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構造未來Web頁面的工具語言 --- XML

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Web熱
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用戶還不能滿意現在的Web
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XML產生的背景
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什么是XML
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支持XML的公司和它們的開發工具
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XML展望

Web熱

　　Internet已經有20多年的歷史了，近几年才出現了Internet熱，這主要應歸功于Web。Internet提供了世界范圍內網絡互連和通信功能，Web則是一個環球信息資源庫。Web由無數的頁面(Home page主頁)組成，頁面上的信息包羅萬象，而且時時在增加，天天在更新。用戶只要打開瀏覽器就能得到他們感興趣的資料。Web的易用性使千家萬戶都能共享 Internet上巨大的信息資源。時下，人人都在談論Web和主頁，翻開報紙或新聞雜志，几乎每天都要提到Web和主頁。從一個小商店到一個大公司，從研究機關到學校，無不驕傲地向他人顯示著自己的主頁和 Web 地址。Web和主頁已經成為計算機和通信領域乃至全社會的熱點。

用戶還不能滿意現在的Web

　　到目前為止，几乎所有的Web頁面都是用HTML編寫的。HTML簡單易學又通用，句法簡明緊湊，加上其擴充的表格、幀、腳本等功能，使它得以在Web主頁上大顯身手。但是隨著Web應用的越來越廣泛，HTML過于簡單的弱點也越來越明顯了。

　　1.鏈路丟失后不能自動糾正。

由于許多頁面的URL地址經常變化，當你瀏覽這些頁面時就會遇到煩人的404 URL地址未找到的信息。所以你不得不手工一個個地更改鏈接相關頁面的URL地址，這大大加重了Web頁面的維護工作量。

　　2.動態內容需要下載的部件太多。

用HTML建立的頁面目前還不能對其頁面的外觀屬性，例如色彩、字體、背景等實現更新，你只能重新下載一個新的頁面或Java部件。但Java保存的數據搜索引擎是無法訪問的，所以在HTML頁面中使用Java來顯示動態內容也不是靈丹妙藥。

　　3.搜索時間長。

由于HTML頁面沒有類似于數據庫的結構，在這樣的文檔資料中搜索目標時需要對全部頁面的所有內容掃描，往往檢索出一大堆與主題詞無關的內容, 這是因為HTML無法區分信息與元信息而造成的。而且HTML不支持信息嵌套體系結構，因而限制了全文檢索功能。

　　4. HTML缺乏對雙字節或多國文字的支持，或者說支持不夠。例如中文信息頁面在不同的平台下會出現格式不齊等問題。

　　5. HTML可擴展性差。

科學家無法用HTML書寫數學公式、化學方程式以及分子晶體結構。

　　正是由于這些缺點，人們已經開始研究能改進或替代HTML的Web頁面制作語言。其中最有成效的，并已初步投入使用的有：可擴展標記語言──Extensible Markup Language簡稱XML、疊式頁面──Cascading Style Sheets簡稱CSS以及動態HTML即DHTML。這些語言從不同角度解決了HTML存在的問題：XML有利于信息的表達和結構化組織，從而使數據搜索更有效﹔CSS解決Web頁面的繼承和顯示﹔DHTML則主要用于Web頁的動態顯示問題。本文著重介紹可擴展標記語言XML。

XML產生的背景

　　XML同HTML一樣，都來自Standard Generalized Markup Language, 即標准通用標記語言，簡稱SGML。早在Web未發明之前，SGML就早已存在。正如它的名稱所言，SGML是一種用標記來描述文檔資料的通用語言，它包含了一系列的文檔類型定義（簡稱DTD），DTD 中定義了標記的含義，因而 SGML 的語法是可以擴展的。SGML十分龐大，既不容易學，又不容易使用，在計算機上實現也十分困難。鑒于這些因素，Web的發明者──歐洲核子物理研究中心的研究人員根據當時(1989年)計算機技朮的能力，提出了HTML語言。
　　HTML只使用SGML中很小一部分標記，例如HTML 3.2定義了70種標記。為了便于在計算機上實現，HTML規定的標記是固定的，即HTML語法是不可擴展的，它不需包含DTD。HTML這種固定的語法使它易學易用，在計算機上開發 HTML的瀏覽器也十分容易。正是由于HTML的簡單性，使 Web 技朮從計算機界走向全社會，走向千家萬戶，Web的發展如日中天。
　　近年來，隨著 Web的應用越來越廣泛和深入，人們漸漸覺得HTML不夠用了，HTML過于簡單的語法嚴重地阻礙了用它來表現復雜的形式。 盡管HTML推出了一個又一個新版本，已經有了腳本、表格、幀等表達功能，但始終滿足不了不斷增長的需求。另一方面，這几年來計算機技朮的發展也十分迅速，已經可以實現比當初發明創造HTML時復雜得多的Web瀏覽器，所以開發一種新的Web頁面語言既是必要的，也是可能的。
　　有人建議直接使用SGML 作為Web語言，這固然能解決HTML遇到的困難。但是SGML太龐大了，用戶學、用不方便尚且不說，要全面實現SGML的瀏覽器就非常困難，于是自然會想到僅使用SGML的子集，使新的語言既方便使用又實現容易。正是在這種形勢下，Web標准化組織W3C建議使用一種精簡的SGML版本──XML應運而生了。

