Ebook cơ sở dữ liệu hướng đối tượng hoàng bảo hùng

HOÀNG BẢO HÙNG Cơ s Dữ LIỆU NUứNG ĐỐI TUPIG m ề* K NHẢ XUẤT BẢN THÔNG TIN VÀ TRUYẼN t h ô n g HOẢNG BẢO HÙNG » A H U O N G 0 TƯỢNG ■ NHÀ XUẤT BẢN THÔNG TIN VẢ TRUYỀN THÔNG BẢNG VIẾT TẮT CÁC TH UẬT NGỮ A CID (A tom icity, Consistency, Tính nguyên tử, tính quán, Isolation, Durability) tính biệt lập, tính bền vững DCL (D ata Control Language) N gôn ngữ điều khiển liệu DDL (D ata Difinition Language) Ngôn ngữ định nghĩa liệu D M L (D ata M anipulation Language) Ngôn ngữ thao tác liệu ODL (The O bject D efinition N gôn ngữ định nghĩa đối tượng Language) O DM G (O bject D atabase N hóm quàn trị CSDL đối tượng, M anagem ent Group) tồ chức đề xuất mơ hình ODM G (ver 3.0) ngơn ngữ OQL OID (O bject Identifier) Định danh đối tượng OODB (O bject O riented Cơ sở liệu hướng đối tượng D atabase) OPG (O OD B Predicate Graph) Đồ thị tân từ hướng đối tượng OQL (O bject Q uery Language) N gôn ngữ truy vấn đối tượng RPG (Relational Predicate Graph) Đồ thị tân từ quan hệ RTDB (R eal-Tim e C sở liệu thời gian thực D atabase System ) RTO O DB (R eal-T im e O bject C sở liệu hướng đối tượng O riented D atabase System ) thời gian thực RTO O DD B (Real-Time Cơ sờ liệu phân tán hướng Object O riented Distributed đối tượng thời gian thực Database System) SFW (Select From W here) Khối lệnh ọng tâm ngôn ngữ truy vấn đối tượng OQL TID (Tuple Identifier) Đ ịnh danh UM L (U nified M odeling Ngơn ngữ mơ hình hợp Language) MỤC LỤC L ịi nói đ ầ u 11 M đầu 13 C hương TƠNG QUAN VẺ MƠ HÌNH D Ử L I Ệ U 17 1.1 G iói th iệ u 19 1.2 M hình m n g 20 1.2.1 Đặc tính nhận dạng mẫu ti n 20 1.2.2 Đ uờng liên k ế t 21 1.2.3 Biểu diễn mối quan h ệ 21 1.3 M hình phân c ấ p 22 1.3.1 Thuật tốn chuyển đổi từ mơ hình mạng đơn giản sang mơ hình phân cấp .23 1.3.2 M ầu tin sờ liệ u .24 1.4 M hình quan h ệ 24 1.4.1 M iề n 24 1.4.2 Q uan h ệ .25 1.4.3 K h ó a 26 1.5 Mơ hình thực thể - quan hệ 26 1.5.1 Thực thể tập thực th ể 26 1.5.2 Thuộc tính khóa 27 1.5.3 Phân cấp ISA 27 1.5.4 Ràng buộc liệ u .28 1.5.5 Mối quan h ệ .29 1.5.6 Sơ đồ thực thể - quan h ệ 30 1.5.7 So sánh khái niệm ứong mơ hình liệu mạng - mơ hình thực thể - quan h ệ 32 1.6 M hình đối tư ợ n g 32 1.6.1 Đối tư ợ n g 32 1.6.2 K iểu đối tư ợ ng 34 1.6.3 So sánh ngữ nghĩa đổi tượng m hình thực thể - quan h ệ 36 Chương CÁC KHÁI N Ệ M c BẢN TRONG MƠ HÌNH D Ữ LIỆU HƯ ỚNG ĐỐI T Ư Ợ N G 39 2.1 M hình hạt n h â n 41 2.1.1 Đổi tượng định danh