第15章 面向对象数据库及对象-关系数据库
关系数据库与面向对象数据库的数据模型比较
关系数据库与面向对象数据库的数据模型比较随着信息技术的快速发展，数据库成为了现代社会中不可或缺的一部分。
而在数据库领域中，关系数据库和面向对象数据库是两种常见的数据模型。
本文将对这两种数据模型进行比较，探讨它们的优势和劣势。
一、关系数据库关系数据库是一种基于关系模型的数据库，它将数据组织成表格形式，通过行和列的方式来存储和管理数据。
关系数据库使用结构化查询语言（SQL）来操作数据，具有良好的数据一致性和完整性。
1. 优点：a. 数据一致性：关系数据库通过约束和规范来确保数据的一致性，可以避免数据冗余和不一致的问题。
b. 容易理解和使用：关系数据库使用表格形式来存储数据，具有直观的结构，易于理解和使用。
c. 数据共享和安全性：关系数据库支持多用户访问，可以实现数据共享，并通过访问控制机制保证数据的安全性。
2. 缺点：a. 性能问题：关系数据库在大规模数据处理和复杂查询时性能较差，需要使用索引和优化技术来提高查询效率。
b. 对象映射困难：关系数据库与面向对象编程语言之间存在差异，需要进行对象-关系映射（ORM）来实现对象和表格之间的转换。
二、面向对象数据库面向对象数据库是一种基于面向对象模型的数据库，它将数据组织成对象的形式，具有继承、封装和多态等面向对象的特性。
面向对象数据库使用面向对象查询语言（OQL）来操作数据，可以直接存储和检索对象。
1. 优点：a. 数据模型一致性：面向对象数据库直接存储和检索对象，避免了对象-关系映射的问题，数据模型更加一致。
b. 查询效率高：面向对象数据库通过对象引用和索引等技术，可以实现高效的数据检索，适用于复杂查询和大规模数据处理。
c. 对象关系一致性：面向对象数据库可以实现对象之间的关系，比如继承、关联和多态等，更加符合现实世界的模型。
2. 缺点：a. 学习成本高：面向对象数据库需要理解面向对象模型和面向对象查询语言，学习成本相对较高。
b. 兼容性问题：面向对象数据库与传统的关系数据库存在兼容性问题，不容易与其他系统进行集成。
ch12面向对象数据库与对象关系数据库精品PPT课件
15.10.2020
数据库教程（沈--06.8）
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Ch12. 1. 引言
面向对象数据库系统(OODBS)的基本特征是直接将面向对象程序设计 语言引入到数据库系统中，完全与已有的数据库系统无关。
对象关系数据库系统(ORDBS)的基本特征是在关系数据库系统中加入 面向对象的特征，从而使得其满足新的功能和应用需求。
与传统数据库系统相比，对象数据库系统具有以下优势：
①具有表示和构造复杂对象的能力。 ②封装性和信息隐藏技术提供了程序的模块化机制。 ③继承和类层次技术提供了软件的重用机制。 ④动态绑定等技术提供了系统的扩充能力。
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Ch12. 2. 面向对象的基本概念
“面向对象”(OO，Object-Orientation) 的概念具有广泛的背景和长久的历史 ，最早可追溯到20世纪60年代末和70年代初。“面向对象”的概念最先起 源于程序设计领域，进入20世纪80年代后引起了人们的普遍关注，并很快 被引入计算机科学与技术的其他领域 .
