Material zur Klausurvorbereitung

TU Ilmenau – Institut für Medientechnik
XML für Medientechnologen
XML für Medientechnologen
Hinweise und Aufgaben zur Klausurvorbereitung
Stand: 14.01.16
Inhaltsverzeichnis
1. Hinweise .................................................................................................................. 1
2. Schwerpunkte .......................................................................................................... 1
3. Aufgaben ................................................................................................................. 2
4. Fragen ..................................................................................................................... 8
5. Lösungen der Aufgaben .......................................................................................... 9
1. Hinweise
Dieses Material soll Ihnen helfen, sich auf die Klausur „XML für
Medientechnologen“ für den Studiengang MT an der TU Ilmenau vorzubereiten.
Die Klausur umfasst sowohl Inhalte aus der Vorlesung als auch aus den Übungen.
Sie sollen wesentliche Zusammenhänge erläutern und typische Aufgaben lösen
können. Die Fragen und Aufgaben werden dabei in der Regel so gestellt, dass Sie
Ihr Wissen anwenden müssen, damit überprüft werden kann, ob Sie die Inhalte
verstanden und anwendungsbereit zur Verfügung haben.
Die folgenden Aufgaben erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Sie können
nicht erwarten, dass in der Klausur diese Fragen oder gar ausschließlich diese
Fragen gestellt werden. Versuchen Sie die Aufgaben zu durchdenken und zu
variieren. Es gibt in der Regel mehrere Lösungswege für die Aufgaben; hier wird
meist nur einer angegeben. Wenn Sie auf einem anderen schlüssigen Weg zur
korrekten Lösung kommen, dann wird das natürlich ebenfalls als richtig gewertet.
Der Aufgaben- und Fragenkatalog wird schrittweise erweitert. Achten Sie deshalb
auf das Datum am Anfang dieser Seite! Neben diesen Aufgaben und Fragen
sollten Sie natürlich auch die Lösungen der Aufgaben aus den praktischen
Übungen und Ihre Vorlesungsmitschrift heranziehen.
Literaturhinweise finden Sie auf der Webseite:
http://www.tu-ilmenau.de/mt/lehrveranstaltungen/
lehre-fuer-bachelor-mt/xml-fuer-mt/
2. Schwerpunkte
• Einordnung und Konzept von XML
• XML Syntax, wohlgeformtes und gültiges (valides) XML
• Rolle von Namensräumen
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• Strukturierung mittels DTD und XML Schema (einfache DTD selbst schreiben
können, XML Schema lesen und verstehen können; siehe Aufgaben)
• Aufgabe und grundlegende Syntax-Elemente von XPath
• Aufgaben und grundlegende Syntax von XSLT (Stylesheets lesen, verstehen
und anwenden können; siehe Aufgaben)
• Überblick über Programmierschnittstellen und XML Datenbanken, XQuery
• Aufgaben und wichtige Eigenschaften von XML-Sprachen aus dem
Medienbereich und deren Anwendung (XHTML, RSS, XSL:FO, SVG, ...)
• Rolle von XML bei der Codierung von Metadaten, wichtige Eigenschaften einiger
Metadaten-Standards
• Anwendung für XML in den Grundzügen erläutern
3. Aufgaben
Die Reihenfolge der Aufgaben hat keine Bedeutung. Neue Aufgaben werden
jeweils am Ende ergänzt, um die Nummerierung der bisherigen Aufgaben nicht
zu verändern.
Die Lösungen der Aufgaben finden Sie am Ende dieses Papiers.
Aufgabe 1
Ordnen Sie XML als Markup-Sprache ein! Gehen Sie dabei auf die Beziehungen
von XML zu SGML und HTML ein! Nennen Sie drei wichtige Eigenschaften von
XML!
Aufgabe 2
Worin unterscheiden sich HTML und XHTML? Nennen Sie stichpunktartig drei Unterschiede!
Aufgabe 3
Schreiben Sie eine Document Type Definition, der folgende XML-Datei genügt!
<adressen>
<adresse>
<name geschlecht="w">
<vorname>Ilse</vorname>
<vorname>Maria</vorname>
<nachname>Schuster</nachname>
</name>
<anschrift>
<ort>Berlin</ort>
<plz>11111</plz>
</anschrift>
</adresse>
<adresse>
<name geschlecht="m">
<titel>Dr.</titel>
<vorname>Hans</vorname>
<nachname>Heinrich</nachname>
</name>
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<anschrift>
<ort>Erfurt</ort>
<plz>99000</plz>
</anschrift>
</adresse>
</adressen>
Aufgabe 4
Welches Ergebnis liefert folgendes Stylesheet, wenn es auf die Adressdatei aus
Aufgabe 3 angewandt wird?
