Visión Global del Curso Evolución e Historia de los Sistemas de Gestión de Base de Datos Requisitos de Gestión de base de Datos Orientados a Objetos

Michael Grossniklaus ETH Zurich Politecnico di Milano IFW D 46.2 Campus Bassini, Room 18/ Alexandre de Spindler ETH Zurich IFW D

Este curso estará acompañado por los siguientes ejercicios. Trabajo con las tecnologías tratadas en el curso de sesiones. Tutoría por semana. 1. A partir del 03 de octubre del IFW UN 32,1,11,12 3. Alexandre de Spindler Opcional, pero muy recomendable

CONVOCATORIA de ENERO del 2009 – 13 de FEBRERO del Las excepciones se pueden organizar para estudiantes de intercambio. Examen Oral de Inglés Duración 15 minutos. 5 ECTS

I. Fundamentos de bases de datos orientadas a objetos 1. introducción 2. La persistencia de objetos 3. db4o II. Conceptos avanzados de bases de datos orientadas a objetos 4. Normas y Sistemas Comerciales 5. De almacenamiento e indexación 6. modelos de la versión III. Los datos objeto semántico de gestión 7. OM Modelo de datos y Lenguaje Modelo de Datos 8. Diseño e Implementación de OMS Avon 9. Context-Aware Data Management Diseño

Los datos organizados en un árbol 1. Un padre puede tener muchos hijos. 2. Un niño sólo puede tener uno de los padres. Los registros descritos por los tipos de entidad 1: N (uno a muchos) las relaciones Consulta por el recorrido de navegación Ejemplos 1. El sistema de archivos 2. LDAP 3. del Registro de Windows y Active Directory 4. documentos XML y XQuery

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

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.

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 de definición de datos, la consistencia, la manipulación y la consulta Ejemplos Oracle 11g, Microsoft SQL Server, IBM DB2 PostgreSQL, MySQL

El desarrollo de aplicaciones orientadas a objetos y relacionales son resultado de la gestión de datos en el choque de dos modelos incompatibles. Código de mapa entre los modelos es una sobrecarga considerable, costosa y difícil de mantener.

Los datos representados como objetos Objeto de identidad Atributos y métodos Referencias, relaciones, asociaciones Jerarquía de tipos extensible Definidos por el usuario, tipos de datos abstractos Herencia simple o múltiple Sobrecarga, anulación, enlace Lenguaje declarativo para efectos especiales Vinculante para lenguaje de programación orientado a objetos

Modelo relacional extendido Relaciones anidadas Referencias Conjuntos Tipos de filas, tipos abstractos Funciones Lenguaje declarativo extendido Computacionalmente completo El desajuste de impedancia sigue siendo fundamental Mezcla de modelos

create type TipoDirección( calle varchar(10), ciudad varchar(10) ) create row type TipoPublicacion ( titulo varchar(50) ) create row type TipoLibro( isbn varchar(10) ) under TipoPublicacion create row type TipoAutor ( nombre varchar(25), Libros setof(BookType), direccion AddressType ) create table Book of type TipoLibro create table Author of type TipoAutor

Bases de datos XML Curso L XML y bases de datos Prof. Dr. Donald Kossmann, el Dr. Peter Fischer Semestre de otoño, miércoles Bases de datos móviles y personales Curso L Sistemas de Información móviles y personales Prof. Dr. Moira C. Norrie Semestre de otoño, jueves 09-11

Sistema Orientado a objetos Sistema Orientado a objetos Sistema de base de datos Sistema de base de datos Diferencia de impedancia objeto-relacional evita 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 OODBOODB

Un enfoque diverso de los sistemas de bases de datos orientadas a objetos Hacer lenguajes orientados a objetos de programación persistente 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 de las consecuencias Varias refutaciones del campo relacional No se tratan varias propiedades importantes

1. Los objetos complejos 2. Objeto de identidad 3. Encapsulación 4. Tipos y clases 5. Tipo y clase de jerarquías 6. Anulación, sobrecarga y enlace en tiempo 7. Integridad Computacional 8. Extensibilidad 9. Persistencia 10. Eficiencia 11. Concurrencia 12. Confiabilidad 13. Lenguaje de consulta declarativa Sistema manejadores de base de datos Sistema orientado a objetos

Objetos complejos Objeto formado a partir de otras más simples por los constructores Registro, bolsa, lista y conjunto de constructores de objetos complejos Identidad e igualdad del objeto Cada objeto tiene un único 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

