Объектно-ориентированные технологии

Разработка систем с объектно-ориентированными БД началась в середине 1980-х гг. Попытки использования технологий реляцион­ных БД (РБД) в таких сложных приложениях, как автоматизиро­ванное проектирование (computer aided design, CAD), автоматизи­рованное производство (computer aided manufacturing, CAM), техно­логии программирования, системы, основанные на знаниях, мультимедийные и другие системы, выявили существенные ограни­чения, присущие системам, ориентированным на использование РБД. Причиной появления объектно-ориентированных БД (ООБД) и объектно-ориентированных СУБД (ООСУБД) была потребность в более близком и полном представлении и моделировании сущностей реального мира, поскольку они потенциально способны обеспечить гораздо более развитую модель данных, нежели традиционные РБД. Актуальность развития ООСУБД на современном этапе во многом обусловлена расширяющимся использованием реализованных в се­ти Интернет технологий; громадные массивы разнородных данных (тексты, графика, видео и звук), представленных посредством Web- страниц, целесообразно хранить в ООБД в виде подготовленных к использованию наборов объектов, что обеспечивает снижение вре­мени выполнения запросов очередных Web-страниц.

В объектно-ориентированной модели данных любая сущность реального мира представляется всего одной универсальной катего­рией — объектом. С объектом ассоциируется его состояние и пове­дение. Состояние объекта определяется значениями его свойств (ат­рибутов) или связями между самим объектом и другими объектами. Поведение объекта определяется набором операций, которые могут быть выполнены над объектом или самим объектом. Объекты, обла­дающие схожими свойствами и поведением, группируются в классы; при этом объект может быть экземпляром одного или нескольких классов. Классы организуются в иерархии классов.

ООСУБД обслуживает БД, каждая из которых содержит опреде­ленное множество объектов. Ядро ООСУБД изначально оптимизиро­вано для эффективного выполнения операций с объектами (разделе­ние прав доступа к конкретным объектам, ведение версий объектов, выборку данных из объектов в соответствии с заданными условиями отбора и др.) Для объектно-реляционной СУБД ядро системы остается реляционным, а ее объектные свойства реализуются в виде специали­зированной надстройки над реляционной СУБД. Для ООСУБД в целом характерно более высокое быстродействие при выполнении операций, требующих доступа и получения данных, находящихся внутри объектов, по сравнению с реляционными СУБД, для кото­рых необходимость выборки связанных данных ведет к выполне­нию дополнительных внутренних операций.

При работе с ООБД используются две группы языков запросов. В одной группе объединяются языки, развивающие возможности языка SQL (например, язык OQL — Object Query Language). Относи­тельно новая группа языков запросов XML QL (или XQL) базируется на языке XML.

Объектно-ориентированные системы обладают рядом особен­ностей:

• возможностью определения пользователями новых объектов, отображающих структуры данных в сложных задачах;

• меньшей потребностью в соединениях между объектами за счет неявных соединений, порождаемых иерархической вло­женностью объектов, что упрощает навигацию по структурам объектов в ООБД;

• более высокой производительностью при выполнении неко­торых приложений (например, приложений с многократной навигацией по загруженным в основную память связанным объектам);

• поддержкой различных версий проекта и др.

В то же время для таких систем характерны следующие недос­татки:

• малое число развитых средств обеспечения запросов и средств оптимизации запросов, что во многом объясняется сложностью используемых объектно-ориентированных моделей данных;

• сложность обеспечения информационной безопасности;

• ограниченные возможности управления производительностью системы со стороны системного администратора и др.

Объектно-ориентированные технологии находят широкое приме­нение при проектировании ИС, осуществляемом с использованием современных CASE-инструментов.

В настоящее время на рынке представлено свыше двух десятков систем ООСУБД: GemStone, ONTOS, ObjectStore, Versant, Jasmine, ODB-Jupiter (первая отечественная разработка) и др. Фактически большинство существующих ООБД являются не столько объектно- ориентированными БД, сколько системами стабильного хранения данных для некоторого объектно-ориентированного языка програм­мирования.

В целом потенциальные возможности объектно-ориентированной модели данных более естественным образом отображать свойства объектов и процессов реального мира позволяют многим экспертам обоснованно высказывать мнение о больших перспективах исполь­зования объектно-ориентированных систем в различных областях деятельности.