LMSGI_UT5(1)

1º A.S.I.R. LENGUAJES DE MARCAS Y SISTEMAS DE GESTIÓN DE INFORMACIÓN

UNIDAD DE TRABAJO 5:

XML. TRATAMIENTO Y RECUPERACIÓN DE DATOS

http://informatica.iesbeniajan.es

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/es/

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U.T.5: TRATAMIENTO Y RECUPERACIÓN DE DATOS

UNIDAD DE TRABAJO 5: TRATAMIENTO Y RECUPERACIÓN DE DATOS Contenido

1.- INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................................... ............ ............................................................................................................................. 4 2.- BASES B ASES DE DATOS XML NATIVAS............................................................................................................. 4 2.1.-

Bases de datos centradas en documentos............................................................................................................................................................... 4

2.2.-

BaseX ......................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................. .......................................................4

3.- XPATH ......................................................................................................................................................... 7 3.1.-

Sintaxis de la expresiones XPath............................................................................................................................................................................. 8

3.2.-

Acceso a elementos y atributos, y acceso a su contenido textual ....................................................................................................................... 9

3.3.-

Acceso a elementos con rutas simples .................................................................................................................................................................... 9

3.4.-

Elementos Elemen tos del lengua l enguaje je ................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................................................... ..........................................................10

3.4.1.3.4.2.3.4.3.3.4.4.3.4.5.3.4.6.-

Operadores Operador es...................................................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................................10 Funciones Funcion es........................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................10 Acceso a elementos con filtros de valores literales ...................................................................................................................................... 13 Acceso a elementos con filtros de valores recuperados ............................................................................................................................... 13 Acceso a elementos elemen tos mediante m ediante ejes ..................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ........................... 14 XPath 2.0 ......................................................................... ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................... ............................................15

4.- XQUERY .................................................................................................................................................... 15 4.1.-

Lenguaje Lengu aje de expresiones expresi ones ........................................................................................ .......................................................................................................................................................................... ................................................................................................. ............... 15

4.2.-

Tipos Tipo s de datos .............................................................................. .............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................ ............................................ 15

4.3.-

Lectura de archivos archiv os ............................................................................................... ................................................................................................................................................................................. .................................................................................................. ................ 16

4.4.-

Cláusulas Cláu sulas FLWOR ................................................................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................................................. .. 16

4.4.1.4.4.2.4.4.3.-

Ordenar por más de d e un criterio ............................................................................................................ ...................................................................................................................................................................... ..........................................................18 Ordenación Ordenació n ascendent asc endentee o descendente descend ente ................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................18 Comentarios Comentar ios.................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................18

4.5.-

Funciones Funcio nes en XQuery.......................................................................................................................................... XQuery.............................................................................................................................................................................................. ....................................................18

4.6.-

Expresiones XPath y expresiones FLWOR ......................................................................................................................................................... 19

4.7.-

Actual ización de datos da tos .............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................ .............................................. 20

4.7.1.4.7.2.4.7.3.-

Inserción Inserció n.......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................20 Modificación Modifica ción............................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................... .......................................................................21 Eliminación .................................................................... ....................................................................................................................................................... ................................................................................................................................. ..............................................22

Copyleft - José Manuel Rubira Miranda 2018

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5.- BASES DE DATOS RELACIONALES CON XML ..................................................................................... 22 5.1.-

Tablas con campos XML ........................................................................................................................................................................................22

5.2.-

Tablas XML .............................................................................................................................................................................................................24

6.- BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................................... 25


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1.- INTRODUCCIÓN En esta unidad se introducirán las bases de datos XML nativas, que son una alternativa a las relacionales. Se sustituyen las tablas con sus campos por documentos XML con sus elementos y atributos. Para practicar con este tipo de bases de datos, se utilizará el sistema gestor de bases de datos BaseX, y aprenderemos dos lenguajes de consulta de documentos XML: Por un lado se conocerá XPath, un lenguaje sencillo de expresiones que permite acceder a partes de un documento XML. Por otro lado se aprenderá XQuery, otro lenguaje, que hace uso de XPath, y que facilitará la manipulación de documentos XML. Se podrá extraer partes de un documento, generar documentos nuevos a partir de los datos de los originales, etc. 



2.- BASES DE DATOS XML NATIVAS A diferencia de los sistemas gestores de bases de datos relacionales, que organizan la información en tablas con registros o filas y con campos o columnas, las bases de datos nativas XML almacenan documentos XML. Ejemplos de bases de datos nativas XML son BaseX (http://basex.org) y eXist (http://exist-db.org). 2.1.-

B ASES DE DATOS CENTRADAS EN DOCUMENTOS

Todas las bases de datos relacionales están centradas en los Datos, pues lo que ellas almacenan en sus campos son datos simples, más conocidos como datos atómicos. Una base de datos nativa en XML, no posee campos, ni almacena datos atómicos, sino que almacena documentos XML. Por lo tanto, a este tipo de bases de datos se les denomina bases de datos centradas en documentos. Mientras que las base de datos relacionales son adecuadas para almacenar datos, las bases de datos nativas XML son adecuadas para almacenar documentos. A continuación vamos a iniciarnos en el manejo de BaseX, que será el sistema gestor de bases de datos nativas XML que emplearemos en esta unidad. 2.2.-

B ASE X

BaseX es un motor de bases de datos nativo XML, ligero, de alto rendimiento en las operaciones y fácilmente escalable. Incluye, así mismo, procesadores de XPath y XQuery. Con BaseX se puede crear una base de datos que esté constituida por uno o más documentos XML. Ya no son tablas como en los sistemas gestores de bases de datos relacionales, sino documentos XML. Después podremos acceder al contenido de estos documentos con diferentes lenguajes de consulta, como XPath y XQuery.

