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INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Une représentation

en graphe pour
l'enseignement de XML
E. Desmontils!


Université de Nantes

emmanuel.desmontils@univ-nantes.fr
1. Contexte & objectifs!
2. L'existant

3. Le modèle!
4. Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Contexte & Objectifs
❖ Enseignements sur XML depuis de nombreuses années!
❖ Master Info (ATAL, ALMA), MIAGE, Bio-info, CCI!
❖ Approche pédagogique!
❖ Schémas XML (DTD, XSD, Relax NG)!
❖ XPath, XQuery!
❖ XSLT, SAX, DOM!
❖ Nécessité d'une représentation graphique des structures
hiérarchiques XML.
2
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Contexte & Objectifs
❖ Contraintes "techniques"!
❖ Sujets de TD, TP,
examen... 

en noir et blanc!
❖ Vidéo-projecteur !
❖ rythme soutenu,
nécessite de pouvoir
prendre connaissance
rapidement d'un
exemple!
❖ parfois un peu
"fatigué"!
❖ Utilisation papier-crayon
3
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Contexte & Objectifs
❖ Contraintes "techniques"!
❖ Sujets de TD, TP,
examen... 

en noir et blanc!
❖ Vidéo-projecteur !
❖ rythme soutenu,
nécessite de pouvoir
prendre connaissance
rapidement d'un
exemple!
❖ parfois un peu
"fatigué"!
❖ Utilisation papier-crayon
3
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Contexte & Objectifs
❖ Contraintes "techniques"!
❖ Sujets de TD, TP,
examen... 

en noir et blanc!
❖ Vidéo-projecteur !
❖ rythme soutenu,
nécessite de pouvoir
prendre connaissance
rapidement d'un
exemple!
❖ parfois un peu
"fatigué"!
❖ Utilisation papier-crayon
3
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Modélisations graphiques existantes
❖ UML, Merise…
4
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
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Oxygen XML editor
5
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Modélisations graphiques existantes
❖
6
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Modélisations graphiques existantes
❖
6
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Modélisations graphiques existantes
❖
6
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Motivations graphiques
❖ Recherche d'une représentation graphique pour donner "l'idée" de
l'arbre résultant!
❖ Utilisation des "Crow's Foot Diagrams" (CFD)!
❖ (Everest, 76) !
!
!
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❖ Complexité graphique!
❖ Couleur, Noir & Blanc!
❖ (Bertin, 83) (Moody, 09)
noetu
nom
prénom
login
mdp
Étudiant
noetu
codemat
nnoteex
notecc
Note
codemat
titre
responsable
diplôme
Matière
7
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Représentation des éléments XML
❖ Forme graphique : !
❖ élément : rectangle vert!
❖ contenu textuel : "listing" blanc!
❖ Exemples :!
❖ <!ELEMENT like EMPTY>!
❖ <!ELEMENT like (#PCDATA)>
8
like
mot-clé
txt
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Représentation des attributs XML
❖ Forme graphique :!
❖ conteneur : rectangle arrondi jaune!
❖ Codage textuel pour le statut des attributs
client
pseudo
nom-cl
prénom-cl
like
#client
{stars}/'0'
9
forme DTD
1 nom-cl nom-cl CDATA #REQUIRED
2 %date-modif date-modif CDATA #IMPLIED
3 pseudo pseudo ID #REQUIRED
4 #client client IDREF #REQUIRED
5 #(clients) clients IDREFS #REQUIRED
6 {stars} stars (0|1|2|3|4|5)
#REQUIRED7 stars/'0' stars CDATA '0'
… … …
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Une extension : liens ID/IDREF
❖ Forme graphique :!
❖ IDREF : flèche pointillée
bleue claire vers l'attribut ID
correspondant!
❖ IDREFS : flèche pointillée
bleue avec départ CFD!
❖ Attention : 