什么是XML

　 XML是一個精簡的SGML，它將SGML的丰富功能與HTML的易用性結合到Web的應用中。XML保留了SGML的可擴展功能，這使XML從根本上有別于HTML。XML要比HTML強大得多，它不再是固定的標記，而是允許定義數量不限的標記來描述文檔中的資料，允許嵌套的信息結構。HTML只是Web顯示數據的通用方法，而XML提供了一個直接處理 Web 數據的通用方法。HTML著重描述Web頁面的顯示格式，而XML著重描述的是Web頁面的內容。讓我們先來看一看用XML描述天氣預報的實例：
　
　　March 25, 1998
　　
　　
　　　Seattle
　　　WA
　　　West Coast
　　　USA
　　
　　
　　　partly cloudy
　　　46
　　　
　　　SW
　　　6
　　
　　51
　　87
　　10
　　1
　
　　為了使編寫的Web頁面成為有效的XML文檔，文中每一添加的標記必須記入一個獨立的DTD文件中。當客戶瀏覽天氣預報文檔時，相關的DTD文件是隨著文檔一起下載到客戶端，客戶瀏覽器就懂得怎樣來處理它們，例如你可以從几個天氣報告中計算出平均溫度等，最后將結果顯示出來。
　　DTD文件使XML頁面能包含更多的內容，表現更復雜的形式。從實例中也可以看出XML頁面信息是結構化的，有些與數據庫結構類似，因而更具訪問性，其檢索結果更有針對性、更准確。
　　另外你也可以將URL地址定義在DTD文件中，當Web主頁地址發生變化時，你只需改動DTD文件中的定義即可，而不必一一在HTML文檔中改變URL地址，從而使Web的維護更方便，用戶也不會遇到URL地址找不到的信息，這樣一來，Web的應用更穩定。
　　并不是所有的DTD文件都要下載到客戶端，已經制訂成為標准的協議，例如在后面第六點中提到的化學標記語言CML、數學標記語言MML等是不需要DTD文件的。
　　除了DTD外，XML中還包括可擴展格式語言XSL(Extensible Style Language) 和可擴展鏈接語言XLL(Extensible Linking Language)。
　　XSL用于將XML數據翻譯為HTML或其他格式的語言。XSL提供了一種疊式頁面CSS的功能，使開發者構造出具有表達層結構的Web頁面來，以有別于XML的數據結構。XSL也能和HTML一起構造疊式頁面。XSL可以解釋數量不限的標記，它使Web的版面更丰富多彩，例如動態的文本、跑馬式的文字。此外，XSL還處理多國文字、雙字節的漢字顯示、網格的各種各樣的處理等。
　　XLL是XML的鏈接語言，它與HTML的鏈接相似，但功能更強大。XLL支持可擴展的鏈接和多方向的鏈接。它打破了HTML只支持超級文本概念下最簡單的鏈接限制，能支持獨立于地址的域名、雙向鏈路、環路、多個源的集合鏈接等。XLL鏈接可不受文檔制約，完全按用戶要求來指定和管理。
　　為了使XML易學易用，XML精簡了一大片SGML難得用一次的功能。正如几十萬漢字中常用的只不過八千，SGML常用的部分只占20％，XML拋棄了SGML中不常用的部分，使它一下就精簡了80％。這樣一來，XML的語法說明書只有30頁，而SGML卻有500頁。
　　XML設計中也考慮了它的易用性，易用性來自兩個方面：一方面用戶編寫Web頁面方便，另一方面設計人員實現XML瀏覽器也不太困難。
　　總之，XML使用一個簡單而有靈活的標准格式，為基于Web的應用提供了一個描述數據和交換數據的有效手段。HTML描述了顯示全球數據的通用方法，而XML提供了直接處理全球數據的通用方法。

