lm-ut5: dtd, xml schema

Lenguajes de Marcas y SGILenguajes de Marcas y SGI

UT 5: XML (I).Definición de esquemas y vocabularios.

CFGS «Administración de SistemasInformáticos en Red»

CIFP Juan de Colonia (Burgos)

David H. Martín Alonso

– Curso 2010/2011 –

Febrero de 2011 CIFP Juan de Colonia

XML (I): ESQUEMAS Y VOCABULARIOS.

ContenidosContenidos

Introducción

DTD

Espacios de nombres

XML Schemas



XML por fuera...XML por fuera...

● XML se emplea para organizar información de cualquier tipo.

● Muy popular, está omnipresente en multitud de aplicaciones para cualquier uso.

● Es un formato de texto, estructurado usando etiquetas.

● Aunque tiene orígenes comunes y es también muy popular en Internet, no es HTML.



XML por dentro...XML por dentro...

● Elementos● Atributos● Entidades● Texto de contenido



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¿metalenguaje?¿metalenguaje?XML es solo un metalenguaje.

• Formato general, básico, común, obligatorio.• Base para lenguajes con usos reales, concretos.

Diversos modelos para desarrollar cada lenguaje– Gramáticas, vocabularios, etc.

• Document Type Definition (DTD).• Esquemas (XMLSchema).• Espacios de nombres.

Necesidad de corrección a los dos niveles:• Documentos bien formados.• Documentos válidos.

■ Introducción□DTD□XSD



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xmllintxmllintUtilidad de texto para «sanear» archivos XML.

– Incluido en la biblioteca «libxml» .• Dar formato.• Verificar.• Validar frente a lenguajes.

lint: soft cloth, used for protecting a cut or burn on your skin.lint: soft cloth, used for protecting a cut or burn on your skin.

$> xmllint --version…$> xmllint --help…$> xmllint --format data.xml…$> xmllint --valid data.xml…$> xmllint –noout --dtdvalid data.dtd data.xml…$> xmllint –noout --schema schema.xsd data.xml…

■ Introducción□DTD□XSD



Trabajar con xmllint para formatear y validar

documentos XHTML. Retirar la definición DOCTYPE

del documento y descargar a mano los archivos

correspondientes para tratar de hacer la validación

completamente de manera local.

Nota: Alguna versión distribuida para Win32, en concreto la de MSYS no incluye soporte HTTP y eso limita la validación contra archivos de definición a través de la red. Con la opción –-versión podemos ver las características incluidas.

Actividad I: xmllintActividad I: xmllint

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DTDDTDDocument Type Definition

• Modelo estructural del documento– Elementos– Atributos– Descendientes, jerarquía– Contenido

• Modelo clásico heredado de SGML– ¡Sintaxis NO XML!– Sencillo = limitado– En recesión frente a esquemas, espacios de nombres...

• Ubicación– Interno– Externo– Mixto

• Notación: <! … >– DOCTYPE, ELEMENT, ATTLIST, ENTITY

□Introducción■DTD□XSD

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Ejemplos DTD: DOCTYPEEjemplos DTD: DOCTYPE

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="yes"?><!DOCTYPE huérfano [

<!ELEMENT huérfano EMPTY>]><huérfano />

<!DOCTYPE –nombre– [ –declaraciones– ]>

• La definición DOCTYPE precede al elemento raíz.• El nombre debe ser el del elemento raíz.• Las declaraciones podrán estar en un archivo

separado.

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Ejemplos DTD: Elementos (I)Ejemplos DTD: Elementos (I)<!ELEMENT –nombre– –contenido– >

• Todos los elementos permitidos deben tener descripción.

• Cada elemento debe indicar nombre y contenido.• Contenidos especiales:

– EMPTY: elementos siempre vacíos.– ANY: admite cualquier contenido, sean elementos o texto.


<!ELEMENT huérfano ANY><!ELEMENT furtivo EMPTY>

]><huérfano><furtivo/></huérfano>

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Ejemplos DTD: Elementos (II)Ejemplos DTD: Elementos (II)


<!ELEMENT huérfano (a, b)><!ELEMENT a ANY><!ELEMENT b ANY>

]><huérfano><a/></huérfano>

• Los descendientes van entre paréntesis.• El operador coma « , » separa los descendientes

exigidos y en orden.