(1)面向对象方法的基本特征 (2)对象 (3)对象结构 (4)消息 (5)类 (6)继承 (7)动态联编 (8)对象组合
1. 引言 2. 面向对象的基本概念 3. 面向对象的数据模型 4. 持久化程序设计语言 5. 对象－关系数据模型 6. ORDB定义语言 7. ORDB查询语言
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Ch12. 1. 引言
新的应用领域(包括计算机辅助设计(CAD)、计算机集成制造(CIM)、办公信息 系统(OIS)、地理信息系统(GIS)、知识库系统和实时系统等。)需要数据库 的支持，为数据库应用开辟了新的天地，并在应用中提出了一些传统数据 库系统所不能支持的新的需求：
面向对象数据库与关系数据库的优缺点对比
面向对象数据库与关系数据库的优缺点对比在当今的数据库领域，面向对象数据库和关系数据库是两种常见的类型，它们各自具有独特的特点和适用场景。
了解它们的优缺点对于选择适合的数据库技术来满足特定的业务需求至关重要。
首先，让我们来看看关系数据库。
关系数据库的优点之一是其成熟和广泛的应用。
经过多年的发展，关系数据库技术已经非常成熟，拥有大量的工具和技术支持。
几乎所有的企业级应用都在使用关系数据库，这意味着有丰富的经验和资源可以借鉴。
关系数据库具有良好的数据一致性和完整性保障。
通过定义严格的关系模式和约束条件，如主键、外键、唯一性约束等，可以确保数据的准确性和可靠性。
这对于处理关键业务数据，如金融交易、库存管理等非常重要。
关系数据库的查询语言（SQL）非常强大和标准化。
SQL 语言易于学习和理解，能够进行复杂的查询、连接、聚合等操作。
这使得开发人员能够轻松地从数据库中获取所需的数据。
其数据独立性也较高。
物理存储结构的改变通常不会影响到应用程序对数据的访问，只需对数据库模式进行适当的调整即可。
然而，关系数据库也存在一些缺点。
关系数据库在处理复杂的数据结构时可能会显得力不从心。
例如，对于具有多层嵌套关系或大量非结构化数据的情况，关系模型的表达能力有限。
在面对高并发和大规模数据时，关系数据库的性能可能会受到影响。
扩展关系数据库的规模往往需要复杂的技术和较高的成本。
关系数据库的模式设计较为复杂。
在需求变更频繁的情况下，修改数据库模式可能会导致大量的代码修改和数据迁移工作。
接下来，我们再看看面向对象数据库。
面向对象数据库的一个显著优点是它能够更好地处理复杂的数据类型和对象关系。
它直接支持面向对象的概念，如继承、封装和多态性，这使得对于复杂的业务对象的建模更加自然和直观。
面向对象数据库具有更好的性能优势，尤其是在处理大量复杂对象和频繁的对象更新操作时。
它能够减少数据的转换和映射，提高数据操作的效率。
面向对象数据库的灵活性更高。
面向对象数据库与关系型数据库的应用与比较研究
面向对象数据库与关系型数据库的应用与比较研究在当今信息化时代，数据库已经成为各行各业中不可或缺的重要组成部分。
而面向对象数据库和关系型数据库是两个主要的数据库模型。
本文将对面向对象数据库和关系型数据库进行应用与比较研究。
一、面向对象数据库的应用面向对象数据库（Object-Oriented Database，简称OODB）是一种基于对象模型的数据库系统。
它将实体和实体之间的关系作为对象之间的关系来处理，并支持面向对象的编程语言。
面向对象数据库在许多领域有着广泛的应用。
其中一个显著的应用领域是对象持久化。
面向对象编程在软件开发中越来越流行，通过面向对象数据库可以将对象保存到数据库中，使得数据持久化更加方便。
此外，面向对象数据库也广泛应用于嵌入式系统和分布式系统等领域，这些应用对于高效的数据交互和处理有着较高的要求。
二、关系型数据库的应用关系型数据库是以关系模型为基础的数据库系统。
关系模型是基于集合论和一阶逻辑的数学模型，将数据组织成多个表格（关系），并通过表格之间的关系来存储和操作数据。
关系型数据库在企业应用中得到了广泛应用。
它提供了一种简单且易于理解的数据模型，可以轻松地通过SQL语言进行查询和操作。
关系型数据库适用于大多数业务应用，如人力资源管理、会计、库存管理等。
此外，关系型数据库还提供了ACID（Atomicity、Consistency、Isolation、Durability）的事务特性，保证了数据的一致性和可靠性，适用于对数据完整性要求较高的系统。
