論面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)論文

　　論文摘要：面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫極有可能是數(shù)據(jù)庫發(fā)展的方向，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫已顯得力不從心，面向?qū)ο蠹夹g(shù)已經(jīng)滲透到了數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域，把面向?qū)ο蟮姆椒ê蛿?shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合起來可以使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)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。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的技術(shù)機(jī)理并不高深，但它的設(shè)計(jì)思想?yún)s極有價(jià)值。

　　論文關(guān)鍵詞：關(guān),鍵,詞,數(shù)據(jù)庫,面向?qū)ο?技術(shù)

　　(JinchangMunicipalPublicSecurityBureauGansuJingchang737100)隨著應(yīng)用的日趨復(fù)雜和智能化，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的缺點(diǎn)一點(diǎn)點(diǎn)的暴露出來，人們迫切希望產(chǎn)生一種新的數(shù)據(jù)庫解決方案來適應(yīng)這些復(fù)雜需求。一種新的解決方案呼之欲出。而這個解決方案極有可能就是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的技術(shù)機(jī)理并不高深，但它的設(shè)計(jì)思想?yún)s極有價(jià)值。在傳統(tǒng)的面向?qū)ο髴?yīng)用開發(fā)中，由于傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫開發(fā)風(fēng)格完全不同于面向?qū)ο箫L(fēng)格，使得許多程序員難以從復(fù)雜的SQL編程中解脫出來（盡管已經(jīng)有一些成熟的ORM技術(shù)框架，如Hibernate，但程序員仍需要做大量的數(shù)據(jù)庫代碼工作），從而也無法從實(shí)質(zhì)上提高工作效率。

　　1、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)概述

　　面向?qū)ο笫钱?dāng)前計(jì)算機(jī)界關(guān)心的重點(diǎn)，面向?qū)ο笫且环N新的方法學(xué)，也是一種認(rèn)知方法學(xué)。它是一種支持模塊化設(shè)計(jì)和軟件重用的實(shí)際可行的編程方法，它把程序間的邏輯活動建立在對象間的消息傳遞之上，且設(shè)計(jì)上更加符合現(xiàn)實(shí)世界，更加自然，所以面向?qū)ο蠓椒ǖ玫搅烁鼜V泛的應(yīng)用。

　　面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)是為了滿足新的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用需要而產(chǎn)生的新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)庫中提供面向?qū)ο蟮募夹g(shù)是為了滿足特定應(yīng)用的需要。隨著許多基本設(shè)計(jì)應(yīng)用(如MACD和ECAD)中的數(shù)據(jù)庫向面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的過渡，面向?qū)ο笏枷胍仓饾u延伸到其它涉及復(fù)雜數(shù)據(jù)的應(yīng)用中，其中包括輔助軟件工程(CASE)、計(jì)算機(jī)輔助印刷(CAP)和材料需求計(jì)劃(MRP)。這些應(yīng)用如同設(shè)計(jì)應(yīng)用一樣在程序設(shè)計(jì)方面和數(shù)據(jù)類型方面都是數(shù)據(jù)密集型的，它們需要識別于類型關(guān)系的存儲技術(shù)，并能對相近數(shù)據(jù)備份進(jìn)行調(diào)整。

　　セ褂行磯嚶τ靡求多媒體數(shù)據(jù)庫。它們要求以集成方式和文本或圖形信息一起處理關(guān)系數(shù)據(jù)，這些應(yīng)用包括高級辦公室系統(tǒng)的其它文檔管理系統(tǒng)。

　　ッ嫦蚨韻笫據(jù)庫從面向程序設(shè)計(jì)語言的擴(kuò)充著手使之成為基于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫。例如：ONTOS、ORION等，它們均是C++的擴(kuò)充，熟悉C++的人均能很方便地掌握并使用這類系統(tǒng)。

　　面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫研究的另一個進(jìn)展是在現(xiàn)有關(guān)系數(shù)據(jù)庫中加入許多純面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的功能。在商業(yè)應(yīng)用中對關(guān)系模型的面向?qū)ο髷U(kuò)展著重于性能優(yōu)化，處理各種環(huán)境的對象的物理表示的優(yōu)化和增加SQL模型以賦予面向?qū)ο筇卣鳌Ｈ鏤NISQL、O2等，它們均具有關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本功能，采用類似于SQL的語言，用戶很容易掌握。

　　2．面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)

　　面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫是數(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，由于同是面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)，所以其具有了所有面向?qū)ο蟮膬?yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)庫主要操作的'是集合（而不是單個數(shù)據(jù)），所以其又具有自身的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。

