Bases de Datos Orientadas a Objetos

1. Introducción • Índice del Curso • Evolución e Historia de Sistemas Gestores de Bases de Datos • Requerimientos de Sistemas Gestores de Bases de Datos Orientadas a Objetos Bases de Datos Orientadas a Objetos

2. Organización • Michael Grossniklaus • ETH Zurich • IFW D 46.2 • +41 44 632 72 73 • grossniklaus@inf.ethz.ch • Alexandre de Spindler • ETH Zurich • IFW D 47.1 • +41 44 632 74 16 • despindler@inf.ethz.ch Politecnico di Milano Campus Bassini, Room 18/103 +39 022 399 3474 grossniklaus@elet.polimi.it

3. Índice del Curso • Fundamentos de Bases de Datos Orientadas a Objetos • Introducción • Objeto Persistente • Db4o • Conceptos Avanzados de Bases de Datos Orientadas a Objetos • Estándares y sistemas comerciales • Almacenamiento e Indexación • Versión Modelos • Gestión de Datos de Objetos Semánticos • OM Modelo de Datos y OM Lenguaje de Modelo de Datos • Diseño e Implementación de OMS Avon • Context-Aware de Gestión de Datos

4. Diseño de Base de Datos Diseño Conceptual Implementación de Diseño Diseño Físico

5. Sistemas gestores de Bases de datos Representación del Modelo Conceptual de Acceso a Datos. E/R SQL, JDBC, ODBC Capa de Interfaz de Usuario Datos Semánticos Operación Semántica Modelo Relacional Capa de Modelo de Datos RDMS Persistencia ACID Distribución Capa de Almacenamiento

6. Evolución e Historia Modelos de Datos Relacional Modelo Entidad-Relación ODMG 3.0 Estándares CCDASYL Modelo de Datos OM SQL: 1999 SLQ -86 SQL XML ODMG 1.0 Jerarquía RED Relación Orientado a Objetos Objeto Relacional Semi-Estructurado XML

7. Jerarquía de base de datos Bibliografía • Datos Organizados en un Árbol • Un Padre puede tener muchos Hijos • Un Hijo puede tener un solo Padre • Registros Descritos Por Tipos de Entidades • 1:N (Uno a Muchos)Relaciones • Consulta Por Rutas de Navegación • Ejemplos • Archivos de Sistema • LDAP • Registro de Windows y Directorio Activo • Documentos XML y Consultas X Articulo Libro Autor Autor Autor

8. RED de Base de Datos Bibliografía • Datos Organizados en Gráficos • Un Padre puede tener muchos Hijos • Un Hijo puede tener un solo Padre • BachmanDiagramas • Tipos de Registro Propiedades Definidas • ColocarTipos Definidos de Relaciones • Padre-Hijo, (doble) Referencia de lista,… • Consulta Por Navegación Gráfica • Ejemplos • CODASYL Articulo Libro Autor Autor Autor

9. Bases de Datos Relacional • Datos Organizados Como Tablas en Relaciones • Referencia Entre Tablas de Datos • Llaves Primarias y Foráneas • Relación Algebraica • Project, Select, Join • Relaciones de Forma Normal • Lenguaje Declarativo • Definición de datos, Consistencia, Manipulación y Consultas • Ejemplos • Oracle 11g, Microsoft SQL Server, IBM DB2 • PostgreSQL, MySQL

10. Bases de Datos Relacional • El Modelo Relacional Es Muy Simple • Solo conceptos básicos -- Referencias necesarias a ser simuladas • Tipos de restricciones de sistema -- No definir tipos de usuario • CarenciaDe Modelo Semántico • Datos complejos, Versiones, Roles • Pequeño Soporte Para Datos y Evolución De Esquema • Objeto Relacional Desigualdad De Impedancia

11. Objeto Relacional ImpendanceMismatch • Aplicación Orientada a Objetos Desarrollo y Gestión de Datos relacionados resultantes en conflictos de dos modelos incompatibles. • El código de mapa entre modelos es considerado sobrecarga costosa y duramente de mantener