三、面向对象数据库与关系型数据库的比较1. 数据模型：面向对象数据库采用对象模型来组织和处理数据，能够直接持久化对象；而关系型数据库采用表格和行的形式来组织数据，并通过关系进行数据操作。
对象模型更接近于现实世界中的概念和结构，能够更好地映射真实业务需求。
2. 查询语言：面向对象数据库通常使用面向对象的查询语言，支持对象导航操作，并可以直接对对象进行查询和更新。
面向对象数据库与关系数据库的优缺点对比
面向对象数据库与关系数据库的优缺点对比随着信息技术的不断发展，数据库成为了现代社会中不可或缺的一部分。
在数据库的发展过程中，面向对象数据库和关系数据库成为了两种主要的数据库模型。
面向对象数据库以对象为基本单位进行数据存储和管理，而关系数据库则以表格的形式组织数据。
本文将对这两种数据库模型的优缺点进行对比。
一、面向对象数据库的优点1. 数据模型的灵活性：面向对象数据库采用了面向对象的数据模型，可以更好地反映现实世界中的对象和关系。
它可以直接存储和处理复杂的对象结构，使数据的组织更加灵活。
2. 数据的封装性：面向对象数据库将数据和操作封装在一起，通过封装实现了数据的安全性和完整性。
对象的方法可以对数据进行操作和控制，保证了数据的一致性和可靠性。
3. 数据的继承性：面向对象数据库支持继承关系，可以通过继承来共享和复用数据和操作。
这样可以减少数据的冗余和重复，提高数据的利用率。
4. 复杂查询的能力：面向对象数据库支持复杂的查询操作，可以通过对象之间的关联和继承关系进行查询。
这样可以方便地进行数据分析和挖掘，提高了数据的处理效率。
二、面向对象数据库的缺点1. 学习成本高：面向对象数据库需要掌握面向对象的概念和技术，对于一些没有相关背景知识的用户来说，学习成本较高。
2. 标准化程度低：面向对象数据库的标准化程度相对较低，不同厂商的实现方式可能存在差异。
这样会导致数据的互操作性较差，不利于数据的共享和交换。
三、关系数据库的优点1. 数据的结构化：关系数据库采用了表格的形式组织数据，具有良好的结构化特性。
这样可以方便地进行数据的管理和维护，提高了数据的可靠性和稳定性。
2. 数据的一致性：关系数据库通过事务的机制来保证数据的一致性。
事务可以对一组操作进行原子性、一致性、隔离性和持久性的要求，保证了数据的完整性和一致性。
3. 标准化程度高：关系数据库采用了SQL作为标准的查询语言，具有较高的标准化程度。
这样可以方便地进行数据的共享和交换，提高了数据的互操作性。
《面向对象数据库》课件
02
面向对象数据库的核心概念
对象-关系模型
对象-关系模型是一种数据库模型，它结合了关系模型和面向对象编程的 概念。
在对象-关系模型中，数据被视为对象的集合，每个对象都有其属性、行 为和与其他对象的关系。
对象-关系模型支持复杂的数据结构，如嵌套表、数组和集合，以及更高 级的数据操作，如继承和多态。
面向对象数据库
目录
• 面向对象数据库概述 • 面向对象数据库的核心概念 • 面向对象数据库管理系统 • 面向对象数据库的应用场景 • 面向对象数据库的挑战与解决方
案 • 面向对象数据库的未来展望
01
面向对象数据库概述
定义与特点
定义
面向对象数据库是一种数据库管理系统，它使用面向对象技术来设计、实现和管理数据库。它支持对象的封装、 继承、多态等面向对象特性，提供了一种更接近现实世界的抽象方式来表示数据和数据之间的关系。
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THANKS
大数据存储与分析技术
大数据存储
数据仓库
数据挖掘与机器学习
面向对象数据库需要支持大规模数据 的存储和管理。通过引入大数据存储 技术，可以实现高效的数据存储和检 索，满足大数据应用的需求。
数据仓库是一个大型、集中式的存储 系统，用于存储和管理大量结构化数 据。通过建立数据仓库，可以对数据 进行整合、分析和挖掘，为企业提供 决策支持。
发展历程
面向对象数据库的发展经历了多个阶段，包括萌芽阶段、发展阶段、成熟阶段等。随着技术的不断进步和应用需求的 不断增长，面向对象数据库逐渐成为数据库领域的一个重要分支。
未来展望
随着云计算、大数据等技术的不断发展，面向对象数据库将面临更多的机遇和挑战。未来，面向对象数 据库将继续朝着更加高效、灵活、可靠的方向发展，为应用程序提供更加全面和强大的数据存储和处理 能力。
面向对象数据库与关系型数据库比较
