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Mithilfe von Verarbeitungsanweisungen (Processing Instructions, PIs) werden Informationen in einem XML-Dokument bereitgestellt, die der XML Parser an die aufrufende Anwendung weiterleitet. Die Hauptaufgabe von PIs besteht darin, einer Anwendung mitzuteilen, wie die in einem XML-Dokument enthaltenen Daten verarbeitet werden sollen. PIs müssen mit einem Bezeichner beginnen, der als Ziel bezeichnet wird. Dieser Bezeichner folgt ähnlichen Regeln wie die Bezeichner für Element (XML-Element: Eine XML-Struktur, die aus einem Starttag, einem Endtag und den Informationen zwischen den Tags besteht. Elemente können Attribute besitzen und andere Elemente enthalten.)- und Attribut (XML-Attribut: Ein XML-Strukturkonstrukt. Ein Name/Wert-Paar, das durch ein Gleichheitszeichen getrennt und in einem mit Tags versehenen Element enthalten ist, das Features eines Elements ändert. Alle Attributwerte sind Textzeichenfolgen und müssen in Anführungszeichen stehen.)namen. Bei Zielen wird die Groß-/Kleinschreibung beachtet, und sie müssen mit einem Buchstaben oder Unterstrich beginnen. Dahinter können Buchstaben, Zahlen, Bindestriche, Unterstriche, Punkte und Doppelpunkte folgen. Hinter dem Ziel können beliebige gültige XML-Textzeichen eingefügt werden. Es folgt ein Beispiel für eine Verarbeitungsanweisung, mit deren Hilfe angegeben wird, dass das XML-Dokument mithilfe eines XSL-Stylesheets angezeigt werden soll:

<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="MyStylesheet.xsl"?>

PIs können an einer beliebigen Stelle außerhalb von anderem Markup in ein XML-Dokument eingefügt werden. Sie können im Prolog, hinter dem Stammelement oder innerhalb des Wertes eines Elements eingefügt werden. In der Regel befinden sich PIs im Prolog eines XML-Dokuments.