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1面向對(duì)象數(shù)據(jù)庫模型

1.1核心概念

1.i.1對(duì)象與對(duì)象標(biāo)識(shí)

對(duì)象，是現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的抽象，是數(shù)據(jù)和操作的集合，是持久化到數(shù)據(jù)庫中的最小的存儲(chǔ)單位。

這里的對(duì)象其實(shí)與一般的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言中的對(duì)象并沒有很大不同。但是，這里的對(duì)象是持久性的。數(shù)據(jù)庫中的對(duì)象是數(shù)據(jù)記錄的最小單位，也就是說，數(shù)據(jù)庫中至少存在一個(gè)對(duì)象才有意義。當(dāng)然，對(duì)象中還可以有對(duì)象的屬性，方法等，但一個(gè)對(duì)象必須是完整的。

對(duì)象標(biāo)識(shí)，指的是唯一標(biāo)定一個(gè)對(duì)象的標(biāo)志，一個(gè)對(duì)象對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)識(shí)符。在現(xiàn)實(shí)世界中，對(duì)象可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生改變，但對(duì)象標(biāo)識(shí)不應(yīng)該改變，因此，對(duì)象標(biāo)識(shí)自對(duì)象生成后就不應(yīng)該再改變，否則無法使用對(duì)象標(biāo)識(shí)唯一確定一個(gè)對(duì)象了。即使兩個(gè)對(duì)象的屬性和方法以及狀態(tài)完全一致，只要其對(duì)象標(biāo)識(shí)不同，則兩者是不同的對(duì)象。

對(duì)象標(biāo)識(shí)一般有以下三種實(shí)現(xiàn)方式川（e}‘一r}sz}:

（1）值標(biāo)識(shí)，使用對(duì)象的某一屬性作為其對(duì)象標(biāo)識(shí)，不推薦此方式。

（2）名標(biāo)識(shí)，使用一個(gè)名字來表示標(biāo)識(shí)。推薦此種方式。

（3）內(nèi)標(biāo)識(shí)，以上兩種方式是由用戶建立的，而這種方式是由系統(tǒng)內(nèi)部建立的，不具有任何實(shí)際含義，且只有系統(tǒng)才可以“觀察”此類對(duì)象標(biāo)識(shí)。

另外，在對(duì)象數(shù)據(jù)庫中，標(biāo)識(shí)是永久不變的，即具有永久持久性，這和面向?qū)ο蟪绦蛑械膶?duì)象標(biāo)識(shí)不一樣，面向?qū)ο蟪绦蛑械膶?duì)象標(biāo)識(shí)只具有對(duì)象內(nèi)持久性。

1.1.2封裝

抽象是對(duì)象的外部界面與內(nèi)部實(shí)現(xiàn)之間實(shí)行清晰隔離的一種抽象，外部與對(duì)象的通信只能通過消息來實(shí)現(xiàn)[2）（e3o6-r}s6>.在對(duì)象數(shù)據(jù)庫中，表現(xiàn)為對(duì)象的私有和保護(hù)成員只能通過其方法來查詢得到，而公有成員可以直接查詢。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)象被封裝成了自含的單元，對(duì)象只接受已定義好的操作，其他對(duì)象不能直接訪問對(duì)象的非公有成員。缺點(diǎn)是喪失了傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行即席的、按內(nèi)容的查詢，這就不夠方便靈活了，因此，需要做一些改進(jìn)和妥協(xié)。

1.1.3類

共享同一屬性和方法集的所有對(duì)象構(gòu)成的對(duì)象類，一個(gè)對(duì)象是一個(gè)類的實(shí)例。在數(shù)據(jù)庫是一種抽象的數(shù)據(jù)類型，相當(dāng)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的一張表。

1.1.4類層次

這里涉及到繼承的概念，即類可以繼承類，從而具有與父類（或稱超類）的所有符合條件（只保護(hù)類型或公有類型）的屬性和方法。這是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中所沒有的。

1.1.5消息

指的是對(duì)象的方法調(diào)用。通過對(duì)象的方法調(diào)用可以訪問對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)和執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯。這也是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中沒有的。

1.2對(duì)象與對(duì)象標(biāo)識(shí)

1.2.1對(duì)象結(jié)構(gòu)

包括兩部分，一個(gè)是屬性集合，一個(gè)是方法集合。屬性集合將用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，方法集合將用于操作數(shù)據(jù)。屬性集合即是對(duì)象的成員變量，其中又可以分為公有類型的成員、私有類型的成員和保護(hù)類型的成員。公有類型的成員可以直接使用查詢語句進(jìn)行查詢，保護(hù)型成員可以在該類的子類的對(duì)象中直接訪問，私有類型的成員只能在本類的對(duì)象中訪問，外部對(duì)象只能通過實(shí)現(xiàn)定義好的方法（即操作）進(jìn)行訪問。如果沒有事先定義好的方法，則外部將無法訪問這些變量的值，這就實(shí)現(xiàn)了對(duì)象的封裝性了。在00數(shù)據(jù)庫中，對(duì)象結(jié)構(gòu)同樣分成這兩種集合。

