Objeto – Orientado a Bases de Datos Introducción

Objeto – Orientado a Bases de DatosIntroducción

• Descripción del Curso• Evolución e Historia de los Sistemas de Gestión de Base de Datos• Requisitos de Sistemas de Gestión Orientada a Objetos de Base de Datos

19 de Septiembre de 2008 | Michael Grossniklaus – Departamento de Informática – [email protected] | 1

Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich Informática

Organización Michael Grossniklaus ETH Zúrich Politécnico de Milano IFW D 46.2 Campus Bassini, Sala 18/103 +41 44 632 72 73 +39 022 399 3474 [email protected] [email protected]

Alexandre de Spindler ETH Zurich IFW D 47.1 +41 44 632 74 16 [email protected]



EjerciciosEl curso estará acompañado de ejerciciosTrabajar con las tecnologías tratadas en el cursoSesiones de Tutoría por semana

Empezando el 3 de Octubre de 2008IFW A 32.1, 11-12Alexandre de Spindler

Opcional, pero muy recomendable!



ExamenConvocatoria

19 de Enero de 2009 – 13 de Febrero de 2009Las excepciones se pueden organizar para los estudiantes de intercambio

Examen oral en inglesDuración de 15 minutos5 ECTS



Descripción del CursoI. Fundamentos de Base de Datos Orientados a Objetos

1. Introducción2. Persistencia de objetos3. db4o

II. Conceptos avanzados de base de datos orientada a objetos4. Normas y Sistemas comerciales5. Almacenamiento y indexación6. Versión de modelos

III. Objeto de datos de Gestión Semántica7. OM Modelo de Datos y OM Lenguaje Modelo de Datos8. Diseño e implementación de Avon OMS9. Sensible al contexto de Gestión de Datos



Diseño de la Base de datosDiseño Conceptual

Implementación del diseño

Diseño Físico



Base de datos de Sistemas de GestiónModelados Conceptuales De acceso a datos y SQL, JDBC, ODBCrepresentación

Datos de la semántica Operación de la semántica Modelo Relacional

Persistencia ACID RDBMSDistribución

Capa Interfaz cliente

Capa del modelo de datos

Capa del implementación



Historia y EvoluciónInstituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich Informática


Base de datos JerárquicasDatos organizados en un árbol

Un padre puede tener muchos hijosUn hijo puede tener solo un padre

Documentos descritos por los tipos de entidad.1:N (uno a muchos) relacionesConsulta por navegación por directoriosEjemplos

Sistema de archivosLDAPRegistro de Windows y Directorio ActivoDocumentos XML y consultas XQuery



Red de Base de datosDatos organizados en grafica (enrejar)

Un padre puede tener muchos hijosUn hijo puede tener muchos padres

Diagramas de BachmannLos tipos de registro definen las propiedadesEstablecer relaciones de tipo definidos

Padre-hijo, (doble) Lista enlazada, …Consultas por graficas de navegaciónEjemplos

CODASYL



Base de Datos Relacional Los datos organizados como las tuplas en las relacionesEnlace entre tuplas de datos

Claves Primarias y foráneas álgebra relacionalAlgebra relacional

Proyecto, seleccione, se unenRelacionar Formas NormalesDeclarar Lenguaje

Deficinición de datos, Consistencia, consultando y manipulandoEjemplos

11g de Oracle, Microsoft SQL Server, IBM DB2PostgreSQL, MySQL



Base de Datos RelacionalRelacionar Modelos en muy simple

Conceptos básicos solo referencias → necesidad de simularsistema restringido de tipo → ningún tipos definidos por el usuario

La falta de modelado semánticoDatos complejos, control de versiones, las funciones

Poco apoyo a los datos y la evolución de esquemaImpedancia objeto-relacional desajuste



Impedancia Objeto-Relacional coinciden

•Aplicación orientada a objetos de desarrollo y relaciones de resultados de gestión de datos en el choque de dos modelos incompatibles.

•El código para asignar entre dos modelos es una sobrecarga considerable costoso y difícil de mantener.



