BÀI GIẢNG CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG

1.Các mô hình dữ liệu: CSDL hướng đối tượng (CSDLHĐT) 2.Các hệ quản trị CSDLHĐT 3.Một số kết quả nghiên cứu về CSDLHĐT1.Các mô hình dữ liệu: CSDL hướng đối tượng (CSDLHĐT) 2.Các hệ quản trị CSDLHĐT 3.Một số kết quả nghiên cứu về CSDLHĐT

Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 1/51 CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG (Object-Oriented Data Base) Nội dung 1. Các mô hình dữ liệu: CSDL hướng đối tượng (CSDLHĐT) 2. Các hệ quản trị CSDLHĐT 3. Một số kết quả nghiên cứu về CSDLHĐT Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 2/51 1. Mô hình dữ liệu Cơ sở dữ liệu (Data Base) - CSDL Một sưu tập (Collection) các bản ghi dữ liệu được tổ chức để tiện lợi cho việc lưu trữ và tìm kiếm dữ liệu bởi các hệ thống thông tin. Các mô hình dữ liệu phổ biến: 1. Mô hình mạng (Network DB) 2. Mô hình phân cấp (Hierarchical DB) 3. Mô hình quan hệ ( Relational DB) 4. Mô hình đối tượng (Object DB or Object-Oriented DB) 5. Mô hình quan hệ - đối tượng (Object-Relational DB ) 1.1 Các mô hình dữ liệu Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 3/51 1. Mô hình dữ liệu File Systems Network Hierarchical Relational Object-Oriented System Semantic Data Model (ERD) Complex Object Model Object-Oriented Databases Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 4 1.2 Một số khái niệm cơ bản  Hệ quản trị CSDL (Database management system) Phần mềm thực thi (quản trị) một CSDL.  Phần lớn các hệ quản trị CSDL truyền thống là quan hệ  Dữ liệu được tổ chức lưu trữ thành các bảng (tables)  Mỗi bộ dữ liệu (record, tuple) mô tả cho một thực thể được xác định bởi thuộc tính khoá (primary key)  Thuộc tính khoá có thể được sử dụng để xác định các bộ dữ liệu ở những bảng khác được gọi là khoá ngoại (foreign key)  Các hệ thống thông tin (Information system) sử dụng hệ quản trị CSDL để  Ghi dữ liệu lên thiết bị nhớ (chủ yếu là đĩa)  Tìm kiếm dữ liệu từ đĩa (CSDL)  Ví dụ:  Trên máy lớn: DB2, Oracle, Informix, Sybase  PC: Microsoft Access 1. Mô hình cơ sở dữ liệu Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 5 1.2 Một số khái niệm cơ bản Mô hình CSDLĐT  Thông tin được biểu diễn thành các đối tượng giống như các đối tượng trong lập trình hướng đối tượng.  Dữ liệu thuộc tính mô tả các đặc trưng của các thực thể (đối tượng)  Các phương thức mô tả hành vi ứng xử của đối tượng  Mối quan hệ giữa các lớp với nhau.  Thuộc tính khoá có thể được sử dụng để xác định các bộ dữ liệu ở những bảng khác được gọi là khoá ngoại (foreign key).  Mỗi đối tượng (thực thể) có một định danh ID để xác định duy nhất trong CSDL.  Các CSDLĐT được thiết kế để làm việc tốt đối với những ngôn ngữ lập trình như Java, C++, C#, Smalltalk, v.v.  Mục đích của CSDLHĐT là để quản trị hiệu quả những kiểu dữ liệu phức hợp như âm thanh, hình ảnh, dữ liệu đa phương tiện, v.v., nhằm khắc phục những hạn chế của CSDL quan hệ. 1. Mô hình cơ sở dữ liệu Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 6 1.2 Một số khái niệm cơ bản Các nguyên lý chính áp dụng cho CSDLĐT  Bao gói che giấu thông (Encapsulation and hiding)  Các thuộc tính và các phương thức (method, operation) được gộp vào trong một cấu trúc lớp cho phép quản lý truy cập.  Một chương trình (đối tượng) có thể trao đổi với các đối tượng khác (phần mềm khác) bằng cách gửi và nhận thông điệp (message). Các phương thức được cung cấp bởi các đối tượng sẽ xác định một tập thông điệp cần trao đổi với nhau. 1. Mô hình cơ sở dữ liệu ĐT 1 ĐT 2 ĐT 3 Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 7 1.2 Một số khái niệm cơ bản Các nguyên lý chính áp dụng cho CSDLĐT  Kế thừa (Inheritance) và sử dụng lại (Reuse).  