Schemasprachen

SchemaSprachen sind formale Sprachen, mit denen die Struktur, Inhalte und Einschränkungen von Daten in einem bestimmten Format beschrieben werden. Sie ermöglichen die automatische Validierung, Interoperabilität und Dokumentation, indem sie festlegen, welche Elemente oder Felder, welche Datentypen, Kardinalitäten und Beziehungen erlaubt sind. Oft unterstützen sie Module, Namespaces und Versionierung, um Wiederverwendung und klare Struktur zu ermöglichen.

In der Praxis finden sich SchemaSprachen in unterschiedlichen Domänen. Für XML existieren XML Schema (XSD), RELAX NG und DTDs, die Elemente, Attribute, Typen und Validierungsregeln definieren. Die Validatoren prüfen, ob XML-Dokumente den Vorgaben entsprechen. JSON-Schema gehört zur JSON-Welt und definiert Formen von JSON-Dokumenten, inklusive erforderlicher Eigenschaften, Typen, Enumerationen und anderer Constraints; es unterstützt Validierung, Generierung und Dokumentation in JavaScript-Ökosystemen. Im RDF-Umfeld regeln SHACL (Shapes Constraint Language) und ShEx (Shape Expressions) die Validität von Graphdaten und RDF-Tripeln.

Für relationale Datenbanken spielen auch Schemaaspekte eine Rolle, oft über SQL-DDL, das Tabellen, Spalten, Datentypen, Schlüssel und Integritätsbedingungen beschreibt. Manche Umgebungen ergänzen DDL durch weitere Schema- oder Migrationssprachen.

Zentrale Konzepte über alle SchemaSprachen hinweg sind Typensysteme, Kardinalität (minOccurs/maxOccurs), Referenzen und Vererbung, Namespaces und modulare Aufbau durch Imports oder Includes. Validation ist ein zentraler Nutzen: Sie hilft, Inkonsistenzen früh zu erkennen, Qualität sicherzustellen und die Datenübernahme zwischen Systemen zu erleichtern.

Historisch entstanden SchemaSprachen aus dem Bedarf, Datenformate zu standardisieren und Systeme besser zu verknüpfen. Ihre Verbreitung variiert je nach Domäne: XML-zentrierte Bereiche bevorzugen XSD oder RELAX NG, JSON-zentrierte Bereiche nutzen JSON Schema, während der semantische Web SHACL oder ShEx verwendet.