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Ejemplos DTD: Elementos (III)Ejemplos DTD: Elementos (III)

<!DOCTYPE padre [<!ELEMENT padre ( hijo+ ) ><!ELEMENT hijo ( #PCDATA | a | b )* ><!ELEMENT a ANY><!ELEMENT b ANY>

]><padre><hijo /><hijo><a/></hijo><hijo></hijo><hijo><a/></hijo><hijo><a/></hijo><hijo>1<a/>2¡Hola mundo!45</hijo></padre>

– El operador « | » separa descendientes alternativos.– Los paréntesis « () » permiten crear subgrupos.– Los elementos (o subgrupos) pueden ser opcionales

« ? » señala componentes opcionales.« * » permite varios componentes opcionales.« + » exige uno o más componentes.

– #PCDATA se emplea para contenido textual.

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Ejemplos DTD: Elementos (IV)Ejemplos DTD: Elementos (IV)

<!ELEMENT table(caption?, (col*|colgroup*), thead?, tfoot?,(tbody+|tr+))>

<!ELEMENT caption %Inline;><!ELEMENT thead (tr)+><!ELEMENT tfoot (tr)+><!ELEMENT tbody (tr)+><!ELEMENT colgroup (col)*><!ELEMENT col EMPTY><!ELEMENT tr (th|td)+><!ELEMENT th %Flow;><!ELEMENT td %Flow;>

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<!DOCTYPE ...><!DOCTYPE ...>DTD internos

<!DOCTYPE elemento0 [ <!ELEMENT elemento0 ANY> ]>DTD externos

– Con prólogo donde se indica la codificación:<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

• Basados en URI<!DOCTYPE elemento0 SYSTEM "dtd0.dtd">

• Basados en identificador– Si está almacenado no requiere descarga.– URI opcional.<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.1//EN""http://www.w3.org/TR/xhtml11/DTD/xhtml11.dtd">

DTD mixtos<!DOCTYPE elemento1 SYSTEM "dtd0.dtd" [ <!ELEMENT extra ANY>]>

Diseñar un DTD para almacenar libros, permitiendo la

incorporación de los bloques o simplemente

capítulos que lo componen.

Actividad II: diseño de DTDActividad II: diseño de DTD

<libro><título>Egolatría</título><autor>Yo mismo</autor><autor>Conmigo mismo</autor><bloque><título>Yo</título><capítulo><título>El Yo</título></capítulo><capítulo><título>Mí</título></capítulo><capítulo><título>Menda</título></capítulo></bloque><bloque><título>Lo demás</título><capítulo><título>La Nada</título></capítulo><capítulo><título>El vacío</título></capítulo></bloque></libro>



Con el archivo DTD del ejercicio anterior. Convertirlo

a codificación Windows-1252 y comprobar la

necesidad de indicar la codificación en la declaración

de XML en el prólogo.

Probar si es compatible un documento XML en UTF-8

con un DTD en la codificación de Windows española.

Actividad III: codificación DTDActividad III: codificación DTD



Buscar información sobre cómo enlazar XML con

CSS y preparar una hoja de estilos para el

documento del libro.

Es conveniente aplicar el formato “display: block;” a

los elementos definidos para visualizarlos en líneas

separadas.

http://www.w3schools.com/Xml/xml_display.asp

Actividad V: CSS y XMLActividad V: CSS y XML

http://www.w3schools.com/Xml/xml_display.asp

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Ejemplos DTD: Atributos (I)Ejemplos DTD: Atributos (I)<!ATTLIST –elemento– –nombre– –tipo– –opcionalidad– >

nombre + tipo + opcionalidad• Tipos: restricciones sobre los valores admisibles.• Opcionalidad:

– Atributos obligatorios/opcionales– Valores por defecto

• Hay dos nombres reservados, de uso habitual.– Idioma (BCP 47) del elemento xml:lang– Preservar el espaciado xml:space – Aún requieren declaración para ser usados.<!ATTLIST ejemplo

xml:lang CDATA "es-ES"xml:space (default|preserve) "preserve" >

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Ejemplos DTD: Atributos (II)Ejemplos DTD: Atributos (II)

<!ELEMENT e0 ANY ><!ATTLIST e0

id ID #REQUIREDrefs IDREFS #IMPLIEDa0 CDATA #IMPLIEDa1 CDATA "220V"a2 CDATA #FIXED "siempre"a3 (pc|mac) #REQUIRED >

• Tipos: restricciones sobre los valores admisibles– CDATA: general, texto no procesado.ID: identificador de elementos, único.IDREF, IDREFS: referencia a un identificador existente.NMTOKEN, NMTOKENS: palabras, nombres válidos.ENTITY, ENTITIES: nombre de entidad definida antes.Enumeración de valores permitidos: (a1|a2|b1|c2)