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xsl:stylesheet version="1.0"
xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform">
<xsl:output method="xml" encoding="ISO-8859-1"
indent="yes"/>
<xsl:template match="adressen">
<xsl:element name="Liste">
<xsl:apply-templates/>
</xsl:element>
</xsl:template>
<xsl:template match="adresse">
<xsl:apply-templates select="anschrift"/>
<xsl:apply-templates select="name"/>
</xsl:template>
<xsl:template match="name">
<xsl:element name="NAME">
<xsl:if test="@geschlecht='w' ">Frau </xsl:if>
<xsl:value-of select="vorname"/>
<xsl:text> </xsl:text>
<xsl:value-of select="nachname"/>
</xsl:element>
</xsl:template>
<xsl:template match="anschrift">
<xsl:element name="ORT">
<xsl:attribute name="PLZ">
<xsl:value-of select="plz"/>
</xsl:attribute>
</xsl:element>
</xsl:template>
</xsl:stylesheet>
Aufgabe 5
Folgende XML-Datei verstößt in fünf verschiedenen Punkten gegen die Wohlgeformtheit.
Kennzeichnen Sie die betreffenden Stellen und geben Sie ein kurze Begründung an!
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rss version=2.0>
<channel>
<title>NETZEITUNG.DE Wissenschaft</title>
<link>http://www.netzeitung.de/wissenschaft/<link>
<language>de</language>
<item>
<title>Verdacht auf Mord an Tutanchamun ... </title>
<dc:date>2005-03-08T13:45:31+02:00</dc:date>
<description>Tutanchamun starb als junger Mann.
Jetzt haben Forscher ...</description>
<link>http://www.netzeitung.de/wissenschaft/</link>

<item>
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<title>Blauer Planet in Schwarzweiß</title>
<dc:date>2005-03-08T12:19:23+02:00</description>
<description>Die Kometensonde "Rosetta" ...</dc:date>
<Link>http://www.netzeitung.de/spezial/weltraum/</Link>
</item>
</channel>
</rss>
Aufgabe 6
Folgendes XML-Schema beschreibt die Datenstruktur eines Quiz.
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
<xs:element name="quiz">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="meta-daten" type="meta-datenType"/>
<xs:element name="frage" type="frageType"
maxOccurs="unbounded"/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
<xs:complexType name="meta-datenType">
<xs:sequence>
<xs:element name="titel" type="xs:string"/>
<xs:element name="letzte_aenderung" type="xs:date"/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
<xs:element name="text" type="xs:string"/>
<xs:complexType name="frageType">
<xs:sequence>
<xs:element ref="text"/>
<xs:element name="antwort" type="antwortType"
maxOccurs="3"/>
</xs:sequence>
<xs:attribute name="level" use="required">
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:NMTOKEN">
<xs:enumeration value="1"/>
<xs:enumeration value="2"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:attribute>
</xs:complexType>
<xs:complexType name="antwortType">
<xs:simpleContent>
<xs:extension base="xs:string">
<xs:attribute name="status" type="xs:boolean"
use="required"/>
</xs:extension>
</xs:simpleContent>
</xs:complexType>
</xs:schema>
a) Überprüfen Sie, ob die folgende XML-Datei dieser Strukturvorgabe genügt.
Kennzeichnen Sie die fünf verschiedenen Fehler und geben Sie ein kurze
Begründung an!
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<quiz xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:noNamespaceSchemaLocation="aufg09.xsd">
<meta-daten>
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<letzte_aenderung>2005/03/07</letzte_aenderung>
<quiz-titel>Geografie-Quiz</quiz-titel>
</meta-daten>
<frage level="1">
<text>In welchem Ozean liegen die Malediven?</text>
<antwort status="false">Atlantischer Ozean</antwort>
<antwort status="true">Indischer Ozean</antwort>
<antwort status="false">Pazifischer Ozean</antwort>
</frage>
<frage level="2">
<text>Wie heißt die Hauptstadt von Lettland?</text>
<antwort status="true">Riga</antwort>
<antwort status="false">Tallin</antwort>
</frage>
<frage level="3">
<text>Welches Land grenzt nicht an Ungarn?</text>
<antwort status="falsch">Slowenien</antwort>
<antwort status="richtig">Russland</antwort>
<antwort status="falsch">Slowakei</antwort>
</frage>
</quiz>
b) Was müssten Sie an dem Schema ändern, damit das Quiz mindestens 10 Fragen
enthält?