面向对象数据库与关系型数据库比较随着信息技术的迅猛发展，数据库技术也不断演进，变得更加灵活和高效。
面向对象数据库和关系型数据库是目前两种主流数据库类型，它们在数据组织、数据查询和应用需求等方面表现出明显的差异。
本文将对面向对象数据库和关系型数据库进行全面比较，以帮助读者更好地理解并选择适合自身需求的数据库类型。
1. 数据组织方式关系型数据库采用表格之间的关系来组织数据，通过固定的行和列来存储数据，每个列都有其确定的数据类型。
而面向对象数据库则使用类和对象的概念来组织数据，数据可以按照对象的方式存储，从而更加符合现实世界中的实体。
2. 数据查询方法关系型数据库使用结构化查询语言(SQL)作为数据查询的标准语言，通过结构化的方式进行数据的检索和关联。
面向对象数据库则可以使用面向对象语言（如Java或C++）直接对数据库进行操作，通过对象的方法和属性来检索和处理数据。
3. 对象引用关系型数据库中，对象之间的关系通过外键进行连接，记录了不同表格之间的关联关系。
而面向对象数据库中，对象之间的关联通过对象引用进行连接，利用对象之间的关系进行数据的获取，更加符合面向对象编程的理念。
4. 数据一致性关系型数据库通过ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）模式来确保数据的一致性和完整性。
而面向对象数据库则可以利用事务和锁来保障数据的一致性。
5. 扩展性和灵活性面向对象数据库在数据模型的设计上相对灵活，可以很方便地修改和扩展，适应不断变化的需求。
关系型数据库则需要在设计表结构时进行慎重考虑，因为一旦设计完成后，修改表结构将会非常困难。
6. 性能和处理能力关系型数据库在处理大量数据时，可能会出现性能瓶颈。
而面向对象数据库在大规模数据操作时的性能更佳，特别是对于需要复杂查询和继承关系处理的场景，效果更明显。
7. 数据库应用领域关系型数据库在传统企业级应用领域广泛应用，如金融、人力资源、采购等。
而面向对象数据库在需要处理复杂对象和组件化开发的领域中更具优势，如多媒体、游戏开发和物联网等。
关系型数据库与面向对象数据库的异同点分析
关系型数据库与面向对象数据库的异同点分析在当今数字化的时代，数据库技术是支撑各类应用系统运行的关键基础设施。
关系型数据库和面向对象数据库是两种常见的数据库类型，它们在数据存储、处理和管理方面有着各自的特点和优势。
下面我们就来详细分析一下它们的异同点。
一、数据模型关系型数据库基于关系模型，数据以二维表格的形式组织。
每个表格由行和列组成，行代表数据记录，列代表数据属性。
这种结构清晰、简单，易于理解和操作。
例如，一个学生信息表可以包含学号、姓名、年龄、性别等列，每行则对应一个具体的学生记录。
面向对象数据库则采用面向对象的模型，将数据和对数据的操作封装在一起，形成对象。
对象具有属性和方法，通过对象之间的关系来描述数据的结构和行为。
例如，一个学生对象可能不仅包含基本的个人信息属性，还可能有计算平均成绩的方法。
二、数据存储方式在关系型数据库中，数据存储是按照表格的形式进行的，数据的一致性和完整性通过定义约束和规则来保证。
数据的存储相对紧凑，但是在处理复杂的数据结构时可能会显得不够灵活。
面向对象数据库中，对象以更复杂的结构存储，能够更好地支持复杂的数据类型和层次结构。
然而，这也可能导致存储空间的浪费和数据管理的复杂性增加。
三、数据操作语言关系型数据库使用结构化查询语言（SQL）进行数据操作，包括查询、插入、更新和删除等。
SQL 语言具有强大的表达能力和广泛的应用，但是对于复杂的对象操作可能不够直观。
面向对象数据库通常使用面向对象的编程语言来操作数据，例如C+＋、Java 等。
这种方式与编程语言的集成度更高，但是需要开发者具备相应的编程技能。
四、性能特点关系型数据库在处理大量简单、结构化的数据时表现出色，特别是在执行复杂的查询和连接操作时效率较高。
但是，当数据结构复杂、关系繁多时，性能可能会受到影响。
面向对象数据库在处理复杂的对象关系和层次结构时具有优势，能够更高效地处理复杂的数据操作。
然而，在处理大规模的简单数据时，可能不如关系型数据库性能优越。
数据库设计中的关系型数据库与面向对象数据库
数据库设计中的关系型数据库与面向对象数据库关系型数据库与面向对象数据库是数据库设计中两种常见的数据库模型。
本文将从定义、特点、优缺点以及应用场景等方面探讨这两种数据库模型。
关系型数据库是基于关系模型的数据库，使用表结构将数据存储为行和列的形式。