12. Bases de Datos Orientadas a Objetos • Datos Representados Como Objetos • Objeto Identidad • Atributos y Métodos • Referencias, Relaciones, Asociaciones • Extensible Tipo Hierachy • Tipos de Usuario Definidos, Tipos de Datos Abstractos • Simple o Múltiple herencia • Sobrecargado, primordial, enlazado • Lenguaje Declarativo Para Fines ad hoc • Enlazado Para Lenguaje de Programación Orientado a Objetos

13. Objeto Relacional de Bases de Datos • Modelo Relacional Extendido • AnidarRelaciones • Referencias • Sets • Tipos de Filas, Tipos Abstractos • Funciones • Lenguaje Declarativo Extendido • ComputablementeCompleto • Fundamental ImpendanceMismachRemains • Mezclando Los Modelos

14. Objeto Relacional de Bases de Datos createtypeAddressType( streetvarchar(10), cityvarchar(10) ) createrowtypePublicationType( titlevarchar(50) ) createrowtypeBookType( isbnvarchar(10) ) underPublicationType createrowtypeAuthorType ( namevarchar(25), bookssetof(BookType), addressAddressType ) create table Book of type BookType create table Author of type AuthorType

15. Enlaces y Bases de Datos Futuras • XML Bases De Datos • Curso 251-0317-00L • XML y Bases de Datos • Prof. Dr. Donald Kossmann, Dr. Peter Fischer • Móvil y Bases de Datos Personales • Curso 251-0373-00L • Móvil y Bases de Datos Personales • Prof. Dr. Moira C. Norrie • Autumn Semestre.

16. Bases de Datos Orientadas a Objetos Sistemas Orientados a Objetos Sistemas de Bases de Datos OODB • EvitarObjeto Relacional ImpendanceMismatch • Proveer Un Modelo De Datos Uniforme • Combinar Aspectos y Propiedades De • Sistemas Orientados a Objetos y Lenguajes • Sistemas Gestores de Bases de Datos

17. Definición de Bases de Datos Orientadas a Objetos • Diversos Enfoques De Sistemas De Bases de Datos Orientadas A Objetos • Creado Persistencia de Lenguajes de Programación Orientado a Objetos • Gestionando y Almacenando Datos de Objetos • Muchos Intentos de Definir Bases De Datos Orientas A Objetos • La Manifestación de Bases de Datos Orientadas a Objetos • 13 elementos obligatorios • 5 características opcionales • 4 abrir opciones • Manifestando secuelas • Varias refutaciones del campamento relacional • Varias propiedades importantes no dirigidas

18. Las Manifestaciones de Las Bases de Datos Orientadas a Objetos 1. Objetos Complejos 2. Identidad de Objetos 3. Encapsulación 4. Tipos y Clases 5. Tipos y Herencia de Clases • 6. Sobrecargado, primordial, enlazado 7. Computablemente Completo 8. Extensibilidad 9. PerPersistente 10. Eficiente 11. Concurrente 12. Fiable 13. Lenguaje de ConsultasDeclarativo Sistema Orientado a Objetos Sistema Gestor de Bases de Datos

19. Objetos • Encapsulación • Objeto consistente de interfaz e implementación • Interfaz definida de métodos públicos • Implementación incluyendo datos de objetos y métodos • El Estado de los Objetos es modificado mediante métodos públicos • Estructura de Datos de Objetos muchos son expuestos por consultas declarativas Tipo de Registro Interfaz Pública Tipo Establecido

20. Tipos y Clases • Tipos De Datos • Definición de propiedades de objetos • Parte estática descrita por estructura de objetos • Parte dinámica descrita por comportamiento de objetos • Separación de interfaz e implementación • Uso de chequeo correcto de programas en tiempo de compilación • Objetos de Clases • Contenido para objetos del mismo tipo • El objeto puede ser agregado y removido • Uso de creación y manipulación de objetos en tiempo de ejecución

21. Objetos • Objetos Complejos Formados Por Otros Constructores • Registrar, Establecer, Lista y Matriz Constructora de Objetos Complejos • Constructor otorgable • Identidad De Objeto e Igualdad • Todos los objetos son únicos e identificador de objetos inmutable (OID) • Compartición de objetos mediante referencias • Dos objetos son iguales si tienen un mismo estado

