Учебная дисциплина «Базы данных» для студентов специальности 230400.62 «Информационные системы и технологии»

Учебная дисциплина «Базы данных»
для студентов специальности
230400.62 «Информационные системы и технологии»
Лекция №5
Объектно – ориентированные базы данных
1 Общие понятия объектно-ориентированного
подхода к построению баз данных.
2
Объектно-ориентированные
модели
данных.
Литература
1. Базы данных: учеб. Пособие для студ. высш.
учеб. Заведений / А.В. Кузин, С.В.
Левонисова. – 2-е изд. стер. – М.:
Издательский центр «Академия», 2008.
2. Марков А.С., Лисовский К.Ю. Базы данных.
Введение в теорию и методологию: Учебник.
–М.: Финансы и статистика, 2006.
3. Теория и практика построения баз данных. 8е изд. / Д. Крёнке. –СПб: Питер, 2003.
В наиболее общей и классической постановке
объектно-ориентированный подход базируется на
концепциях:
• объекта и идентификатора объекта;
• атрибутов и методов;
• классов;
• иерархии и наследования классов.
Любая сущность реального мира в объектноориентированных языках и системах моделируется в
виде объекта. Любой объект при своем создании
получает генерируемый системой уникальный
идентификатор, который связан с объектом во все
время его существования и не меняется при
изменении состояния объекта.
Множество объектов с одним и тем же набором
атрибутов и методов образует класс объектов. Объект
должен принадлежать только одному классу.
Допускается
наличие
примитивных
предопределенных классов, объекты-экземляры
которых не имеют атрибутов: целые, строки и т.д.
Класс, объекты которого могут служить значениями
атрибута объектов другого класса, называется
доменом этого атрибута.
Допускается порождение нового класса на основе
уже существующего класса - наследование. В этом
случае новый класс, называемый подклассом
существующего класса (суперкласса) наследует все
атрибуты и методы суперкласса. В подклассе, кроме
того, могут быть определены дополнительные
атрибуты и методы. Различаются случаи простого и
множественного наследования.
Специфика
применения
объектноориентированного подхода для организации и
управления БД потребовала уточненного толкования
классических
концепций
и
некоторого
их
расширения. Это определяется потребностями
долговременного хранения объектов во внешней
памяти, ассоциативного доступа к объектам,
обеспечения согласованного состояния ООБД в
условиях мультидоступа и тому подобных
возможностей, свойственных базам данных.
Первый аспект касается потребности в средствах
спецификации знаний при определении класса
(ограничений целостности, правил дедукции и т.п.)
Второй аспект - потребность в механизме
определения разного рода семантических связей
между объектами вообще говоря разных классов.
Третий аспект связан с пересмотром понятия
класса. В контексте ООБД оказывается более удобным
рассматривать класс как множество объектов данного
типа, т.е. одновременно поддерживать понятия и типа
и класса объектов.
В настоящее время на рынке представлено свыше 25
систем ООБД. Среди них — система GemStone
компании Servio, ONTOS компании Ontos, ObjectStore
компании Object Design и многие другие. Кроме того,
системы управления реляционными базами данных,
разработанные компаниями Oracle, Microsoft, Borland,
Informix,
включали
объектно-ориентированные
средства. Многие из этих продуктов появились еще во
второй половине 80-х годов, и сегодня, по прошествии
почти полутора десятилетий разработки они все еще не
вступили в пору зрелости; в этом — одна из причин
того, что по сей день мировой рынок реальных
приложений не торопится принимать системы ООБД.
Среди современных ООБД почти нет полностью
оперившихся систем, сопоставимых с современными
системами реляционных баз данных. Обсудим
основные достижения и проблемы, связанные с
нынешним состоянием ООБД.
В объектно-ориентированной модели данных
любая сущность реального мира представляется
всего одним понятием — объектом. С объектом
ассоциируется состояние и поведение. Состояние
объекта определяется значениями его свойств —
атрибутов. Значениями свойства могут являться
примитивные значения (такие, как строки или
целые числа) и непримитивные объекты.
У каждого объекта имеется определяемый
системой уникальный идентификатор. Объекты,
обладающие одними и теми же свойствами и
поведением, группируются в классы. Объект может
быть экземпляром только одного класса
или
нескольких классов.
Достоинства ОО МД
Системы ООБД позволяют пользователям: определять
абстракции;
1. облегчают проектирование некоторых связей;
2. устраняют потребность в определяемых пользователями
ключах;
3. поддерживают новый набор предикатов сравнения;
4. в некоторых случаях устраняют потребность в соединениях;
5. в некоторых ситуациях обеспечивают более высокую
производительность, нежели системы, основанные на
реляционной модели;
6. обеспечивают поддержку версий и длительных транзакций.
Кроме того, разработана объектная алгебра — хотя, возможно,
пока и не столь детально, как реляционная алгебра.
Недостатки ОО МД
• В объектно-ориентированных базах данных отсутствуют базовые
средства, к которым пользователи систем баз данных привыкли и
поэтому ожидают видеть;
• отсутствие интероперабельности между РБД и ООБД;
• минимальную оптимизацию запросов; отсутствие стандартной
алгебры запросов; отсутствие средств обеспечения запросов;
• отсутствие поддержки представлений;
• проблемы с безопасностью;
• отсутствие поддержки динамических изменений определений
классов; ограниченная поддержка ограничений целостности;
• ограниченные возможности настройки производительности;
• недостаточная поддержка сложных объектов;
• ограниченная
интеграция
с
существующими
объектноориентированными системами программирования;
• ограниченный выигрыш в производительности.
Контрольные вопросы:
1) Охарактеризуйте основные концепции объектноориентированного подхода, используемого в базах
данных.
2) Дайте понятие объекта и идентификатора объекта, как
концепции объектно-ориентированного подхода.
3) Дайте понятие атрибута и метода, как концепции
объектно-ориентированного подхода.
4) Дайте понятие класса и идентификатора класса, как
концепции объектно-ориентированного подхода.
5) Перечислите основные и охарактеризуйте основные
достоинства ОО МД.
6) Перечислите и охарактеризуйте основные недостатки
ОО МД.