1.2.2對(duì)象標(biāo)識(shí)

表示在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中一個(gè)對(duì)象僅有一個(gè)唯一不變的標(biāo)識(shí)就是對(duì)象標(biāo)識(shí)。這個(gè)標(biāo)識(shí)用來精確定位一個(gè)對(duì)象。在00數(shù)據(jù)庫中，對(duì)象標(biāo)識(shí)是唯一標(biāo)定這一持久性存儲(chǔ)單元的唯一依據(jù)。其它對(duì)象或方法訪問本對(duì)象的屬性和方法必須先找到該對(duì)象的對(duì)象標(biāo)識(shí)，否則無法訪問。

1.2.3封裝

即將一個(gè)對(duì)象的屬性和方法封裝在對(duì)象內(nèi)部，外部只能通過對(duì)象提供的外部接口進(jìn)行訪問。這樣就提高了數(shù)據(jù)的安全性和代碼的重用性。

I.3類與類層次

相似對(duì)象的集合稱為類，在數(shù)據(jù)庫中表現(xiàn)為面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式的集合，它規(guī)定了該類的對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)則和操作規(guī)則。在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中，一個(gè)類相當(dāng)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的一張表。它同樣有字段和屬性，甚至還有關(guān)系數(shù)據(jù)庫表所沒有的方法。這種思路將使得可以在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯。

類層次表現(xiàn)在繼承上，即父類和子類的層級(jí)關(guān)系。這是為了多態(tài)和數(shù)據(jù)共享的目的。這種思路可以象Java中那樣使用接口和基類來完成設(shè)計(jì)。

1.4繼承

就像類層次中所說的，繼承是為了多態(tài)和數(shù)據(jù)共享的目的，也是面向?qū)ο蟠a重用的重要機(jī)制之一。

I.5滯后聯(lián)編

即實(shí)現(xiàn)了重載的效果，OODBMS不能在編譯時(shí)把操作名聯(lián)編到程序上，必須在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行抉擇。

1.6對(duì)象的嵌套

是一種設(shè)計(jì)模式-組合。將多個(gè)類的對(duì)象加人到一個(gè)類的屬性中，使之實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。

2面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫語言

ool}B語言用于描述面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式，說明并操作類定義和對(duì)象實(shí)例。ooDB語言主要包括對(duì)象定義語言（ODL）和對(duì)象操作語言（OML），其中對(duì)象操作語言又包括一個(gè)重要子集-對(duì)象查詢語言（OQL）t3）。OODB語言一般應(yīng)該具備下列功能。

2.1類的定義與操作

包括定義、生成、存取、修改和撤銷類。其中類的定義包括定義類的屬性，操作特征、繼承性與約束等。

2.2操作/方法的定義

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫語言可以用來定義操作/方法，在操作實(shí)現(xiàn)中，語言的命令可用于操作對(duì)象局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2.3對(duì)象的查詢

OODB語言可以用于操作（包括生成、存取、修改與刪除）實(shí)例對(duì)象。對(duì)于對(duì)象的存取-查詢部分，OODB語言可以直接查詢對(duì)象個(gè)公有成員而不必向每一個(gè)對(duì)象“-單”發(fā)送消息。而對(duì)于非公有成員，則只能通過發(fā)送消息來實(shí)現(xiàn)存取、修改與刪除了。通過發(fā)送消息的查詢效率可能會(huì)很低，因此對(duì)于一些經(jīng)常要查詢的數(shù)據(jù)應(yīng)該盡量定義為公有類型。

3面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式

3.1模式的一致性

（1）唯一性約束：即同一模式中所有類的名字必須唯一、類中屬性名和方法名必須唯一。

（2）存在性約束：每個(gè)被引用的類必須在模式中定義、某操作代碼中調(diào)用的操作不需給出說明、每一個(gè)說明的操作必須存在一個(gè)現(xiàn)實(shí)程序。

（3）子類型約束：子類和父類（或超類）不能有環(huán)、不能有多繼承（向Java學(xué)習(xí)）、單一超類必須加以說明。

3.2模式演進(jìn)操作

主要包括以下幾個(gè)部分：

（功類集的改變

（2）已有類的成分的改變

（3）子類/超類聯(lián)系的改變

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫將有可能成為以后數(shù)據(jù)庫發(fā)展的方向。我國(guó)目前在操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)方面是嚴(yán)重的依賴于他國(guó)的，沒有自己成功的作品（包括商業(yè)上的成功），特別是在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫領(lǐng)域幾乎是一個(gè)空白。因此，我們有機(jī)會(huì)填補(bǔ)這個(gè)空白。