• Opcionalidad y valores por defecto– #REQUIRED: obligatorio– #IMPLIED: opcional– Opcional con valor por defecto: "valor"– Opcional, valor por defecto y obligado: #FIXED "valor"

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Ejemplos DTD: Atributos (III)Ejemplos DTD: Atributos (III)

<!DOCTYPE padre [<!ELEMENT padre (hijo+) ><!ELEMENT hijo EMPTY ><!ATTLIST hijo

id ID #REQUIREDa0 CDATA #REQUIREDrel IDREF #IMPLIED

>]><padre><hijo id="c6" a0="eso" rel="c7"/><hijo id="c7" a0="eso"/></padre>



Diseñar un modelo de documento DTD para la

información de los horarios de los alumnos aplicando

las posibilidades explicadas hasta el momento. Ej.:

empleando identificadores únicos para los módulos.

Actividad V: Diseño DTDActividad V: Diseño DTD

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EntidadesEntidades<!ENTITY –nombre– –definición– >

Constantes, valores reutilizablesVarios tipos

• Internas / externas– Internas. Ej.: <!ENTITY HMundo "Hola mundo">– Externas.

Ej.: <!ENTITY ENT0 SYSTEM "algo.ent">Ej.: <!ENTITY % HTMLlat1 PUBLIC "-//W3C//ENTITIES Latin 1 for XHTML//EN" "xhtml-lat1.ent">

• Generales (&nombre;) / de parámetros (%nombre;)– De parámetros, para usar en el propio DTD:

Ej.: <!ENTITY % comunes "id ID #IMPLIED">Predefinidas:

< – > – & – ' – "

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Ejemplos DTD: EntidadesEjemplos DTD: Entidades<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><!ENTITY % contenido "(#PCDATA|p)*"><!ELEMENT html (head,body)><!ELEMENT head (title)><!ELEMENT body %contenido;><!ELEMENT title (#PCDATA)><!ELEMENT p %contenido;>


<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><!ENTITY % ENT0 SYSTEM "htmltrucado.ent">%ENT0;<!ELEMENT html (head,body)><!ELEMENT head (title)><!ELEMENT body %contenido;><!ELEMENT title (#PCDATA)><!ELEMENT p %contenido;>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><!ENTITY % contenido "(#PCDATA|p)*"><!ENTITY firma "DHMA2011">

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Espacios de nombresEspacios de nombresXML Namespaces – xmlns

• Espacios de nombres.• Permiten la coexistencia de escenarios

– Combinación de elementos en el mismo archivo.– Definiciones separadas

• Se identifican mediante un nombre, un URI– ATENCIÓN: no es una dirección web, sólo un nombre.– Puede no estar disponible si tratamos de acceder a él.

Atributo xmlns. Heredado por los elementos hijo.• Espacio de nombres por defecto

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">• Espacios alternativos, identificados con prefijo

<padre xmlns:svg="http://www.w3.org/2000/svg">…<svg:ellipse cx="2cm" cy="4cm"rx="2cm" ry="1cm" />

□Introducción□DTD■XSD

Usando espacios de nombresUsando espacios de nombres● En un mismo documento XML pueden coexistir varios

vocabularios/gramáticas que llamamos «espacios de nombres» .

● Cada espacio de nombres se identifica mediante un nombre único, con formato URI, que generalmente no devuelve ninguna página.

● Se selecciona con el atributo «xmlns» y afecta a todos los nodos hijo.

● Se le puede asignar un prefijo para identificar solo a algunos elementos

<padre xmlns:prefijo="…"><prefijo:nombre> … </prefijo:nombre>



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Esquemas XML (I)Esquemas XML (I)XML Schema Definition Language (XSD)

– Confusión con el nombre genérico: Esquema XML• Modelo estructural del documento

– Nombre adoptado de las bases de datos– Conjunto de restricciones de estructura y contenido

verificables por medios automáticos.• Mejoras sobre DTD

– Formato XML los esquemas son validables por separado– Mejoras en tipaje: aplicable también al contenido– Mejoras en tipaje: más tipos y permite ampliarlos

+ permite una validación más estricta+ mejora la comunicación entre aplicaciones, rigor en datos

– Soporte para espacios de nombres reutilización– Muy completo ≠ sencillo


... the syntax of XML Schema was obviously produced by someone who grew up at the bottom of a deep well in the middle of a dark, wasteful moor where he was tortured daily by abusive giant squirrels and wishes to share his pain with the world.