Những lớp mới có thể mở rộng, kế thừa những lớp khác có sẵn (super-class). Ngoài những thuộc tính, phương thức được kế thừa, ta có thể bổ sung thêm những thuộc tính, phương thức mới để mô tả đúng những lớp các đối tượng của bài toán ứng dụng.  Quan hệ kế thừa là quan hệ kiểu “thành viên” (”is-a“), nghĩa là mội đối tượng của lớp con cũng là đối tượng của lớp cha và ngược lại đối tượng của lớp cha đại diện cho mội đối tượng của lớp con.  Quan hệ kế thừa tuân theo qui luật 100%, nghĩa là các đối tượng của lớp con đều có tất cả các mối quan hệ giống như đối tượng của lớp cha đối với các lớp khác. 1. Mô hình cơ sở dữ liệu Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 8 1.2 Một số khái niệm cơ bản Có 2 loại kế thừa cơ bản:  Kế thừa đơn (Single Inheritance)  Kế thừa bội (Multiple Inheritance). 1. Mô hình cơ sở dữ liệu Person Employee Student SalePerson Developer 1. Kế thừa đơn (Java chỉ hỗ trợ kế thừa đơn) Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 9 1.2 Một số khái niệm cơ bản Có 2 loại kế thừa cơ bản:  Kế thừa đơn (Single Inheritance)  Kế thừa bội (Multiple Inheritance) 1. Mô hình cơ sở dữ liệu 1. Kế thừa bội (C++ hỗ trợ kế thừa bội) Person Employee Student PartTimeStudent Đoàn Văn Ban OODB CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 10 1.2 Một số khái niệm cơ bản Các nguyên lý chính áp dụng cho CSDLĐT  Đa xạ ( Polymorphism )  Đa xạ hay tương ứng bội là khái niệm rất mạnh của toán học: một thông điệp (lời gọi hàm) có nhiều nội dung thực hiện khác nhau, mỗi đối tượng nhận được sẽ thực hiện theo ngữ cảnh riêng của mình.  Khái niệm này liên quan chặt chẽ với khái niệm kế thừa đã nêu. Các phương thức của các lớp dẫn xuất (lớp kế thừa) có thể định nghĩa lại (viết đè – Overriding) những phương thức của lớp cha.  Trong một lớp, có thể có những phương thức cùng tên (name) nhưng cho phép định nghĩa nhiều nội dung thực hiện khác nhau theo cơ chế nạp chồng (Overloading).  Để thực hiện được những khái niệm trên thì ngôn ngữ lập trình phải hỗ trợ liên kết động, hay còn được gọi là liên kết muộn (Dynamic Binding). 1. Mô hình cơ sở dữ liệu [...]... HĐT là các đối tượng được lưu lại sau khi chương trình kết thúc Những đối tượng được tự động lưu vào CSDL được gọi là đối tượng bền vững, những đối tượng không được lưu lại gọi là đối tượng tạm thời Đối tượng A CSDL HĐT Đối tượng B Đối tượng C Đối tượng A, C là bền vững còn B là tạm thời CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 32 Đoàn Văn Ban OODB 3.2 Thiết kế sơ đồ CSDLĐT chuẩn Chuyển đổi các kiểu đối tượng ... các đối tượng dữ liệu phức tạp  Object-oriented DBs sẽ được bổ sung thêm những đặc tính truy vấn đối tượng tương tự như đối với relational DBs  CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 27 Đoàn Văn Ban OODB 3 Một số kết quả nghiên cứu về CSDLĐT 1 2 3 4 Phân tích, thiết kế CSDL với UML; Nghiên cứu các tính chất của CSDLĐT; Chuyển đổi giữa mô hình đối tượng và mô hình quan hệ Tối ưu hóa truy vấn đối tượng CƠ SỞ DỮ... hình dữ liệu, hướng đối tượng hỗ trợ để thể hiện được cả quan hệ kết tập mô tả về mối quan hệ bộ phận – tổng thể Các đối tượng hợp thành có thể được xây dựng như là bộ chứa (Container) bao gồm một số các đối tượng khác Có hai loại quan hệ kết tập: Kết tập thông thường (Normal Aggregation) 1 2 Kết tập chia sẻ (Shared Aggregation) CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 12 Đoàn Văn Ban OODB 1 Mô hình cơ sở dữ liệu. .. trừu tượng lẫn các trạng thái trừu tượng Việc đọc dữ liệu trong CSDL HĐT được thực hiện như sau:  Các đối tượng trong CSDL HĐT được lưu trữ và có mối quan hệ với nhau thông qua định danh ID Một đối tượng có thể tham chiếu tới nhiều ID đối tượng, nghĩa là mối  quan hệ giữa các đối tượng có dạng tổng quát là n:m Mối quan hệ tham chiếu giữa các đối tượng được hệ QT CSDL HĐT  thiết lập CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG...