淺談面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的技術(shù)和發(fā)展

1、編者按面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)(簡稱OOD BS是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法相結(jié)合的產(chǎn)物。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫將面向?qū)ο蟮哪芰x予了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)人員,從而擴(kuò)展了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,并能提高開發(fā)人員的工作效率和應(yīng)用系統(tǒng)的質(zhì)量。筆者論述了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的特征及優(yōu)勢,介紹了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的重要技術(shù)和發(fā)展中需注意的問題。對該技術(shù)的廣泛應(yīng)用,特別是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用有所借鑒。淺談面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的技術(shù)和發(fā)展馬思紅(無錫市廣播電視大學(xué),江蘇無錫214021摘要面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫把面向?qū)ο蟮姆椒ê蛿?shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合起來,使得數(shù)據(jù)庫的分析、設(shè)計(jì)最大程度地與人們對客觀世界的認(rèn)識相一致,是數(shù)據(jù)庫技術(shù)中巨大的進(jìn)步

2、。概述了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的特征、優(yōu)勢及其重要技術(shù),并對這一技術(shù)進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞面向?qū)ο?數(shù)據(jù)庫技術(shù);實(shí)現(xiàn);展望中圖分類號TP311.131文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611(200724-07714-03Discussion on the G eared to the N eeds of T echnology of M arriage P artner Data B ase and DevelopsMA Si2hong(W uxi C ity Radio and T V University C lasses,W uxi,Jiangsu214021AbstractOOD BS combi

3、nes object2oriented database w ith object2oriented database techn ology to m ake the database analysis,design and the understand2 ing of the objective w orld consistent,which is a trem end ous progress in database techn ology.T he auth or pointed out that the characteristics and advantages of object

4、2oriented database at first,then n oted several im portant object2oriented database techn ology and m ade the prospect of this techn ology.K ey w ordsBeing geared to the needs of m arriage partner;Data base techn ology;C om e true;Look into the distance1面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的特征及優(yōu)勢面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫將面向?qū)ο蟮哪芰x予了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)

5、人員,從而擴(kuò)展了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,能提高開發(fā)人員的工作效率和應(yīng)用系統(tǒng)的質(zhì)量。1.1具有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本功能首先,數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是永久保存的;其次是在存儲管理方面,包括索引管理、數(shù)據(jù)聚集、數(shù)據(jù)緩沖、存取路徑選擇、查詢優(yōu)化等;三是能夠并發(fā)控制,提供高于當(dāng)前已有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)同樣級別的、對多個(gè)用戶并發(fā)操作的支持;四是故障恢復(fù)能力,提供不低于當(dāng)前已有的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)同樣級別的、將數(shù)據(jù)庫從故障后的錯(cuò)誤狀態(tài)中恢復(fù)到某個(gè)正確狀態(tài)的功能;五是交互式查詢功能,且是非過程化的、高效的、獨(dú)立應(yīng)用的。1.2是一個(gè)面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)其具有支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模型,支持復(fù)雜對象,具有運(yùn)用各種構(gòu)造機(jī)制從簡單對象組成復(fù)雜對

6、象的能力。復(fù)雜對象構(gòu)造能力加強(qiáng)了對客觀現(xiàn)實(shí)世界的模擬能力,且方法自然、易理解;具有對象標(biāo)識,對象標(biāo)識具獨(dú)立于其值而存在的特性,可以極大地加快查詢速度;具有封裝性,對象封裝了數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了信息隱藏,使用戶不必知道操作的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),只需利用設(shè)計(jì)者提供的消息即可訪問對象;具備類型/類、類型層次/類層次能力,因而支持繼承性這一強(qiáng)有力的建模工具;具有可擴(kuò)充性等優(yōu)良特性。1.3具備應(yīng)用領(lǐng)域所需要的一些特性,且相對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫優(yōu)勢明顯面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)語義的擴(kuò)展更大,允許定義任何復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型和提供與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的行為。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)的語義更接近于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言的語義。具有表示和構(gòu)造復(fù)雜對象的能力,可以模擬

7、復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界,其對象的取值可以是另外一個(gè)對象,實(shí)際存儲的又是該對象的標(biāo)識,這樣的表示既自然又容易理解,且查詢速度較作者簡介馬思紅(1968-,女,江蘇無錫人,講師,從事多媒體技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究。收稿日期2007203218關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)快得多。面向?qū)ο蠹夹g(shù)強(qiáng)調(diào)與數(shù)據(jù)相關(guān)軟件的組織而不是強(qiáng)調(diào)控制流,從而把程序員的注意力轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者的意圖,面向?qū)ο笳Z言和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫相互形成天然的互補(bǔ)。語言強(qiáng)調(diào)的是處理過程、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)化和局部數(shù)據(jù),而數(shù)據(jù)庫強(qiáng)調(diào)的是更為明確的方法、應(yīng)用領(lǐng)域之外的數(shù)據(jù)共享和對大量數(shù)據(jù)的支持。面向?qū)ο笳Z言和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的共同目標(biāo)之一是在它們之間建立一個(gè)清晰的聯(lián)合,且保持它們各

