- •Введение
- •1. Объектно-ориентированные базы данных
- •Определение базы данных
- •Архитектура базы данных. Физическая и логическая независимость данных
- •Концептуальный уровень
- •1.3. Необходимость создания и состояние развития ообд
- •1.4. Принципы объектно-ориентированного подхода
- •1.5. Объектно-ориентированная модель данных
- •1.6. Объектно-реляционная модель данных
- •2. Технология проектирования ообд с применением языка uml
- •2.1. Общая методология проектирования баз данных
- •2.2. Объектно-ориентированное проектирование
- •2.3. Унифицированный язык моделирования
- •2.4. Определение прецедентов (вариантов использования)
- •2.5. Диаграммы классов
- •2.6. Диаграммы последовательностей, деятельности и состояний
- •2.7. Диаграммы активности
- •2.31. Движение заказа между отделами
- •2.8. Диаграммы сотрудничества (кооперации)
- •2.9. Диаграммы компонентов
- •2.10. Диаграммы развертывания
- •Создание объектной модели данных
- •3.1. Инструментальная среда AllFusion Component Modeler
- •3.2. Диаграммы объектной модели
- •3.3. Диаграммы вариантов использования
- •3.4. Диаграммы классов
- •3.5. Диаграммы последовательности
- •3.6. Диаграммы активности
- •3.7. Диаграммы состояний
- •3.8. Диаграммы кооперации
- •3.9. Диаграммы компонентов и диаграммы развертывания
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Учебное издание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
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
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.