Objeto – Orientado a base de datos Introducción 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

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

Ejercicios  Curso estará acompañado de ejercicios  Trabajar con las tecnologías tratadas en el curso  Tutorial sessions every week  Empezando en Octubre 3rd, 2008  IFW A 32.1,  Alexandre de Spindler  Opcional, pero muy recomendable!

Examen  Convocatoria  Enero 19th, 2009 – Febrero 13th, 2009  Las excepciones se pueden organizar para los estudiantes de intercambio  Examen oral en ingles  Duración de 15 minutos  5 ECTS

Descripción del Curso I.Fundamentos de Base de datos orientados a objetos 1.Introduction 2.Persistencia de objetos 3.db4o II.Conceptos avanzados de base de datos orientada a objetos 4. Normas y Sistemas comerciales 5.Almacenamiento y indexación 6.Versión de modelos III.Objeto de datos de Gestión Semántica 7.OM Modelo de Datos y OM Idioma Modelo de Datos 8.Diseño e implementación de Avon OMS 9.Sensible al contexto de gestión de datos

Diseño de la Base de datos Diseño Conceptual Implementación del diseño Diseño Físico

Base de datos de Sistemas de Gestión Modelados Conceptuales E/R De acceso a datos y SQL, JDBC, ODBC representación Datos de la semántica Modelo Relacional Operación de la semántica Persistencia RDBMS ACID Distribución Capa Interfaz cliente Capa del modelo de datos Capa del implementacion

Historia y Evolución

Base de datos Jerarquicas  Datos organizados en un árbol  Un padre puede tener muchos hijos  Un hijo puede tener solo unos padres  Documentos descritos por los tipos de  entidad.  1:N (uno a muchos) relaciones  Consulta por navegación por directorios  Ejemplos  Sistema de archivos  LDAP  Registro de Windows y Directorio Activo  Documentos XML y consultas XQuery

Red de Base de datos  Datos organizados en grafica (enrejar)  Un padre puede tener muchos hijos  Un hijo puede tener muchos padres  Diagramas Bachmann  Los tipos de registro definen las propiedade3des  Establecer relaciones de tipo definicidos  Padre-hijo, (doble) Lista enlazada, …  Consultas por graficas de navegación  Ejemplos  CODASYL

Base de Datos Relacional  Los datos organizados en las tuplas en las relaciones  Enlace entre tuplas de datos  Claves Primarias y foráneas álgebra relacional  proyecto, seleccione, se unen  Relacionar Formas Normales  Declarar Lenguaje  Datos DEFINIR, Consistencia, consultando y manipulando  Ejemplos  11g de Oracle, Microsoft SQL Server, IBM DB2  PostgreSQL, MySQL

Base de Datos Relacional  Relacionar Modelos en Muy sencillo  Conceptos básicos Solo referencias → necesidad de simular  sistema restringido de tipo → ningún tipos definidos por el usuario  La falta de modelado semántico  datos complejos, control de versiones, las funciones  Poco apoyo a los datos y la evolución de esquema  impedancia 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 objetos  Objeto de identidad  Atributos y métodos  referencias, relaciones, asociaciones  Jerarquía de tipos extensible  tipos definidos por el usuario, tipos abstractos de datos  Herencia simple o múltiple  Sobrecarga, primer orden, el enlace  Lenguaje declarativo para el anuncio de los propósitos especiales  Vinculando el lenguaje de programación orientado a objetos.

Bases de datos Objeto-Relacional  Modelo relacional extendido.  Relaciones anidadas.  Referencias.  Conjuntos.  Tipos de fila, Tipos abstractos.  Funciones.  Declaración del idioma 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 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

Bases de datos Objeto-Relacional  Base de datos XML Curso L Base de datos y XML Prof. Dr. Donald Kossmann, Dr. Peter Fischer Semestre de otoño, Miércoles  Base de datos y móviles Curso L Móvil y Sistemas de Información Personal Prof. Dr. Moira C. Norrie Semestre de otoño, jueves 9-11

Bases de datos orientada a objetos  Evite desajustes en el objeto relacional  Proporcionar un modelo de datos uniformes  Combina las características y propiedades de  sistemas orientados a objetos y lenguajes  Sistema de Gestión de base de datos

Bases de datos Objeto-Relacional  Diversos enfoque de los sistemas de bases de datos orientadas a objetos  hacer lenguajes de programación orientados a objetos persistentes  la 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 caracteristicas opcionales  4 opciones abiertas  Manifiesto después  varias refutaciones del campo relacional  varias propiedades importantes no se tratan

La base de datos orientada a objetos Manifiesto

Objetos  Objetos 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  ortogonalidad constructor  objetos de identidad y la igualdad  cada objeto tiene única e inmutable identificador de objeto (OID)  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  Superficiales y profundas igualdad

Objetos  Encapsulación  objeto consiste en la interfaz y la implementación  interfaz define las firmas de métodos públicos  aplicación incluye datos de objetos y métodos  Estado objeto sólo se modifica a través de métodos públicos  objeto de estructura de datos pueden estar expuestos para las consultas declarativas.