8、自的長處。2面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的重要技術(shù)介紹2.1OODBS事務(wù)管理技術(shù)OOD BS事務(wù)管理子系統(tǒng)如圖1所示。其中,鎖管理器管理鎖表,存放單個(gè)事務(wù)管理鎖和等待鎖。存儲子系統(tǒng)與鎖管理器實(shí)施對象上鎖操作,事務(wù)結(jié)束時(shí)釋放此鎖。死鎖管理器檢測和解除死鎖。系統(tǒng)采用時(shí)間溢出技術(shù),即每個(gè)申請均有時(shí)間限制,過期則死鎖管理器放棄事務(wù)。日志管理器記錄對象修改日志。相比傳統(tǒng)RD BS, OOD BS加鎖具如下特點(diǎn):加鎖單位是對象而不是類; 給圖1OODBS事務(wù)管理子系統(tǒng)類對象加鎖比給關(guān)系對象加鎖需更多信息。當(dāng)類實(shí)例被加鎖時(shí),其超類也被加鎖。數(shù)據(jù)庫中被加鎖項(xiàng)大小稱為粒度。采用粗粒度鎖機(jī)制開鎖代價(jià)低,但系統(tǒng)并發(fā)行性差;采用

9、細(xì)粒度鎖機(jī)制可保證高度并行性,但系統(tǒng)開鎖代價(jià)大。OOD BS采用粗粒度加鎖同樣具有很高的并行性,加鎖的一般是對象,但是如果某一事務(wù)要訪問同一類大多數(shù)實(shí)例,則對整個(gè)類加鎖,既保證可靠性,又降低系統(tǒng)開鎖代價(jià)。另外,OOD BS還有恢復(fù)機(jī)制,其中包括多媒體日志恢復(fù)和索引頁日志恢復(fù)兩種。多媒體日志恢復(fù)是指OOD BS把多媒體數(shù)據(jù)和其描述部分分開,后者通過對象標(biāo)識符引用前者。存儲子系統(tǒng)管理一個(gè)動態(tài)變化的空閑塊鏈表(多媒體數(shù)據(jù)日志,里面存儲多媒體數(shù)據(jù)。若創(chuàng)建多媒體數(shù)據(jù)事務(wù)夭折,則置空描述部分引用,并復(fù)位己分配的空閑塊鏈表。同樣若刪除多媒體數(shù)據(jù)事務(wù)夭折,則描述部分根據(jù)日志恢復(fù)到原來狀態(tài)。索引頁日志恢復(fù)的方法

10、有兩種:一是分裂索引頁的插入操作,系統(tǒng)把當(dāng)前索引頁一半表項(xiàng)分給新頁,除了拷貝到新頁的表項(xiàng)外,其他表項(xiàng)都記錄在日志中。發(fā)生故障時(shí)則去掉整個(gè)新頁;另一個(gè)是合并索引頁的刪除操作,系統(tǒng)把當(dāng)前索引頁表項(xiàng)拷貝到新頁,除了從當(dāng)前頁刪除的表項(xiàng)外,其他表項(xiàng)都記錄在日志中,發(fā)生故障時(shí)則重新使用當(dāng)前頁。2.2數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換技術(shù)對象標(biāo)識符是對象存在唯一標(biāo)志,兩個(gè)對象相同等價(jià)于其標(biāo)識符相同。與關(guān)系模式不同的是面向?qū)ο笾蓄悓傩苑譃樵訉傩?、組合屬性和集合屬性。數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換指從OOD B到RD B數(shù)據(jù)描述語言(DM L的轉(zhuǎn)換,基本思路是把父類屬性擴(kuò)展到所有子類中,每個(gè)類映射為一個(gè)關(guān)系;類的每個(gè)屬性映射為它對應(yīng)的關(guān)系屬性。對類

11、中不同類型屬性作不同處理。默認(rèn)對象標(biāo)識符屬性映射為RD B關(guān)鍵字屬性,原子屬性映射為固定屬性。組合屬性映射為與主屬性對應(yīng)關(guān)系關(guān)鍵字相關(guān)的外關(guān)鍵字。集合屬性映射為原子屬性加上具有兩個(gè)屬性的關(guān)系,其中一個(gè)屬性是設(shè)置與對應(yīng)集合屬性的聯(lián)系;另一個(gè)屬性是處理集合元素。方法轉(zhuǎn)換是數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換重點(diǎn),方法有定義和調(diào)用兩方面。標(biāo)準(zhǔn)RD B無支持用戶自定義函數(shù)和過程的機(jī)制,近年來一些商業(yè)化RD BM提供這方面的功能,稱為PS M子程序(包含用戶自定義函數(shù)和過程。標(biāo)準(zhǔn)PS M子程序至少支持兩種功能:創(chuàng)建用戶自定義函數(shù)并從標(biāo)量表達(dá)式中調(diào)用此函數(shù),創(chuàng)建用戶自定義過程,并通過S Q L語句調(diào)用此過程。2.3模式演進(jìn)技術(shù)O