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Con BaseX podemos visualizar de diferentes formas el documento XML que estamos manejando: En formato texto (resultado) En forma de árbol


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Como un mapa Como carpetas Como una tabla Como un diagrama de dispersión

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En la imagen anterior se pueden observar las secciones más importantes de la interfaz gráfica de BaseX:      

Barra de menús en la parte superior. Barra de herramientas (botones) inmediatamente debajo. Línea de comandos justo debajo de la barra de herramientas. Editor de consultas. Diversas visualizaciones de los datos. Además podemos visualizar información sobre las consultas ejecutadas. En el interfaz gráfico de BaseX se permite ejecutar tres tipos de sentencias:

Opción Comando: Órdenes propias de cualquier sistema gestor. Existen comandos propios de un sistema gestor como CREATE DB, OPEN, CREATE INDEX, CREATE USER, ADD, DELETE, REPLACE ... Opción Buscar: Expresiones XPath, un lenguaje de expresiones que se verá en detalle. Opción XQuery: XQuery es un lenguaje de consultas que también se analizará. 





Se va a utilizar este programa, sencillo en su manejo, como herramienta para introducir dos lenguajes de consulta de documentos XML: XPath y XQuery. Lo necesario para comenzar es saber cómo crear bases de datos XML nativas. Para ello, basta Copyleft - José Manuel Rubira Miranda 2018

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con seleccionar el menú Base de Datos y la opción Nuevo. Aparecerá una ventana donde se solicita seleccionar un archivo XML o un directorio que contenga algún archivo XML. BaseX puede crear bases de datos asociadas a uno o a varios archivos XML. Una vez seleccionado el archivo o directorio y asignado un nombre a la base de datos, se accederá a la interfaz cuyas imágenes se han estado mostrando.

La mayoría de los ejemplos del presente documento se basan en una base de datos llamada BD_Bailes creada a partir del documento BD_Bailes.xml, y en una base de datos llamada formacionProfesional creada a partir del documento formacionProfesional.xml, parte de cuyo contenido se muestra a continuación: BD_Bailes.xml Tango 27 20 1-1-2011 1-12-2011 Roberto García 1 Cha-cha-cha 80 18 1-2-2011 31-7-2011 Miriam Gutiérrez 1 ...


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formacionProfesional.xml Sistemas microinformáticos y redes Informática y comunicaciones 2000 Medio 3 Administración de sistemas informáticos en red Informática y comunicaciones 2000 Superior 5b 120 ... Planificación y Administración de Redes 160 12 1 ... Formación y Orientación Laboral 90 5 1 ...

3.- XPATH XPath forma, junto con XSLT y XSL-FO (ambos se verán en la próxima unidad), una familia de lenguajes llamada XSL, diseñados para acceder, transformar y dar formato de salida a documentos XML. La versión más reciente de XPath es la 2.0, que introduce algunas novedades respecto a la 1.0. Los ejemplos que aquí se verán son compatibles con la 1.0 y se indicará cuando se introduzca alguno específico de la 2.0.


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Ya sabemos que un documento XML tiene una estructura de árbol: un elemento raíz que tiene hijos, que a su vez tienen otros hijos, etc. A su vez, cada elemento puede tener atributos y/o contenido textual. Para recorrer un documento XML y extraer la información contenida en sus elementos se usará XPath. En resumen, XPath es un lenguaje que permite seleccionar nodos de un documento XML y calcular valores a partir de su contenido. XPath es un lenguaje de expresiones que no se usa de manera independiente, sino que suele usarse incrustado en otros lenguajes más potentes, como XQuery o XSLT. 3.1.-

SINTAXIS DE LA EXPRESIONES XP ATH

Una expresión XPath es una cadena de texto que representa un recorrido en el árbol que representa un documento XML. Las expresiones más simples se parecen a las rutas de los archivos en el explorador de Windows o en la shell de GNU/Linux. Evaluar una expresión XPath es buscar si hay nodos en el documento que se ajustan al recorrido definido en la expresión. El resultado de la evaluación son todos los nodos que se ajustan a la expresión. Para poder evaluar una expresión XPath, el documento debe estar bien formado. Los tipos de nodos en XPath se corresponden con el tipo de contenido que podemos encontrar en un documento XML: raíz del documento (/), nodo documento (o elemento raíz o elemento documento), elementos, atributos, texto, comentarios, instrucciones de procesamiento y espacios de nombres. Los tipos de datos básicos son: string, number, boolean y node-set (conjunto de nodos). Las expresiones XPath, al igual que los direccionamientos en un sistema de ficheros, pueden ser absolutas (empiezan por /) o relativas (con respecto a un nodo determinado, llamado nodo de contexto). Veamos algunas características de XPath: Con // especificamos los elementos o atributos que se encuentren en el documento, sin tener en cuenta dentro de qué otro elemento o elementos se encuentran. (En BaseX, si ponemos simplemente el nombre de un elemento, tiene el mismo efecto que incluir // delante del nombre) Ejemplo.- Selecciona todos los elementos sala 

//sala

Con / al principio de una expresión, especificamos que se trata de la raíz del documento Si separamos un elemento de otro o un elemento de un atributo utilizando el carácter /, indicamos que el segundo elemento o el atributo están incluidos dentro del primer elemento. Ejemplo.- Selecciona el atributo id de todos los bailes  

//baile/@id/data()

Si separamos un elemento de otro o un elemento de un atributo utilizando los caracteres //, indicamos que el segundo elemento o el atributo son descendientes del primer elemento. Ejemplo.- Selecciona el atributo cuota descendiente de todos los bailes 

//baile//@cuota/data() Copyleft - José Manuel Rubira Miranda 2018

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Con [ ] podemos especificar una condición a aplicar a un elemento, o la posición de un determinado elemento. Ejemplo.- El primer baile del documento 

/Bailes/baile[1]

Con * hacemos referencia a cualquier elemento Con @* hacemos referencia a cualquier atributo Con . hacemos referencia al nodo actual Con .. hacemos referencia al nodo padre del nodo actual Ejemplo.- Nombre de los bailes con cuota mensual    

/Bailes/baile/precio[@cuota="mensual"]/../nombre/text()

