Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет

Экономический факультет

УТВЕРЖДАЮ

Рассмотрено и рекомендовано

Декан экономического факультета

на заседании кафедры

информационных систем в

экономике д.э.н., профессор И.П. Бойко протокол № от «»2005 г.

зав. кафедрой _ к.ф-м.н., доцент В.Г. Халин Программа учебной дисциплины «Информационные технологии»

Компонент ОПД.Ф.00 – 6 специальности 080801-«Прикладная информатика в экономике»

ОПД.00 – Общепрофессиональные дисциплины Дневное отделение Разработчик:

доцент, к.ф.-м.н._ В.А. Капустин Рецензенты:

проф., д.ф.-м.н. _ А.В. Юрков Санкт-Петербург 2005 г.

I. Организационно-методический раздел 1. Цель курса: дать слушателям представление об информационных технологиях и их современной основе – расширяемом языке разметки XML, применение которого обеспечивает одну из важнейших информационных технологий – интероперабельность информационных систем.

2. Задача курса: ознакомление со средствами обеспечения интероперабельности информационных систем, освоение базовых технологий использования XML:

объявлений типов документов и форматных преобразований документов с помощью стилевых файлов XSLT..

3. Требования к уровню усвоения дисциплины: студент должен иметь представление о коммуникативных форматах и протоколах, уметь выбрать подходящий формат/протокол для обеспечения интероперабельность ИС в зависимости от требуемой структуры данных, свободно оперировать основными понятиями семейства стандартов XML, уметь проектировать типы XML-документов и верифицировать структуры XML-документов. Студент должен владеть навыками применения основных правил и конструкций управления XSLT для преобразования XML-документов в текстовые и HTML-документы простой структуры.

Студент должен ориентироваться в технической документации и при необходимости самостоятельно изучать дополнительные разделы.

4. Необходимое количество часов и формы работы: Курс предусматривает занятия в аудитории и компьютерном классе. Предусмотрены лекции и практические занятия, а также самостоятельная подготовка в виде выполнения домашних заданий. В ходе занятий студенты выполняют индивидуальное задание по проектированию структуры XML-документа, соответствующего бланку первичного учета, и проектированию XSLT-преобразования такого XML-документа в HTML-документ, внешний вид которого совпадает со стандартным внешним видом бланка первичного учета.

Излагаемый материал рассчитан на 68 учебных часов (32 часа лекционных).

5. Место курса в учебном плане: Основное назначение данного курса – систематическое введение в идеи и методы, связанные с расширяемым языком разметки XML, который является основой многих современных информационных технологий.

При изучении настоящего курса требуется знание математики в пределах программы, (дискретная математика, алгебра), информатики и основ программирования.

Курс служит основой для специальных курсов, связанных с разработкой и использованием информационных систем.

II. Содержание курса 1. Разделы курса.

1.1 Информационные технологии. Интероперабельность информационных систем и средства ее обеспечения 1.2 Коммуникативные форматы и протоколы 1.3 Расширяемый язык разметки XML 1.4 Язык форматных преобразований XSLT 2. Краткое содержание тем 2.1 Информационные технологии. Интероперабельность информационных систем и средства ее обеспечения 2.1.1 Технологии материальные и информационные.

Определение технологии. Общность и отличия материальных и информационных технологий, их взаимосвязи. Универсальные информационные технологии (хранение информации; обнаружение и поиск информации; перемещение информации; преобразование информации).

Внутрисистемные, человеко-машинные и межсистемные преобразования и перемещения информации.

2.1.2 Интероперабельность информационных систем Обмен данными – основа интероперабельности ИС. Необходимость разработки коммуникативных форматов и протоколов для обеспечения интероперабельности в отраслевых и глобальном масштабах.

2.2 Коммуникативные форматы и протоколы 2.2.1 Общее понятие о протоколах в ИС.

Определение протокола. Общие характеристики проблем, которые должны решать протоколы. 7-уровневая модель OSI.

2.2.2 Коммуникативные форматы Передача файла как простейший протокол. Коммуникативные файловые форматы: меточный, CSV, семейство форматов TLV (ISO2709/Z39.2; BER – ГОСТ Р ИСО/МЭК 8825-1-2003).