Aufgabe 7
Geben Sie jeweils drei Eigenschaften von XML und HTML an, die der anderen
Markup-Sprache nicht eigen sind!
Aufgabe 8
Nennen Sie vier Eigenschaften von dokumentenorientiertem XML!
Aufgabe 9
Der folgende Baum repräsentiere eine XML-Datei.
Wurzel
1
<sammlung>
<xsl:stylesheet>
<cd>
<cd>
<gruppe>
<titel>
<preis>
Jethro Tull
Aqualung
14.99
2
waehrung
<gruppe>
<titel>
Chicago
Old Days
EUR
3
<preis>
11.95
waehrung
EUR
a) Schreiben Sie die XML-Datei dazu auf!
b) Was liefert der XPath-Ausdruck (aktueller Knoten ist 1):
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1. /sammlung/cd/titel
2. ./preis
c) 1 kennzeichnet den aktuellen Knoten. Geben Sie die XPath-Ausdrücke an, um
auf die Knoten 2 und den Knoten 3 zuzugreifen!
Aufgabe 10
a) Schreiben Sie eine XML-Datei, die folgendem Schema genügt!
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
<xs:element name="CD-Sammlung">
<xs:annotation>
<xs:documentation>Private CD-Sammlung</xs:documentation>
</xs:annotation>
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="Besitzer">
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:maxLength value="60"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
<xs:element name="Anzahl" type="xs:positiveInteger"/>
<xs:element name="Stand" type="xs:date"/>
<xs:element name="Alben">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="Album" maxOccurs="unbounded">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="Titel" type="xs:string"/>
<xs:element name="Interpret" type="xs:string"/>
<xs:element name="Jahr" type="xs:gYear"
minOccurs="0"/>
<xs:element name="Songs" minOccurs="3"
maxOccurs="unbounded">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="Songtitel">
<xs:complexType>
<xs:simpleContent>
<xs:extension base="xs:string">
<xs:attribute name="Nummer"
type="xs:positiveInteger"
use="required"/>
</xs:extension>
</xs:simpleContent>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:sequence>
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</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:schema>
b) Welchem Modell genügt dieses Schema?
Aufgabe 11
Skizzieren Sie das Ergebnis der Darstellung folgender SVG-Datei!
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<svg width="15cm" height="10cm" viewBox="0 0 300 200">
<rect x="10" y="100" width="90" height="90" fill="red"/>
<circle cx="200" cy="100" r="100" fill="yellow"/>
<text x="20" y="50" fill="black" font-size="16pt"
font-weight="bold">SVG</text>
<rect x="10" y="10" width="280" height="180" fill="none"
stroke="black"/>
</svg>
Aufgabe 12
Welche XML-Sprachen kommen bei WebServices zum Einsatz? Nennen Sie die
drei Sprachen und zeichnen Sie diese in die leeren Kästchen der folgenden
Abbildung ein!
ServiceBroker
ServiceKonsument
(client)
ServiceAnbieter
(server)
Aufgabe 13
Zeichnen Sie folgendes RDF-Dokument als Graphen!
<?xml version="1.0"?>
<rdf:RDF
xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#"
xmlns:mn="http://MeinNamensraum.de">
<rdf:Description about="Klausur_01">
<rdf:type resource="mn:pruefung"/>
<mn:Name>XML für MT</mn:Name>
<mn:Studiengang>Medientechnologie</mn:Studiengang>
</rdf:Description>
<rdf:Description about="Student_007">
<rdf:type resource="mn:student"/>
<mn:Name>James Bond</mn:Name>
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<mn:Teilnahme resource="Klausur_01"/>
</rdf:Description>
</rdf:RDF>
Aufgabe 14
Charakterisieren Sie kurz die jeweilige Aufgabe folgender XML-Sprachen:
RDF, SMIL, SVG, ATOM und XSL:FO
Aufgabe 15
a) Was ist ein Namensraum und warum wurde das Konzept in XML eingeführt?
b) Erläutern Sie folgende Deklaration aus der Beispiel-Datei! Was bedeuten die
Attribute?
<Reisen xsi:noNamespaceSchemaLocation="reisen.xsd"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
4. Fragen
Entscheiden Sie, ob folgende Aussagen wahr oder falsch sind!
Achtung, falsche Antworten geben Punktabzug in der Klausur! Sie sollen nicht
raten. Wenn Sie die Antwort nicht wissen, dann machen Sie besser kein Kreuz.