3.2.- ACCESO A ELEMENTOS Y ATRIBUTOS , Y ACCESO A SU CONTENIDO TEXTUAL

Cuando se escribe una ruta en XPath, por ejemplo a un cierto elemento /Bailes/baile/nombre, lo que se devuelve es el conjunto de nodos llamados nombre, descendientes de baile, descendientes de Bailes, descendiente del nodo raíz. Si no existiera esa ubicación, se devolvería el conjunto vacío. Hay analizadores de expresiones que devuelven directamente el contenido textual del nodo o nodos accedidos. Pero ante la duda, y para indicar al analizador que lo que se desea es el contenido textual, se utilizará la función text() a continuación de la expresión de acceso al nodo, de la forma: /Bailes/baile/nombre/text()

Para acceder a un atributo se emplea el símbolo @. Por ejemplo, para acceder a un atributo id de baile, se escribirá /Bailes/baile/@id . Para mostrar de forma explícita el valor de los atributos se usará la función data(), de la forma: /Bailes/baile/@id/data()

En XPath 2.0 se usa la misma función string() para ambos casos, según se muestra a continuación: /Bailes/baile/nombre/string() /Bailes/baile/@id/string()

3.3.- ACCESO A ELEMENTOS CON RUTAS SIMPLES

Son rutas equivalentes a las que indicaríamos en un direccionamiento absoluto en un sistema Linux, es decir, desde la raíz hasta el elemento del cuál queremos extraer la información. La particularidad respecto a los sistemas de ficheros es que un nodo puede tener varios hijos que se llamen igual, mientras que en un sistema de ficheros no puede haber dos directorios hijos de un mismo directorio padre que se llamen igual. Veamos algunos ejemplos con el documento formacionProfesional.xml. Ejemplo.- Todos los elementos hijos del nodo raíz, es decir, el elemento documento: /*

Ejemplo.- Todos los atributos de cualquier elemento del documento XML: //@*/data()


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Ejemplo.- Nombre de ciclos formativos: /fP/ciclos/ciclo/nombre

Ejemplo.- Duración de los módulos profesionales: /fP/modulos/modulo/duracion

Ejemplo.- Elementos que se llamen nombre ubicados en cualquier lugar del documento: //nombre

Ejemplo.- Siglas de los ciclos formativos: /fP/ciclos/ciclo/@siglas/data()

Ejemplo.- Todos los atributos de los módulos: /fP/modulos/modulo/@*/data()

3.4.-

ELEMENTOS DEL LENGUAJE

A partir de aquí hay que recurrir a los elementos de XPath, comunes a cualquier lenguaje de programación, que serán necesarios para generar expresiones más complejas. En particular, los operadores y las funciones. 3.4.1.-

Operadores

Podemos utilizar múltiples operadores para construir las consultas XPath y XQuery. Veamos los más comunes. Operadores Matemáticos: +, -, * , div, mod Ejemplo.- Para cada baile, suma del número de plazas más el número de la sala (no tiene mucho sentido, pero es sólo por probar el operador): 

/Bailes/baile/(plazas+sala)

Operadores de Comparación y booleanos: =, !=, <, >, <=, >=, and, or, not() Ejemplo.- Nombre de los bailes en los que hay más de 15 plazas (empleamos la función number() para tratar el parámetro como un número) 

/Bailes/baile[number(plazas)>15]/nombre/text()

No obstante, la mayoría de los procesadores de XPath y XQuery son capaces de optimizar las consultas y procesar los valores como números aunque no se indique explícitamente. Por ejemplo, la anterior consulta sin emplear number , en BaseX: /Bailes/baile[plazas>15]/nombre/text()

Se optimizaría antes de ser procesada como: Consulta Optimizada: db:open-pre("BD_Bailes",0)/*:Bailes/*:baile[ 15.0 < *:plazas]/*:nombre/text()

Otros operadores: | (operador de unión de resultados) Ejemplo.- Nombre y número de plazas de los bailes que tienen más de 15 plazas: 

/Bailes/baile[number(plazas)>15]/(nombre|plazas)/text()

3.4.2.-

Funciones

Las funciones más utilizadas en XPath son las que se indican a continuación.


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Funciones numéricas

count( ): Cuenta el número de elementos o nodos referenciados por la variable que se le pasa como parámetro. Ejemplo.- ¿Cuántos bailes se realizan en la sala número 1? 

/Bailes/count(baile[sala=1])

avg( ): Calcula el valor medio de los valores referenciados por la variable o expresión que se le pasa. Ejemplo.- Calcula la media de plazas de todos los bailes. 

/Bailes/avg(baile/plazas)

Otras funciones numéricas de interés son: min( ), max( ), sum( ), round(), floor(), ceiling(), number(). Ejemplo.- Calcula la media de plazas de todos los bailes, redondeada. 

/Bailes/round(avg(baile/plazas))

Ejemplo.- Número de horas del módulo de mayor duración /fP/modulos/max(modulo/duracion)

Ejemplo.- Nombre del módulo de mayor duración: /fP/modulos/modulo[duracion = /fP/modulos/max(modulo/duracion)]/nombre/text()

Ejemplo.- Nombre de los módulos de más de 100 horas de duración: /fP/modulos[sum(modulo/duracion)>100]

Ejemplo.- Duración media de los módulos: /fP/modulos/avg(modulo/duracion)

Ejemplo.- Nombre de los módulos cuya duración es superior a la media /fP/modulos/modulo[duracion>avg(../modulo/duracion)]/nombre/text()

O también así: /fP/modulos/modulo[duracion>avg(/fP/modulos/modulo/duracion)]/nombre/text()

Ejemplo.- Nombre de los módulos que se cursan en tres ciclos /fP/modulos/modulo/ciclos[count(ciclo)=3]/../nombre/text()

Funciones de cadena

contains( ): Esta función permite buscar un texto dentro de una cadena de texto Ejemplo.- Nombre de los bailes que contienen una ‘n’ en su nombre 

/Bailes/baile[contains(nombre,"n")]/nombre/text()

Ejemplo.- Nombre de los módulos que contienen ‘istemas’ en su nombre /fP/modulos/modulo[contains(nombre,'istemas')]/nombre/text()

Otras funciones de cadena de interés son: concat( ), substring(), starts-with(), translate(), stringlength(), normalize-space(). Ejemplo.- Cuatro primeros caracteres de los nombres de los ciclos 


