Организация баз данных (стр. 38 из 39)

Атрибуты типа	Значение атрибутов типа	Значение атрибутов объекта
Название подразделения	Подразделение учета входящей корреспонденции	Нет
Название входящего документа	Нет	Постановление правительства № 357
		Запрос на уточнение данных о продукте
		Поздравление с праздником

Как правило, в ООСУБД для объектов, которые предполагается хранить в базе, (постоянные объекты), требуется, чтобы их предком был конкретный базовый тип, определяющий все основные операции взаимодействия с сервером баз данных.

Поэтому для создания своего типа необходимо унаследовать свойства любого имеющегося типа, наиболее подходящего по своему поведению и состоянию к типу, который требуется получить, расширить недостающие операции и атрибуты и переопределить, по необходимости, уже имеющиеся.

Пример на рис. 17.2 иллюстрирует возможность наращивания типа "Человек", который может быть "Мужчиной", "Женщиной", "Взрослым" или "Ребенком". Соответственно возможны попарные пересечения этих типов. Каждый из этих типов может иметь свой набор свойств и операций. Любой объект типа "Мужчина", "Женщина", "Взрослый" или "Ребенок" является объектом типа "Человек". Аналогично объект подтипа "Мужчина Взрослый", полученного наследованием типов "Мужчина" и "Взрослый" является человеком, мужского пола, взрослым и, соответственно, может пользоваться свойствами и операциями всех своих супертипов.

рис. 17.2

. Пример наследования типов.

Функционирование базы основано на схеме данных. Как уже отмечалось в определении объектной модели, любой тип является объектом, следовательно, схемы данных являются уровнем интерпретации специфических служебных объектов, использующих свойства этих объектов как схему для создания новых типов. Схема данных может быть как первичной, для создания классов, которые собирается использовать программист, так и вторичной, выделяемой из созданных на языке программирования (скажем, на C++) классов и загружаемой в базу. Язык ODL разработан ODMG как универсальный язык описания объектов и не претендует на то, чтобы называться полноценным языком программирования. Для целей разработки этой же организацией предусмотрены элементы расширения классических объектных языков C++, Smalltalk, Java, позволяющих описать структуру объектов, их связи и типы связей.

В объектных базах данных также различают два вида операций и атрибутов, распространяющих свое действие только на конкретный экземпляр или на весь тип.

В примере из табл. 17.1 определен тип "Подразделение учета входящей корреспонденции", атрибут "Название подразделения". Все объекты входящей корреспонденции данного подразделения могут относиться только к этому подразделению и, для того, чтобы не засорять базу данных лишней информацией, название подразделения хранится в коде пользовательских программ, а не в объектах, хранимых в базе. Это справедливо в том случае, если название подразделения не меняется.

Для атрибутов объектов, значение которых может меняться, такой механизм не подходит: атрибут "Название входящего документа" в различных экземплярах может иметь различные значения. Аналогичный механизм применим и для операций: пользователь может определять операции для конкретного экземпляра. Базы данных, которые могут хранить код операции в экземпляре типа и способны его выполнить, называются активными объектными базами.

17.3.4 Оптимизация ядра СУБД

Ядро ООСУБД оптимизировано для операций с объектами. Естественными операциями для него являются кэширование объектов, ведение версий объектов, разделение прав доступа к конкретным объектам. Ядро объектно-реляционной СУБД остается реляционным, а "объектность" реализуется в виде специальной надстройки. Как следствие, ООСУБД свойственно более высокое быстродействие на операциях, требующих доступа и получения данных, упакованных в объекты, по сравнению с реляционными СУБД, для которых необходимость выборки связных данных ведет к выполнению дополнительных внутренних операций.

17.3.5 Язык СУБД и запросы

Общепризнанны две группы вариантов языков запросов. Первая объединяет языки, унаследованные от SQL и представляют собой разновидность OQL (Object Query Language), языка, стандартизованного ODMG. Хотя он существенно отличается от SQL, некоторое подобие явно прослеживается. Некоторые функции принципиально не могут быть реализованы для объектных баз данных только средствами SQL (например, функции модификации структуры данных). Это обусловлено, прежде всего, возможной потерей связи с объектами в прикладных программах. Объектно-реляционные СУБД используют различные варианты ограниченных объектных расширений SQL.