它使用SQL语言进行数据操作和查询，常见的关系型数据库有MySQL、Oracle、SQL Server等。
关系型数据库的表之间通过外键关联，可以建立复杂的数据模型，实现数据之间的高效查询。
而面向对象数据库则是基于面向对象模型的数据库，将数据存储为对象的形式，包括对象的属性和方法。
面向对象数据库使用面向对象语言进行数据操作和查询，常见的面向对象数据库有MongoDB、Couchbase等。
面向对象数据库将数据抽象为对象，可以更直观地表达数据之间的关系，支持复杂的数据结构和继承等特性。
关系型数据库的特点是数据结构化，能够保证数据的一致性和完整性；具有强大的查询能力和事务支持。
由于采用了表结构，适用于处理结构化的、需要频繁查询和大量关联操作的数据。
但是，关系型数据库的扩展性相对较差，不适合存储非结构化数据和大规模的数据。
而面向对象数据库的特点是数据的表达更为灵活和直观，能够存储复杂的数据结构和非结构化数据；支持面向对象的编程模型，方便开发人员操作和查询数据。
面向对象数据库适用于需要存储和查询复杂对象及其关系的应用场景，如图像处理、文档管理等。
但是，面向对象数据库的查询性能相对较低，对于大规模数据的处理有一定的局限性。
关系型数据库与面向对象数据库各有优缺点，因此在数据库设计中需要根据实际情况进行选择。
对于需要处理结构化、关联性强的数据，且数据规模较大的场景，关系型数据库是较为合适的选择；而对于需要存储复杂对象关系、非结构化数据或者需要灵活性较强的场景，面向对象数据库可能更加适用。
综上所述，关系型数据库与面向对象数据库在数据库设计中扮演着不同的角色。
理解它们的特点和适用场景，能够帮助我们做出更合理的数据库选择，从而提高数据的存储和查询效率，满足不同应用场景的需求。
ch.12面向对象数据库与对象关系数据库
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2,时序数据库系统
（1）概述 。时间问题：常规数据库是一个单位当前状态的模 拟，随着时间的推移，单位的状态不断的变化，数据库 也不断地更新，以新的状态取代旧的状态，一般不再保 留旧的状态。常规数据库仅在时间维上保留当前的一个 快照。但是，在相当多的应用中，不但要查询当前状态 ，还要查询过去的情况，甚至预测未来的情况。 。应用领域：职工数据库、医疗数据库、销售数据 库、-----（2）数据库中如何表示历史数据？关系数据库加时间维 。早期的研究方法（数据库逻辑导论 p,320~)
2017年9月3日星期日
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职工表的历史实例
TIME 1 1 DNAME SSNO NAME SALARY ADDRESS 1501 Roper St 2057 York Rd Engineering 111111111 Smith L 23100 Engineering 222222222 Rogers C 28200
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2) 查询非常年轻的人的姓名
GET(NAME1) │E AGE1(AGEINFO(NAME1,AGE1)& VERY YOUNG(AGE1)) NAME FUZZY Linda 1 Robert .8 Mary .1 Charles .5 Cathy .1
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。例子
EMPLOYEE DNAME SSNO NAME SALALY ADDRESS Engineering 111111111 Smith L 25000 1501 Roper St Engineering 222222222 Rogers C 30000 2057 York Rd Sales 333333333 Bailey D 27600 261 Pine Ave Sales 444444444 Rivers F 21070 55 Penn St Sales 555555555 Smith L 31280 1750 Burke Ave Office 666666666 Adams M 17285 2121 Taylor St Service 777777777 Davis D 20050 1280 Boston Dr Service 888888888 Wood J 22070 1280 Boston Dr 加入时间维！
