesehen bildet XML eine Untermenge der international normierten Standard Generalized Markup Language (Abk. SGML). Sie ist somit, wie SGML selbst, eine Metasprache -- eine Sprache zur Beschreibung von Sprachen. Darüberhinaus erlaubt XML auch die Darstellung der mit den entstandenen Sprachen ausgedrückten Information. Diese Sprachen bilden die Familie der XML-Sprachen.

Vielfach konnten mit Hilfe von XML proprietäre Formate abgelöst werden. Für viele Anwendungsgebiete sind bereits XML-Sprachen vorgeschlagen, die in der Industrie große Beachtung gefunden haben. Bekannteste Beispiele dürften XHTML (der vieldiskutierte HTML-Nachfolgder) für die Präsentation textueller Information, sowie die diversen Graphikformate für Pixel- und Vektorgraphiken, sowie das OMG XML Metadata Interchange Format (Abk. XMI) zur Darstellung beliebiger objektorientierter Modelle sein.
Die Gründe hierfür sind sicherlich neben der leichten Lesbarkeit des vollständig in Unicode gehaltenen XML-Datenstroms auch in der Ausdrucksmächtigkeit von XML zur Strukturierung des Inhaltes zu sehen. Verglichen mit SGML rührt diese weniger von der Vielfalt der angebotenen Grundprimitive her, sondern fußt vielmehr auf deren Einfachheit was nicht zuletzt zur Verbreitung von XML durch die resultierende leichte Erlernbarkeit beitragen haben dürfte.

Zum Einsatz der angebotenen Strukturierungselemente für die Beschreibung konkreter XML-Sprache existieren verschiedene Ansätze. Zunächst die von SGML bekannten Document Type Definitions (Abk. DTD). Ihre offenkundigen Schwächen in der Beschreibung spezieller semantischer Zusammenhänge, wie sie insbesondere in der Informations- und Datenmodellierung auftreten, sollen mit die Ablösung durch Schemasprachen, die selbst in XML beschrieben sind, behoben werden.
Der Vortrag gibt einen Überblick der existierenden Ansätze zur Beschreibung von XML-Schemata, sowie eine Einordnung und Bewertung relevanter Standardisierungsbemühungen.

Beispiele des Vortrags (Download per rechter Mausstaste und "save as...")

Beispiele des Vortrags
Dokument
Ergäzungen
Beispiel Dokumentinstanz
XML-DTD
Document Content Description
Document Definition Markup Language
ddml.dtd(diverse Fehler in der Original-DTD wurden behoben)
Benötigt werden ferner: ibtwsh.dtd   XMLlat1.ent
XMLspecial.ent   XMLsymbol.ent
Schema for Object-Oriented XML 1.0
Generiert mit XML Authority
XML Data
Generiert mit XML Authority
Schema for Object-Oriented XML 2.0
Document Structure Description
XML-Schema (XML Schema Description Language)

Weitere Informationen:

XML -- Einsatz in Geoinformationssystemen

Weitere Informationen zur SVG:

XML basierter Metadatenaustausch --
Das Standard "Stream-based Model Interchange Format" der Object Management Group

Durch die Entwicklung der Object Analysis and Design (OA&D)Modellierungssprache Unified Modeling Language (UML) [1], welche die existierenden verschiedenen proprietären - aber zunehmend konfluenten objektorientierten Entwurfsmethoden vereinigt, sollten die Methodenkriegeder Vergangenheit angehören. Zwar wurde der ursprüngliche Anspruch der Vereinigung und Standardisierung von sowohl Notation als auch Entwufsmethodik (Prozeßmodell) bald auf die Zusammenführung der rein graphischen Modellierungssprachenelemente sowie der zugrundeliegenden Semantik beschränkt. Mit der verabschiedeten Version 1.1 des UML-Metamodells und der Definition der graphischen Konstrukte der Sprache wurde ein inzwischen verbreiteter Industriestandard geschaffen der - trotz einiger Schwächen -- hinreichend expressive Konstrukte zur Definition verschiedenster objektorientierter Architekturen bietet. Die zeitlich kurz vor der UML verabschiedete Meta Object Facility (MOF) [2] bildet deren konzeptionelle Grundlage. Dies bedeutet das Meta-Modell der UML bildet als Instanz des in der MOF normierten Meta-Metamodells die dort definierten objektorientierten Konzepte ab.