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/fP/ciclos/ciclo/substring(nombre,1,4)

Ejemplo.- Muestra el nombre de los ciclos, cambiando la a por 4 y la i por 1 /fP/ciclos/ciclo/translate(nombre,'ai','41')

Ejemplo.- Muestra el nombre de los ciclos cuyas siglas empiezan con D /fP/ciclos/ciclo[starts-with(@siglas,'D')]/nombre

Funciones que devuelven elementos por su posición

position () = n. Elemento que se encuentra en la n-ésima posición Ejemplo.- Todos los datos del segundo ciclo 

/fP/ciclos/ciclo[position()=2]

elemento[n]. Elemento que se encuentra en la n-ésima posición Ejemplo.- Todos los datos del segundo ciclo 

/fP/ciclos/ciclo[2]

last (). El último elemento de un conjunto Ejemplo.- Todos los datos del último módulo: 

/fP/modulos/modulo[last()] 

last () - i. El último elemento - i (Por ejemplo, si i=1, el penúltimo) Funciones que devuelven nodos

name (). Nombre del nodo actual Ejemplo.- Devuelve el nombre del nodo actual, es decir, ciclo. 

/fP/ciclos/ciclo/name()

Ejemplo.- Todos los nodos del árbol cuyo nombre tenga una longitud de cuatro caracteres //*[string-length(name())=4] 

root (). El elemento raíz

node(). Nodos descendientes del actual Ejemplo.- Todos los descendientes del segundo elemento ciclo hijo del elemento ciclos, que a su vez es hijo del elemento raíz 

/fP/ciclos/ciclo[2]/node()

comment (). Comentarios Ejemplo.- Todos los comentarios existentes en el documento: 

//comment()

processing-instruction(). Instrucciones de procesamiento Ejemplo.- Todas las instrucciones de procesamiento existentes en el documento: 

//processing-instruction() Copyleft - José Manuel Rubira Miranda 2018

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3.4.3.-

Acceso a elementos con filtros de valores literales

Se trata de una extensión de las expresiones anteriores mediante la cual se puede seleccionar elementos en función del valor de sus atributos o del propio elemento. En este caso los valores serán literales. Como ya se ha visto en algunos ejemplos previos, se indican las condiciones entre corchetes junto al elemento al cual se aplican. Los valores literales se indican entre comillas. Ejemplo.- Datos del módulo de código 0373: /fP/modulos/modulo[@codigo="0373"]

Ejemplo.- Nombre de los ciclos de grado medio: /fP/ciclos/ciclo[grado="Medio"]/nombre

Ejemplo.- Duración de los módulos impartidos en el ciclo DAW: /fP/modulos/modulo/ciclos/ciclo[@siglas="DAW"]/../../duracion

Ejemplo.- Nombre de los ciclos que tengan un reconocimiento de ECTSs: /fP/ciclos/ciclo/ects/../nombre

O bien: /fP/ciclos/ciclo[ects]/nombre

O también: /fP/ciclos/ciclo[count(ects)>0]/nombre

Ejemplo.- Nombre de los ciclos cuyas siglas son ASIR o SMR: /fP/ciclos/ciclo[@siglas="ASIR" or @siglas="SMR"]/nombre/text()

Ejemplo.- Nombre de los ciclos cuyas siglas se encuentren, en orden alfabético, entre ASIR y SMR /fP/ciclos/ciclo[@siglas>"ASIR" and @siglas<"SMR"]/nombre/text()

Ejemplo.- Datos del segundo módulo de la lista de los cursados en primer curso: /fP/modulos/modulo[curso="1"][2]

Ejemplo.- Datos del tercer ciclo que tenga reconocimiento en ECTSs: /fP/ciclos/ciclo[ects][3]

Ejemplo.- Nombre de los módulos cuya relación (cociente) entre duración y ects sea mayor de 10: /fP/modulos/modulo[(duracion div ects) >= 10]

3.4.4.-

Acceso a elementos con filtros de valores recuperados

Es el mismo caso que el anterior pero con valores recuperados mediante otras expresiones. Ejemplo.- Nombre de los ciclos en los que se cursen módulos de una duración de 80 horas o más. Primero: En los elementos módulo se seleccionan aquellos que tengan una duración de 80 horas o más y se obtienen las siglas de los ciclos en los que se cursan: /fP/modulos/modulo[duracion>=80]/ciclos/ciclo/@siglas Copyleft - José Manuel Rubira Miranda 2018

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Segundo: Se muestran los nombres de los elementos ciclo cuyas siglas sean iguales a las extraídas en el paso primero: /fP/ciclos/ciclo[@siglas=/fP/modulos/modulo[duracion>=80]/ciclos/ciclo/@siglas]/nombre/te xt()

Ejemplo.- Nombres de módulos que tengan una duración mayor que la del módulo "Sistemas operativos monopuesto". Se usa la función number() para obtener el valor numérico de la duración, de lo contrario haría la comparación como cadenas (donde se cumple que "100"< "20"): /fP/modulos/modulo[number(duracion)>=/fP/modulos/modulo[nombre="Sistemas monopuesto"]/number(duracion)]/nombre

3.4.5.-

operativos

Acceso a elementos mediante ejes

En XPath, los ejes son expresiones que permiten acceder a trozos del árbol XML, apoyándose en las relaciones de parentesco o jerarquía entre los nodos. Con los ejes obtenemos un conjunto de nodos relacionados de alguna forma con el nodo actual o nodo de contexto.