Вторая, сравнительно новая (применяется с 1998 года) группа языков запросов базируется на XML. Собирательное название языков этой группы — XML QL (или XQL). Они могут применяться в качестве языков запросов в объектных и объектно-реляционных базах данных. Использование в чисто реляционных базах не целесообразно, поскольку языком предусматривается объектная структура запроса.

17.3.6 Транзакции в ООСУБД

В соответствии со стандартом ODMG 2.0 транзакции представляют логический блок, гарантирующий атомарность (atomicity), целостность (consistency), изолированность (isolation) и долговечность (durability).

Короткие транзакции характеризуются малым временем выполнения; они могут существовать только в рамках сеанса работы с ООСУБД. Это наиболее простой вид транзакций, реализованный во всех современных СУБД. Все объекты подлежащие изменениям блокируются, а после принятия транзакции разблокируются, изменения же записываются в базу данных.

Длинные транзакции предназначены для увеличения производительности при групповой работе. Реализовано это следующим образом. Например, в Versant можно создавать персональные и групповые базы. Для снижения вычислительной нагрузки на центральный сервер при одновременной работе большого числа пользователей в Versant предлагает пользователям, постоянно работающим с определенными объектами, возможность организации персональной базы данных. Пользователи работают со своей базой, а объекты из нее синхронизируются с групповой базой данных. Пользователь, начав длинную транзакцию, тем самым отмечает объекты, с которыми предстоит работать в групповой базе данных (операция "поставить на контроль" – check out). Эти объекты копируются в его персональную базу, а в групповой базе блокируются, причем блокировать их можно как на запись, так и на чтение. В групповой базе создается объект, содержащий все данные о длинных транзакциях. В случае повреждения групповой базы или физического отключения сервера групповой базы пользователь сможет продолжать работу с объектами в своей персональной базе, а после восстановления групповой базы – синхронизировать объекты. Перед завершением длинной транзакции пользователь должен поместить все измененные объекты обратно в основную базу (операция "зарегистрировать" – check in). После этого объекты копируются в основную базу, а блокировка снимается. В случае аварийного завершения длинной транзакции все изменения будут потеряны.

Вложенные транзакции по принципу функционирования аналогичны коротким. В процессе выполнения одной транзакции формируются другие. Если в текущем сеансе работает один процесс, то создается стек, а если несколько процессов – дерево транзакций.

17.3.7 Блокировки в ООСУБД

Назначение блокировок – гарантировать монопольность использования объекта конкретным пользователем с целью предотвращения одновременного изменения данных. В соответствии с терминологией, принятой в системе Versant, существуют короткие, продолжительные и оптимистические блокировки.

Короткие блокировки (short lock) предназначены для обеспечения последовательного доступа к данных при многопользовательском режиме работы. Они автоматически выполняются во время выполнения коротких транзакций.

Продолжительные блокировки (persistent lock) обеспечивают блокирование объектов на продолжительное время – часы, дни, недели. Применяются совместно с длинными транзакциями. При этом объект может быть заблокирован несколькими способами: с исключением снятия другим процессом (hard lock); с возможностью снятия другим процессом (soft lock); по конкретным операциям.

17.3.8 Ведение версий

В "Манифесте объектно-ориентированных баз данных", поддержка множественных версий объектов отнесена к необязательным характеристикам ООСУБД. Однако большинство современных коммерческих ООСУБД поддерживает версионность; более того, именно она рассматривается многими авторами как отличительная черта ООСУБД (это не совсем так, поскольку и в других СУБД, используя специфические приемы, можно поддержать версионность: но, безусловно, в ООСУБД реализация такого механизма будет гораздо проще).

Важность версионности для ООСУБД обусловлена их историческими корнями: считается, что версионность появилась для решения задач автоматизированного проектирования, выделившись постепенно в самостоятельный класс систем. Для САПР характерна задача сохранения многих версий одного и того же проекта. Впрочем, поддержка версионности может оказаться полезной и для других приложений. Достаточно указать на делопроизводство, где также необходима поддержка многих версий (редакций) документа, при этом высока вероятность появления запросов типа: "Найти редакцию проекта контракта по состоянию на 1.12.2000". Кроме того, версионность способствует повышению надежности информационной системы в целом: пользователи модифицируют не сами объекты, а их версии, а окончательные изменения происходят на сервере лишь после выполнения специальных процедур. Это уменьшает вероятность порчи информации из-за ошибок оператора или вследствие каких-то умышленных действий.