Als Resultat der Focusierung auf die rein graphische Sprache wurden zusätzliche Aspekte wie Austausch der Modelldaten (Format- oder streaming-Problematik) sowie eine gleichmächtige textuelle Alternativdarstellung der entstehenden Modelle vollkommen außer Acht gelassen. Inzwischen wurde die UML durch eine einfache formale nichtgraphische Sprache zur Formulierung einschränkender Integritätsbedingungen, die Object Constraint Language (OCL), erweitert, welche keinerlei Ansätze zur textuellen Darstellung der durch die formulierten Constraints präzisierten oder beschränkten Modelldaten bietet.

Der Problembereich eines generischen, herstellerneutralen Industriestandardformats zum Austausch beliebiger objektorientierter Modelle wird durch den Request for Proposal (RFP) für ein Stream-based Model Interchange Format (SMIF) der OMG adressiert [3]. Konkretes Ziel dieser Normierungsbemühungen ist die Schaffung einer auf dem MOF Meta-Metamodell basierenden textuellen Darstellung die den Austausch einer Vielzahl heterogener Metamodellinstanzen, d.h. objektorientierte Modelle verschiedenster Notationen, ermöglicht.

Ähnlich wie der Aufruf zur Einreichung von Vorschlägen zur OA&D-Notation (1996) stieß der SMIF-RFP auf ein breites Interesse der Industrie und industrienahen Forschung. Neben vornehmlich im Toolgeschäft engagierten Firmen beteiligen sich auch breiter angelegte Unternehmen an den Normungsbemühungen. Die industrienahe Forschung wird unter anderem durch die Universitat Politecnica de Catalunya und das DaimlerChrysler Forschungszentrum (Ulm) vertreten.

Nach der initialen Einbringung dreier, inhaltlich verschiedene Akzente setzender Vorschläge [4, 5, 6] einigten sich alle verbliebenen an der Standardisierung Interessierten auf die Zusammenführung der Bemühungen und die Erarbeitung eines gemeinsamen Vorschlages auf der Grundlage der Extensible Markup Language (XML) das XML Metadata Interchange Formats (XMI) [7]. Technisch gesehen handelt es sich bei XMI um Bildungsvorschriften für die XML zugrundeliegenden Grammatiken (Document Type Definition (DTD)) sowie zwei Beispiel-DTDs für MOF-basierte Meta-Metamodelle bzw. UML-basierte Modelle.

[1] Object Management Group: UML Specification V1.1, Framingham (USA), 1997, document ad/97-08-02

[2] Object Management Group: MOF Specification V1.1, Framingham (USA), 1997, document ad/97-08-14

[3] Object Management Group: Stream-based Model Interchange Format; Request For Proposal, Framingham (USA), 1998, document ad/97-12-03

[4] CDIF Partners: Stream-based Model Interchange Format, Framingham (USA), 1998, document ad/98-07-09

[5] UOL Partners: Universal Object Language (UOL), Framingham (USA), 1998, document ad/98-07-07

[6] XMI Partners: XML Metadata Interchange (XMI), Framingham (USA), 1998, document ad/98-07-01

[7] World Wide Web Consortium: Extensible Markup Language (XML) 1.0, REC-xml-199808210

Ableitung eines UML-Modells aus einem semantisch irreduzibel formulierten konzeptuellen Schema