Bases de datos orientada a objetos

Los datos se representan como objetosObjeto de identidadAtributos y métodosReferencias, relaciones, asociaciones

Jerarquía de tipos extensiblesTipos definidos por el usuario, tipos abstractos de datos

Herencia simple o múltipleSobrecarga, primer orden, el enlace

Lenguaje declarativo para el anuncio de los propósitos especialesVinculando el lenguaje de programación orientado a objetos.



Bases de datos Objeto-RelacionalModelo relacional extendido.

Relaciones anidadas.Referencias.Conjuntos.Tipos de fila, Tipos abstractos.Funciones.

Declaración del lenguaje extendido.Computacionalmente completo.

Falta de concordancias sigue siendo fundamental.Mezcla de modelos



Bases de datos Objeto-Relacional

create type AddressType (street varchar(10),city varchar(10))create row type PublicationType (title varchar(50))create row type BookType (isbn varchar(10)) under PublicationTypecreate row type AuthorType (name varchar(25),books setof(BookType),address AddressType)create table Book of type BookTypecreate table Author of type AuthorType



Bases de datos Emergentes y futuras

Base de datos XML Curso 251-0317-00LBase de datos y XMLProf. Dr. Donald Kossmann, Dr. Peter FischerSemestre de otoño, Miércoles 13-15

Base de datos personales y móvilesCurso 251-0373-00LMóvil y Sistemas de Información PersonalProf. Dr. Moira C. NorrieSemestre de otoño, jueves 9-11



Bases de datos orientada a objetos

Evite desajustes en el objeto relacionalProporcionar un modelo de datos uniformesCombina las características y propiedades de

sistemas orientados a objetos y lenguajesSistema de Gestión de base de datos



Bases de datos Objeto-Relacional

Diversos enfoque de los sistemas de bases de datos orientadas a objetoshacer lenguajes de programación orientados a objetos persistentesla gestión y almacenamiento de datos de objetos

Muchos intentos de definir las bases de datos orientadas a objetosEl manifiesto de base de datos orientada a objetos

13 funciones obligatorias 5 características opcionales4 opciones abiertas

Manifiesto despuésvarias refutaciones del campo relacionalvarias propiedades importantes no se tratan



La Base de Datos Orientada a Objetos Manifiesto


Sistemas orientados a Objetos

Bases de Datos de Gestión de Sistemas


ObjetosObjetos Compuestos

complejo objeto formado a partir de otras más simples por constructores registro, sistema, la bolsa, la lista de constructores y compleja variedad de objetos constructor de ortogonalidad

Objetos de identidad y de igualdadcada objeto es único e inmutable tiene un identificador de objeto (OID) intercambio de objetos a través de referenciasdos objetos son idénticos si tienen el mismo OIDdos objetos son iguales si tienen el mismo estado Superficiales y profundas igualdad



Objetos

Encapsulaciónobjeto consiste en la interfaz y la implementacióninterfaz define las firmas de métodos públicosaplicación incluye datos de objetos y métodosEstado objeto sólo se modifica a través de métodos públicosobjeto de estructura de datos pueden estar expuestos para las consultas declarativas.



Tipos y Clases

Tipos de datosDefinición de las propiedades del objetoparte describe la estructura estática del objetoparte describe el comportamiento dinámico de los objetosseparación de la interfaz y la implementaciónutiliza para comprobar la corrección de los programas en tiempo de compilación

objetos de clasescontenedor de objetos del mismo tipoobjetos se pueden agregar y quitarutiliza para crear y manipular objetos en tiempo de ejecución



Tipos y ClasesInstituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich Informática


Clase Tipo

contiene

Objeto

describe

Valor

tiene

tiene

Generalización Jerárquica

Ventajaspotente herramienta de modeladocomplejidad semántica de garantíareutilización de definición y aplicación

InstanciaLos objetos de la subclase pertenecen automáticamente a la superclaselos atributos y los métodos se heredan de la superclasesubclase puede introducir nuevos atributos y los métodos

La migración entre clasesobjetos se mueven entre los niveles de jerarquíapor objeto la especialización (↓) y la generalización (↑)instancia de la clase frente a miembro de la clase

Publicación

+getName()+getAuthors()

Articulo

+getPages()+getJourmal()