面向对象数据库-对象型关系数据库-oracle
面向对象数据库-对象型关系数据库-oracle自第一代层次和网状数据库技术、第二代关系数据库技术的蓬勃发展，80年代以来，不同领域的应用提出了许多新的数据管理需求，数据库技术的研究和发展进入了新的一代，其中的一个重要特点是：将面向对象的思想、方法和技术引入数据库。
数据库技术的发展，使它已经成为现代信息技术的重要组成部分，是现代计算机信息系统和计算机应用系统的基础和核心。
可以说，没有数据库技术的发展，就没有优秀的数据库产品的推出和应用，社会信息化的进程将是难以实现的。
在当今几大数据库（SQL Server、Oracle、DB2、 Sybase、Informix）中，Oracle占据着强大的市场份额；同时，世界上前10名Web站点用的是Oracle数据库，全世界70%互联网平台用的是Oracle，在UNIX操作平台上，Oracle更是独树一帜。
目前，Oracle的版本是8（简称Oracle8，下同）。
Oracle8是Oracle引入面向对象技术的第一个版本。
另外，Oracle8还有诸如支持分布式处理、支持网络计算等许多功能。
本文侧重点是利用面向对象的知识和观点来认识Oracle8。
一、面向对象数据库技术的发展自第一代层次和网状数据库技术、第二代关系数据库技术的蓬勃发展，80年代以来，不同领域的应用提出了许多新的数据管理需求，数据库技术的研究和发展进入了新时代，其中的一个重要特点是：将面向对象的思想、方法和技术引入数据库。
在面向对象技术和数据库技术相结合的过程中，基本上是沿着两种途径发展的：一种实现途径是建立纯粹的面向对象数据库管理系统（即OODBMS），这种途径往往是以一种面向对象语言为基础，增加数据库的功能，主要是支持持久对象和实现数据共享。
面向对象的数据库不仅在处理多媒体等数据类型时可以做到游刃有余，而且在应用系统开发速度和维护等方面有着极大的优越性。
面向对象数据库系统产生于80年代后期，它利用类的设施来描述复杂对象，利用类中封装的方法来模拟对象的复杂行为，利用继承性来实现对象的结构和方法的重用。
数据库设计中的关系型数据库与面向对象数据库
数据库设计中的关系型数据库与面向对象数据库关系型数据库和面向对象数据库是两种主要的数据库类型，它们在数据的组织和管理方式以及数据模型方面存在着差异。
1.关系型数据库关系型数据库是基于关系模型的数据库系统，最常见的关系型数据库是SQL（Structured Query Language）数据库。
它使用表格（称为关系）来表示数据，表格由行和列组成，每一行代表一个记录，每一列代表一个属性。
关系型数据库使用SQL语言进行查询和操作，具有事务处理、一致性、完整性、安全性等特点。
优点：a.结构化数据：关系型数据库将数据按照规范的结构进行存储，提供了数据的一致性和完整性，在数据存储和访问上具有很好的结构化能力。
b.强大的查询能力：关系型数据库使用SQL语言进行查询操作，可以进行复杂的数据查询和连接操作，具有很好的可扩展性和灵活性。
c.数据安全性：关系型数据库提供了一系列的机制来保证数据的安全性和完整性，例如事务处理、ACID特性等。
d.成熟的技术支持：关系型数据库具有广泛的应用和发展历史，有成熟的技术和支持生态系统。
缺点：a.无法满足复杂数据模型：关系型数据库对复杂的数据模型或者非结构化数据的存储和查询支持较弱。
b.不适用于大规模数据存储：由于关系型数据库需要维护数据的一致性和完整性，所以在大规模数据的存储和查询上性能较差。
c.扩展性差：关系型数据库在扩展性方面有一定限制，通常需要进行垂直扩展或者水平分割等手段。
2.面向对象数据库面向对象数据库（Object Oriented Database，简称OODB）是一种通过对象的方式来组织和管理数据的数据库系统。
它的数据模型是面向对象的，数据以对象的形式存储，对象可以包含属性和方法。
优点：a.符合面向对象编程：面向对象数据库能够直接存储和操作面向对象的数据结构，并且能够继承、多态、封装等特性。
b.支持复杂数据模型：面向对象数据库支持复杂的数据模型和非结构化数据的存储和查询，在处理复杂数据结构上有优势。
面向对象数据库与关系数据库的优缺点对比