Ausgehend von einem mit der Informationsanalyse semantisch irreduzibel formulierten konzeptuellen Schema und basierend auf einem Algorithmus zur Ableitung relationaler DB-Strukturen wird ein anomalienfreies UML-Modell generiert. Dabei muß zur Entwurfszeit keine Vorwegnahme der Zielimplementierung in das Modell eingebracht werden. Der Transformationsalgorithmus deckt zunächst nur statische UML-Konstrukte ab, es ist aber auch möglich, die im konzeptuellen Schema formulierbaren Konsistenzbedingungen in das dynamische UML-Modell umzusetzen. Die leicht verständliche Notation eröffnet die Möglichkeit, mit den Fachexperten des zu modellierenden Problems zu kommunizieren.

From a Semantically Irreducible Formulated Conceptual Schema to an UML-Model

This paper presents an algorithm to derive class diagrams and consistency guaranteeing constraints formulated using the unified modeling language (UML) form a semantically irreducible formulated conceptual schema.

Originally a global sight to the universe of discourse can be modeled. All limiting assumptions arising from a special application view or implementation language could be taken into account as late as desired.

Durchgängige Prozeßketten in der Produktentwicklung

In Zeiten immer größeren Wettbewerbsdrucks, der zur Ausschöpfung noch vorhandener Rationalisierungspotentiale zwingt, gerät neben Produktqualität und Produktionsgeschwindigkeit auch die Entwicklung selbst, mithin der Zeitraum zwischen Idee und Vermarktung (time to market), zum erfolgsentscheidenden Kriterium.

Nachdem bisher die Herstellung des Gutes im Mittelpunkt des Optimierungsinteresses stand (Lean Production, Kaizen, Flexible Fertigungssysteme, Produktionsplanung und –Steuerung), werden in jüngster Zeit verstärkt die Vorfertigungsphasen betrachtet.

Insbesondere die transparente Informationsbereitstellung innerhalb der Produktentiwcklungsabläufe und die IT-Unterstützung in diesem Umfeld stellt eine Herausforderung dar.

Einerseits existieren in den frühen Vorentwicklungsphasen nicht formalisierte Prozesse wie z.B. die "Ideenfindung" und Evaluierung von Alternativen, die nicht vollständig DV-gestützt implementiert sind. Andererseits entstehen während dieser Periode grundlegende produktbezogene Konzepte und Informationen, die zu Engineeringergebnissen führen.

Ziel ist es, Techniken zu schaffen, welche die Sammlung, Klassifikation und Verfügbarkeit der entstehenden Informationen durch hinreichend rechnergestützte Abbildung der gesamten Prozeßkette in Product-Daten-Management- und Workflow-Systemen gewährleisten. Darüber hinaus stellt die Vernetzung informationserzeugender und informationsverwaltender Systeme eine weitere Herausforderung dar.

Diese Forschungsaktivitäten laufen u. a. auch in enger Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Informatik der Fachhochschule Augsburg. Im Rahmen von mehreren Diplomarbeiten konnten, wie im folgenden ausgeführt, in etlichen Teilbereichen prozeßkettenunterstützende Techniken entwickelt und implementiert werden.

Prozeßkettenmodellierung am Beispiel der Gießwerkzeugentwicklung
und prototypische Realisierung auf Basis des EDM/PDM-Systems Metaphase

Angesichts des immer größer werdenden Konkurenzdrucks in der modernen Wirtschaft wirken sich früher als sekundär erachtete Faktoren zunehmend wettbewerbsdifferenzierend aus. Nachdem in der Vergangenheit neben der Produktionsgeschwindigkeit die Minimierung des eingesetzten Kapitals im Brennpunkt des überwiegenden Optimierungsinteresses stand, werden gegenwärtig vermehrt sekundäre Merkmale betrachtet. Hierzu zählen neben den, auf die Zeit nach dem Verkaufsvorgang gerichteten Betrachtungen wie after sales service auch die Vorfertigungsphasen, mithin der Prozeß der Produktentwicklung und der dafür einzusetzende Zeit- und Kostenaufwand.