Robin Berjon (co-author SVG 1.1 spec)

... the syntax of XML Schema was obviously produced by someone who grew up at the bottom of a deep well in the middle of a dark, wasteful moor where he was tortured daily by abusive giant squirrels and wishes to share his pain with the world.

Robin Berjon (co-author SVG 1.1 spec)



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Esquemas XML (II)Esquemas XML (II)Objetos:

elementattributesimpleTypecomplexTypegroupattributeGroup

Compositoressequencechoiceall


Tipos predefinidos:– string– decimal– float– date– …

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Ejemplos XSD: ElementosEjemplos XSD: Elementos<xs:element name="título" type="xs:string"/><xs:element name="autor" type="xs:string"/>

<xs:element name="capítulo"><xs:complexType>

<xs:sequence><xs:element ref="título"/>

</xs:sequence></xs:complexType>

</xs:element>

<xs:element name="bloque"><xs:complexType>

<xs:sequence><xs:element ref="título"/><xs:element ref="capítulo"

minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/></xs:sequence>

</xs:complexType></xs:element>

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El esquema XSDEl esquema XSD□Introducción□DTD■XSD

• Elemento raíz del esquema: schema

• Espacio de nombres del propio XML Schema.– Nombres con prefijo– Elementos de XML Schema para construir las definiciones.

• Espacio de nombres objeto de la definición.– Nombres sin prefijo– Permite referencias entre elementos propios de forma clara.

<raíz xmlns="http://www.mio.es/xsd1" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.mio.es/xsd1 xsdlibros.xsd"> ...

</raíz>

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"targetNamespace="http://www.mio.es/xsd1"xmlns="http://www.mio.es/xsd1">

...</schema>

VocabularioXML Schema

Vocabulariodefinido

Vocabularioa usar

Localizacióndel vocabulario

XML

XSD



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xs – xsixs – xsi□Introducción□DTD■XSD

Usamos dos especificaciones estándar.– XML Schema: dos espacios de nombres implicados.– Prefijos estándar, ampliamente utilizados pero cambiables.

• Schema Namespace– Nombre: http://www.w3.org/2001/XMLSchema– En el archivo XSD que contiene las definiciones.– Habitualmente usa los prefijos xs: o xsd:– Elementos XML Schema para construir las definiciones.

• Schema Instance Namespace– Nombre: http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance– En el archivo que contiene el documento XML con datos.– Habitualmente usa el prefijo xsi:– Localización de archivos XSD.– Opcional y muy reducido.

Solo schemaLocation y noNamespaceSchemaLocation

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Elementos XSDElementos XSD□Introducción□DTD■XSD

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" … ><xs:element name="título" type="xs:string"/><xs:element name="libro" type="grupo"/>...

• Elementos globales– Hijos directos de <schema … >– Definidos con <element … >– Incorporación directa y obligatoria al espacio.– Atributo name para darle nombre y type para el tipo.

– Se pueden reutilizar/referenciar posteriormente

– Tipos complejos: definición en elemento o separada.– Repeticiones: minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"

<xs:complexType name="grupo"> <xs:sequence> <xs:element ref="título"/> </xs:sequence>

</xs:complexType></xs:schema>

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Ejemplos XSD: Elementos (II)Ejemplos XSD: Elementos (II)<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

targetNamespace="http://www.mio.es/xsd2" xmlns="http://www.mio.es/xsd2"><xs:element name="título" type="xs:string"/><xs:element name="autor" type="xs:string"/><xs:element name="capítulo">

<xs:complexType><xs:sequence>

<xs:element ref="título"/></xs:sequence>

</xs:complexType></xs:element><xs:element name="bloque">


<xs:element ref="título"/><xs:element ref="capítulo" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/>

</xs:sequence></xs:complexType>

</xs:element><xs:element name="libro"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element ref="título"/> <xs:element ref="autor" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/> <xs:choice>

<xs:element ref="bloque" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/><xs:element ref="capítulo" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/>

</xs:choice> </xs:sequence> </xs:complexType></xs:element></xs:schema>

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Atributos XSDAtributos XSD□Introducción□DTD■XSD

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" … ><xs:attribute name="cód" type="xs:decimal"/>...

• Atributos globales– Hijos directos de <schema … >– Definidos con <attribute … >– Atributo name para darle nombre y type para el tipo.– use="required" o use="optional"

con default="…"

– Se pueden referenciar posteriormente– Van al final (tras sequence/choice/all)

<xs:complexType name="codificado">...