Libro

+getISBN()

Procesando+getConference()



Generalización de Jerarquías

Cambio en la herenciasubtipo tiene más operaciones que supertiposubtipo puede ser sustituido en el supertipo se esperabasados en el comportamiento en lugar de valores

Inclusión herenciatodos los objetos de subtipo también es objeto del supertipobasado en la estructura en lugar de las operaciones

Restricción de la herenciacaso especial de la herencia de la inclusiónsubtipo se expresa por restricción en supertipo

Especialización de la herenciasubtipo objetos contienen información más específica



De primer orden, sobrecarga y el enlace

Método imperiosamétodo se redefine en el subtipogarantiza la especialización de los métodosconserva la interfaz método uniforme

Método de sobrecargaefecto causado por el método primordialversiones diversas de un método puede existir en paralelo

El enlacela versión apropiada del método sobrecargado seleccionada en tiempo de ejecuciónTambién conocido como método virtual envío

Shape<<Interface>>

+graw(Graphics g)

Rectangle

+graw(Graphics g)

FiledRectangle

+graw(Graphics g)



Integridad de cómputo y extensibilidad Computacional completo

requisito de la lengua implementación del métodocualquier función computable puede ser expresadapuede realizarse a través de la conexión con las lenguas

Extensibilidadbase de datos tiene un conjunto de tipos predefinidosdesarrolladores pueden definir nuevos tipos de acuerdo a los requisitosno distingue entre tipos de uso del sistema y de usuario



Durabilidad y Eficiencia

Persistenciadatos tiene que sobrevivir a la ejecución del programapersistencia ortogonalimplícita la persistencia

La gestión del almacenamiento secundarioadministración de índicesagrupación de datosalmacenamiento temporal de datosruta de acceso de selecciónoptimización de consultas



Concurrencia Control y RecuperaciónConcurrencia

la gestión de múltiples usuarios al mismo tiempo interactuandoatomicidad, coherencia, aislamiento y durabilidadserializable de las operaciones

Fiabilidadresistencia a las fallas del usuario, el software y hardwaretransacciones se pueden cometer o abortadorestaurar el estado anterior coherente de los datosrehacer y deshacer de las transaccionesel registro de las operaciones



Lenguaje de consulta declarativa

Lenguaje de alto nivelexpresar consultas no triviales de manera concisabasado en texto o interfaz gráficadeclarativa

Eficiente ejecuciónposibilidad para consultas optimistas

Aplicación independientetrabajar en cualquier base de datos posiblesin necesidad de métodos adicionales de los tipos definidos por el usuario



Características opcionales y opciones abiertas

Características opcionalesmúltiples herenciacomprobación de tipos y la inferenciaDistribuciónDiseño de transacciones, transacciones largas, transacciones anidadasversiones

Abrir opcionesparadigma de programaciónsistema de representaciónsistema de tiposuniformidad



Más allá del Manifiesto

Base de datos de utilidades de administraciónDefinición de vista y los datos derivadosObjeto funciones

objetos tienen funciones, además de los tiposfunciones pueden ser ganados y perdidos de forma dinámica

La evolución de la base de datosesquema y los datos tiene que evolucionar con gracia en el tiempo

Limitacionesrestricciones de integridad, semántico y de evolucióndefinición, gestión y ejecución de las restricciones



Bibliografía M. Atkinson, F. Bancilhon, D. DeWitt, K. Dittrich, D. Maier, y S. Zdonik: La Base de Datos Orientada a Objetos Manifiesto del Sistema, En: La Construcción de un Sistema de Base de Datos Orientada a Objetos, Morgan Kaufmann 1992 M. Stonebraker, L. A. Rowe, B. Lindsay, J. Gray, M. Carey, M. Brodie, P. Bernstein, y D. Beech: Base de datos de tercera generación Manifiesto del sistema, En: ACM SIGMOD RECORD, 19 (3), 1990 H. Darwen y CJ Fecha: El tercer manifiesto, En: ACM Registro SIGMOD, 24 (1), 1995



Siguiente semanaPersistencia de objetosSerializaciónRelacional de Objetos de Asignaciones y PlataformasLenguajes de Programación Persistentes


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