Encapsulación El objeto consiste en la interfaz y la implementación La interfaz define las firmas de los métodos públicos La aplicación incluye datos de los objetos y métodos El estado de objeto sólo se modifica a través de métodos públicos Objeto en la estructura de datos pueden estar expuestos para las consultas declarativas Interfaz publica Tipo registro Establecimient o del tipo

Definición de las propiedades del objeto La parte estática describe la estructura del objeto La parte dinámica describe el comportamiento dinámico de objetos Separación de la interfaz y la implementación Utiliza para comprobar la corrección de los programas en tiempo de compilación Las clases de objetos Contenedor para los objetos del mismo tipo Los objetos se pueden agregar y quitar Utiliza para crear y manipular objetos en tiempo de ejecución

clase objeto valor tipo tiene describe contiene tiene

Ventajas Herramienta de modelado de gran alcance. Garantiza complejidad semántica. Reutilización de especificación y la implementación. Herencia Los objetos de la subclase pertenecen automáticamente a la superclase. Los atributos y métodos se heredan de la superclase. La subclase puede introducir nuevos atributos y métodos. La migración entre las clases Mover objetos entre los niveles de jerarquía Objeto de especialización ( ) y generalización ( ) Clase instanciada contra miembro de la clase.

Sustitución de herencia Un subtipo tiene más operaciones que un supertipo. Un subtipo puede estar sustituido en donde se espera supertipo. Basada en el comportamiento en lugar de valores. Inclusión de herencia Todo objeto de subtipo es también objeto de supertipo. Basado en la estructura en lugar de las operaciones Restricción de herencia Caso especial de herencia de inclusión. Subtipo es expresado por la fuerza de supertipo. Especialización herencia Los objetos subtipo contienen información más específica.

Reemplazo de métodos Método se redefine en el subtipo. Garantiza la especialización de los métodos. Conserva uniforme la interface del método. Sobrecarga de métodos Efecto causado por el reemplazo de métodos. La versión varios de un método puede existir en paralelo. El enlace Versión adecuada para el método sobrecargado seleccionado en tiempo de ejecución. También conocido como método virtual de envío.

Integridad Computacional Requerido para el método de implementación de lenguaje. Cualquier computable puede ser expresada. Se puede realizar a través de conexión con el lenguaje actual Extensibilidad La base de datos tiene un conjunto de tipos predefinidos. Los desarrolladores pueden definir nuevos tipos de acuerdo a los requerimientos. Sin distinción de uso entre el sistema y los tipos de usuario.

Persistencia Los datos tienen que sobrevivir a la ejecución del programa. Persistencia ortogonal. Persistencia implícita. La gestión del almacenamiento secundario Manejador de índice. Agrupación de datos. Almacenamiento temporal de datos. Selección de la ruta de acceso. Optimización de consultas.

Concurrencia Gestión de múltiples usuarios al mismo tiempo que interactúan. Atomicidad, coherencia, aislamiento y durabilidad. Serialibilidad de operaciones. Confiabilidad. Capacidad de recuperación ante fallos del usuario, de software y hardware. Las transacciones se pueden confirmar o abortar. Restaurar el estado anterior coherente de los datos. Rehacer y deshacer las transacciones Registro de las operaciones

Lenguaje de alto nivel Expresa preguntas no-triviales de forma concisa. Interfaz basada en texto o gráficos. Declarativo. Ejecución Eficiente Posibilidad de optimizar consultas. Independiente de la aplicación Trabaja en cualquier base de datos posible. Sin necesidad de métodos adicionales definidos sobre los tipos de usuario.

Características opcionales Herencia múltiple. La comprobación de tipos y la inferencia. Distribución. Operaciones de diseño, transacciones largas, transacciones anidadas. Versiones Opciones abiertas Paradigma de programación. Representación del sistema. Tipo de sistema. Uniformidad.

Administración de base de datos para empresas de servicios públicos. Ver datos de definición y derivados. Los roles de objeto Los objetos tienen funciones, además de tipos. Los roles se pueden ganar y perder de forma dinámica Evolución de base de datos. Esquema y datos deben evolucionar con gracia en el tiempo. Restricciones Integridad, semántica y la evolución de las restricciones. Definición, gestión y ejecución de las restricciones.

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 Database System Manifesto, In: ACM SIGMOD RECORD, 19(3), 1990 H. Darwen and C. J. Date: The Third Manifesto, In: ACM SIGMOD RECORD, 24(1), 1995

Serialización Los objetos relacionales Asignaciones y marcos Los lenguajes de programación persistentes