<xs:attribute ref="cód" use="required"/></xs:complexType>

</xs:schema>



Buscar en las referencias los tipos de datos simples

predefinidos y ponerlos a prueba.

W3Schools

Dankert, E.

XML Schema Tutorial

Actividad VI: Tipos simplesActividad VI: Tipos simples

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simpleType vs. complexTypesimpleType vs. complexType□Introducción□DTD■XSD

• Tenemos tipos predefinidos que podemos adaptar– restriction / extension– Sobre el tipo indicado con base="…"– También se pueden aplicar a los nuevos tipos creados.– Definiciones globales con nombre, reutilizables.– Definiciones locales sin nombre, en elementos y atributos.

• simpleType– Aplicables a texto: válido para contenido o atributos

• complexType– Cuando hay atributos, elementos hijo o contenido mixto.

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" … > <xs:simpleType name="díasemana"> <xs:restriction base="xsd:string"> <xs:enumeration value="miércoles"/> <xs:enumeration value="viernes"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> <xs:element name="jornada" type="díasemana"/></schema>

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Ejemplos XSD: TiposEjemplos XSD: Tipos<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

targetNamespace="http://www.mio.es/xsd3"xmlns="http://www.mio.es/xsd3">

<xs:simpleType name="díasemana"> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:enumeration value="miércoles"/> <xs:enumeration value="viernes"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> <xs:element name="jornada" type="díasemana"/> <xs:element name="clase">


<xs:element ref="jornada" /></xs:sequence>

</xs:complexType> </xs:element></xs:schema>

Reconstruir el ejemplo anterior para que <jornada>

sea un elemento vacío con dos atributos día1 y

día2 donde indiquemos el día de la semana.

Rehacer alguno de los ejercicios de diseño de DTD

realizados empleando ahora esquemas XML

Schema.

Actividad VII: esquemasActividad VII: esquemas



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Definiciones globales y localesDefiniciones globales y locales• Globales: definiciones en primer nivel, en schema.

– Nombre obligatorio name="…", también para tipos.– Reutilizables usando ref="…" o type="…"

• Locales: definiciones dentro de otras definiciones– Permite omitir nombres si no es elemento ni atributo.

• Se pueden construir esquemas alternativos con unas y otras.

• Calificación: prefijos obligatorios o no.– Por defecto los elementos y atributos locales no requieren

calificación por prefijo, se identifican por el contexto.– Incompatible con espacio de nombres por defecto.– Se puede forzar el uso del prefijoelementFormDefault="qualified"attributeFormDefault="qualified"




Existen otros lenguajes para especificar las

características de documentos XML. Relax NG es

uno de los más citados con una sintaxis más sencilla

que XML Schema. Buscar información sobre él y

construir y validar ejemplos.

Actividad VIII: otros modelosActividad VIII: otros modelos



Familiarizarse con los lenguajes SVG y MathML.

Aprovechar la actividad para revisar conceptos

básicos sobre formatos de imágenes y resoluciones

e introducir el uso de la aplicación de diseño gráfico

Inkscape, pero sin perder nunca de vista la parte

técnica analizando el código XML/SVG/CSS.

Actividad IX: SVG y MathMLActividad IX: SVG y MathML



ReferenciasReferencias

W3C Recommendation (2008, W3C) XExtensible Markup Languagehttp://www.w3.org/TR/xml/

W3Schools (WWW) DTD Tutorialhttp://www.w3schools.com/DTD/

W3Schools (WWW) XML Schema Tutorialhttp://www.w3schools.com/Schema/

Boulanger, T. y Lecomte, S. (2009, ENI). XML práctico: bases esenciales, conceptos y casos prácticos. ISBN: 978-2-7460-4958-1.

Dankert, E. (2005, edankert...) XML Grammars.http://www.edankert.com/grammars/Webucator (2009) XML Schema Tutorial.http://www.learn-xml-schema-tutorial.com/Wilde, E. (2010, UC Berkeley) XML Foundations –INFO 242 (CCN 42593)– .http://dret.net/lectures/xml-fall10/

Bibliografía actualizada en delicious:http://www.delicious.com/dhmartin/LM-ASIR

http://www.w3.org/TR/xml/

http://www.w3schools.com/DTD/

http://www.w3schools.com/Schema/

http://www.edankert.com/grammars/

http://www.learn-xml-schema-tutorial.com/

http://dret.net/lectures/xml-fall10/

http://www.delicious.com/dhmartin/LM-ASIR



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¿Dudas o cuestiones?¿Dudas o cuestiones?

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