absent des langages de schéma
client
pseudo
nom-cl
prénom-cl
like
#client
{stars}/'0'
txt
acteur
pseudo
nom-a
prénom-a
film
titre-f
#(acteurs)
10
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Composition d'éléments XML
❖ Répétition d'éléments !
❖ Inspiration directe des
CFD utilisés en
modélisation de schémas
relationnels!
❖ Utilisation asymétrique
11
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
A1
B1
A2
B2
A3
B3
A4
B4
<!ELEMENT A1 (B1)>
<!ELEMENT A2 (B2?)>
<!ELEMENT A3 (B3*)>
<!ELEMENT A4 (B4+)>
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Composition d'éléments XML
❖ Structuration hiérarchique!
❖ Forme graphique :!
❖ séquence : point!
❖ alternative : fourche!
❖ importance de la topographie!
❖ variables planaires (Bertin, 83) !
❖ ↓ : descendance!
❖ → : ordre de la fratrie (séquence)

& attributs
A
B1 B2 B3 B4
<!ELEMENT A (B1, B2, B3, B4)>
A
B1 B2 B3 B4
<!ELEMENT A (B1 | B2 | B3 | B4)>
12
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Composition d'éléments XML
❖ Structuration hiérarchique!
❖ Forme graphique :!
❖ séquence : point!
❖ alternative : fourche!
❖ importance de la topographie!
❖ variables planaires (Bertin, 83) !
❖ ↓ : descendance!
❖ → : ordre de la fratrie (séquence)

& attributs
A
B1 B2 B3 B4
<!ELEMENT A (B1, B2, B3, B4)>
A
B1 B2 B3 B4
<!ELEMENT A (B1 | B2 | B3 | B4)>
12
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Groupe et sous-groupe
❖ Forme graphique :!
❖ pentagone beige!
❖ Exemple : !
❖ <!ELEMENT artiste (joue|réalise|compose)+>
joue
#dans
rôle
réalise#le-film compose #la-bo-de
artiste
13
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Modélisation hiérarchique
❖ Objectif : limitation de la complexité
graphique !
❖ utilisation de schémas connus!
❖ limitation du nombre d’éléments du
graphe (référence à un autre graphe)!
❖ Forme graphique :!
❖ nuage blanc
biographie
<body>
XHTML
liste-
films
film+
14
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Bilan
❖ Mise en œuvre depuis plusieurs années, 

avec amélioration continue...!
❖ Pas complet au regard des schémas!
❖ Mon impression :!
❖ Utile pour la compréhension 

