ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный технический

университет»

Т.И. Сергеева

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ БАЗ ДАННЫХ

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2013

УДК 681.3

Сергеева Т.И. Проектирование объектно-ориентированных баз данных: учеб. пособие / Т.И. Сергеева. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2013. 90 с.

В учебном пособии рассматриваются особенности проектирования объектно-ориентированных баз данных с применением языка UML.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» (магистерская программа подготовки «Распределенные автоматизированные системы»), дисциплине «Проектирование объектно-ориентированных баз данных».

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе Microsoft Word 2003 и содержится в файле PROOBD.doc.

Табл. 3. Ил. 44. Библиогр.: 11 назв.

Научный редактор д-р техн. наук, проф. С.Л. Подвальный

Рецензенты: кафедра информатики и вычислительной

техники Международного института

компьютерных технологий (зав. кафедрой канд. техн. наук, доц. И.Н. Крючкова);

д-р техн. наук, проф. В.Л. Бурковский

© Сергеева Т.И., 2013

© Оформление. ФГБОУ ВПО «Воронежский

государственный технический

университет», 2013

Введение

Направление объектно-ориентированных баз данных (ООБД) возникло сравнительно давно. Первые публикации появлялись уже в середине 1980-х годов.

Возникновение направления ООБД было связано с необходимостью разработки и управления сложными информационными прикладными системами, для которых технология предшествующих систем БД не была вполне удовлетворительной.

Объектно-ориентированная модель данных означает, что собственно база данных, интерфейс пользователя и алгоритм приложения построены с использованием объектно-ориентированного подхода.

Несмотря на длительный период развития, до сих пор не определена общепринятая терминология в данной области. При наличии большого количества экспериментальных проектов (и даже коммерческих систем) отсутствует общепринятая объектно-ориентированная модель данных. Не до конца решены такие проблемы, как разработка декларативных языков запросов, эффективное выполнение и оптимизация запросов, поддержка ограничений целостности, синхронизация доступа и управление транзакциями и т.д. Тем не менее объектно-ориентированная модель данных является перспективной и освоение технологии проектирования объектно-ориентированных баз данных является важной и актуальной задачей для специалистов в области вычислительной техники и информационных систем и технологий.

В первой главе рассматриваются общие вопросы построения объектно-ориентированных баз данных, состояние и перспективы развития ООБД.

Вторая глава содержит описание технологии проектирования ООБД с применением языка UML.

Третья глава пособия содержит описание пакета программ All Fusion Component Modeler, применяемого при объектной разработке информационных систем.

Пособие соответствует типовой программе по дисциплине «Проектирование объектно-ориентированных баз данных» и предназначено для магистров, обучающихся по программе «Распределенные автоматизированные системы».

1. Объектно-ориентированные базы данных

1. Определение базы данных

База данных (БД) представляет собой совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области. Данные, организованные в базу, обладают такой минимальной избыточностью, которая допускает их многоцелевое использование [3].

База данных – именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. База данных – совокупность связанных данных, описание, хранение и манипулирование которыми осуществляется по общим правилам.

Цель любой информационной системы – обработка данных об объектах реального мира. В широком смысле слова база данных – это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой–либо предметной области.

Данные, организованные в базу, имеют минимальную избыточность и могут быть использованы оптимальным образом при решении различных задач. Для добавления новых и модификации существующих данных, а также для их поиска применяют общий управляемый способ. Данные структурируются таким образом, чтобы была обеспечена возможность дальнейшего наращивания приложений [9].

Данные, хранимые в базе, имеют определенную логическую структуру, которую называют моделью представления данных. Модель данных – средство абстракции, позволяющее видеть обобщенную структуру данных, хранимых в базе данных, а не их конкретные значения.

К основным моделям представления данных (моделям данных) относятся следующие: иерархическая, сетевая, реляционная, постреляционная, объектно-реляционная, многомерная и объектно-ориентированная.

Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс языковых, математических и программных средств, предназначенных для централизованного создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Таким образом, СУБД – это совокупность программных средств, обеспечивающих централизованное управление базой данных [9].

Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так СУБД, основанные на использовании реляционной модели данных, называют реляционными СУБД. Количество современных систем управления базами данных исчисляется тысячами.

Хранимые в базе данные имеют определенную логическую структуру, описываются некоторой моделью представления данных (моделью данных), поддерживаемой СУБД.

Модель данных (модель представления данных) – это множество элементов (объектов, типов данных) и связей между ними, ограничений (например, целостности, авторизации, синхронизации многопользовательского доступа) и операций над объектами, типами данных и связями [9].

Множество допустимых типов данных и их отношений образуют структуру данных. В моделях данных, таким образом, выделяют три компоненты: структура данных; ограничения, определяющие допустимые состояния БД; множество операций, применяемых для поиска и обновления данных.

К числу классических относятся следующие модели данных: иерархическая; сетевая; реляционная.

Кроме того, в последние годы появились и стали более активно внедряться на практике следующие модели данных: многомерная, объектно-ориентированная.

Разрабатываются также всевозможные системы, основанные на других моделях данных, расширяющих известные модели. В их числе можно назвать объектно-реляционные, дедуктивно-объектно-ориентированные, семантические, концептуальные и ориентированные модели. Некоторые из этих моделей служат для интеграции баз данных, баз знаний и языков программирования. В некоторых СУБД поддерживается одновременно несколько моделей данных.