支持XML的公司和它們的開發工具

　　盡管XML還處在開發階段，其標准正在由W3C組織制定，但是已經有許多公司表示全力支持XML，并開發了不少XML工具。Adobe公司的FrameMaker可以用來書寫XML文檔。Microsoft公司推出的IE 4.0已經可以顯示、處理和編輯XML文檔，Microsoft公司作出承諾，要在下一個版本的Office 軟件如MS Word、Excel中支持XML。Netscape、Sun公司也不甘寂寞，紛紛表示要在他們的Web工具中支持XML。除了這些著名的公司有所行動外，其他小公司也把XML 作為一種商機，紛紛投入到XML的開發工作中。例如ArborText 公司的Cedar項目旨在開發XSL﹔ArborText公司和Microsoft公司一起向W3C提出了XSL的標准草案﹔Grif公司的Symposia Doc＋則是一個編輯XML文檔的可見即可得的工具。此外還有Copsol公司的XML開發工具，Norbert公司的XML句法分析器，Jade公司的XSL工具包以及支持客戶/服務機應用的Serucie 98等。

XML展望

　 　任何一項新技朮的產生都是有其需求背景的，XML的誕生是在HTML遇到不可克服的困難之后。近年來HTML在許多復雜的Web應用中遇到了問題，要徹底解決這些問題，必須用功能強大的XML來替代HTML作為Web頁面的書寫工具。XML有利于信息的表達和結構化組織，從而使數據搜索更有效﹔XML可以使用URL別名使 Web的維護更方便，也使Web的應用更穩定﹔XML可以使用數字簽名使Web的應用更廣闊拓展到安全保密領域。可以認為未來的Web書寫工具必定是XML。而XML的廣泛使用必然能推動Web不斷發展，從而開創Web應用的新時代。
　　Web的應用將隨著XML的使用而更精彩，以下是可以預見的XML的几種應用。

　XML/EDI電子數據交換
　　EDI(Electronic Data Interchange)是用電子技朮代替基于紙張的操作手段，用于公司之間的單據交換。XML的丰富的格式語言可用來描述不同類型的單據，例如信用証、貸款申請表、保險單、索賠單以及各種發票等。結構化的XML文檔送至Web的數據可以被加密，并且很容易附加上數字簽名。XML的安全保密措施可在EDI的應用中充分顯示它的魅力，XML有希望推動EDI的大規模的應用。

　化學標記語言CML和數學標記語言Math ML
　　CML（chamical Markup Language)和Math ML(Mathematical Markup Language)是XML應用于描述化學和數學公式的標記語言。CML可描述分子與晶體結構、化合物的光譜結構等。而Math ML則是數學家的福音，自Web問世以來，數學家們第一次可以使用Math ML將數學公式精確地顯示在瀏覽器上。

　開放式軟件描述格式OSD
　　和EDI的命運相仿，軟件包的上網發行一直處于試行階段。OSD(Open Software Descriptipon)是XML的一組用來描述各種軟件產品的標記集，可以詳細說明軟件的規格、使用說明以及可運行平台等。

　　通道定義格式CDF
　　通道定義格式CDF(Channel definition format)是Microsoft在IE 4.0瀏覽器中使用的XML數據格式， 用于描述活動通道的內容和桌面部件，指明通道的信息及其更新情況。CDF 使不同平台的互操作成為可能，使Web發布者可以控制推(push)技朮。專用的推技朮將不再影響不同推技朮的互操作性，這樣一來，從互不兼容的平台上可以獲得相同的Web內容。

　開放式財務交換OFX
　　OFX(Open Financial Exchange)也是XML的一種標記集，用于描述會計事務所與客戶之間的業務往來。使用OFX，客戶與會計事務所之間可以直接交換財務數據，包括電子銀行和支付協議等說明文件。

　　為了推動XML的使用，W3C已經批准了XML標准1.0版本，相信XML 1？0的頒布會帶動大批高級的Web應用，用戶必須從現在起開始考慮用XML來書寫Web頁面。但是XML的大量使用并不意味著HTML會馬上消亡。習慣的勢力是強大的，正如Cobol語言在很長的一段時間里沒有退出歷史舞台一樣，由于現存的大量的Web頁面都是用HTML書寫的，HTML決不會輕易退出使用。可以預計，在未來的5年內，XML將和HTML攜手并肩共同使用在Web應用的不同領域中。

 
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