des schémas!
❖ Pratique pour XPath et 

les API de développement !
❖ Encore un peu lourd graphiquement
15
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Évaluation graphique
❖ Clarté sémiotique : relation entre l'objet graphique et le concept!
❖ Idéal → bijection!
❖ Discrimination perceptive : discrimination visuelle entre deux
objets graphiques!
❖ Dépend de variables graphiques!
❖ Transparence sémantique : compréhension par les experts,
mais aussi les autres!
❖ L'aspect suggère le concept!
❖ Gestion de la complexité : charge visuelle, superpositions, etc.
16
(Moody, 09)
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Évaluation graphique
❖ Intégration cognitive : navigation sur plusieurs
diagrammes!
❖ Expressivité visuelle : multiplication des variables
visuelles!
❖ Double codage : texte + variables visuelles!
❖ Économie graphique : pas trop de symboles
graphiques!
❖ Adaptation cognitive : adaptation au(x) support(s)
17
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
(Moody, 09)
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Bilan : mini-sondage
❖ Année 2013-2014!
❖ 52 étudiants, 35 répondants!
❖ M1 MIAGE (Cl., Al.), M1 ATAL, M2 CCI!
❖ Utilité (0 à 4) : !
❖ 77% à 3 et 4!
❖ moyenne : 3,02!
❖ Complexité!
❖ 68% facile, très facile!
❖ 60% ATAL, !
❖ 54% MIAGE Cl.!
❖ 85% MIAGE Al., !
❖ 67% CCI
18
Utilité
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 1 2 3 4
11,4 %
57,1 %
31,4 %
Très complexe
Complexe
Facile
Très facile
Utilisé en CM,
TD, TP, CC
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Perspectives
❖ Vers une modélisation orientée XML ?!
❖ G4LX → Schéma XML et réciproquement !
❖ Modèle Conceptuel → G4LX !
❖ IDM
19
1. Analyse
2. modèle conceptuel
(MCD Merise - Classes UML)
3. modèle logique
(MLD - graphes)
4. modèle physique
(Schéma XML)
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!ENTITY % xhtml SYSTEM
"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd" >
%xhtml;
<!ELEMENT AMV (liste-types-client, liste-films, liste-artistes) >
<!-- Gestion des clients -->
<!ELEMENT liste-types-client (type-client)+ >
<!ELEMENT type-client (client*) >
<!ATTLIST type-client désignation CDATA #REQUIRED >
<!ELEMENT client (liste-amis, liste-fans, liste-mots-clés?)>
<!ATTLIST client
pseudo ID #REQUIRED
nom-cl CDATA #REQUIRED
prénom-cl CDATA #REQUIRED
adresse CDATA #REQUIRED
date-naissance-cl CDATA #REQUIRED
date-inscription CDATA #REQUIRED >
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
Perspectives
❖ Faut-il étendre le modèle ?!
❖ Types XSD !
❖ Types DTD (NMTOKEN, NOTATION)!
!
❖ Mesures de graphes pour l'aide à la
pédagogie !
❖ (Moody, 09) (Le Pallec et al., 13)!
❖ Et en 3D ?
station-
référence
station-
observation
type-
station
altitude
nom
txt
20
Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014
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 emmanuel.desmontils@univ-nantes.fr 1. Contexte & objectifs! 2. L'existant
 3. Le modèle! 4. Bilan
  • 2. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Contexte & Objectifs ❖ Enseignements sur XML depuis de nombreuses années! ❖ Master Info (ATAL, ALMA), MIAGE, Bio-info, CCI! ❖ Approche pédagogique! ❖ Schémas XML (DTD, XSD, Relax NG)! ❖ XPath, XQuery! ❖ XSLT, SAX, DOM! ❖ Nécessité d'une représentation graphique des structures hiérarchiques XML. 2 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 3. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Contexte & Objectifs ❖ Contraintes "techniques"! ❖ Sujets de TD, TP, examen... 
 en noir et blanc! ❖ Vidéo-projecteur ! ❖ rythme soutenu, nécessite de pouvoir prendre connaissance rapidement d'un exemple! ❖ parfois un peu "fatigué"! ❖ Utilisation papier-crayon 3 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 4. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Contexte & Objectifs ❖ Contraintes "techniques"! ❖ Sujets de TD, TP, examen... 
 en noir et blanc! ❖ Vidéo-projecteur ! ❖ rythme soutenu, nécessite de pouvoir prendre connaissance rapidement d'un exemple! ❖ parfois un peu "fatigué"! ❖ Utilisation papier-crayon 3 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 5. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Contexte & Objectifs ❖ Contraintes "techniques"! ❖ Sujets de TD, TP, examen... 
