Объектно-Ориентированные базы данных

ODBMS

Рассмотрим преимущества и недостатки, которыми обладают объектно-ориентированные СУБД.

Объектно-ориентированные базы данных (ODBMS — Object-oriented Database Management System) применяют с конца 1980;х для обеспечения управления БД приложений, которые построены в соответствии с концепцией объектно-ориентированного программирования. Объектная технология позволяет расширить традиционную методику разработки приложений новым моделированием данных и новыми методами программирования. В объектном программировании для улучшения сохранности целостности данных и повторного применения кода, данные и код для их обработки организуются в объекты. Таким образом, практически полностью снимаются ограничения на типы данных [14, c.67].

Если данные состоят из коротких, простых полей фиксированной длины (имя, адрес, телефон, баланс счета), то оптимальным решением будет использование реляционной БД. Но если данные содержат вложенную структуру, имеют динамически изменяемый размер, определяемые пользователем произвольные структуры (например, мультимедиа), то их представление в табличной форме будет представлять определенную сложность. Тогда как в объектно-ориентированной СУБД каждая определенная пользователем структура является объектом, который непосредственно управляется базой данных.

В реляционной СУБД связи управляются пользователем, который создает внешние ключи. Далее для обнаружения связей во время выполнения система динамически просматривает две (или больше) таблицы и сравнивает внешние ключи до достижения соответствия. Этот процесс, который называется объединением (join), является слабой стороной реляционной технологии. Наличие более двух или трех уровней объединений является сигналом для поиска лучшего решения. В объектно-ориентированной СУБД пользователь просто объявляет связь, и далее СУБД автоматически генерирует методы управления, динамически создавая, удаляя и пересекая связи. Ссылки при этом прямые, поэтому нет необходимости в просмотре и сравнении или даже поиске индекса, что может сильно отразиться на производительности. Таким образом, использование объектной модели более предпочтительно для БД с большим количеством сложных связей: перекрестных ссылок, ссылок, которые связывают несколько объектов с несколькими (many-to-many relationships) двунаправленными ссылками.

В отличие от реляционных СУБД, объектно-ориентированные СУБД полностью поддерживают объектно-ориентированные языки программирования. Программисты, которые применяют С++ или Smalltalk, имеют дело с одним набором правил позволяющим использовать такие преимущества объектной технологии, как полиморфизм, наследование и инкапсуляция. Ему нет необходимости прибегать к трансляции объектной модели в реляционную и наоборот. Прикладные программы обращаются и функционируют с объектами, которые сохранены в БД, использующей стандартную объектно-ориентированную семантику языка и операции. В реляционной БД необходимо, чтобы разработчик транслировал объектную модель к поддерживаемой модели БД и включил подпрограммы для обеспечения этого отображения во время выполнения. Следствием этого является потребность в дополнительных усилиях при разработке, а также уменьшение эффективности.

Объектно-ориентированные СУБД также подходят (тоже без трансляций между объектной и реляционной моделями) для организации распределенных вычислений. Традиционные БД (в том числе и реляционные и некоторые объектные базы данных) построены вокруг центрального сервера, который выполняет все операции над базой. Данная модель мало отличается от мэйнфреймовой организации 1960;х годов с центральной ЭВМ — мэйнфреймом (mainframe), которая производила все вычисления, и пассивных терминалов. Главным недостатком такой архитектуры является вопрос масштабируемости. В настоящее время вычислительную мощность рабочих станций (клиентов) составляет порядка 30 — 50% от мощности сервера БД, то есть значительная часть вычислительных ресурсов распределена между клиентами. Поэтому все больше приложений, и в первую очередь СУБД и средства принятия решений, в настоящее время работают в распределенных средах, в которых объекты (объектные программные компоненты) распределены по многим рабочим станциям (клиентам) и серверам и в которых любой пользователь может получить доступ к любому объекту. С помощью стандартов межкомпонентного взаимодействия все эти фрагменты кода комбинируются друг с другом независимо от аппаратного, программного обеспечения, операционных систем, сетей, языков программирования, компиляторов, различных средств организации запросов и формирования отчетов и динамически изменяются при манипулировании объектами без потери работоспособности.