Aussage
Namensräume sind aufgrund der Modularität von XML
notwendig.
WAHR
X
XPointer ist ein Standard zur Verknüpfung von XMLDokumenten untereinander
Ein validierender XML-Parser überprüft die Wohlgeformtheit
eines XML-Dokumentes.
FALSCH
X
X
Die Definition eines einfachen Typs in XML Schema erlaubt
nur die Bestimmung eines einzelnen Elementes samt seiner
Attribute.
X
Unter „mixed content“ versteht man die gemeinsame
Verwendung von Tags aus mehreren Quellen, die jeweils
durch Namensräume gekennzeichnet sind.
X
„Formating Objects“ ist eine layoutorientierte XMLSprache.
X
XPath ist eine XML-Sprache zur Adressierung von
Dokumententeilen.
X
Kommentare können über mehrere Zeilen gehen.
X
Die XML-Schema-Sprache kann selbst durch ein XML
Schema beschrieben werden.
X
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Aussage
WAHR
FALSCH
Das Simple API for XML (SAX) erlaubt das Manipulieren
von XML-Dokumenten.
X
Built-In Template Rules werden vom XSL-Prozessor immer
den eigenen Schablonenregeln vorgezogen.
X
RSS ist einen XML-Sprache zur Kodierung von Metadaten.
X
DocBook ist eine SGML- (und inzwischen XML-)Sprache zur
Erstellung von wissenschaftlichen Dokumenten.
X
Das Zeichen & muss in allen XML-Dokumenten durch das
Entitiy & maskiert werden.
X
Sowohl mit einer DTD als auch mit einem XML Schema
kann ein XML-Dokument auf Gültigkeit überprüft werden.
X
SMIL ist eine Weiterentwicklung von VRML zur Darstellung
dreidimensionaler Szenen.
XForms sendet eine XML-Datei mit den Formular-Inhalten
an den Server.
X
X
5. Lösungen der Aufgaben
Aufgabe 1
XML ist eine Meta-Sprache zur Erzeugung konkreter Markup-Sprachen. Sie ist
eine Untermenge von SGML (ebenfalls Meta-Sprache), während HTML eine auf
SGML basierende konkrete Sprache ist.
Eigenschaften:
• textbasierte Markup-Sprache
• für Menschen und Maschinen lesbar
• Trennung von Struktur und Layout
• hierarchische Baumstruktur
• international, durch Verwendung von Unicode
• offener Standard, vom W3C betreut
Aufgabe 2
• HTML basiert auf SGML und XHTML auf XML
• XHTML-Dokumente müssen wohlgeformt sein
• Die Tags werden in XHTML klein geschrieben.
• Für XHTML gibt es mehrere DTDs; es ist modular.
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• layoutorientierte Tags nur in HTML zulässig
Aufgabe 3
DTD:
<!ELEMENT
<!ELEMENT
<!ELEMENT
<!ATTLIST
<!ELEMENT
<!ELEMENT
<!ELEMENT
<!ELEMENT
<!ELEMENT
<!ELEMENT
adressen (adresse+)>
adresse (name, anschrift)>
name (titel?, vorname+, nachname)>
name
geschlecht (m | w) #REQUIRED>
anschrift (ort, plz)>
nachname (#PCDATA)>
ort (#PCDATA)>
plz (#PCDATA)>
titel (#PCDATA)>
vorname (#PCDATA)>
Aufgabe 4
Ergebnis der Transformation:
<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<Liste>
<ORT PLZ="11111" />
<NAME>Frau Ilse Schuster</NAME>
<ORT PLZ="99000" />
<NAME>Hans Heinrich</NAME>
</Liste>
Aufgabe 5
1. Attribut von <rss version=“2.0“> steht nicht in Hochkommas
2. erstes schließendes <link> ist falsch
3. erstes <item> wir nicht geschlossen
4. schließendes </description> und </dc:date> vertauscht
5. Hochkommas um Rosetta müssten mit " maskiert werden
Bemerkung: Die unterschiedliche Schreibweise von <link> ist kein Fehler, da es
nur um Wohlgeformtheit geht.
Aufgabe 6
a)
1. Reihenfolge der meta-daten stimmt nicht
2. falsches Datumsformat, richtig 2005-03-24
3. Element <quiz-titel> muss durch <titel> ersetzt werden
4. level=“3“ ist unzulässig
5. deutschsprachige status-Attribute
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b)
Die Anweisung
<xs:element name="frage" type="frageType" maxOccurs="unbounded"/>
müsste um das Attribut minOccurs=“10“ ergänzt werden.