 en noir et blanc! ❖ Vidéo-projecteur ! ❖ rythme soutenu, nécessite de pouvoir prendre connaissance rapidement d'un exemple! ❖ parfois un peu "fatigué"! ❖ Utilisation papier-crayon 3 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 6. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Modélisations graphiques existantes ❖ UML, Merise… 4 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 7. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Modélisations graphiques existantes ❖ Les « feature models »! ❖ (Kang et al., 90) (Schonnens et al., 06)! ! ❖ Dédiées à XML! ❖ Forêt d'arbres! ❖ Fortement liées 
 au schéma XSD Oxygen XML editor 5 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 8. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Modélisations graphiques existantes ❖ 6
  • 9. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Modélisations graphiques existantes ❖ 6
  • 10. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Modélisations graphiques existantes ❖ 6
  • 11. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Motivations graphiques ❖ Recherche d'une représentation graphique pour donner "l'idée" de l'arbre résultant! ❖ Utilisation des "Crow's Foot Diagrams" (CFD)! ❖ (Everest, 76) ! ! ! ❖ Évaluations visuelles favorables! ❖ Complexité graphique! ❖ Couleur, Noir & Blanc! ❖ (Bertin, 83) (Moody, 09) noetu nom prénom login mdp Étudiant noetu codemat nnoteex notecc Note codemat titre responsable diplôme Matière 7 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 12. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Représentation des éléments XML ❖ Forme graphique : ! ❖ élément : rectangle vert! ❖ contenu textuel : "listing" blanc! ❖ Exemples :! ❖ <!ELEMENT like EMPTY>! ❖ <!ELEMENT like (#PCDATA)> 8 like mot-clé txt Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 13. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Représentation des attributs XML ❖ Forme graphique :! ❖ conteneur : rectangle arrondi jaune! ❖ Codage textuel pour le statut des attributs client pseudo nom-cl prénom-cl like #client {stars}/'0' 9 forme DTD 1 nom-cl nom-cl CDATA #REQUIRED 2 %date-modif date-modif CDATA #IMPLIED 3 pseudo pseudo ID #REQUIRED 4 #client client IDREF #REQUIRED 5 #(clients) clients IDREFS #REQUIRED 6 {stars} stars (0|1|2|3|4|5) #REQUIRED7 stars/'0' stars CDATA '0' … … … Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 14. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Une extension : liens ID/IDREF ❖ Forme graphique :! ❖ IDREF : flèche pointillée bleue claire vers l'attribut ID correspondant! ❖ IDREFS : flèche pointillée bleue avec départ CFD! ❖ Attention : 
 absent des langages de schéma client pseudo nom-cl prénom-cl like #client {stars}/'0' txt acteur pseudo nom-a prénom-a film titre-f #(acteurs) 10 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 15. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Composition d'éléments XML ❖ Répétition d'éléments ! ❖ Inspiration directe des CFD utilisés en modélisation de schémas relationnels! ❖ Utilisation asymétrique 11 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan A1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 B4 <!ELEMENT A1 (B1)> <!ELEMENT A2 (B2?)> <!ELEMENT A3 (B3*)> <!ELEMENT A4 (B4+)>
  • 16. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Composition d'éléments XML ❖ Structuration hiérarchique! ❖ Forme graphique :! ❖ séquence : point! ❖ alternative : fourche! ❖ importance de la topographie! ❖ variables planaires (Bertin, 83) ! ❖ ↓ : descendance! ❖ → : ordre de la fratrie (séquence)
 & attributs A B1 B2 B3 B4 <!ELEMENT A (B1, B2, B3, B4)> A B1 B2 B3 B4 <!ELEMENT A (B1 | B2 | B3 | B4)> 12 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 17. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Composition d'éléments XML ❖ Structuration hiérarchique! ❖ Forme graphique :! ❖ séquence : point! ❖ alternative : fourche! ❖ importance de la topographie! ❖ variables planaires (Bertin, 83) ! ❖ ↓ : descendance! ❖ → : ordre de la fratrie (séquence)