Đoàn Văn Ban OODB 1 Mô hình cơ sở dữ liệu 1.2 Một số khái niệm cơ bản Các nguyên lý chính áp dụng cho CSDLĐT Shape  Đa xạ (Polymorphism)   Nạp chồng (Overloading) Viết đè (Overriding) paint() Rectangle paint() paint(Point x) CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 11 Đoàn Văn Ban OODB 1 Mô hình cơ sở dữ liệu 1.2 Một số khái niệm cơ bản Các nguyên lý chính áp dụng cho CSDLĐT  Quan... phục dữ liệu (Data Recovery), v.v Việc lựa chọn hệ quản trị dữ liệu CSDLĐT phụ thuộc chủ yếu vào ba yếu tố chính    Nhu cầu nghiệp vụ Đòi hỏi hiệu năng cao Dữ liệu phức tạp CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 15 Đoàn Văn Ban OODB 2 Các hệ quản trị CSDLĐT Truy vấn thông thường (SQL) Không truy vấn theo cấu trúc Relational DBMS Object-Relational DBMS File System Object-Oriented DBMS (OQL) Dữ liệu đơn giản Dữ. .. Databases (OODB) = Object Orientation + Database Capabilities CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 14 Đoàn Văn Ban OODB 2 Các hệ quản trị CSDLĐT   Các hệ quản trị CSDLĐT tạo ra CSDL các đối tượng giống như các đối tượng giống như trong các ngôn ngữ lập trình Hệ quản trị CSDLĐT mở rộng ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng:      Đảm bảo tính nhất quán dữ liệu (Persistent data) Điều khiển sự truy cập tương tranh... thảo July 1998) tương tự như OQL CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 17 Đoàn Văn Ban OODB Các hãng phần mềm chính phát triển ODBMS        Informix: Illustra (Informix-Universal Server) Oracle: Oracle8 Hewlett-Packard Unisys: OSMOS IBM: DB2 version 3 Sybase: Adaptive Server (introduced Sept ‘97) Just released a Java-based ORDBMS: Cloudscape’s JBMS CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 18 Đoàn Văn Ban OODB Các... CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 28 Đoàn Văn Ban OODB 3.1 Phân tích, thiết kế CSDL với UML Quá trình thiết kế CSDL có thể thực hiện theo ba bước: Thiết kế mô hình (sơ đồ) khái niệm, 1 Thiết kế sơ đồ CSDL chuẩn, 2 3 Cài đặt CSDL ứng dụng: chọn ngôn ngữ và hệ quản trị CSDL hướng đối tượng thích hợp Thiết kế sơ đồ khái niệm UML Chuẩn hoá sơ đồ ODL Cài đặt ứng dụng OODBMS CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 29... tĩnh, mô tả mô hình khái niệm bao gồm các  lớp đối tượng và các mối quan hệ của chúng trong hệ thống hướng đối tượng Phân tích các yêu cầu của bài toán ứng dụng để xác định các lớp đối  tượng, mối quan hệ của chúng để xây dựng biểu đồ lớp Kế thừa Lớp Hàm Bao gói Quan hệ Cá thể Đối tượng Thông điệp Đa xạ Những khái niệm cơ bản của phương pháp hướng đối tượng 30 Đoàn Văn Ban OODB Ví dụ: Biểu đồ lớp của . (www.odi.com),  GemStore (www.gemstore.com),  Objectivity (www.Objectivity.com),  O 2 (www.ardensoftawre.com),  Jasmine (www.cai.com),  Versant (www.versant.com) và  POET (www.poet.com). Các. SA  O 2 Technology  Object Design  Andersen Consulting  CERN  Electronic Data Systems (EDS)  Fujitsu Software Corporation  Hitachi  Lockheed Martin  Microsoft  Objectivity  POET Software  UniSQL  Versant. Software  UniSQL  Versant Object Technology  MITRE Corporation  NEC Corporation  ONTOS  Persistence Software  Sybase  Unidata  VMARK Software Các hãng phần mềm chính phát triển ODBMS Đoàn