Лекция 22. Объектно-ориентированные СУБД

Привет, мой друг, тебе интересно узнать все про объектно-ориентированные субд, тогда с вдохновением прочти до конца. Для того чтобы лучше понимать что такое объектно-ориентированные субд, ообд , настоятельно рекомендую прочитать все из категории IBM System R — реляционная СУБД.

Объектно-ориентированная база данных ( ообд ) — база данных, в которой данные моделируются в виде объектов , их атрибутов, методов и классов

Направление объектно-ориентированных баз данных (ООБД) возникло сравнительно давно. Публикации появлялись уже в середине 1980-х. Однако наиболее активно это направление развивается в последние годы. С каждым годом увеличивается число публикаций и реализованных коммерческих и экспериментальных систем.

Возникновение направления ООБД определяется прежде всего потребностями практики: необходимостью разработки сложных информационных прикладных систем, для которых технология предшествующих систем БД не была вполне удовлетворительной.

Конечно, ООБД возникли не на пустом месте. Соответствующий базис обеспечивают как предыдущие работы в области БД, так и давно развивающиеся направления языков программирования с абстрактными типами данных и объектно-ориентированных языков программирования.

Что касается связи с предыдущими работами в области БД, то на наш взгляд наиболее сильное влияние на работы в области ООБД оказывают проработки реляционных СУБД и следующее хронологически за ними семейство БД, в которых поддерживается управление сложными объектами. Кроме того, исключительное влияние на идеи и концепции ООБД и, как кажется, всего объектно-ориентированного подхода оказал подход к семантическому моделированию данных. Достаточное влияние оказывают также развивающиеся параллельно с ООБД направления дедуктивных и активных БД.

Среди языков и систем программирования наибольшее первичное влияние на ООБД оказал Smalltalk. Этот язык сам по себе не является полностью пионерским, хотя в нем была введена новая терминология, являющаяся теперь наиболее распространенной в объектно-ориентированном программировании. На самом деле, Smalltalk основан на ряде ранее выдвинутых концепций.

Большое число опубликованных работ не означает, что все проблемы ООБД полностью решены. Как отмечается в Манифесте группы ведущих ученых, занимающихся ООБД, современная ситуация с ООБД напоминает ситуацию с реляционными системами середины 1970-х. При наличии большого количества экспериментальных проектов (и даже коммерческих систем) отсутствует общепринятая объектно-ориентированная модель данных, и не потому, что нет ни одной разработанной полной модели, а по причине отсутствия общего согласия о принятии какой-либо модели. На самом деле имеются и более конкретные проблемы, связанные с разработкой декларативных языков запросов, выполнением и оптимизацией запросов, формулированием и поддержанием ограничений целостности, синхронизацией доступа и управлением транзакциями и т.д.

Тематика ООБД очень широка, объем этой лекции не позволяет рассмотреть все вопросы. Тем не менее, мы постараемся в систематической манере проанализировать наиболее важные аспекты ООБД.

Характеристики ООБД

Простейшая схема ООБД

Объектно-ориентированные базы данных обычно рекомендованы для тех случаев, когда требуется высокопроизводительная обработка данных, имеющих сложную структуру.

В манифесте ООБД предлагаются обязательные характеристики, которым должна отвечать любая ООБД. Их выбор основан на 2 критериях: система должна быть объектно-ориентированной и представлять собой базу данных.

Обязательные характеристики

1. Поддержка сложных объектов. В системе должна быть предусмотрена возможность создания составных объектов за счет применения конструкторов составных объектов. Необходимо, чтобы конструкторы объектов были ортогональны, то есть любой конструктор можно было применять к любому объекту.
2. Поддержка индивидуальности объектов. Все объекты должны иметь уникальный идентификатор, который не зависит от значений их атрибутов.
3. Поддержка инкапсуляции. Корректная инкапсуляция достигается за счет того, что программисты обладают правом доступа только к спецификации интерфейса методов, а данные и реализация методов скрыты внутри объектов.
4. Поддержка типов и классов. Требуется, чтобы в ООБД поддерживалась хотя бы одна концепция различия между типами и классами. (Термин «тип» более соответствует понятию абстрактного типа данных. В языках программирования переменная объявляется с указанием ее типа. Компилятор может использовать эту информацию для проверки выполняемых с переменной операций на совместимость с ее типом, что позволяет гарантировать корректность программного обеспечения. С другой стороны класс является неким шаблоном для создания объектов и предоставляет методы, которые могут применяться к этим объектам. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Таким образом, понятие «класс» в большей степени относится ко времени исполнения, чем ко времени компиляции.)
5. Поддержка наследования типов и классов от их предков. Подтип, или подкласс, должен наследовать атрибуты и методы от его супертипа, или суперкласса, соответственно.
6. Перегрузка в сочетании с полным связыванием. Методы должны применяться к объектам разных типов. Реализация метода должна зависеть от типа объектов, к которым данный метод применяется. Для обеспечения этой функциональности связывание имен методов в системе не должно выполняться до времени выполнения программы.
7. Вычислительная полнота. Язык манипулирования данными должен быть языком программирования общего назначения.
8. Набор типов данных должен быть расширяемым. Пользователь должен иметь средства создания новых типов данных на основе набора предопределенных системных типов. Более того, между способами использования системных и пользовательских типов данных не должно быть никаких различий.