đối tư ợ n g 42 2.1.2 Thuộc tính phương th ứ c 42 2.1.3 Sự đóng gói chuyển thơng đ iệp 42 2.1.4 L p 42 2.1.5 Phân cấp lớp kế th a 42 2.2 M ô hình liệu hướng đối tư ợ n g 45 2.2.1 Hằng, giá trị đối tư ợ n g 45 2.2.2 K iểu - M ối quan hệ kết nhập 46 2.2.3 Phân cấp kiểu - Quan hệ kế th a 47 2.2.4 Các tính chất q trình kế thừa k iể u .52 2.2.5 Phương thức lớ p 60 2.3 M rộng ngữ nghĩa mơ hình liệu hướng đối tượng 65 2.3.1 Đối tượng phức h ợ p 65 2.3.2 Phiên lược đ 67 2.4 Giao diện s 68 2.4.1 Truyền thông đ iệ p 69 2.4.2 N gôn ngữ định nghĩa liệ u 69 2.4.3 N gôn ngữ thao tác liệu 70 2.4.4 N gôn ngữ điều khiển liệu 71 C hưong PH Ư Ơ N G PHÁP CHUYÊN ĐỎI D Ử LIỆU G IỬ A C SỞ D LIỆU QUAN HỆ VÀ HƯ ỚNG ĐÓI T Ư Ợ N G 73 3.1 Phương pháp chuyển đổi liệu từ sở liệu quan hệ tồn sang sở liệu hướng đối tư ợ n g .75 3.1.1 Tiến trình tổng quát 76 3.1.2 Đ iều chinh lược đồ quan h ệ 77 3.1.3 Chuyển đồi lược đồ quan hệ sang lược đồ hướng đối tư ợ n g .85 3.1.4 Phương pháp chuyển nạp liệu từ sở liệu quan hệ sang sở liệu hướng đối tượng 91 3.2 Chuyển đổi lược đồ hướng đối tượng sang lược đồ quan hệ n h ú n g 93 3.2.1 Tiến ưình tổng quát 93 3.2.2 Chuyển đổi lược đồ sờ liệu hướng đối tượng sang lược đồ quan hệ n h ú n g 94 Chương N G Ô N N G Ữ TRUY VẤN ĐỐI TƯỢNG O Q L 109 4.1 Kiểu lược đồ suy dẫn kiểu ngôn ngữ truy vấn O Q L 112 4.2 Truy vấn s e le c t from w h ere 113 4.2.1 Truy nhập đặc trưng đối tư ợ n g .115 4.2.2 Thuộc tính lượng từ 115 4.2.3 B iến tham c h iế u 116 4.2.4 Bộ phận m ột phân cấp lớ p 117 4.2.5 Phương thức tham c h iế u 117 4.2.6 K ết xuất m ột cấu trú c 117 4.3 Đ ại số đối tư ợ n g 118 4.3.1 Phép toán đối tư ợ n g 118 4.3.2 Phép toán b ộ 118 4.3.3 Phép toán tập hợ p 119 4.3.4 Phép toán kiểu “túi” 120 4.3.5 Phép toán danh sách 120 4.3.6 Phép toán m ảng 120 4.3.7 Các ví dụ áp d ụ n g 120 C hương TỐI Ư u HOÁ TRUY VẤN ĐỐI T Ư Ợ N G 125 5.1 M hình ước lượng chi phí xử lý truy v ấ n 127 5.1.1 M hình chi phí khối dựng sẵ n 128 5.1.2 Các yếu tố chi phí s 130 5.1.3 Chi phí xử lý truy vấn lớ p 133 5.1.4 T hiết lập tham số mơ hình chi p h í 137 5.2 Bicn dịch truy vấn đối tưọng OQL thành truy vấn quan hệ S Q L 138 5.2.1 Biên dịch mệnh đề select OQL sang mệnh đề select S Q L 139 5.2.2 Biên dịch m ệnh đề from truy vấn OQL sang m ệnh đề from S Q L 140 5.2.3 B iên dịch mệnh đề w here truy vấn OQL sang m ệnh đề w here truy vấn quan hệ SQL 141 5.2.4 Tích hợp modul chuyển đổi lược đồ biên dịch truy vấn hệ thống sở liệu