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Organización Michael Grossniklaus politécnico di Milano

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Orientada a objetos de bases de datos I ntroducción •  Visión global del curso. • Evolución e Historia de los Sistemas de Gestión de bases de datos. • Requisitos de sistemas orientados a objetos de base de datos de gestión. Organización

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Orientada a objetos de bases de datosIntroducción• Visión global del curso.• Evolución e Historia de los Sistemas de Gestión de bases de datos.• Requisitos de sistemas orientados a objetos de base de datos de gestión.

September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer [email protected] |

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Organización

  • Michael Grossniklaus politécnico di Milano

ETH Zurich Campus Bassini,Room18/103

IFW D 46.2 +39 022 399 347

+41 44 632 72 73 [email protected]

[email protected]

  • Alexandre de Spindler

ETH Zurich

IFW D 47.1

+41 44 632 74 16

[email protected]

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Ejercicios

  • Curso estará acompañado por los ejercicios
  • el trabajo con las tecnologías tratadas en el curso
  • sesiones tutoriales por semana
    • A partir del  3rd, 2008
    • IFW Un 32,1, 11-12
    • Alexandre de Spindler
  •  opcional, pero sí muy recomendable

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Examen

  • el examen de sesión
    • Enero 19th, 2009 – Febrero 13th, 2009
    • Las excepciones se pueden organizar para los
  • estudiantes de intercambio
  • Examen oral en Inglés
  • duración de 15 minutos
  • 5 ECTS

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Visión general del curso

I.Fundamentos de bases de datos orientadas a objetos1. introducción 2. La persistencia de objetos3.db4o

II.Conceptos avanzados de bases de datos orientadas a objetos4.Normas y comercial Sistemas 5. De almacenamiento e indexación6. modelos de la versión

III. Los datos objeto semántico de gestión7. OM OM Modelo de datos y Lenguaje Modelo de Datos 8. Diseño e Implementación de OMS Avon9.Context-Aware Data Management

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Base de datos de diseño

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Sistemas de gestión de bases de datos

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Red

Relacional

Orientado a objetos

Objeto relacional

Semi Estructurados

Xml

  • Evolución y Historia

jerárquica

1970

2000

1980

1990

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Bases de datos jerárquicas

  • Los datos organizados en un árbol
    • un padre puede tener muchos hijos
    •  un niño sólo puede tener uno de los padres
  • Los registros describen los tipos de entidad
  • 1: N (uno a muchos) las relaciones
  •  Consulta por el recorrido de navegación
  • Ejemplos
    •  El sistema de archivo
    • LDAP
    • Windows Registro y Active Directory
    • documentos XML y Xquery

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Bases de datos de red

  • Los datos organizados en el gráfico (red)
    • un padre puede tener muchos hijos
    • un niño puede tener muchos padres
  • Bachmann diagramas
  • tipos de discos definir las propiedades
  • Establecer los tipos de relaciones se define
    • entre padres e hijos, (doble) lista enlazada, ...
  •  Consulta por el gráfico de navegación
  • Ejemplos 
    • CODASYL

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Bases de Datos Relacionales

  • Los datos organizados en las tuplas en las relaciones
  • Enlace entre los datos de tuplas
    • claves primarias y foráneas
  • El álgebra relacional
    • proyecto, seleccione, se unen
  • formas normales de relación
  • lenguaje declarativo
    • definición de datos, la consistencia, la manipulación y la consulta
  • Ejemplos
    • Oracle 11g, Microsoft SQL Server, IBM DB2
    • PostgreSQL, MySQL
    • 19 de septiembre 2008 Michael Grossniklaus - Departamento de Ciencias de la Computación -

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Bases de Datos Relacionales

  • Modelo relacional es muy simple
    • sólo los conceptos básicos → referencias deben ser simuladas
    • sistema de tipo restringido → no definidos por el usuario
  • La falta de modelado semántico
    • datos complejos, control de versiones, los roles
  •  poco apoyo para los datos y la evolución del esquema
  •  objeto-relacional de impedancia desajuste

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Objeto-Relacional Impedancia No coinciden

  • Orientada a objetos de desarrollo de aplicaciones y relacional

resultados de la gestión de datos en choque de dos incompatibles

modelos

  • Código de mapa entre los modelos es una sobrecarga considerable,

costoso y difícil de mantener el 19 de septiembre 2008 Michael Grossniklaus

Departamento de Informática Scie

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Orientada a objetos de bases de datos