22. Clase Tipo Tiene Contenido Describe Objeto Valor Tiene Tipos y Clases

23. Generalización de Jerarquía • Ventajas • Poderosas herramientas de modelado • Garantía de complejidad semántica • Reúso de especificación e implementación • Herencia • Objetos de subclases perteneciente automáticamente a la superclase • Los atributos y métodos son heredados de superclase • Las subclases pueden introducir nuevos atributos y métodos • Migración Entre Clases • Mover objetos entre niveles de herencia • Objetos especializados y generalización • Instancias de clases contra miembros de clases

24. Generalización de Jerarquía • Sustitución De Herencia • El Subtipo es mas operacional que el súper tipo • El Subtipo puede ser sustituido como súper tipos • Basado sobre mejor comportamiento que valores • Inclusión De Herencia • Todos los objetos de subtipos son también objetos de súper tipo • Basado sobre mejor estructura que operaciones • Restricción De Herencia • Caso especial de inclusión de herencia • El subtipo es expresado por restricciones sobre súper tipo • Restricción De Herencia • El Subtipo de objetos contienen más información especifica

25. Sobrecargado, primordial y enlazado • Método Sobrecargado • El Método es redefinido en subtipo • Garantiza especialización de métodos • Preserva uniforme los métodos de interfaces • Método Primordial • Efecto causado por métodos sobrecargados • Varias versiones de un método pueden existir en paralelo • Método Enlazado • Apropiada versión de método primordial seleccionado en tiempo de ejecución • También conocido como método virtual perteneciente

26. Completamente Computacional y Extensible • Completamente Computacional • Requerimientos para el lenguaje de implementación de métodos • La función computable puede ser expresada • Puede ser realizada a través de conexión con lenguaje existente • Extensibilidad • Las Bases de Datos son establecidas de tipos predefinidos • El Desarrollo puede definir nuevos tipos de requerimientos acordes • No usable distinción entre sistema y tipos de usuario

27. Durabilidad y eficiencia • Persistencia • Los Datos son supervivientes al programa de ejecución • Persistencia ortogonal • Persistencia implícita • Registro Gestionado Secundario • Gestión de índices • Datos Agrupados • Datos Búfer • Acceso a ruta de selección • Optimización de consultas

28. Control Concurrente y Liberación • Concurrencia • Gestión de múltiples usuarios interactuando concurrentemente • Atomicidad, Consistencia, Aislamiento y Durabilidad • Serialización de operaciones • Fiabilidad • Elasticidad a usuarios, software y hardware • Las transacciones pueden ser confirmadas o abortadas • Restauración previa estados coherentes de datos • Rehacer y deshacer las transacciones • Operaciones de identificación

29. Lenguaje Declarativo de Consultas • Lenguaje De Alto Nivel • Expresión no trivial de preguntas concisas • Base texto o interfaces graficas • Declarativo • Ejecución Eficiente • Posibilidad para optimización de consultas • Aplicación Independiente • Trabajo sobre varias bases de datos posibles • No requiere métodos adicionales sobre tipos de usuarios definidos

30. Características Opcionales y Opciones Abiertas • Características Opcionales • Múltiples herencias • Checando tipos e inferencia • Distribución • Designando transacciones, transacciones largas, transacciones anidadas • Versiones • Opciones Abiertas • Paradigma de programación • Sistema de representación • Tipo de Sistemas • Uniformidad

31. Más Allá del Manifiesto • Bases De Datos Administración De Utilidades • Ver Definición y Datos Derivados • Roles De Objetos • Los Objetos tienen roles en adiciones a tipos • Los Roles pueden ser ganadores y perdedores dinámicamente • Evolución De Bases De Datos • El Esquema y datos tiene que evolucionar correctamente con el tiempo • Restricciones • Integridad, Semántico y evolución de restricciones • Definición, gestión y reforzamiento de restricciones

32. Referencias • M. Atkinson, F. Bancilhon, D. DeWitt, K. Dittrich, D. Maier, • and S. Zdonik: TheObject-OrientedDatabaseSystem • Manifesto, In: BuildinganObject-OrientedDatabase • 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: TheThirdManifesto, In: ACM • SIGMOD RECORD, 24(1), 1995

33. Persistencia de Objetos • Serialización • Objetos Relacionales Marcados y Asignados • Lenguaje de Programación Persistente Bases de Datos Orientadas a Objetos