Tipos y clases  Tipos de datos  Definicion de las propiedades del objeto  parte describe la estructura estática objeto  parte 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  objetos de clases  contenedor de objetos del mismo tipo  objetos se pueden agregar y quitar  utiliza para crear y manipular objetos en tiempo de ejecución

Tipos y clases Clases Tipos ObjetoValúa Tiene Contiene Tiene Describe

Generalización Jerárquica  Ventajas  potente herramienta de modelado  complejidad semántica de garantía  reutilización de definición y aplicación  Instancia  Los objetos de la subclase pertenecen automáticamente a la superclase  los atributos y los métodos se heredan de la superclase  subclase puede introducir nuevos atributos y los métodos  La migración entre clases  objetos se mueven entre los niveles de jerarquía  por objeto la especialización (↓) y la generalización (↑)  nstancia de clase frente a miembro de la clase

Generalización de Jerarquías  Cambio en la herencia  subtipo tiene más operaciones que supertipo  subtipo puede ser sustituido en el supertipo se espera  basados en el comportamiento en lugar de valores  Inclusión herencia  todos los objetos de subtipo también es objeto del supertipo  basado en la estructura en lugar de las operaciones  Restricción de la herencia  caso especial de la herencia de la inclusión  subtipo se expresa por restricción en supertipo  Especialización de la herencia  subtipo objetos contienen información más específica

De primer orden, sobrecarga y el enlace  Método imperiosa  método se redefine en el subtipo  garantiza la especialización de los métodos de  conserva la interfaz método uniforme  Método de sobrecarga  efecto causado por el método primordial  versión diversos de un método puede existir en paralelo  El enlace  la versión apropiada del método sobrecargado seleccionada en tiempo de ejecución  También conocido como método virtual envío

Integridad de cómputo y extensibilidad  computacional completo  requisito de la lengua implementación del método  cualquier función computable puede ser expresada  puede realizarse a través de la conexión con las lenguas  extensibilidad  base de datos tiene un conjunto de tipos predefinidos  desarrolladores pueden definir nuevos tipos de acuerdo a los requisitos  no distingue entre tipos de uso del sistema y de usuario

Durabilidad y Eficiencia  Persistencia  datos tiene que sobrevivir a la ejecución del programa  persistencia ortogonal  implícita la persistencia  la gestión del almacenamiento secundario  administración de índices  agrupación de datos  almacenamiento temporal de datos  ruta de acceso de selección  optimización de consultas

Concurrencia Control y Recuperación  Concurrencia  la gestión de múltiples usuarios al mismo tiempo interactuando  atomicidad, coherencia, aislamiento y durabilidad  serialisability de las operaciones  Fiabilidad  resiliencia a las fallas del usuario, el software y hardware  transacciones se pueden cometer o abortado  restaurar el estado anterior coherente de los datos  rehacer y deshacer de las transacciones  el registro de las operaciones

Lenguaje de consulta declarativa  Lenguaje de alto nivel  expresar consultas no triviales de manera concisa  basado en texto o la interfaz gráfica de  declarativa  Eficiente ejecución  posibilidad de que la optimización de consultas  Aplicación independiente  trabajar en cualquier base de datos posible  sin necesidad de métodos adicionales de los tipos definidos por el usuario

Características opcionales y opciones abiertas  Opcional características  múltiples herencia  comprobación de tipos y la inferencia  Distribución  operaciones de diseño, las operaciones de largo, las transacciones anidadas  versiones  Abrir opciones  paradigma de programación  sistema de representación  sistema de tipos  uniformidad

Más allá del Manifiesto  base de datos de utilidades de administración  Definición de vista y los datos derivados  Objeto funciones  objetos tienen funciones, además de los tipos  funciones se puede ganar y perdió de forma dinámica  La evolución de la base de datos  esquema y los datos tiene que evolucionar con gracia en el tiempo  Limitaciones  restricciones de integridad, semántico y la evolución  definición, gestión y ejecución de las restricciones

Literature  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

Siguiente semana Persistencia de objetos  Serialización  relacional de objetos Asignaciones y marcos  Lenguajes de programación persistentes