    

 





   

Las funciones que podemos utilizar son las siguientes: self::* Devuelve el propio nodo de contexto. Equivalente a . child::* Devuelve los nodos "hijo" del nodo de contexto parent::* Devuelve el nodo padre del nodo contexto. Equivale a .. ancestor::* Devuelve los "antepasados" (padre, abuelo, hasta el nodo raíz) del nodo de contexto ancestor-or-self::* Devuelve los nodos "antepasados" del nodo de contexto, además del propio nodo de contexto descendant::* Devuelve los nodos "descendientes" (hijo, nieto...) del nodo de contexto descendant-or-self::* Devuelve los nodos "descendientes" (hijo, nieto...) del nodo de contexto además del propio nodo de contexto. Equivalente a // following::* Devuelve los nodos que aparezcan después del nodo de contexto en el documento, excluyendo a los nodos descendientes, los atributos y los nodos de espacio de nombres preceding::* Devuelve los nodos que aparezcan antes del nodo de contexto en el documento, excluyendo a los nodos ascendientes, los atributos y los nodos de espacio de nombres preceding-sibling::* Devuelve los "hermanos mayores" del nodo de contexto following-sibling::* Devuelve los "hermanos menores" del nodo de contexto attribute::* Atributos del nodo contexto. Equivale a @* namespace::* Espacio de nombres del nodo de contexto

Ejemplo.- Devuelve los nodos que aparecen en el documento después del segundo elemento ciclo: /fP/ciclos/ciclo[2]/following::*

Ejemplo.- Devuelve los elementos hermanos menores del segundo elemento ciclo: /fP/ciclos/ciclo[2]/following-sibling::*

Ejemplo.- Elementos hermanos menores del segundo módulo: /fP/modulos/modulo[2]/following-sibling::*


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Ejemplo.- Descendientes del elemento raíz que se llamen nombre: /fP/descendant::nombre

O bien /fP//nombre

3.4.6.-

XPath 2.0

La novedad más llamativa es que dispone de los mismos tipos de datos predefinidos que los esquemas XML: xs:string, xs:boolean, xs:date, ... Aparecen así mismo algunas funciones nuevas, como lower-case() o uppercase() para pasar cadenas de texto a minúsculas y mayúsculas respectivamente.

4.- XQUERY XQuery es un lenguaje de consulta que permite extraer y procesar información almacenada en formato XML, habitualmente en bases de datos nativas XML o en tablas y campos de tipo XML en bases de datos relacionales. Se parece al SQL (Standard/Structured Query Language - Lenguaje de Consultas Estándar/Estructurado) en algunas de las cláusulas empleadas (where, order by) comunes a ambos lenguajes. También se asemeja a XPath, con el que comparte modelo de datos y soporta las mismas funciones y operadores. Se podría considerar a XQuery como un superconjunto de XPath, ya que toda expresión XPath es una expresión XQuery válida. XQuery es muy amplio, pero aquí sólo se ofrecerá una visión introductoria. Al igual que se ha hecho con XPath, para su estudio se utilizará el motor de bases de datos nativo BaseX. En este caso, con la base de datos de ejemplo basada en el documento factbook.xml, que se incluye en la instalación de BaseX (ubicado en la ruta etc/factbook.xml), se creará una base de datos de nombre mondial, de manera que se puede hacer referencia al documento XML indistintamente como etc/factbook.xml o como mondial. Además seguiremos utilizando la base de datos BD_Bailes empleada con XPath. Para probar las expresiones XQuery utilizaremos el editor que incorpora BaseX. 4.1.-

LENGUAJE DE EXPRESIONES

En XQuery todo es una expresión que se evalúa a un valor. Por ejemplo, 7+3 es un código válido en XQuery que se evalúa a 10. Otro ejemplo es una expresión condicional que devuelve un texto: if (3 < 4) then "Verdadero" else "Falso"

Al evaluarse devolverá el texto Verdadero. 4.2.-

TIPOS DE DATOS

Los tipos de datos primitivos (predefinidos) o atómicos (no compuestos) son los mismos que los de los esquemas XML. Numéricos: enteros y reales. Booleanos. Cadenas de texto.   


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Fechas, horas y duraciones. Tipos relacionados con XML, como QName. Nodos XML: nodo raíz, elemento, atributo, texto, comentario, instrucción de procesamiento y espacio de nombres. 4.3.-

LECTURA DE ARCHIVOS

Con la función doc( ) se lee el documento XML que se indica como parámetro y devuelve el nodo raíz o los elementos que se indiquen mediante una expresión XPath. En la función doc() se puede especificar un nombre de documento XML o el nombre de una base de datos. Si no incluimos la función doc(), se entiende que la consulta se dirige a la base de datos actualmente abierta. Ejemplo.- Con la ruta XPath //city/name se obtienen una serie de nombres de ciudades (ubicadas en cualquier lugar del árbol XML), que se guardan en la variable $city. De ellas nos quedamos con las que empiecen por Q, se ordenan y se muestran. for $city in doc('mondial')//city/name where starts-with($city,'Q') order by $city return data($city)

En la cláusula return , la función data() devuelve el contenido o valor del elemento, variable o atributo que se le pasa. Si se pasa más de un parámetro, se debe poner todo entre paréntesis. 4.4.-

CLÁUSULAS FLWOR

FLWOR son las siglas de For, Let, Where, Order by y Return (en inglés se lee flower), y son una serie de cláusulas que se usan para construir expresiones XQuery. A continuación se muestra la sintaxis básica de las cláusulas FLWOR: for $nombreVariable in doc(Documento o BBDD XML)/Ruta_Elementos let $nombreOtrasVariables := valorAsignado where condición order by criteriosOrdenación [ascending|descending] return valoresRetornados



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Veamos la utilidad de cada uno de los elementos de una expresión FLWOR: for: Vincula una variable a una expresión escrita en XPath, creando un conjunto de elementos en el que cada elemento se va asociando a la variable. Si no incluimos la expresión doc("nombre"), se entiende que la consulta se dirige a la base de datos abierta. let: Almacena en variables el resultado de evaluar expresiones. Podemos utilizar distintas cláusulas let para definir diferentes variables, o emplear una única cláusula let y definir distintas variables, separándolas por comas.

let $x:=7 let $y:=3 let $x:=7, $y:=3  

where: Filtra los elementos, eliminando todos los valores que no cumplan las condiciones dadas. order by: Ordena los resultados según el criterio dado.


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return: Construye el resultado de la consulta para cada elemento asociado a la variable del for, después de haber sido filtrado por la cláusula where y ordenado por la cláusula order by. Si mezclamos variables con otro tipo de contenidos, para mostrar el contenido de una variable, empleamos { }.