Необязательные характеристики:

• Множественное наследование
• Проверка типов
• Распределение
• Проектные транзакции

Открытые характеристики:

• Парадигмы программирования (процедурное, декларативное)
• Система представления
• Система типов
• Однородность. Реализация — язык программирования — интерфейс.

рис сравнение объектной и релационной СУБД

Манифест объекно-ориентированных баз данных

ODL – Object Definition Language (язык определения объектов);

OQL – Object Query Language (язык объектных запросов);

OML – Object Manipulation Language (язык манипулирования объектами

Архитектура СУОБД

Инструментальные средства и библиотеки. Инструментальные средства, поддерживающие, например, разработку пользовательских приложений и их графических интерфейсов, программируются на одном из OML и сохраняются как часть иерархии классов.

Объектная модель ODMG (ООМД)

Модель ODMG – объектная модель данных, включающая возможность описания как объектов, так и литеральных значений.

Модель ODMG подстраивается под специфику систем баз данных следующим образом:

Второе отличие объектов и литералов – понятие изменчивости (mutability). Предположим, например, что данные о человеке составляют структуру
<имя, возраст, адрес проживания> .
Тогда возможны два варианта хранения этих данных:

Атрибутами называются свойства объекта, значение которых можно получить по OID объекта, но не наоборот. Значениями атрибутов могут быть и литералы, и объекты, но только тогда, когда не требуется обратная ссылка.

Связи

Объектные и литеральные типы
В модели ODMG база данных представляет собой коллекцию различимых значений (denotable values ) двух видов – объекты и литералы.
Модель данных содержит конструкции для спецификации объектных и литеральных типов.
Объектные типы существуют в иерархии объектных типов; литеральные типы похожи на типы, характерные для обычных языков программирования (например, С или Pascal).
В модели ODMG не используется термин класс. Единственная классификационная конструкция называется типом, и типы описывают как объекты, так и литералы.
Литеральные типы:
базовые скалярные числовые типы, символьные и булевские типы (атомарные литералы), конструируемые типы литеральных записей (структур) и коллекций.

Объектный тип:

ООБД и ее СУБД

Результатом совмещения возможностей (особенностей) баз данных и возможностей объектно-ориентированных языков программирования являются Объектно-ориентированные системы управления базами данных (ООСУБД). ООСУБД позволяет работать с объектами баз данных так же, как с объектами в программировании в ООЯП. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности.

Некоторые объектно-ориентированные базы данных разработаны для плотного взаимодействия с такими объектно-ориентированными языками программирования, как Python, Java, C#, Visual Basic .NET, C++, Objective-C и Smalltalk; другие имеют свои собственные языки программирования. ООСУБД используют точно такую же модель, что и объектно-ориентированные языки программирования.

СУБД должна обеспечивать:

• Долговременное хранение
• Использование внешней памяти
• Параллелизм
• Восстановление
• Нерегламентированные запросы

объектно-ориентированные субд

В качестве примеров реализаций ООСУБД можно привести:

• GemStone (компания GemStone Systems Inc.
• ITASCA
• ObjectStore (компания Progress Software
• Objectivity /DB (Компания Objectivity
• Versant (компания Versant ).

GemStone

ITASCA

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• субд , функции и виды субд ,
• оосубд vs рсубд ,
• базы данных , базы данных и знаний , виды баз данных , реляционные ,
• orm , object-relational mapping , объектно-реляционное отображение , active record ,
• nosql ,

Напиши свое отношение про объектно-ориентированные субд. Это меня вдохновит писать для тебя всё больше и больше интересного. Спасибо Надеюсь, что теперь ты понял что такое объектно-ориентированные субд, ообд и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории IBM System R — реляционная СУБД

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.