Neu ist gegenüber den bisherigen Ansätzen die ganzheitliche Strukturbetrachtung des zu fertigenden Gutes, sowie die veränderte dynamische Sicht, die mit neuen Primitiven und Prozessen operiert, d.h. neben der Reorganisation der statischen Prozeßdaten tritt die Einbeziehung der Abläufe in die Optimierungsbemühungen.
Als Konsequenz stellt die Bereitstellung hinreichender Analyse-Methoden neben probaten Software-Systemen zur Prozeßkettenunterstützung wachsende Herausforderungen dar. Die seit Mitte der 80er Jahre in Erscheinung getretenen Entwicklungs- oder Produktdatenmanagement Systeme (Engineering oder Product Data Management) soll diese Lücke system"-seitig geschlossen werden. Im Bereich der Modellierung großer komplexer statischer Informations"-strukturen, sowie der Integration der darauf operierenden dynamischen Prozesse besteht jedoch erheblicher Forschungs"-bedarf.

Ziel der Arbeit ist die Modellierung der dynamischen Prozesse einer komplexen Produkterstellungs-Prozeßkette (Engineering Process Chain) ausgehend von den zugrunde liegenden statischen Informationsstrukturen.

Die Arbeit führt grundlegend in die Thematik Prozeßkette und in die zu betrachtenden Abläufe der Gießwerkzeugentwicklung ein. Die Ergebnisse der Anforderungsanalyse stehen als Kriterienkatalog am Ende der Einführung.

Anhand existierender Literatur wird eine genaue Begriffsdefinition und -abgrenzung vorgenommen. Daran schließt sich eine allgemeine Darstellung der Anforderungen an entwicklungsdatenverwaltende Systeme an. Die prototypische Realisierung wird auf Basis des, durch den Aufgabensteller vorgegebenen EDM/PDM-Systems Metaphase vorgenommen. Zunächst wird eine Funktionalitätsbetrachtung dieses Systems vorgenommen (insbesondere im Hinblick auf Integration und Interaktion mit Spezialsystemen wie Produktionsplanung- und Steuerungssystemen (PPS) und den im Produktentwicklungsprozeß angesiedelten CAx-Applikationen).

Die Systembetrachtungen werden ergänzt durch die Darstellung der Architektur des PDM-Systems, des internen Datenmodells sowie der Datendefinitionssprache MODeL. Die Betrachtungen der Anpassungsmöglichkeiten durch Customizing an die Nutzeranforderungen hinsichtlich Datenhaltung und graphischem User Interface runden die Betrachtung ab.

Einen weiteren inhaltlichen Schwerpunkt bildet die Vorstellung der angewandten Informations- und Datenmodellierungsmethoden und -Sprachen. Hierzu wird einerseits die Informationsanalyse zur vollständigen system- und implementierungsneutralen Beschreibung des Konzeptuellen Schemas eingehend beleuchtet, sowie die Unified Modeling Language (UML) zur objektorientierten Darstellung der Analyseergebnisse und späteren Implementierungsstrukturen dargestellt.

Die Vorstellung des parallel zur Arbeit entwickelten Transformationsalgorithmus zur Gewinnung optimierter objektorientierter Strukturen aus dem konzeptuellen Schema schließt das Modellierungskapitel ab.

Die PDM-Umsetzung exemplarischer Probleme aus der Prozeßbetrachtung leitet die Beschreibung des entstandenen Prototypen ein. Es wird besonderer Wert auf die Darstellung der Komplexität im Ganzen, sowie des Zusammenwirkens der Einzelanforderungen für sich, im Hinblick auf die Prozeßintegration gelegt. Die prototypische Realisierung wird schrittweise veranschaulicht.




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Generated: 2004-06-11T07:13:16+01:00
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