Ejemplo.- Muestra la fecha de comienzo del baile con id = 4. for $bai in doc("BD_Bailes")/Bailes/baile where $bai/@id=4 return $bai/comienzo

Para devolver u obtener más de un valor o resultado empleando la cláusula return, debemos incluir las diferentes expresiones entre paréntesis y separadas por comas. Ejemplo.- Muestra el nombre y el profesor de cada baile. for $bai in doc("BD_Bailes")/Bailes/baile return ($bai/nombre,$bai/profesor)

Si sólo queremos mostrar el contenido: for $bai in doc("BD_Bailes")/Bailes/baile return data(($bai/nombre,$bai/profesor))

O también: for $bai in doc("BD_Bailes")/Bailes/baile return ($bai/nombre/string(),$bai/profesor/string())

Ejemplo.- A partir del documento XML de ejemplo factbook.xml, mostramos los países del continente europeo. for $continente in doc("mondial")/mondial/continent for $pais in doc("mondial")/mondial/country where $continente/@id=$pais/encompassed/@continent and $continente/@name="Europe" return data($pais/@name)   

  

Analicemos este ejemplo: Se declara una variable $continente que contiene todos los elementos /mondial/continent. Se declara una variable $pais que contiene todos los elementos /mondial/country. Se vinculan datos de los elementos en $continente, de los que disponemos de su identificador almacenado en el atributo id, con los elementos en $pais, de los que disponemos del identificador del continente donde se ubican, almacenado en el atributo continent del elemento encompassed. Se hace sólo para los continentes cuyo nombre es Europa. Se devuelve el nombre de los países ubicados en Europa. El resultado es: Albania Andorra Austria Belarus Belgium Bosnia and Herzegovina ...

Ejemplo.- Transformamos atributos en elementos con la función data( ) { for $continentes in doc('mondial')/mondial/continent let $c:=$continentes/@name/data() order by $c return {$c} } Copyleft - José Manuel Rubira Miranda 2018

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4.4.1.-

Ordenar por más de un criterio

Si queremos ordenar el resultado aplicando más de un criterio, separaremos las diferentes expresiones con una coma. Ejemplo.- Muestra el profesor y el nombre de cada baile ordenados por el nombre del profesor y por el del baile. for $bai in doc("BD_Bailes")/Bailes/baile order by $bai/profesor, $bai/nombre return ($bai/profesor, $bai/nombre)

4.4.2.-

Ordenación ascendente o descendente

Por defecto, la ordenación de los elementos retornados es ascendente; si queremos hacerla descendente, es suficiente con añadir el término descending tras la expresión de ordenación. Ejemplo.- Muestra el nombre y el profesor de cada baile ordenados descendentemente por el nombre del baile. for $bai in doc("BD_Bailes")/Bailes/baile order by $bai/nombre descending return ($bai/nombre,$bai/profesor)

4.4.3.-

Comentarios

Para incluir un comentario en una consulta XQuery, debemos acotar el comentario entre las expresiones (: y :). Ejemplo.for $bai in doc("BD_Bailes")/Bailes/baile order by $bai/nombre descending (: Ahora especifico los resultados :) return ($bai/nombre,$bai/profesor)

4.5.-

FUNCIONES EN XQUERY

Contamos prácticamente con las mismas funciones que vimos para XPath. Veamos algunos ejemplos: contains( ): Esta función permite buscar un texto dentro de una cadena de texto Ejemplo.- Muestra los profesores que se llamen Roberto 

for $baile in doc("BD_Bailes")//Bailes/baile where contains($baile/profesor,"Roberto") return $baile/profesor

count( ): Cuenta el número de elementos o nodos referenciados por la variable que se le pasa como parámetro. Ejemplo.- ¿Cuántos bailes se realizan en la sala número 1? 

for $bailes in doc("BD_Bailes")//Bailes return count($bailes/baile[sala = 1])

O también: count(for $baile in doc("BD_Bailes")//Bailes/baile where ($baile/sala=1) return $baile) Copyleft - José Manuel Rubira Miranda 2018

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Ejemplo.- Se devuelve el número de elementos por elemento . La respuesta será una serie de números. for $organizaciones in doc('mondial')/mondial/organization return count($organizaciones/members)

avg( ): Calcula el valor medio de los valores referenciados por la variable o expresión que se le pasa. Ejemplo.- Calcula la media de plazas de todos los bailes. 

for $bailes in doc("BD_Bailes")//Bailes return avg($bailes/baile/plazas)

Otra forma: let $media := avg(doc("BD_Bailes")//baile/plazas) return $media

Ejemplo.- Se devuelve la media de los valores obtenidos en uno de los ejemplos anteriores. avg (for $organizaciones in doc('mondial')/mondial/orga nization return count($organizaciones/members))

La utilización de la cláusula let permite la construcción de consultas más complejas. Ejemplo.- ¿Qué bailes tienen más plazas que la media de plazas de todos los bailes? for $baile in doc("BD_Bailes")//baile let $media := avg(doc("BD_Bailes")//baile/plazas) where $baile/plazas > $media return ($baile/nombre,$baile/plazas)

Se pueden incluso combinar funciones, como en el caso siguiente en el que se redondea a dos decimales el resultado de la media anterior con la función round-half-to-even(): round-half-to-even( avg (for $organizaciones in doc('mondial')/mondial/organization return count($organizaciones/members)),2)

Otras funciones de interés son: min( ), max( ), sum( ), concat( ), replace(), substring(), ... 4.6.-

E XPRESIONES XP ATH Y EXPRESIONES FLWOR

En algunos casos, sobre todo cuando se trata de consultas sencillas, será posible utilizar tanto expresiones XPath como expresiones FLWOR para obtener un resultado correcto. Ejemplo.- Muestra los nombres de los bailes que tengan más de 15 plazas. Expresións XPath: doc("BD_Bailes")/Bailes/baile[plazas > 15]/nombre

Consulta FLWOR: for $bai in doc("BD_Bailes")/Bailes/baile where $bai/plazas > 15 return $bai/nombre