  • Los datos representados como objetos
    • objeto de identidad
    • atributos y métodos
  • Referencias, relaciones, asociaciones
    •  jerarquía de tipos extensible
    • definidos por el usuario, los tipos de datos abstractos
    •  herencia simple o múltiple
  • sobrecarga, la anulación, el enlace
  • lenguaje declarativo para ad-hoc con fines
  • vinculante para lenguaje de programación orientado a objetos

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Bases de datos relacionales

  • modelo relacional extendido
    •  relaciones anidadas
    •  referencias
    •  conjuntos
    • tipos de filas, tipos abstractos
    • Funciones
  • lenguaje declarativo extendido
    • computacionalmente completo
  •  desajuste de impedancia sigue siendo fundamental
  •  la mezcla de modelos

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Bases de datos relacionales

createtypeAddressType (

streetvarchar(10),

cityvarchar(10)

)

createrowtypePublicationType (

titlevarchar(50)

)

createrowtypeBookType (

isbnvarchar(10)

) underPublicationType

createrowtypeAuthorType (

namevarchar(25),

bookssetof(BookType),

addressAddressType

)

createtableBookof typeBookType

createtableAuthorof typeAuthorType

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Bases de datos emergentes y futuras

  • bases de datos XML Curso 251-0317-00L XML y bases de datos Prof. Dr. Donald Kossmann, el Dr. Peter Fischer Semestre de otoño, miércoles 13-15
  • bases de datos móviles y personales Curso 251-0373-00LMóviles y personales Sistemas de Información Prof. Dr. Moira C. Norrie Semestre de otoño, jueves 09.11

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Orientada a objetos de bases de datos

  • Evite el objeto-relacional diferencia de impedancia
  •  Proporcionar un modelo uniforme de datos
  •  Combina las características y propiedades de
    • sistemas orientados a objetos y lenguajes
    • base de datos de los sistemas de gestión

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La definición orientada a objetos de bases de datos

  • diverso enfoque de los sistemas de bases de datos orientadas a objetos
    •  hacer lenguajes orientados a objetos de programaciónpersistentes
    •  gestión y almacenamiento de datos de objetos
  • muchos intentos de definir las bases de datos orientadas a objetos
  • El manifiesto de base de datos orientada a objetos
    •  13 funciones obligatorias
    • 5 características opcionales
    • 4 opciones abiertas
  • manifiesto las consecuencias
    • refutaciones varios del campo relacional
    • varias propiedades importantes no se tratan

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La base de datos orientada a objetos Manifiesto

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Objetos

  • Los objetos complejos
    • complejao objeto formado a partir de otras más simples por los constructores
    • registro, conjunto, la bolsa, de la lista y el conjunto deconstructores de objetos complejos
    •  constructor de ortogonalidad
  •  objeto de identidad y la igualdad
    •  cada objeto tiene única e inmutable identificador de objeto (OID)
    • el intercambio de objetos a través de referencias
    •  dos objetos son idénticos si tienen el mismo OID
    •  dos objetos son iguales si tienen el mismo estado
    • igualdad superficial y profundo

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Objetos

  • Encapsulación
    •  objeto consiste en la interfaz y la implementación
    • interfaz define las firmas de los métodos públicos
    • aplicación incluye datos de los objetos y métodos
    • estado de objeto sólo se modifica a través de
    • métodospúblicos
    •  objeto de la estructura de datos pueden estar
    • expuestos para las consultas declarativas

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Tipos y Clases

  • Los Tipos de Datos
    • definition de las Propiedades del Objeto
    •  la Parte Estática sí describir a La Estructura del Objeto
    •  instancia de parte SE DESCRIBE EL COMPORTAMIENTODinámico de Objetos
    •  Separación de la Interfaz y la Implementacion
    • banking párrafo comprobar la correccion de los Programas enTiempo de Compilación
  • Las Clases de Objetos
    • contenedor Para Los Objetos del Mismo Tipo
    • Los Objetos sí pueden buscas? Serie clave
    • Utilizada párr CREAR y manipular Objetos en Tiempo de ejecución resuelve

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Tipos y clases

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Jerarquías de Generalización

  • Ventajas
    •  herramienta de modelado de gran alcance
    • garantía de la complejidad semántica
    • reutilización de especificación y aplicación
  • Herencia
    • subclase automáticamente a superclase
    • atributos y los métodos se heredan de la superclase
    • subclase puede introducir nuevos atributos y los métodos
  •  La migración entre las clases
    • mover objetos entre los niveles de jerarquía
    •  objeto de especialización (↓) y generalización (↑)
    •  instancia de clase frente al miembro de la clase