2.2.3 Формальные грамматики Язык как множество цепочек символов. Определение формальной грамматики. Нормальная форма Бэкуса-Наура. Порождающие и распознающие грамматики. Неоднозначные грамматики. Классификация формальных грамматик по Хомскому. Контекстно-свободные грамматики.

Упражнение по описанию структуры железнодорожных поездов. Регулярные выражения. Расширенная нормальная форма Бэкуса-Наура. Упражнение по описанию структуры поездов в РНФБН. Разработка формальной грамматики, описывающей бланк первичного учета.

2.2.4 Сеансовые протоколы как коммуникативные протоколы Области применения коммуникативных протоколов: EDIFACT, SWIFT, вебсервисы. Описание коммуникативного протокола набором конечных автоматов и формальной грамматикой, описывающей передаваемые порции данных (Protocol Data Units). Нотация

Abstract

Syntax Notation One (ASN.1 – ГОСТ Р ИСО/МЭК 8824-1-2001) для описания PDU. Сериализация PDU.

2.3 Расширяемый язык разметки XML 2.3.1 XML Семейство стандартов XML. Документы. XML-процессор. Понятие о приложении. Демонстрация использования браузера (IE, Mozilla) для просмотра XML-документов. Понятие о правильно сформированных (WellFormed) документах Основные синтаксические конструкции XML. Имена.

Понятие о пространстве имен.

2.3.2 Разметка и символьные данные Открывающий и закрывающий теги; тег пустого элемента. Понятие об атрибуте. Пробельный материал. Визуальное форматирование XMLдокумента. Комментарии. Инструкции обработки. Секции символьных данных (CDATA). Пролог и объявление типа документа (DTD). Объявление кодировки в объявлении XML. Роль DTD как описания грамматики документа. Правильно сформированные и правильные документы.

2.3.3 Физическая структура документа Внешние и внутренние сущности. Разбираемые (текстовые) и неразбираемые (бинарные) сущности. Правильно сформированные внешние сущности.

Ссылки на сущности. Символьные сущности. Предопределенные символьные сущности (",',,&). Место объявления сущностей – в DTD.

2.3.4 Логическая структура документа. Элементы и их объявление Объявление элементов документа как описание грамматики.

Последовательность. Альтернатива. Использование регулярных выражений в описании элементов – аналог с РНФБН. Множественность и факультативное отсутствие элементов. Проверяющие (validating) и непроверяющие процессоры. Браузеры – непроверяющие процессоры. Использование XMLредактора как проверяющего процессора. Требование однозначности проектируемой грамматики документа. Смешанное содержимое.

Упражнения (используются только элементы): разработка DTD структуры книги, разработка DTD бланка первичного учета.

2.3.5 Логическая структура документа. Объявление списков атрибутов Типы атрибутов. Упражнение (используются словесно описанные требования к атрибутам): разработка DTD структуры книги. Упражнение: разработка DTD бланка первичного учета с применением атрибутов.

2.3.6 Внешние объявления типа документа Системные идентификаторы. Структура URL. Публичные идентификаторы.

Понятие о каталоге. Объявления разбираемых сущностей 2.3.7 Сущности Внутренние сущности. Внешние сущности. Правильно сформированные внешние сущности. Объявление текста и указание кодировки. Документ как сущность. Совместное использование сущностей и атрибутов. Упражнение:

разработка DTD структуры книги с использованием внешних сущностей.

2.4 Язык форматных преобразований XSLT 2.4.1 Понятие о форматном преобразовании. Стилевой файл (аналогия с 2.4.2 Введение в XSLT Подключение XSLT-файла (стилевого) к XML-документу. Пример простейшего стилевого файла. Структура стилевого файла. Пространство имен XSLT. Особенности URL в системном идентификаторе пространства имен XSLT. Элемент stylesheet и инструкции верхнего уровня.