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También podemos utilizar expresiones XPath dentro de expresiones FLWOR. Veamos un ejemplo. Ejemplo.- Muestra los nombres de los profesores que dan clases con cuotas mensuales. Expresiones XPath: for $baile in doc("BD_Bailes")//Bailes/baile where $baile/precio[@cuota="mensual"] return $baile/profesor

Expresiones FLWOR: for $baile in doc("BD_Bailes")//Bailes/baile where $baile/precio/@cuota="mensual" return $baile/profesor

4.7.- ACTUALIZACIÓN DE DATOS

Hasta ahora sólo hemos realizado consultas sobre los datos almacenados en la bases de datos XML. Veamos ahora de forma breve cómo podemos llevar a cabo operaciones de actualización de esos datos, es decir, inserciones, modificaciones y eliminaciones. 4.7.1.-

Inserción

Para insertar contenido utilizaremos la instrucción insert node. Ejemplo.- Queremos añadir los datos de un nuevo baile • Nombre: Foxtrot • Precio: 22 dólares • Pago: mensual • Plazas: 12 • Comienzo: 01/01/2012 • Fin : 31/07/2012 • Profesor: Freddy Astaire • Sala: 3 Ejecutaremos la siguiente orden: insert node Foxtrot 22 12 01/01/2012 31/07/2012 Freddy Astaire 3 before doc("BD_Bailes")/Bailes/baile[1]

Con esta orden hemos insertado un nuevo nodo (un elemento ) en la base de datos BD_Bailes. La ubicación del nuevo nodo está determinada por la cláusula before, con la que especificamos que queremos insertar el nuevo elemento antes del elemento que especificamos a continuación, en este caso, antes del primer elemento , es decir, que el nuevo nodo pasa a ser el primer elemento .


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También podemos utilizar las expresiones after (para insertar un nodo después del nodo referenciado), as first into (para insertar el nodo como el primer hijo del nodo referenciado) y as last into o simplemente into, para insertar el nodo como el último hijo del nodo referenciado). Ejemplo.- Queremos añadir los datos de un nuevo baile como último nodo hijo dentro del elemento . insert node Del caballo 40 18 02/05/2013 30/06/2013 José Manuel 5 as last into doc("BD_Bailes")/Bailes

4.7.2.-

Modificación

Si queremos modificar el contenido de una base de datos XML, podemos optar por modificar un nodo completo (replace node) o modificar el valor de un nodo (replace value of node) Ejemplo.- Queremos cambiar el profesor del baile que aparece en primer lugar por el de "Antonio Niotona". replace value of node doc("BD_Bailes")/Bailes/baile[1]/profesor with "Antonio Niotona"

Ejemplo.- Queremos modificar el número de plazas del baile que aparece en primer lugar, pero en vez de modificar sólo el valor, vamos a modificar el nodo completo. replace node doc("BD_Bailes")/Bailes/baile[1]/plazas with 14

Las operaciones de modificación sólo pueden afectar a un único nodo. Si queremos modificar más de un nodo debemos hacer uso de una expresión FLWOR. Lo normal a la hora de realizar modificaciones y eliminaciones es no hacerlo en función de la posición de los nodos, sino comprobando algún valor que sirva de identificador o clave primaria. En nuestro caso, lo ideal habría sido emplear el atributo id de los bailes: replace value of node doc("BD_Bailes")/Bailes/baile[@id=7]/profesor with "Antonio Niotona"

replace node doc("BD_Bailes")/Bailes/baile[@id=7]/plazas with 14

También podemos emplear expresiones FLWOR para llevar a cabo las modificaciones for $bai in doc('BD_Bailes')/Bailes/baile where contains($bai/profesor/text(),'u') return replace value of node $bai/profesor with "Nombre con letra u"


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4.7.3.-

Eliminación

Para borrar un nodo de una base de datos XML empleamos la instrucción delete. Ejemplo.- Queremos eliminar el nodo baile con id igual a 7. delete node doc("BD_Bailes")//Bailes/baile[@id=7]

5.- BASES DE DATOS RELACIONALES CON XML Algunos sistemas gestores de bases de datos relacionales como MySQL dan la posibilidad de exportar datos de tablas en formato XML. Por ejemplo: mysqldump -u root -p --xml nombre_bbdd > copia.xml mysqldump -u root -p --xml nombre_bbdd nombre_tabla > copia.xml

Otros, como ORACLE, permiten almacenar XML "de alguna manera" dentro de las tablas relacionales. A continuación mostraremos las capacidades del SGBD ORACLE para tratar con documentos XML. Si bien los sistemas gestores de bases de datos de Oracle son aplicaciones con licencia propietaria, se pueden descargar gratuitamente del sitio de Oracle siempre que el fin de su uso no sea lucrativo. Podemos utilizar por ejemplo la versión 11 g Release 2, que encontraremos en el sitio de Oracle (http://www.oracle.com/technetwork/products/express-edition/downloads/index.htrnl), donde tendremos que crear una cuenta gratuita para poder descargarla. Haciendo una instalación sin personalizar, a base de aceptar las opciones por defecto, podremos tener disponible el sistema gestor. Sólo se nos pedirá una única contraseña para los usuarios administradores por defecto, SYS y SYSTEM. Una vez instalado, utilizaremos SQL Developer (o el "espartano" SQL*Plus, un cliente de línea de comandos), para ejecutar las sentencias de ejemplo. La conexión se realizará con el usuario SYSTEM. Aunque el emplear un usuario con privilegios de administración va contra la ortodoxia en el manejo de sistemas gestores de bases de datos, para un caso simplificado como éste nos valdrá. No obstante, podemos crearnos un usuario específico ejecutando las siguientes instrucciones: CREATE USER LMSGI IDENTIFIED BY lmsgi; GRANT CONNECT, RESOURCE TO LMSGI; CONN LMSGI/lmsgi;

En Oracle podremos disponer de tablas con campos de tipo XML, o bien de tablas en las que cada fila es, directamente, un documento XML. En ambos casos, se les puede asociar un esquema XML que valide el documento XML. 5.1.-

T ABLAS CON CAMPOS XML

La instrucción de creación de una tabla Contratos con un campo de tipo XML (XMLTYPE) llamado contenido, será: CREATE TABLE Contratos ( idContrato NUMBER, fecha DATE, contenido XMLTYPE ); Copyleft - José Manuel Rubira Miranda 2018