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Generalización de herencia

  • La sustitución de herencia
    •  subtipo tiene más operaciones que supertipoSubtipo 
    •  puede estar sustituido en donde se espera supertipo
    • basada en el comportamiento en lugar de valores
  • La inclusión de herencia
    •  todos los objetos de subtipo es también objeto de supertipo
    • basado en la estructura en lugar de las operaciones
  • restricción de la herencia
    •  caso especial de la herencia de su inclusión
    •  subtipo se expresa por la fuerza de supertipo
  •  Especialización herencia
    •  subtipo objetos contienen información más específica

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Anulación, sobrecarga y enlace en tiempo

  • el reemplazo de métodos
    • método se redefine en el subtipo
    •  garantiza la especialización de los métodos de
    • conserva la interfaz método uniforme
  •  La sobrecarga de métodos
    • efecto causado por el reemplazo de métodos
    • versión varios de un método pueden existir en paralelo
  • el enlace
    •  la versión apropiada del método sobrecargado seleccionada en tiempo de ejecución
    • también conocido como método virtual despacho

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Integridad computacional y extensibilidad

  • integridad Computacional
    •  requisito de que el lenguaje de implementación del método
    •  cualquier función computable puede ser expresada
    •  se puede realizar a través de conexión con el lenguaje actual
  •  extensibilidad
    •  base de datos tiene un conjunto de tipos predefinidos
    •  los desarrolladores pueden definir nuevos tipos de acuerdo a los requerimientos
    •  ninguna distinción entre el uso del sistema y los tipos de usuarios

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La durabilidad y la eficiencia

  • La persistencia
    •  de datos tiene que sobrevivir a la ejecución del programa
    •  persistencia ortogonal
    •  persistencia implícita
  • gestión de almacenamiento secundario
    •  índice de gestión
    • la agrupación de datos
    •  datos de búfer
    •  acceso de selección de ruta
    •  la optimización de consultas

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Control de concurrencia y recuperación

  • concurrencia
    • gestión de múltiples usuarios al mismo tiempo que interactúan
    •  atomicidad, coherencia, aislamiento y durabilidad
    • serialisability de operaciones
  • La fiabilidad
    •  capacidad de recuperación ante fallos del usuario, de software y hardware
    • las transacciones se pueden confirmar o abortado
    •  restaurar el estado anterior coherente de los datos
    •  rehacer y deshacer de las transacciones
    •  registro de las operaciones

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Lenguaje de consulta declarativa

  •  lenguaje de alto nivel
    • expresas no triviales preguntas de forma concisa
    • interfaz basada en texto o gráficos
    • Declarativa
  •  correcta ejecución de los
    • posibilidad de que la optimización de consultas
  • aplicación independiente
    • trabajar en cualquier base de datos es posible
    • sin necesidad de métodos adicionales de los tipos definidos por el usuario

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Características opcionales y opciones abiertas

  • características opcionales
    • herencia múltiple
    •  la comprobación de tipos y la inferencia
    •  distribución
    • operaciones de diseño, las transacciones de largo, las transacciones anidadas
    • Versiones
  • opciones abiertas
    •  paradigma de programación
    • representación del sistema
    • sistema de tipos
    •  la uniformidad

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Más allá del Manifiesto

  • base de datos de administración de empresas de servicios públicos
  • Ver definición y los datos derivados
  • papeles de objetos
    • objetos tienen papeles, además de los tipos
    • papeles se puede ganar y perder de forma dinámica
  •  base de datos de la evolución
    • esquema y los datos tiene que evolucionar con gracia en el tiempo
  •  restricciones
    • la integridad, la semántica y la evolución de las restricciones
    • definición, gestión y observancia de las limitaciones

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Literatura

  • M. Atkinson, F. Bancilhon, D. DeWitt, K. Dittrich, D. Maier,

and S. Zdonik: The Object-Oriented Database System

Manifesto, In: Building an Object-Oriented Database

System, Morgan Kaufmann 1992

  • M. Stonebraker, L. A. Rowe, B. Lindsay, J. Gray, M. Carey,

M. Brodie, P. Bernstein, and D. Beech: Third-Generation

DatabaseSystemManifesto, In: ACM SIGMOD

RECORD, 19(3), 1990

  • H. Darwen and C. J. Date: The Third Manifesto, In: ACM

SIGMOD RECORD, 24(1), 1995

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Próxima semana La persistencia de objetos

  • serialización
  • Los objetos relacionales Asignaciones y marcos
  • Los lenguajes de programación persistentes
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