 & attributs A B1 B2 B3 B4 <!ELEMENT A (B1, B2, B3, B4)> A B1 B2 B3 B4 <!ELEMENT A (B1 | B2 | B3 | B4)> 12 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 18. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Groupe et sous-groupe ❖ Forme graphique :! ❖ pentagone beige! ❖ Exemple : ! ❖ <!ELEMENT artiste (joue|réalise|compose)+> joue #dans rôle réalise#le-film compose #la-bo-de artiste 13 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 19. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Modélisation hiérarchique ❖ Objectif : limitation de la complexité graphique ! ❖ utilisation de schémas connus! ❖ limitation du nombre d’éléments du graphe (référence à un autre graphe)! ❖ Forme graphique :! ❖ nuage blanc biographie <body> XHTML liste- films film+ 14 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 20. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Bilan ❖ Mise en œuvre depuis plusieurs années, 
 avec amélioration continue...! ❖ Pas complet au regard des schémas! ❖ Mon impression :! ❖ Utile pour la compréhension 
 des schémas! ❖ Pratique pour XPath et 
 les API de développement ! ❖ Encore un peu lourd graphiquement 15 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 21. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Évaluation graphique ❖ Clarté sémiotique : relation entre l'objet graphique et le concept! ❖ Idéal → bijection! ❖ Discrimination perceptive : discrimination visuelle entre deux objets graphiques! ❖ Dépend de variables graphiques! ❖ Transparence sémantique : compréhension par les experts, mais aussi les autres! ❖ L'aspect suggère le concept! ❖ Gestion de la complexité : charge visuelle, superpositions, etc. 16 (Moody, 09) Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 22. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Évaluation graphique ❖ Intégration cognitive : navigation sur plusieurs diagrammes! ❖ Expressivité visuelle : multiplication des variables visuelles! ❖ Double codage : texte + variables visuelles! ❖ Économie graphique : pas trop de symboles graphiques! ❖ Adaptation cognitive : adaptation au(x) support(s) 17 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan (Moody, 09)
  • 23. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Bilan : mini-sondage ❖ Année 2013-2014! ❖ 52 étudiants, 35 répondants! ❖ M1 MIAGE (Cl., Al.), M1 ATAL, M2 CCI! ❖ Utilité (0 à 4) : ! ❖ 77% à 3 et 4! ❖ moyenne : 3,02! ❖ Complexité! ❖ 68% facile, très facile! ❖ 60% ATAL, ! ❖ 54% MIAGE Cl.! ❖ 85% MIAGE Al., ! ❖ 67% CCI 18 Utilité 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 1 2 3 4 11,4 % 57,1 % 31,4 % Très complexe Complexe Facile Très facile Utilisé en CM, TD, TP, CC Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 24. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Perspectives ❖ Vers une modélisation orientée XML ?! ❖ G4LX → Schéma XML et réciproquement ! ❖ Modèle Conceptuel → G4LX ! ❖ IDM 19 1. Analyse 2. modèle conceptuel (MCD Merise - Classes UML) 3. modèle logique (MLD - graphes) 4. modèle physique (Schéma XML) <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!ENTITY % xhtml SYSTEM "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd" > %xhtml; <!ELEMENT AMV (liste-types-client, liste-films, liste-artistes) > <!-- Gestion des clients --> <!ELEMENT liste-types-client (type-client)+ > <!ELEMENT type-client (client*) > <!ATTLIST type-client désignation CDATA #REQUIRED > <!ELEMENT client (liste-amis, liste-fans, liste-mots-clés?)> <!ATTLIST client pseudo ID #REQUIRED nom-cl CDATA #REQUIRED prénom-cl CDATA #REQUIRED adresse CDATA #REQUIRED date-naissance-cl CDATA #REQUIRED date-inscription CDATA #REQUIRED > Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 25. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Perspectives ❖ Faut-il étendre le modèle ?! ❖ Types XSD ! ❖ Types DTD (NMTOKEN, NOTATION)! ! ❖ Mesures de graphes pour l'aide à la pédagogie ! ❖ (Moody, 09) (Le Pallec et al., 13)! ❖ Et en 3D ? station- référence station- observation type- station altitude nom txt 20 Contexte & objectifs - L'existant - Le modèle - Bilan
  • 26. INFORSID, Lyon, 20-23 mai 2014 Merci pour votre attention. Avez vous des questions ? 21