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Para insertar un registro que contenga datos relacionales, así como un valor para el campo XML contenido, ejecutaremos: INSERT INTO Contratos VALUES (100, TO_DATE('01/01/1990'), XMLType(' 2015-01-01 Dublín ')) ;

Una consulta para mostrar el contenido del campo XML podría ser: SELECT C.contenido contratoXML FROM Contratos C;

(Atención: el cliente SQL*PLUS tiene un bug al visualizar los contenidos XML. Sí funciona correctamente con SQL*Developer, en cambio.) La siguiente consulta devolvería el lugar del contrato extraído directamente del campo XML. Para ello, se utiliza la función extract() sobre el citado campo. Adicionalmente, se usa la función getStringVal() para tratar la información extraída como una cadena de texto. Si fuera de tipo numérico se usaría en su lugar getNumVal(): SELECT C.contenido.extract('/contrato/lugar/text()').getStringVal() FROM Contratos C;

Otra función equivalente a extract() es extractValue(), que permite extraer un dato de un campo XML sin tener que preocuparse de qué tipo es. La sintaxis cambia con respecto a extract(), ya que recibe dos parámetros, el campo de tipo XML y la expresión XPath que indicará qué información se extrae: SELECT extractValue(C.contenido,'/contrato/fecha') Fecha FROM Contratos C; extract()--> Devuelve el nodo extractValue() --> Devuelve el valor/contenido del nodo

Se podría realizar otra consulta con la función existsNode(), que verifica si existe un cierto elemento en el campo XML. Devuelve 1 si existe y 0 si no. Ejemplo.- Mostrar el valor del campo contenido (de tipo XML) de la tabla Contratos, para aquel contrato con identificador igual a 100 y que contenga un elemento lugar, descendiente de /contrato. SELECT C.contenido contratoXML FROM Contratos C WHERE C.contenido.existsNode('/contrato[@id = "100"]/lugar')=1;

También se pueden ejecutar consultas XQuery sobre campos de tipo XML. Para ello se utiliza la función XMLQuery(), que recibirá como parámetros la consulta XQuery, además del nombre del campo XML. Ejemplo.- Mostrar el identificador del contrato (campo relacional) y el lugar del contrato (extraído del campo XML). SELECT idcontrato, XMLQuery ( 'for $c in /contrato order by $c/lugar Copyleft - José Manuel Rubira Miranda 2018

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return $c/lugar' passing by value C.contenido RETURNING CONTENT) DatosXMLRecuperados FROM Contratos C;

Es interesante también la función XMLTable(), que mapea el resultado de una expresión XQuery, realizada en el FROM de la consulta SELECT, con una tabla relacional virtual (semejante a una vista) cuyos campos, de tipos de datos propios del sistema gestor con el que se trabaja, pueden ser referenciados. XMLTable() --> Convierte el resultado de una consulta XQuery en una tabla "virtual".

Ejemplo.- A partir de una expresión XQuery sobre un campo XML, se construye una tabla virtual C2 con dos campos, Lugar (del tipo VARCHAR2) y Fecha (del tipo DATE), que pueden ser referenciados. SELECT C1.idContrato, C2."Lugar", C2."Fecha" FROM Contratos C1, XMLTABLE('/contrato' PASSING C1.contenido COLUMNS "Lugar" varchar2(10) PATH '/contrato/lugar', "Fecha" DATE PATH '/contrato/fecha') C2 ;

Para las modificaciones y eliminaciones se emplearán las instrucciones SQL update y delete. UPDATE Contratos SET contenido = XMLType(' 2015-09-21 Beniaján ') WHERE idContrato = 100; DELETE FROM Contratos C WHERE C.contenido.extract('/ contrato/lugar/text()'). getStringVal() =

5.2.-

'Beniaján';

T ABLAS XML

La creación de la tabla sería: CREATE

TABLE

ContratosXML

OF

XMLTYPE;

La inserción de un registro sería: INSERT INTO ContratosXML VALUES (' 2015-01-01 Dublín ');

La consulta de selección del contenido de la tabla: SELECT

*

FROM

ContratosXML;

Una forma adicional de consultar la tabla XML es haciendo alusión a la meta-columna object_value, que muestra el contenido del documento XML almacenado en cada registro: SELECT

object_value

FROM


ContratosXML; 24

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Para modificar el contenido de un documento almacenado en una tabla XML, se usará la función updateXML(), dentro de un proceso de modificación (UPDATE) de registros. Ejemplo.- Se quiere modificar el valor del nodo /contrato/lugar de aquel contrato cuyo identificador valga 100, pasando a valer Múnich. UPDATE ContratosXML C SET OBJECT_VALUE = updateXML(OBJECT_VAL UE,'/contrato/lugar/text ()','Múnich') WHERE existsNode(OBJECT_VALUE,'/contrato[@id="100"]')=1;

Con la función deleteXML() se pueden eliminar elementos de un documento XML. En sí mismo, se trata de un proceso de modificación (UPDATE) de un registro de la tabla XML. Ejemplo.- Se quiere eliminar el elemento /contrato/fecha de aquel contrato cuyo lugar de celebración sea Múnich. UPDATE ContratosXML C SET OBJECT_VALUE = deleteXML(OBJECT_VALUE, '/contrato/fecha') WHERE existsNode(OBJECT_VALUE, '/contrato[lugar="Múnich"] ')=1;

6.- BIBLIOGRAFÍA 

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



Documentación oficial de BaseX http://docs.basex.org/wiki/Main_Page “Lenguajes de marcas y sistemas de gestión de información” J. M. Castro Ramos, J. R. Rodríguez Sánchez EDITORIAL Garceta, 2012 “ORACLE Help Center” http://docs.oracle.com/cd/B28359_01/appdev.111/b28369/xdb04cre.htm

"DISEÑO WEB. GUÍA DE REFERENCIA" NIEDERST ROBBINS, JENNIFER EDITORIAL ANAYA MULTIMEDIA, 2006


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