Объектно-ориентированные базы данных
Автор реляционной модели данных Э. Ф. Кода первоначально сформулировал 12 требований к БД, чтобы она могла называться реляционной. В дальнейшем этот перечень увеличился до 333 требований. Им, несмотря на широкое распространение реляционных баз данных, не удовлетворяет ни одна из известных СУБД. В 1991 г. была сформирована группа Object Database Management Group (ODMG), перед которой была… Читать ещё >
Объектно-ориентированные базы данных (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Серьезные недостатки реляционной модели данных привели к необходимости поиска других моделей. Такой прогрессивной и перспективной моделью данных является объектно-ориентированная модель данных.
В ней собственно база данных, интерфейс пользователя и алгоритм приложения построены с использованием объектно-ориентированного подхода.
Суть объектно-ориентированных баз данных иллюстрируется на СУБД CACHE, получившей распространение в России. В этой СУБД, чтобы получать данные из многочисленных реляционных БД, предусмотрен объектный доступ (объектно-ориентированная модель) и SQL-доступ (реляционная модель с использованием языка SQL2). Хранение данных в CACHE осуществляется с помощью многомерной модели данных, позволяющей уменьшить объем потребной памяти при одновременном увеличении скорости доступа к данным.
Недостатки реляционных баз данных
Автор реляционной модели данных Э. Ф. Кода первоначально сформулировал 12 требований к БД, чтобы она могла называться реляционной. В дальнейшем этот перечень увеличился до 333 требований. Им, несмотря на широкое распространение реляционных баз данных, не удовлетворяет ни одна из известных СУБД.
Более того, при значительных объемах данных начинают проявляться недостатки реляционных баз данных. К этим недостаткам относятся: сложность структуры, вызванная необходимостью проведения нормализации; низкая производительность из-за поиска по ключу, что в 3−5 раз увеличивает количество операций доступа; ограниченный набор типов данных; представление данных только в виде двумерных таблиц и невозможность реализации таблиц с нелинейной структурой; невозможность послойного рассмотрения данных (например, «Работающие» — в одном слое, «научные сотрудники» и «преподаватели» — в другом, подчиненном слое); нестыковка с принципами все более широко применяемого объектно-ориентированного подхода; невозможность задать для определенного типа данных набор операторов-методов, которые приходится вводить в конкретном приложении; возникновение конфузии — утраты при многочисленных обновлениях третьей (а порой и второй) нормальной формы; сложность совмещения с другой парадигмой хранилищ данных.
Одним из способов устранения указанных недостатков является построение объектно-ориентированной базы данных (ООБД). Ее появление стимулировано и требованиями большой быстродействующей памяти (свыше 20 Гбайт) для систем конструирования/производства (CAD/CAM).
Состояние развития ООБД
В соответствии с «Манифестом ООБД» [2], опубликованном в 1989 г., используется формула ООСУБД = СУБД + ООЯП, где сокращения ОО и ЯП означают объектно-ориентированный язык программирования. ООСУБД должна поддерживать объекты с нелинейной структурой (сложные объекты, в том числе с иерархией типов), что достигается инкапсуляцией и наследованием. Легко поддерживается расширяемость, вычислительная полнота, языки запроса.
В 1991 г. была сформирована группа Object Database Management Group (ODMG), перед которой была поставлена цель построить стандарты для ООБД хотя бы на уровне стандартов для реляционных БД. В 1993 г. эта группа предложила своеобразный стандарт для ООБД, названный ODMG-3, который включал:
- 1) объектную модель Object Data Model (ODM);
- 2) язык определения объектов Object Definition Language (ODL);
- 3) объектный язык запроса Object Query Language (OQL);
- 4) интерфейсы языков программирования (C++ и других).
В настоящее время насчитывается свыше 300 объектно-ориентированных СУБД (ООСУБД), данные некоторых приведены в табл. 7.1. Сфера их применения указана в табл. 7.2.
Из табл. 7.1 видно, что ООСУБД создаются с использованием различных подходов.
Таблица 7.]
Характеристики некоторых ООСУБД
Фирма-производитель. | Название ООСУБД. | Средства разработки. | Подход к разработке. |
Objectivity. | Objectivity/DB. | C, C++, SQL, Java. | Расширение объектно-ориентированных библиотек классов. |
Poet Software. | Poet. | C, C++, ODBC, Java. | |
Object Design. | Object Store. | C, C++, Java. | |
Ontos Inc. | C++, Java. | ||
Versant Object Technology. | Ontos DB, Versant. | C++, Java. | |
Computer Associate. | Jasmine. | C++, Java. | |
НГШ «Интелтек Плюс» . | ODB-Jupiter. | C++. | |
02 Technology. | C++, Java. | Вставка объектноориентированного языка БД н обычный базовый язык. | |
GemStone Inc. | GemStone. | C++, Java. | Расширение языка (С++) возможностями работы с БД. |
I nterSystems. | CACHE. | Semantic Information Manager, Cache Object Script. | Новый язык базы данных или модели данных. |
Выбор ООСУБД может определяться наличием поддержки реляционных БД; интерфейса с языками С и расширениями SQL; средств разработки и администрирования; доступа к данным из действующих БД (с помощью ODBC и SQL-запросов); возможности работы с различными платформами.
Фирма BKS Software предлагает ООСУБД Poet как пользовательскую, переносимую, интегрированную с двумя ступенчатыми механизмами транзакций в средах Windows NT, Unix с использованием базового языка С++.
В России — при активной работе фирмы СП. АРМ (С.-Петербург) — все шире используется СУБД Cache фирмы InterSystems, апробированная и хорошо проявившая себя за рубежом, прежде всего для таких ответственных учреждений, как банки.
Таблица 7.2
Сфера применения ООСУБД
Versant. | GcmStonc. | ObjectStory. | POET. | ||
Моделирование. | |||||
САПР. | |||||
Управление производством. | ; | ||||
Обработка изображения. | ; | ||||
CASE. | ; | ||||
Планирование. | ; | ; | ; | ; | |
Гипертекстовые системы. | ; | ||||
Издательство. | ; | ; | ; | ; | |
Экспертные системы. | ; | -. | Нет информации. |
Следует заметить, что ООСУБД все чаше применяют как составную часть другого приложения.
Например, компания Computervision, производящая программное CAD-обеспечение, интегрировала в свой продукт СУБД ObjectStory.
Компания Enterprise Integration Technology предлагает продукт MKS, позволяющий вести разработку технологических процессов и оборудования; управление предприятием; проектирование производственных помещений; диагностику, мониторинг (отслеживание); моделирование и планирование.
Американские фирмы Aototrol Technology, Step Tools, Dec используют ООСУБД ObjectStory для работы со слабо структурированными данными в стандарте Standard of Exchange of Product model data (STEP) обмена данными.