面向对象数据库与关系数据库的优缺点对比在当今的数据库领域，面向对象数据库和关系数据库是两种常见且重要的数据库类型，它们各自有着独特的特点和适用场景。
了解它们的优缺点对于选择合适的数据库解决方案至关重要。
一、面向对象数据库的优点1、更自然地表示复杂数据面向对象数据库能够直接反映现实世界中的对象及其关系，对于具有复杂结构和行为的数据，如地理信息系统、计算机辅助设计等领域中的数据，能够更自然、更直观地进行建模和存储。
2、封装性和信息隐藏面向对象数据库支持封装，将数据和操作封装在对象中，实现了信息隐藏。
这有助于保护数据的完整性和安全性，减少外部对内部数据的直接访问和修改，降低了数据出错的风险。
3、继承性和多态性继承性允许创建具有层次结构的类，子类可以继承父类的属性和方法，减少了代码冗余。
多态性则使得同一操作在不同对象上可以有不同的实现方式，增加了代码的灵活性和可扩展性。
4、支持对象持久化可以直接将对象持久化到数据库中，无需进行复杂的对象关系映射（ORM），简化了开发过程，提高了开发效率。
5、适合处理多媒体数据对于图像、音频、视频等多媒体数据，面向对象数据库能够更好地支持这些数据类型的存储和管理。
二、面向对象数据库的缺点1、缺乏成熟的标准相比关系数据库，面向对象数据库的标准还不够成熟和统一。
这导致不同的面向对象数据库产品在语法、功能和性能上可能存在较大差异，增加了应用开发和移植的难度。
2、性能问题在处理大规模数据和复杂查询时，面向对象数据库的性能可能不如关系数据库。
特别是在需要进行大量关联和聚合操作的情况下，面向对象数据库的效率可能较低。
3、技术复杂性面向对象数据库的技术相对复杂，对开发人员的要求较高。
开发人员需要具备良好的面向对象编程知识和经验，才能充分发挥其优势。
4、有限的工具和支持市场上针对面向对象数据库的工具和支持相对较少，如管理工具、优化工具、监控工具等，这给数据库的管理和维护带来了不便。
5、难以与遗留系统集成如果企业已经存在大量基于关系数据库的遗留系统，将面向对象数据库与这些系统集成可能会面临很大的挑战。
《面向对象数据库》PPT课件
▪ 在树状结构中，操作具有一定的方向性，即从起点到终点。 ✓ RDB：从起点到终点查找困难（图3） ✓ OODB：很方便（图4）
OODBS
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3.2.2 简单回顾
➢ 面向对象方法起源于20世纪60年代末70年代初： SIMULA－67、SMALLTALK、EIFFEL、C＋＋、Ada
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OODBS
3.2 面向对象方法的基本思想
3.2.1 概 述
➢ OO是一种方法
▪ 使用OO方法不仅可以认识客观世界，而且也可以表示客观世 界，其特点是通过可构造的手段将客观要求表示出来，也就 是说可用有限的构造手段与有限的步骤建立起一个客观世界 的模型。
▪ 目前该方法已广泛应用在计算机的各个方面：
✓ 结构化值、集合值、OID ▪例
学生（学号，姓名，性别，出生日期，系别，所修课程）
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3.3 面向对象方法的基本概念
3. 方法(method)
▪ 又称为‘操作’（operation）,用于反映对象的行为特征，是 对象的固有动态行为的表示，可用于审视并改变对象的内部 状态（属性值）。
▪ 类常量（Class value）：在特殊情况下有些变量值在该类中是一致的， 此时该变量称为类常量。 ✓ 如：人的耳朵有两个
▪ 缺省值（default value）：有些类的属性规定有缺省值。在创建一个 新的对象（实例）时，如果没有给某个属性明确赋值，则该属性的 取值就是其缺省值。
➢ 类与类之间的关系：继承 与 合成
weight( )
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3.3 面向对象方法的基本概念
关系型数据库与面向对象数据库的比较分析
关系型数据库与面向对象数据库的比较分析引言：数据库是现代信息系统中不可或缺的组成部分，而关系型数据库和面向对象数据库是两种常见的数据库类型。
本文将对这两种类型的数据库进行比较分析，包括概念模型、数据结构、查询语言、数据完整性等方面，旨在帮助读者更好地了解和选择适合自己需求的数据库类型。