12、OD B的類為適應(yīng)需求變化而隨時(shí)間變化稱為模式演進(jìn),包括創(chuàng)建新類、刪除舊類、修改類屬性和操作等。模式演進(jìn)必須保持模式一致性,這由模式一致性約束描述。模式一致性約束分為唯一性約束、存在性約束和子類型約束等。滿足所有一致性約束的模式稱為一致模式。模式演化是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫研究重點(diǎn)與難點(diǎn),實(shí)現(xiàn)途徑一般有兩種:模式改變考慮現(xiàn)有應(yīng)用程序,使二者相互集成和適應(yīng)。開發(fā)新的高級數(shù)據(jù)庫編程語言。2.4版本管理技術(shù)工程應(yīng)用中設(shè)計(jì)工作是不斷反復(fù)和完善的過程,其間會產(chǎn)生同一對象多個(gè)版本,它們須妥善管理。為了降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性,常采用分層方法逐步細(xì)化。這樣,一個(gè)對象由多個(gè)子對象構(gòu)成,每個(gè)子對象同樣產(chǎn)生多個(gè)版本。子對象某些版本

13、合起來構(gòu)成上層對象某特定版本,并且如果某個(gè)子對象創(chuàng)建一個(gè)新版本,上層對象可能派生一個(gè)對應(yīng)的新版本。該過程常用版本管理控制對象演化過程。版本管理有兩方面:一是集合管理:管理所有版本,關(guān)系有兩種:時(shí)間先后關(guān)系,用版本號表示;派生關(guān)系,用版本圖表示。二是引用管理:多版本系統(tǒng)中的對象只是邏輯上虛擬概念,實(shí)際存在的是該對象各個(gè)版本,所以,使用對象就是引用它的某一版本。一般有兩種引用方法:靜態(tài)引用和動態(tài)引用,相比之下,后者更有效、更貼近實(shí)際。3發(fā)展中應(yīng)解決的問題3.1存在問題3.2發(fā)展中需要解決的問題4結(jié)束語廣泛而新型的應(yīng)用領(lǐng)域和特殊要求導(dǎo)致了在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全面引入對象概念的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的產(chǎn)生,把面向?qū)?/p>

14、象的方法和數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合起來可以使數(shù)據(jù)庫的分析、設(shè)計(jì)最大程度地與人們對客觀世界的認(rèn)識相一致。對象編程和對象數(shù)據(jù)庫符合人們對于客觀世界的認(rèn)識,事物的復(fù)雜行為在程序?qū)崿F(xiàn)對象時(shí)也可以隱藏其復(fù)雜性,這些特性在現(xiàn)代的面向?qū)ο髴?yīng)用中越來越多地體現(xiàn)。伴隨著面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展,面向?qū)ο蠹夹g(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的結(jié)合將會穩(wěn)步向前,逐漸向產(chǎn)業(yè)化和主流化方面發(fā)展。517735卷24期馬思紅淺談面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的技術(shù)和發(fā)展參考文獻(xiàn)1程勝,諶潛,董金祥.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中的索引實(shí)現(xiàn)技術(shù)J.計(jì)算機(jī)工程,1999(10:5-7.2溫有奎.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)標(biāo)引J.情報(bào)雜志,2000(1:50-51.3董傳良,陸嘉恒,董瑋文,等.面向?qū)?/p>

15、象數(shù)據(jù)庫中的等價(jià)模式演化策略J.計(jì)算機(jī)工程,2000(9:23-24,72.4陳仲民,王雪.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的索引技術(shù)J.計(jì)算機(jī)工程與科學(xué),2000(6:100-104.5王學(xué)榮,曾曉勤.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫到關(guān)系數(shù)據(jù)庫運(yùn)算的轉(zhuǎn)換J.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2003(9:19-25,94.(上接第7680頁技園區(qū)至少應(yīng)有四個(gè)基本特征,即科技含量高、科技成果轉(zhuǎn)化率高、綜合經(jīng)濟(jì)效益高和經(jīng)營管理機(jī)制新4。2.3農(nóng)業(yè)科技園建設(shè)的基礎(chǔ)理論蔣和平、許越先、朱清海等對此作了有益的探討。認(rèn)為農(nóng)業(yè)科技園建設(shè)的基礎(chǔ)理論有:農(nóng)業(yè)區(qū)位論、增長極理論、系統(tǒng)工程理論、生態(tài)農(nóng)業(yè)理論、技術(shù)創(chuàng)新理論、高新技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的理論、孵化器理論、

