exam06 1 [2021] - stankin/design-part-1 GitHub Wiki

Реферат к лекции 6. Проектирование данных и взаимодействия.

Выполнил: Щербаков Михаил

Проверил:

Группа ИДБ-18-07

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.

Объектные СУБД

Объектно-ориентированная база данных (ООБД) — база данных, в которой данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов. Объектные СУБД являются системой управления базами данных, в которых информация представлена в виде объектов, используется в объектно-ориентированном программировании. Объектные базы данных отличаются от реляционных баз данных, являющихся таблично-ориентированными.

Объектно-ориентированные системы управления базами данных (ООСУБД) объединяют возможности базы данных с возможностями языка объектно-ориентированного программирования. ООСУБД позволяют использовать объектно-ориентированные языки программирования для разработки продукта, хранения данных в качестве объектов, копировать или изменять существующие объекты.

Достоинства ООБД

Объектно-ориентированные базы данных позволяют представлять сложные объекты более непосредственным образом, нежели реляционные системы.
Выигрыш в производительности. В большинстве ООБД при загрузке объекта в память хранимые в этом объекте идентификаторы объектов преобразуются в указатели по памяти.
Облегченное проектирование некоторых связей.В объектно-ориентированных базах данных поддерживается средство инверсных связей для выражения взаимных ссылок между двумя объектами (бинарная связь). Такая система обеспечивает ссылочную целостность путем установления соответствующей обратной ссылки сразу же после создания прямой ссылки.
Наличие предикатов сравнения.В РБД сравнение всегда базируется лишь на значениях. В этой модели два кортежа являются одной сущностью, если все их ключевые атрибуты имеют одинаковые значения. Однако в модели ООБД были разработаны и определены иные типы сравнения.

Недостатки ООБД

Недостаточность средств для оптимизации запросов .Одной из самых значительных проблем в ООБД является оптимизация декларативных запросов. Оптимизацию запросов к ООБД затрудняет дополнительная сложность самой объектно-ориентированой модели данных.
Ограниченная поддержка ограничений целостности.Отсутствуют механизмы объявления ключевых свойств атрибутов (например, атрибут класса не может быть объявлен первичным ключом класса), или ограничений уникальности, явных ограничений целостности, а также пред- и постусловий методов.
Недостаточная поддержка сложных объектов.Полная функциональность сложных объектов все еще не поддерживается. Можно осуществлять навигацию по ссылкам и кодировать операции с применением этих ссылок, но отсутствуют предопределенные родовые операции, в которых используются различные виды семантики ссылок.

Реляционные СУБД

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

Реляционные базы данных представляют собой базы данных, которые используются для хранения и предоставления доступа к взаимосвязанным элементам информации. Реляционные базы данных основаны на реляционной модели — интуитивно понятном, наглядном табличном способе представления данных. Каждая строка, содержащая в таблице такой базы данных, представляет собой запись с уникальным идентификатором, который называют ключом. Столбцы таблицы имеют атрибуты данных, а каждая запись обычно содержит значение для каждого атрибута, что дает возможность легко устанавливать взаимосвязь между элементами данных.

Реляционная модель подразумевает логическую структуру данных: таблицы, представления и индексы. Логическая структура отличается от физической структуры хранения. Такое разделение дает возможность администраторам управлять физической системой хранения, не меняя данных, содержащихся в логической структуре. Например, изменение имени файла базы данных не повлияет на хранящиеся в нем таблицы.

Объектно-реляционные СУБД

Объектно-реляционная СУБД (ОРСУБД) — реляционная СУБД (РСУБД), поддерживающая некоторые технологии, присущие объектно-ориентированным СУБД и реализующие объектно-ориентированный подход: объекты, классы и наследование реализованы в структуре баз данных и языке запросов.

Разница между объектно-реляционными и объектными СУБД: первые являют собой надстройку над реляционной схемой, вторые же изначально объектно-ориентированы. Главная особенность и отличие объектно-реляционных, как и объектных, СУБД от реляционных заключается в том, что О(Р)СУБД интегрированы с Объектно-Ориентированным (OO) языком программирования, внутренним или внешним как C++, Java.

Характерные свойства OРСУБД

комплексные данные
наследование типа
объектное поведение.

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.