Orientada a objetos de bases de datos Introducción • 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 Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Organización Michael Grossniklaus politécnico di Milano ETH Zurich Campus Bassini,Room 18/103 IFW D 46.2 +39 022 399 347 +41 44 632 72 73 grossniklaus@elet.polimi.it grossniklaus@inf.ethz.ch Alexandre de Spindler ETH Zurich IFW D 47.1 +41 44 632 74 16 despindler@inf.ethz.ch September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch

el examen de sesión Examen estudiantes de intercambio 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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Visión general del curso 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 comercial Sistemas 5. De almacenamiento e indexación 6. modelos de la versión III. Los datos objeto semántico de gestión 7. OM OM Modelo de datos y Lenguaje Modelo de Datos 8. Diseño e Implementación de OMS Avon 9. Context-Aware Data Management September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Base de datos de diseño September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Sistemas de gestión de bases de datos September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Evolución y Historia Red Orientado a objetos Relacional Semi Estructurados Objeto relacional Xml jerárquica 1970 2000 1980 1990 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 - September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Bases de datos relacionales create type AddressType ( street varchar(10), city varchar(10) ) create row type PublicationType ( title varchar(50) create row type BookType ( isbn varchar(10) ) under PublicationType create row type AuthorType ( name varchar(25), books setof(BookType), address AddressType create table Book of type BookType create table Author of type AuthorType September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 251-0373-00L Móviles y personales Sistemas de Información Prof. Dr. Moira C. Norrie Semestre de otoño, jueves 09.11 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

La base de datos orientada a objetos Manifiesto September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Objetos Los objetos complejos objeto de identidad y la igualdad  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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 métodos públicos  objeto de la estructura de datos pueden estar expuestos para las consultas declarativas September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Tipos y Clases Las Clases de Objetos 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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Tipos y clases September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Generalización de herencia La sustitución de herencia  subtipo tiene más operaciones que supertipo Subtipo   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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

La sobrecarga de métodos 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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Control de concurrencia y recuperación 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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

características opcionales 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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Ver definición y los datos derivados papeles de objetos 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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

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 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 September 19,2008 | Michael Grossniklaus-Deparment of computer Science-grossniklaus@inf.ethz.ch |

Próxima semana La persistencia de objetos  serialización Los objetos relacionales Asignaciones y marcos Los lenguajes de programación persistentes