exam06 1 - stankin/design-part-1 GitHub Wiki

Выполнила: Кузьмина Валерия

Проверил: Мигунов Никита, Шульга Николай

Группа ИДБ-17-06

Объектные, реляционные и объектно-реляционные СУБД. Преобразование моделей и особенности проектирования смешанных информационных систем

СУБД (система управления базами данных) - совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных (ГОСТ Р ИСО МЭК ТО 10032-2007).

СУБД используют следующие лингвистические средства:

DDL (Язык описания данных): DDL или язык определения данных фактически состоит из команд, которые можно использовать для создания и изменения структуры объектов базы данных.
DML (Язык манипулирования данными): используется для обработки данных и позволяет осуществлять операции непосредственно с записями.
DCL (Язык управления привилегиями): команды управления привилегиями позволяют управлять доступом к информации, находящейся внутри БД. Как правило, используется для создания объектов, связанных с доступом к данным, а также служит для контроля над распределением привилегий между пользователями.
TCL (Язык управления транзакциями): операторы, позволяющие контролировать операцию транзакции.

Объектные СУБД

Объектно-ориентированная (объектная) СУБД — система управления базами данных, основанная на объектной модели данных.

В наиболее общей и классической постановке объектно-ориентированный подход базируется на концепциях:

объекта и идентификатора объекта;
атрибутов и методов;
классов;
иерархии и наследования классов.

Объектно-ориентированная база данных (ООБД) — база данных, в которой данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.

Объектно-ориентированные базы данных обычно рекомендованы для тех случаев, когда требуется высокопроизводительная обработка данных, имеющих сложную структуру.

Несколько обязательных характеристик ООБД:

Поддержка индивидуальности объектов. Все объекты должны иметь уникальный идентификатор, который не зависит от значений их атрибутов.
Поддержка инкапсуляции. Корректная инкапсуляция достигается за счёт того, что программисты обладают правом доступа только к спецификации интерфейса методов, а данные и реализация методов скрыты внутри объектов.
Поддержка типов и классов.
Поддержка наследования типов и классов от их предков. Подтип, или подкласс, должен наследовать атрибуты и методы от его супертипа, или суперкласса, соответственно.
Набор типов данных должен быть расширяемым. Пользователь должен иметь средства создания новых типов данных на основе набора предопределённых системных типов. Более того, между способами использования системных и пользовательских типов данных не должно быть никаких различий.

Результатом совмещения возможностей баз данных и возможностей объектно-ориентированных языков программирования являются Объектно-ориентированные системы управления базами данных (ООСУБД). ООСУБД позволяет работать с объектами баз данных так же, как с объектами в программировании в ООЯП. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности.

Реляционные СУБД

Реляционная система управления базами данных (РСУБД) — СУБД, управляющая реляционными базами данных.

Реляционная база данных — база данных, основанная на реляционной модели данных — интуитивно понятном, наглядном табличном способе представления данных.

Данные в реляционных структурах организованы в виде набора таблиц, называемых отношениями, состоящих из столбцов и строк. В таблицах хранится информация об объектах, представленных в базе данных. Каждая строка таблицы представляет собой набор связанных значений, относящихся к одному объекту, или сущности. Каждая строка в таблице может быть помечена уникальным идентификатором, называемым первичным ключом, а строки из нескольких таблиц могут быть связаны с помощью внешних ключей.

Особенностью реляционной базы данных является использование в ней реляционной модели данных и вытекающие из этого последствия:

Модель данных в реляционных БД определена заранее. Является строго типизированной, содержит ограничения и отношения для обеспечения целостности данных.
Модель данных основана на естественном представлении содержащихся данных, а не на функциональности приложения.
Модель данных подвергается нормализации, чтобы избежать дублирования данных. Нормализация порождает отношения между таблицами. Отношения связывают данные разных таблиц.

РСУБД в качестве лингвистических средств использует следующие языки и их операторы:

DDL (Язык описания данных):
- CREATE
- ALTER
- DROP
DML (Язык манипулирования данными):
- SELECT
- INSERT
- UPDATE
- DELETE
DCL (Язык управления привилегиями):
- GRANT
- REVOKE
TCL (Язык управления транзакциями):
- START TRANSACTION
- COMMIT
- ROLLBACK

Объектно-реляционные СУБД

Объектно-реляционная система управления базой данных (ОРСУБД) - реляционная СУБД, которая поддерживает некоторые технологии, присущие объектно-ориентированным СУБД и реализующие объектно-ориентированный подход: объекты, классы и наследование реализованы в структуре баз данных и языке запросов: объекты, классы и наследование реализованы в структуре баз данных и языке запросов.

Объектно-реляционная база данных (ОРБД) – это база данных, основанная на промежуточной, объектно-реляционной модели, основной идеей которой является допущение использовать в качестве атрибутов не только простые, атомарные типы данных, но и составные, абстрактные типы данных, что противоречит классической концепции реляционных СУБД.

Цель ОРСУБД - устранить разрыв между реляционными базами данных и методами объектно-ориентированного моделирования, используемыми в языках программирования. Для этого используются стандартные системы реляционных баз данных с некоторой формой программного обеспечения объектно-реляционного отображения (ОРМ). Объектно-реляционная СУБД позволяет разработчикам программного обеспечения интегрировать свои собственные типы и методы, которые применить к ним в СУБД.

Преобразование моделей и особенности проектирования смешанных информационных систем

ORM (Object-Relational Mapping) – технология программирования, которая связывает базы данных с концепциями объектно-ориентированных языков программирования, создавая «виртуальную объектную базу данных».

ORM позволяет проектировать работу с данными в терминах классов, а не таблиц данных и преобразовывать классы в данные, пригодные для хранения в базе данных, причем схему преобразования определяет сам разработчик. Кроме того, ORM предоставляет простой API- интерфейс для CRUD-операций над данными. Благодаря технологии ORM нет необходимости писать SQL-код для взаимодействия с базой данных.

К примеру, ORM хранит объектные данные следующим образом:

Каждый класс — отдельная таблица.
Каждый атрибут — отдельное поле в таблице.

Среди достоинств ORM выделяют:

Наличие явного описания схемы БД, представленное в терминах какого-либо языка программирования, которое находится и редактируется в одном месте.
Возможность оперировать элементами языка программирования, т.е. классами, объектами, атрибутами, методами, а не элементами реляционной модели данных.
ORM избавляет от необходимости работы с SQL и проработки значительного количества программного кода, который зачастую однообразен и подвержен ошибкам.

Среди недостатков ORM выделяются:

Дополнительная нагрузка на программиста, которому, в случае использования ORM необходимо изучать этот некий «дополнительный слой» между программной и базой данных, который к тому же создает дополнительный уровень абстракции — объекты ORM.
Появление трудно поддающихся отладке ошибок в программе, если присутствуют ошибки в реализации ORM.
Недостатки реализаций, которые могут иметь определенные ограничения и выдвигать определенные требования.