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Base de datos-objeto-relacional

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  • 1.  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 Bases de Datos Orientada a Objetos Introducción
  • 2. Organización  Michael Grossniklaus ETH Zurich Politecnco idi Milano IFWD 46.2 Campus Bassini, Sala 18/103 +41 44 632 72 73 +39 022 399 3474 grossniklaus@inf.ethz.ch grossniklaus@elet.polimi.it  Alexandre de Spindler ETH Zurich IFW D 47.1 + 41 44 632 74 16 despindler@inf.ethz.ch
  • 3. Ejercicios  Curso estará acompañado de ejercicios  Trabajar con las tecnologías tratadas en el curso  Tutorial de sesiones todas las semanas  A partir del 03 de octubre 2008  IFW Un 32.1, 12.11  Alexandre de Spindler  Opcional, pero muy recomendable!
  • 4. Examen  Del período de sesiónes  19 De enero de 2009 – el 13 de febrero de 2009  Excepciones pueden organizarse para estudiantes de intercambio  Examen oral en inglés  Duración de 15 minutos  5 ECTS
  • 5. Descripción del curso I. Conceptos básicos de bases de datos orientada a objetos  1. Introducción  2. Persistencia de Objetos  3 . db4o II. Conceptos avanzados de bases de datos orientada a objetos.  4. Normas y sistemas comerciales  5. Almacenamiento e indexación  6. Versión Modelos III. Gestión de datos de objeto semántica  7. Modelo de datos de OM y lenguaje de modelo de datos de OM g  8. Diseño e implementación de OMS Avon  9. Gestión de datos consciente de contexto
  • 6. Diseño de Base de Datos Diseño conceptual Aplicación de diseño Diseño Fisico
  • 7. Sistema de Gestión de Base de Datos  Modelo conceptual Representación y acceso a datos Datos de la semántica Operación de la semántica Persistencia ACIDO Distribución Capa de interfaz de cliente Datos de la capa de modelo Capa de almacenamiento F/R SQL, JDBC, ODBC Modelo Relacional RDBMS
  • 8. Historia y Evolución ODMG3.0 ODMG1.0 OMModelodeDatos CODASYLEstándar SQL-86 SQL SQL:1999XML Jerárquica Relacionales Red - Object Oriented Objeto-Relacional Semi-estructurados XML 1960 1970 1980 1990 2000 relacionalesMododedatos ModelodelacaderaEntidadrelacion
  • 9. Base de Datos jerárquica  Datos organizados en un árbol  Un padre pude tener muchos hijos  Un niño solo pueden un padre  Documentos descritos por los tipos de entidad  1:N (uno a muchos) las relaciones  Consulta de navegación de directorio  Ejemplos  Sistemas de archivos  LDAP  Registro de Windows yActivacion de Directorio  XML documentos y XQuery
  • 10. Red de Base de Datos  Datos organizan en gráfico (red)  Padre puede tener muchos hijps  Un niño puede tener muchos padres  Diagrama de Bachmann  Tipos de registros definen propiedades  Relaciones de los tipos de conjunto definidos  padre e hijo, lista enlazada (doble)...  Consulta de navegación gráfica  Ejemplos  CODASYL
  • 11.                 Datos organizan como tuplas en relaciones  Vínculo entre tuplas de datos  claves primarias y foraneas  Algebra Relacional  project, select, join  Formas Normales Relacionales  Lenguaje Declarativo  definición de datos, la coherencia, la manipulación y la consulta  Ejemplos  Oracle 11g, Microsoft SQL Server, IBM DB2  PostgreSQL, MySQL 
  • 12.  Modelo relacional es muy sencillo  Solo referencias basicas → conceptos deben ser simuladas  Sistema de tipo restringido → ningun tipo definido por el usuario  Falta de modelos semánticos  datos complejos, control de versiones, funciones  Poco apoyo para la evolución de datos y el esquema  Discrepancia de impedancia objeto-relacional Base de Datos Relacionales
  • 13. Objeto-relacional desajuste de impedancia  Desarrollo de aplicaciones orientadas a objetos y  resultados de la gestión de datos relacionales en  choque de dos modelos incompatibles  Código para asignar entre modelos está sobrecarga considerable, costosa y difícil de mantener
  • 14. Base de Datos Orientada a Objetos  Datos representados como objetos  Objeto de identidad  Atributos y metodos  Referencias, relaciones , asociaciones  Jerarquía de tipo extensible  tipos definidos por el usuario, tipos de datos abstractos  solo o herencia múltiple  enlace de sobrecargas, primordial, final  Lenguaje declarativo para fines especiales  Vinculante para el lenguaje de programación orientado a objetos