Aufgabe 7
XML
HTML
Lösung
Lösung
•
eigene Tags und Attribute möglich
•
kann von Browsern direkt angezeigt
werden
•
Wohlgeformtheit
•
enthält nur Inhalt und Struktur
•
layoutorientiert
•
Teilmenge von SGML
•
•
Meta-Markup-Sprache
begrenzter Umfang an Tags und
Attributen
international (Unicode)
•
SGML-Anwendung
•
Dokument muss mit <?xml ...>
beginnen
•
<html> als Wurzelelement (optional)
•
•
Namensräume möglich
Aufgabe 8
1. für Menschen verständlich
2. Reihenfolge der Elemente wichtig
3. Inhalt auch ohne Markup verständlich (mit Einschränkungen) – Markup kein
fundamentaler Bestandteil des Inhalts
4. Wurzelelement repräsentiert das Dokument selbst
5. unausgeglichene Baumstruktur, Dokument oft schwach strukturiert
6. Mixed Content tritt auf (meist in unteren Ebenen)
7. unterste Elemente haben zumeist den Datentyp xsd:string bzw. #PCDATA
8. DTD zur Strukturierung ausreichend
9. Präsentation in einem anderen Format → Styles notwendig
Aufgabe 9
a) XML-Datei:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<?xsl:stylesheet?> (kann etwas anders aussehen)
<sammlung>
<cd>
<gruppe>Jethro Tull</gruppe>
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<titel>Aqualung</titel>
<preis waehrung="EUR">14.99</preis>
</cd>
<cd>
<gruppe>Chicago</gruppe>
<titel>Old Days</titel>
<preis waehrung="EUR">11.95</preis>
</cd>
</sammlung>
b) 1.: Aqualung
2.: 14.99
c)
zu Knoten 2: ./preis/@waehrung
oder
preis/@waehrung
zu Knoten 3: ../cd[2]/gruppe oder ../cd[position()=2]/gruppe
Aufgabe 10
a) zum Beispiel:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<CD-Sammlung xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:noNamespaceSchemaLocation="CD-Sammlung.xsd">
<Besitzer>Marko Mustermann</Besitzer>
<Anzahl>2</Anzahl>
<Stand>1967-08-13</Stand>
<Alben>
<Album>
<Titel>Hallo</Titel>
<Interpret>Band</Interpret>
<Jahr>2006</Jahr>
<Songs>
<Songtitel Nummer="01">A</Songtitel>
</Songs>
<Songs>
<Songtitel Nummer="02">B</Songtitel>
</Songs>
<Songs>
<Songtitel Nummer="03">C</Songtitel>
</Songs>
</Album>
</Alben>
</CD-Sammlung>
Kursiv gesetzte Namensraumkonvention kann fehlen.
b) Das Schema genügt dem Russian-Doll-Model (Matroschka-Modell).
Aufgabe 11
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Aufgabe 12
SOAP = Simple Object Access Protocol (XML-Sprache zum Nachrichtenaustausch
zwischen Applikationen, zunächst von Microsoft und später vom W3C definiert)
WSDL = WebService Description Language (XML-basiert, dient der Beschreibung
von WebServices, maschienenverständlich, Semantik kodiert)
UDDI = Universal Description, Discovery and Integration (XML-basiert, „Gelbe
Seiten“, machen WebServices bekannt)
ServiceBroker
UDDI
WSDL
WSDL
ServiceAnbieter
(server)
SOAP
ServiceKonsument
(client)
SOAP
Aufgabe 13
XML für MT
James Bond
mn:Name
mn:Name
Teilnahme
Medientechnologie
Klausur_01
rdf:type
mn:pruefung
Student_007
rdf:type
mn:student
Aufgabe 14
RDF – Beschreibung von Metadaten, Grundlage für Sematic Web
SMIL – Steuerung multimedialer Anwendungen
SVG – Vektorgrafiken, auch animiert
ATOM – strukturierte Kurznachrichten (Verbreitung und Verarbeitung)
XSL:FO – layoutorientierte Seitenbeschreibung
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Aufgabe 15
a) weltweit eindeutiger Bezeichner; beschreibt Domäne; dient der
Modularisierung von XML; Eindeutigkeit von Tags; ...
b) Der Namensraum http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance wird
vereinbart und der Abkürzung xsi zugewiesen. Im ersten Attribut wird dieser
Namensraum bereits zur Qualifizierung von noNamespaceSchemaLocation
verwendet. Dieses Attribut gibt an, wo sich die Schema-Datei zur dieser XMLInstanz befindet.
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