đối tượng - quan h ệ 152 5.3 Tối UTI hoá truy vấn đối tượng phép biến đổi biểu thức đại số đối tư ợ ng 153 5.3.1 Các luật biến đổi đại số đối tư ợ n g 154 5.3.2 Các quy tắc tối ưu hoá truy vấn đối tượng tổng quát 156 5.3.3 Thuật toán tối ưu hoá truy vấn đối tượng dựa tập lu ậ t 157 5.3.4 V í dụ minh hoạ 158 Chương M ỘT SĨ MƠ HÌNH c SỞ D Ử LIỆU HƯ ỚNG ĐÓI TƯỢNG M Ở RỘNG .163 6.1 C sở liệu hướng đối tượng thòi gian th ự c 165 6.1.1 Lóp đối tượng thời gian th ự c 165 6.1.2 N gữ nghĩa liệu thời gian th ự c 174 6.2 C sở liệu hướng đối tượng phân tán - thời gian th ự c 175 6.2.1 Mơ hình hóa liệu thời gian thực hệ thố n g 177 6.2.2 M ô hình giao dịch hệ thống R T O O D D B .181 6.2.3 Ràng buộc thời gian giao d ịch 185 6.2.4 Các loại xung đột liệu giao d ịc h 189 Tài liệu tham k h ả o 193 LỜI NÓI ĐẦU Cơ sở liệu (CSDL) ừong kiến thức sở chuyên ngành Công nghệ thông tin (CNTT), đó, chun ngành hệ thống thơng tin, lập trình ứng dụng chuyên ngành m CSDL đóng vai trị tảng việc mơ hình hóa cài đặt phân hệ thông tin ứng dụng Ngồi ra, cịn cung cấp phương pháp luận phân tích thiết kế cho hạ tàng kỹ thuật ngành CNTT Trong năm hệ CSDL sử dụng, trình bày nhiều giáo ừình, sách chuyên khảo CSDL quan hệ chọn để giảng dạy trường Cao đẳng/ Đại học ngành CNTT Bởi vì, CSDL quan hệ xây dựng mơ hình tốn học tồn vẹn phương pháp cài đặt vật lý, truy vấn, tối ưu hóa truy vấn sáng chặt chẽ Tuy nhiên, với phát triển kỹ thuật phân tích thiết kế mơ hình CSDL hướng đối tượng đạt ưu điểm bật đặc tả đối tượng giới thực giảm thiểu rủi ro dư thừa thơng tin Vì vậy, sách "C sở d ữ liệu h n g đối tượng" phần bổ khuyết quan trọng cho bậc học Cao đẳng/ Đại học xét cà hai khía cạnh học thuật kỹ thuật thiết kế CSDL công cụ đặc tả Cuốn sách "C sở d ữ liệu hướng đối tượng” sử dụng giáo trình sở cho sinh viên chuyên ngành Hệ thống thông tin hay Lập trình ứng dụng trình độ Cao đẳng/ Đại học Bên cạnh đó, với khn khổ nội dung tài liệu, tài liệu tham khảo cùa học viên Cao học, chuyên ngành Khoa học máy tính D Nang, tháng năm 2015 HO ÀNG BẢO HÙNG Chương Một sơ'mơ hình CSDL hướng đõì tượng mờ rộng Begin(T) Abort(T) I Read(X) Read(Y) I x x Ị ị TỊm e i ti h t3 u t5 Í6 H ình 6.4 M inh họa cho ràng buộc thịi hạn - liệu Trong hình 6.4, giao dịch T cần đọc hai đối tượng liệu thời gian thực X v Y T đọc đối tượng liệu tương ứng thời điểm Í I Thời hạn giao dịch T /« Đối tượng liệu X có khoảng hiệu lực [to, Í5], đối tượng liệu Y có khoảng hiệu lực [to, ?