2.4.3 Правила – базовая инструкция xsl:template Простейшие шаблоны соответствия (пути вдоль оси элементов). Отбор содержимого элемента. Действия по умолчанию. Роль пробельного материала 2.4.4 Основы XPath Оси. Относительные и абсолютные пути 2.4.5 Более сложные правила Правила с использованием режимов. Отбор значения атрибута. Условная обработка. Цикл. Копирование. Сортировка (простейшая). Управление параметрами порождаемого HTML (версия, кодировка). Упражнения с бланками первичной отчетности.

3. Примерный перечень вопросов для самоконтроля 3.1 Что такое технология?

3.2 Общность материальных и информационных технологий 3.3 Отличия материальных и информационных технологий 3.4 Взаимосвязи материальных и информационных технологий 3.5 Какие ИТ используются наиболее широко (во многих ИС)?

3.6 Интероперабельность информационных систем – что это такое?

3.7 Интероперабельность информационных систем – чем она обеспечивается?

3.8 Почему для обмена данными между 10 различными ИС необходим коммуникативный формат данных?

3.9 Что такое протокол?

3.10 Каково отличие сеансового протокола от транспортного?

3.11 Передача файла – это протокол?

3.12 Области применения меточных коммуникативных форматов 3.13 Области применения форматов семейства CSV 3.14 Области применения форматов семейства TLV 3.15 Чем отличается байт и октет?

3.16 Сколько октетов в маркере сообщения ISO2709?

3.17 Определяет ли язык грамматику однозначно?

3.18 Определяет ли грамматика язык однозначно?

3.19 Чем отличаются порождающая и распознающая грамматики?

3.20 Приведите пример неоднозначной грамматики 3.21 Какая грамматика является контекстно-свободной?

3.22 Что такое выровненная грамматика?

3.23 Что такое регулярная грамматика?

3.24 Дайте определение регулярного выражения 3.25 Опишите расширенную нормальную форму Бэкуса-Наура 3.26 Какие средства применяются для описания коммуникативных протоколов?

3.27 Почему для описания коммуникативного протокола требуется один или более конечный автомат?

3.28 Какие структуры данных можно описать с помощью ASN.1?

3.29 Перечислите примитивные типы ASN. 3.30 Перечислите несколько составных типов ASN. 3.31 Зачем нужна сериализация иерархических данных?

3.32 Почему при передаче коммерческих данных удобно использовать ASN.1?

3.33 Дайте определение XML-документа 3.34 Что такое XML-процессор?

3.35 Чем особенным отличается правильно сформированный XML-документ?

3.36 Чем отличается правильно сформированный XML-документ от правильного XML-документа?

3.37 Как устроены имена, применяемые в XML?

3.38 Что является разметкой в XML-документе?

3.39 Что является символьными данными в XML-документе?

3.40 В каком месте XML-документа перевод строки является символьными 3.41 Из чего может состоять пролог XML-документа?

3.42 Почему объявление XML необходимо при работе с XML-документами в ОС MS Windows в кириллице?

3.43 Из чего состоит объявление типа документа?

3.44 Каков порядок применения XML-процессором множественных объявлений типа 3.45 Зачем используются множественные объявления типа документа?

3.46 Что называется «внешним ограничением»? «внутренним ограничением»?

3.47 Сравните возможности представления составных данных в XML DTD и ASN. 3.48 Что такое XML-сущность?

3.49 Что такое символьная сущность?

3.50 Что такое внешняя сущность?

3.51 Что такое разбираемая сущность?

3.52 Зачем применяются неразбираемые сущности?

3.53 Перечислите предопределенные символьные сущности 3.54 Как записывается ссылка на сущность?

3.55 Как объявить пустой элемент XML?

3.56 Как объявить элемент XML, имеющий произвольное содержимое?

3.57 Можно ли объявить атрибуты элемента до его объявления?

3.58 Как задать значение по умолчанию для атрибута?

3.59 Следует ли задавать значение по умолчанию для обязательного атрибута?

3.60 Где в XML-документе могут использоваться системные идентификаторы?

3.61 Что такое «публичный идентификатор»?

3.62 Какова структура системного идентификатора?

3.63 Какова структура публичного идентификатора?