　�。�1）提高數(shù)據(jù)庫開發(fā)效率

　　由于面向?qū)ο蟊旧淼挠H和性，使得人們可以使用更自然的方式來開發(fā)數(shù)據(jù)庫，而不必像關(guān)系數(shù)據(jù)庫那樣考慮到方方面面諸如規(guī)范到第幾范式等等問題，大大的提高了開發(fā)效率。同時(shí)，由于面向?qū)ο箝_發(fā)的流行，人們往往更熱衷于使用面向?qū)ο蟮姆绞剿伎紗栴}，這也無形中提高了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)效率。再有，應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫間的交互將變得更加直接和方便，因?yàn)榧尤霊?yīng)用也是面向?qū)ο蟮模�那么可以將面向�(qū)ο髷?shù)據(jù)庫中的對象直接映射到應(yīng)用程序的對象中。比如當(dāng)前J2EE開發(fā)中流行的EJB以及開源的Hibernate等框架技術(shù)就是在關(guān)系數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫與面向?qū)ο箝g搭橋方面做了積極的工作。而對于面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫來數(shù)，EJB和Hibernate等中間技術(shù)將顯得無用，人們可以直接將數(shù)據(jù)庫中的信息轉(zhuǎn)換到基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用程序的對象中，而且效率更高（因?yàn)闊o需中間層的轉(zhuǎn)化）。程序員可以徹底的從持久層復(fù)雜的開發(fā)邏輯中解放出來，投入跟為重要的業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)中，而且再也不用寫復(fù)雜的SQL語句，因?yàn)閼?yīng)用中的編程和數(shù)據(jù)庫中的編程時(shí)一致的【1】。

　�。�2）數(shù)據(jù)庫本身可以完成復(fù)雜的邏輯

　　由于使用了面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)，在數(shù)據(jù)庫中編寫復(fù)雜的邏輯變得簡單了，于是，人們可以在數(shù)據(jù)庫中加入復(fù)雜的邏輯，而且可以和在應(yīng)用中添加的邏輯相互銜接。目前，主流數(shù)據(jù)庫都提供了過程化查詢語言，但畢竟還是過程化的，它天生就不如面向?qū)ο蠓椒ǜ咝Ш唵�，因此人們往往并不想使用過程化查詢語言實(shí)現(xiàn)太復(fù)雜的邏輯，因?yàn)樗鼘��?dǎo)致開發(fā)和維護(hù)困難，提升成本。

　　在數(shù)據(jù)庫中使用數(shù)據(jù)庫查詢語言實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的基于面向?qū)ο蟮臉I(yè)務(wù)邏輯是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的一大亮點(diǎn)。這不僅使得程序的開發(fā)和維護(hù)變得簡單，而且執(zhí)行性能也得到了提升（因?yàn)樵跀?shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)的邏輯總比在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)的邏輯快那么一兩步）。

　�。�3）低冗余性和高效性

　　在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，低冗余和高效一直是魚和熊掌不可兼得的狀態(tài)。低冗余往往會使得查詢困難并最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫效率降低（因?yàn)閷�產(chǎn)生可觀的笛卡爾集或者生成復(fù)雜的查詢優(yōu)化方案，從而降低效率）。而在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中，查詢將變成對對象ID和消息的傳遞（也就是方法調(diào)用），從而消除了大范圍的笛卡爾集帶來的困擾，提高數(shù)據(jù)庫的訪問效率。同時(shí)，由于面向?qū)ο蟮姆庋b性，使得面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫在設(shè)計(jì)程序時(shí)天生就已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的第三范式的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。因此面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫天生就是低冗余的。

　�。�4）提高軟件的可重用性

　　原因很簡單，因?yàn)槊嫦驅(qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想本來就要求你把業(yè)務(wù)邏輯封裝到一個個對象中，并通過給它們傳遞消息調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯計(jì)算。這樣，你就不得不首先把一些通用的業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)在一個個類中，下次使用只需調(diào)用它們即可。同時(shí)，面向?qū)ο蠓椒ㄟ�有繼承該概念，繼承使得功能可以從一個類直接擴(kuò)展到它的子類中。另外，多態(tài)，動態(tài)聯(lián)編等技術(shù)以及設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用使得代碼的可復(fù)用性得到了最大限度的擴(kuò)展【2】。

　　3．面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用

　　面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以應(yīng)用于復(fù)雜的諸如人工智能等領(lǐng)域，也可以使用于傳統(tǒng)的企業(yè)級應(yīng)用。總之，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫可以應(yīng)用在所有關(guān)系數(shù)據(jù)庫能夠應(yīng)用的地方，且在許多方面效能更高，比如人工智能和其他較為復(fù)雜的應(yīng)用中。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫現(xiàn)在已經(jīng)存在一些實(shí)現(xiàn)，主要是三條路線：

　　（1）以關(guān)系數(shù)據(jù)庫和SQL為基礎(chǔ)的擴(kuò)展關(guān)系模型

　　這種方式的優(yōu)點(diǎn)是適宜于市場推廣，缺點(diǎn)是無法做到純粹的面向?qū)ο笮�。這個方式已經(jīng)在各大主流數(shù)據(jù)庫總得到實(shí)現(xiàn)，如Oracle、DB2等。