16、風(fēng)險(xiǎn)投資理論、產(chǎn)業(yè)集群理論、集成創(chuàng)新理論等6。2.4農(nóng)業(yè)科技園建設(shè)的功能定位蔣和平等2-4認(rèn)為農(nóng)業(yè)科技園的基本功能是精品生產(chǎn)加工功能、龍頭帶動功能、贏利功能、示范功能、試驗(yàn)功能、輻射擴(kuò)散功能、聚集功能、孵化功能、培訓(xùn)教育功能、保護(hù)生態(tài)和旅游觀光的功能、科學(xué)技術(shù)普及功能。蔣和平、王為農(nóng)認(rèn)為是體制創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新和科技創(chuàng)新的統(tǒng)一。吳沛良認(rèn)為,農(nóng)業(yè)科技園區(qū)功能既有社會公益性,又有企業(yè)盈利性。因此,不同層次的園區(qū)要確定不同的功能。2.5農(nóng)業(yè)科技園的運(yùn)行機(jī)制和運(yùn)行模式蔣和平等總結(jié)我國各地農(nóng)業(yè)科技園區(qū)共有11種模式:農(nóng)業(yè)高新技術(shù)走廊模式、“政府+企業(yè)”運(yùn)行模式、地方政府與高等院校聯(lián)營模式、高效農(nóng)業(yè)示范園模式

17、、農(nóng)業(yè)科技企業(yè)開發(fā)模式、“公司+農(nóng)戶”型的運(yùn)行模式、外向型高科技農(nóng)業(yè)園模式、工廠化農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)模式、持續(xù)高效農(nóng)業(yè)示范區(qū)模式、農(nóng)業(yè)科技示范項(xiàng)目模式和農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式。陳世雄等提出要建立園區(qū)的7個(gè)機(jī)制,即技術(shù)選擇機(jī)制、資金籌措機(jī)制、土地流轉(zhuǎn)機(jī)制、組織管理機(jī)制、人才利用機(jī)制、技術(shù)擴(kuò)散機(jī)制和市場開拓機(jī)制6。2.6農(nóng)業(yè)科技園的管理體制和管理模式李旭霖等認(rèn)為要對國家級園區(qū)實(shí)行競爭機(jī)制下的動態(tài)管理和分級管理,實(shí)行申報(bào)、評審和年度考證制度,園區(qū)管理實(shí)行規(guī)劃管理模式和現(xiàn)代企業(yè)制度管理模式。蔣和平提出北京農(nóng)業(yè)科技園的三種管理類型:即政府主導(dǎo)型管理模式、企業(yè)主導(dǎo)型管理模式和農(nóng)戶主導(dǎo)型管理模式。盧鳳君等研究了國家級園區(qū)

18、的組織體系建設(shè),認(rèn)為政府、企業(yè)和協(xié)會作為園區(qū)組織體系的三大構(gòu)成主體,分別對應(yīng)于園區(qū)管委會、園區(qū)開發(fā)實(shí)業(yè)集團(tuán)和園區(qū)發(fā)展促進(jìn)會。園區(qū)管委會是政府的派出機(jī)構(gòu),功能是對園區(qū)的經(jīng)濟(jì)活動給予必要的服務(wù)和調(diào)控;園區(qū)開發(fā)實(shí)業(yè)集團(tuán)是落實(shí)園區(qū)的規(guī)劃,按產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營方式組織實(shí)施園區(qū)產(chǎn)業(yè)體系的建設(shè)和科技成果的轉(zhuǎn)化;園區(qū)發(fā)展促進(jìn)會是依法成立的理事機(jī)構(gòu),采用民主協(xié)商制度,是紐帶,將政府和企業(yè)緊緊地聯(lián)在一起7。3農(nóng)業(yè)科技園區(qū)建設(shè)和發(fā)展中存在的問題蔣和平等指出,目前我國農(nóng)業(yè)科技園區(qū)存在的主要問題有:功能定位不準(zhǔn)確,沒有形成特色。表現(xiàn)為重眼前輕長遠(yuǎn),搞形象工程,盲目追求“高精尖”,花大力氣購置成套先進(jìn)設(shè)備但不能達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,起不到示范、引導(dǎo)作用。機(jī)制不活,管理落后。相當(dāng)一部分園區(qū)為官辦,產(chǎn)權(quán)不清,過多地受到上級黨委、政府的干預(yù),市場經(jīng)濟(jì)意識淡弱,缺乏現(xiàn)代企業(yè)管理制度和方法,致使經(jīng)濟(jì)效益不明顯,投資回報(bào)