3.64 Как XML-процессор преобразует публичный идентификатор в системный?

3.65 Что такое XML-каталог?

3.66 Дайте определение форматного преобразования 3.67 Дайте определение стилевого файла 3.68 Напишите директиву обработки, подключающую стилевой файл к XMLдокументу 3.69 Какие инструкции XSLT возможны на верхнем уровне стилевого файла?

3.70 Чем правило XSLT отличается от шаблона XSLT?

3.71 Что делает пустой стилевой файл XSLT с XML-документом?

3.72 Сколько осей навигации в XML-документе?

3.73 Как указать на текущий узел XML-документа?

3.74 Что означает путь “/”?

3.75 Как вывести символьное содержимое элемента в результирующий текст?

3.76 Как вывести значение атрибута в результирующий текст?

3.77 Что такое режим в XSLT?

3.78 Какие условные инструкции есть в XSLT?

3.79 Как указать кодировку “windows-1251” в целевом HTML-документе?

3.80 Какова кодировка по умолчанию результирующего текста при применении 4. Примерная тематика докладов, рефератов, курсовых работ В данной дисциплине предусматриваются домашние задания по подготовке формальной грамматики, XML-документа и XSLT-преобразования подготовленного XML-документа.

В качестве материала для домашних заданий используются стандартные бланки первичного учета.

5. Примерный перечень вопросов к зачету 5.1 Средства обеспечения интероперабельности 5.2 Коммуникативные файловые форматы 5.3 Регулярные выражения.

5.4 Логическая структура XML-документа. Виды XML-документов 5.5 XML. Структура объявления типа документа 5.6 XML сущности. Виды сущностей XML, объявления сущностей, ссылки на 5.7 Язык форматных преобразований XSLT. Связывание XML-документа с XSLTпреобразованием 5.8 Правила XSLT и последовательность их применения 5.9 Конструкции XSLT, генерирующие выходной текст 5.10 Управляющие конструкции XSLT III. Распределение часов курса по темам и видам работы информационных систем и средства ее обеспечения IV. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля Текущий контроль выполняется в форме домашних заданий и практических занятий.

Промежуточный контроль осуществляется в виде самостоятельных аудиторных работ.

Итоговый контроль: зачет.

Основная литература:

1. Волкова И.А., Руденко Т.В. Формальные грамматики и языки. Элементы теории трансляции. — M.: МГУ, 1999. — ISBN 5-89407-032- 2. Extensible Markup Language (XML) 1.0 (Third Edition). W3C Recommendation February 2004 / Editors: Bray T., Paoli J., Sperberg-McQueen C. M., Maler E., Yer-geau F.

— W3C, 2004. — http://www.w3.org/TR/REC-xml 3. Расширяемый Язык Разметки (XML) 1.0 (Второе Издание). Рекомендации W3C от октября 2000 г. — http://pyramidin.narod.ru/xml/xml1/index.htm 4. XSL Transformations (XSLT). Version 1.0. W3C Recommendation 16 November 1999. — http://www.w3.org/TR/xslt 5. XSL-Трансформации (XSLT). Версия 1.0. Рекомендации W3C от 16 ноября 1999. — http://alepira.ural.ru/xslt/xslt.htm 6. Холзнер С. XSLT. Библиотека программиста. — СПб.:Питер,2002. — ISBN 5-94723-271- 7. Валиков А. Н. Технология XSLT. — СПб.: БХВ-Петербург, Дополнительная литература:

1. ГОСТ Р ИСО/МЭК 8825-1-2003. Информационная технология. Правила кодирования ACH.1. Часть 1. Спецификация базовых (BER), канонических (СER) и отличительных (DER) правил кодирования. — М.: ИПК Издательство стандартов, 2. ГОСТ Р ИСО/МЭК 8824-1-2001. Информационная технология. Абстрактная синтаксическая нотация версии один (АСН.1). Часть 1. Спецификация основной нотации. — М.: ИПК Издательство стандартов, 3. Norman Walsh. XML Catalogs / OASIS, 2001. — http://www.oasis-open.org/committees/entity/spec.html