  • 15. Base de Datos Objeto-Relacional  Modelo Relacional Extendido  relacionesanadidas  referencias  conjuntos  tipos de fila, tipos abstractos  funciones  Declarativa del idioma extendido  computacionalmente completo  Falta de concordancia fundamental sigue siendo  Mezcla de modelos
  • 16. Base de Datos Objeto-Relacional create type AddressType ( street varchar(10), city varchar(10) )  create row type PublicationType ( titlevarchar(50) )  create row type BookType ( isbnvarchar(10) ) under PublicationType create row type AuthorType ( namevarchar(25), bookssetof(BookType), address AddressType ) create table Book of type BookType create table Author of type AuthorType
  • 17. Bases de Datos nuevas y futuras  XML Base de Datos Curso 251-0317- 00L XML y Base de Datos Prof. Dr. Donald Kossmann, Dr. Peter Fischer Semestre de Otoño, Wed 13-15  Movil y Bases de Datos personales Cuso 251-0373-00L Móviles y sistemas de Información Personal Prof. Dr. Moira C. Norrie Semestre de Otoño, Thu 9 - 11
  • 18. Base de DatosOrientada a Objetos  Base de Datos Orientada a Objetos Sistemas Sistemas  Evitar el desajuste de impedancia objeto-relacional  Proporcionar un modelo de datos uniforme  Combinar características y propiedades de  idiomas y sistemas orientados a objetos  sitema de gestión de Bases de Datos 
  • 19. Definición de Bases de Datos Orientada a Objetos  Enfoque diverso sistemas de base de datos orientada a objetos  haciendo orientado a objetos lenguajes de programación persistentes  Administración y almacenamiento de datos de objeto  Muchos intentos para definir las bases de datos orientada a objetos  El manifiesto de la base de datos orientada a objetos  13 funcionesobligatorias  5 caracteristicas opcionales  4 opciones abiertas  Manifiesto después  varios refutaciones del campo relacional  varias propiedades importantes no dirigidas
  • 20. September 19,2008 Michael Grossniklaus – Department of Computer Science – grossniklaus@inf.ethz.ch20 El manifiesto de Base de Datos Orientada a Objetos 1. Objetos complejos 2. Objetos de entidad 3. Encapsulamiento  4 . Tipos y clases  5. Tipos y jerarquías de clases  6. Reemplazar, sobrecarga y enlace Sistema Orientada a Objetos   7. Computacional completo  8. Extensibilidad  9. Persistente  10. Eficiencia  11. Concurrencia Sistema de Gestión de Base de Datos 12. Fiabilidad 13. Lenguaje de consulta declarativa
  • 21.  Objetos complejos  objeto complejo formado desde las más simples por constructores  constructores de objeto complejo de registro, conjunto, bolsa, lista y matriz  constructor de otorgonalidad  La igualdad y la identidad de objeto  cada objeto tiene identificador de objetos único e inmutable (OID)  uso compartido de objetos a través de referencias  dos objetos son iguales si tienen el mismo OID  dos objetos son iguales si tienen el mismo Estado  igualdad superficial y profunda Objetos
  • 22.  Encapsulación  consisteenlaimplementacióndelainterfaz  interfaz define las firmas de métodos públicos  la implementación incluye métodos y datos de objeto  Estado de objeto sólo se modifica a través de métodos públicos  estructura de datos de objeto puede estar expuesto para consultas declarativas tipo de registro Interfa z pública establecer el tipo de Objetos
  • 23.  Tipos de datos  definición de propiedades de objeto  elemento estático describe la estructura de objeto  parte dinámica describe el comportamiento del objeto  separación de interfaz e implementación  utilizado para comprobar la corrección de programas en tiempo de compilación  Clases de objetos  contenedor de objetos del mismo tipo  pueden añadir y eliminar objetos  para crear y manipular objetos en tiempo de ejecución Tipos y Clases
  • 24.  TipoClase a  describe a contiene Objetos  Valor