　�。�2）以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言為基礎(chǔ)

　　這種方式是以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言為基礎(chǔ)的，研究持久的程序設(shè)計(jì)語言。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是它是純粹的面向?qū)ο蟮�，缺點(diǎn)是難以進(jìn)行市場推廣。

　　（3）建立新的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫

　　這種方式已經(jīng)有一些實(shí)現(xiàn)，如法國O2Technology公司的O2系統(tǒng)。優(yōu)缺點(diǎn)與第二條路線一致，基于研究的目的，本文中的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的簡易實(shí)現(xiàn)版本是以這種方式為基礎(chǔ)的。

　　4．面向?qū)ο蠹夹g(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的結(jié)合沿著三種途徑發(fā)展【3】：

　　1）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（OODBMS）

　　面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以一種面向?qū)ο笳Z言為基礎(chǔ)，增加數(shù)據(jù)庫的功能，主要支持持久對象和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。利用類來描述復(fù)雜對象，利用封裝方法來模擬對象行為，利用繼承性來實(shí)現(xiàn)對象的結(jié)構(gòu)和方法的重用。但是這種純粹的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)不能支持SQL語言，不能和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫結(jié)合起來，在擴(kuò)展性和通用性方面受到限制。

　　2）對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ORDBMS）

　　對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)既支持SQL語句，也支持面向?qū)ο蠹夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)的完美結(jié)合。全球的數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)商爭相研發(fā)這種數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)商競爭的一個焦點(diǎn)是如何在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中加入面向?qū)ο蠹夹g(shù)。

　　3）對象關(guān)系映射數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ORMDBMS）

　　對象關(guān)系映射數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在對象層和關(guān)系層之間建立一個映射層，使得數(shù)據(jù)源中的關(guān)系數(shù)據(jù)能夠進(jìn)入對象領(lǐng)域，并且作為對象供上層應(yīng)用使用。

　　5、面向?qū)ο蠹夹g(shù)在數(shù)據(jù)庫中的實(shí)現(xiàn)

　　將面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中可以有兩種方式：

　　一種方式是把面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的對象作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一種新的數(shù)據(jù)模型。關(guān)系表中的屬性值包含對象指針，對象數(shù)據(jù)的操作在關(guān)系數(shù)據(jù)庫之外進(jìn)行。把面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（ODM）和關(guān)系數(shù)據(jù)模型（RDM）結(jié)合起來，對關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充，但對象查詢功能受到一定的限制。

　　另一種方式是把面向?qū)ο蠼涌谔砑釉陉P(guān)系數(shù)據(jù)庫中，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中增加一個對象至關(guān)系轉(zhuǎn)換器，將上層的面向?qū)ο竽Ｊ睫D(zhuǎn)化為關(guān)系存儲模式，存放到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。這樣，在面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫中關(guān)系存儲模型位于底層，數(shù)據(jù)庫用戶可以利用標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫語言進(jìn)行查詢處理，用戶輸入的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫語言被轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言，從而對底層的關(guān)系存儲模式進(jìn)行查詢等處理，同時(shí)將操作結(jié)果按照對象方式返回給用戶。這種實(shí)現(xiàn)方式使得數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ椭�間的模型轉(zhuǎn)換時(shí)需要一定的開銷，執(zhí)行效率比直接面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫要低一些，但這種擴(kuò)充方式實(shí)現(xiàn)比較簡單。下面主要介紹一下第二種方式是如何實(shí)現(xiàn)的：

　　面向?qū)ο蠹夹g(shù)通過映射接口和關(guān)系數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫強(qiáng)調(diào)的是對象的屬性、方法和對象間的關(guān)系，設(shè)計(jì)這種類型的數(shù)據(jù)庫需要理解對象到關(guān)系數(shù)據(jù)庫表的映射方法。這種映射方法通過將對象類生成為SQL語言中的數(shù)據(jù)定義語言（DDL）來將對象轉(zhuǎn)換成一個好的概念層的數(shù)據(jù)模型（DDL）【4】。

　　6.結(jié)論

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫技術(shù)不能滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)、CAD/CASE等領(lǐng)域的需要，面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中應(yīng)運(yùn)而生。面向?qū)ο蠹夹g(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合的三種途徑以及面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫中的優(yōu)勢，通過在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中增加一個對象至關(guān)系轉(zhuǎn)換器，把面向?qū)ο蠼涌谔砑拥疥P(guān)系數(shù)據(jù)庫中來實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蠹夹g(shù)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 Alex Kriegel and Boris M.Trukhnov.SQL寶典[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003. 1~200

　　2 Bruce Eckel.Thinking In Java 4 [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.1~600

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