  • 25. • Ventajas • Herencia  herramientademodeladogranenlace  garantizar la complejidad semántica  reutilización de especificación y aplicación Publicacion -I-getName() -I-getAuthors() Artículo -I-getPages() -I-getJournal() Libro getISBN()  objetos de subclase pertenecen automáticamente a la superclase  atributos y métodos heredados de la superclase  subclase puede introducir nuevos atributos y métodos  Migración entre las clases  mover objetos entre los niveles de la jerarquía  especialización de objeto (↓) y generalización (↑)  instancia de la clase frente a miembros de clase Procedimiento getConference() Generalización Jerarquícas
  • 26.  Cambio en la herencia  Internet has more operations than supertype  subtipo puede sustituirse donde se espera supertipo  basado en el comportamiento, en lugar de valores  Inclusión de la herencia  cada objeto de subtipo es también objeto de supertipo  based on structure rather than operations  Restricción de la herencia  caso especial de herencia de inserción  subtipo se expresa por la restricción de supertipo  Especializacón de herencia  subtipo objetos contienen información más específica  Generalización Jerarquícas
  • 27. Reemplazar, sobrecarga y tarde vinculante  Method overriding  método se redefine en subtipo  especialización de garantías de métodos  interfaz de método uniforme de conservas «interface» Shape +draw(Graphics g) Rectangulo +draw(Graphics g)  Método de sobrecarga  efecto causado por reemplazar el método  puede existir varios versión de un método en paralelo  El enlace Rectangulo con Relleno +draw(Graphics g)  versión apropiada de método sobrecargado seleccionado en tiempo de ejecución  también conocido como envío de método virtual
  • 28. Integridad Computacional y Extensibilidad • Computacional completo  requisitos para el lenguaje de implementación del método  puede expresar cualquier función computable  pueden realizarse a través de la conexión con el lenguaje existente  Extensibilidad  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 tipos de sistema y de usuario
  • 29. Durabilidad y Eficiencia  Persistencia  datos tienen que sobrevivir la ejecución del programa  persistenia ortogonal  persistencia implicita  Gestión de almacenamiento secundario  indice de géstion  datos de clustering  almacenamiento temporal de datos  selección de rutas de acceso  optomización de la consulta
  • 30. Recuperación y Control de concurrencia  Concurrencia  Administración de múltiples usuarios interactuar simultáneamente  atomicidad, coherencia, aislamiento y durabilidad  seriabilización de las operaciones  Fiabilidad  resistencia a fallos de hardware, software y usuario  las transacciones pueden comprometidas o anuladas  restaurar el estado anterior de coherente de los datos  Rehacer y deshacer de transacciones  registro de las operaciones
  • 31. Lenguaje de Consulta Declarativa  Lenguaje de alto nivel  expresar de forma concisa consultas no triviales  interfaz basada en texto o gráfica  declarativo  Eficiente ejecución  posibilidad de optimización de la consulta  Aplicación independiente  trabajar en cualquier base de datos posible  no hay necesidad de métodos adicionales de tipos definidos por el usuario
  • 32. Abrir Opciones y características opcionales  Características opcionales  herencia múltiple  comprobación de tipos y la inferencia  distribución  diseño de transacciones, las transacciones largas, transacciones anidadas  versiones  Abrir opciones  paradigma de programación  sistema de representación  sistemas de tipos  uniformidad
  • 33. Más allá del Manifiesto  Base de Datos de utilidades de admnistración  Definición de la vista y datos derivados  Objeto funciones  los objetos tienen funciones además de tipos  funciones pueden ganó y perdió dinámicamente  Bade de Datos de la evolución  esquema y datos tiene que evolucionar correctamente con el tiempo  Restricciones  integridad, semántica y las limitaciones de la evolución  Definición, gestión y aplicación de restricciones
  • 34. 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
  • 35. Próxima Semana Persistencia de objetos  Serialización  Objeto-relacional asignaciones y marcos  Persistentes lenguajes de programación

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