1. 概念模型关系型数据库基于关系模型，使用表格来表示数据和表之间的关系，通过键值来进行数据的链接。
面向对象数据库则以对象为基本单位，将数据封装成对象，每个对象都有自己的属性和方法，实现了对象的封装和继承等特性。
2. 数据结构关系型数据库使用表格结构来存储数据，表格由行（记录）和列（字段）组成，每个字段都要定义数据类型和长度。
而面向对象数据库使用面向对象的方式，将数据封装成对象，每个对象可以具有自己的属性和方法，对象之间可以建立关联关系。
3. 查询语言关系型数据库使用结构化查询语言（SQL）来进行数据的查询和管理，SQL具有较强的标准化和通用性。
而面向对象数据库则采用面向对象查询语言（OQL），OQL能够在对象层次上进行查询和操作，具有更强的面向对象特性。
4. 数据完整性关系型数据库强调数据的一致性和完整性，通过定义表格的约束、主键、外键等机制来维护数据完整性。
而面向对象数据库则更加强调对象之间的一致性和隔离性，通过封装、继承等特性来确保数据的完整性。
5. 扩展性关系型数据库在扩展性方面存在一定的限制，如表格之间的关联和连接操作比较复杂。
而面向对象数据库则具有较好的扩展性，可以轻松地添加和修改对象，使得数据库的结构更加灵活。
6. 性能比较关系型数据库在数据的读取和查询方面具有较好的性能，特别是在复杂的多表查询中表现优秀。
而面向对象数据库则在处理复杂的对象关系和继承关系上具有较好的性能，对于大型的对象模型查询也更为高效。
7. 应用场景选择关系型数据库适用于需要进行复杂关系查询和事务处理的场景，如金融系统、人力资源管理系统等。
面向对象数据库
年龄 19 20 18 20
OODBS
关系模式 元组
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11.4 面对对象数据模型
➢ 关系模型旳数据构造 — 二维表 外关键字
OODBS
学号 S1001 S1001 S1001 S1003 S1002 S1003 S1004
课程编号 C101 C102 C103 C101 C101 C102 C101
➢ 面对对象数据库管理系统（OODBMS）除了具有面对 对象旳概念与措施外，还必需具有老式数据库管理系 统旳全部功能，是面对对象技术与老式数据库技术旳 结合体。
➢ 1989年12月在日本京都第一届‘演绎与面对对象数据 库’国际会议上（DOOD’89）刊登了著名旳面对对象 数据库宣言，在该宣言中明确提出了OODBMS需要满 足旳条件。其中又分为三类： ▪ 第一类：必需满足旳条件（15条）。7条是有关面 对对象旳概念与原理旳，另8条是老式数据库管理 系统所必需旳条件。 ▪ 第二类：希望满足旳条件（5条）。 ▪ 第三类：仅供参照旳4个条件。
➢ OODM旳数据操作 — 措施 与 消息
➢ OODM旳数据约束 — 措施 与 消息
▪ 实体完整性 – 无 ▪ 引用完整性 – 无 ▪ 顾客自定义完整性约束条件 – 完整性约束措施
12
OODBS
11.4 面对对象数据模型
➢ 面对对象数据模型就是一种由类及类旳继承与合成关 系所构成旳类层次构造图。例如：
S1002
C101
76
C101
C++
T02
C102
OS
T01
S1003
C102
87
C103
DB
T02
S1004
C101
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数据库设计关系型数据库与面向对象数据库的设计方法
数据库设计关系型数据库与面向对象数据库的设计方法数据库设计是构建和组织数据的过程，它在信息系统中起着至关重要的作用。
在数据库设计的过程中，选择适合的数据库类型和设计方法对于系统的性能和可扩展性至关重要。
本文将比较关系型数据库和面向对象数据库的设计方法，并探讨它们的优缺点。
一、关系型数据库的设计方法关系型数据库是基于关系模型的数据库，它使用表格来组织和存储数据。
在关系型数据库的设计中，通常采用实体关系模型（ER模型）来描述系统的数据结构。
1. 数据规范化关系型数据库的设计中，最为常见和重要的方法就是数据规范化。
数据规范化是将重复的数据和冗余的字段进行分解和消除，以减少数据冗余和提高数据一致性。
数据规范化一般分为一到五个范式，每个范式对数据的规范化程度有不同的要求。
2. 主键和外键在关系型数据库中，主键是用于唯一标识表中数据记录的字段，外键是用于建立表与表之间关系的字段。
通过主键和外键的定义，可以实现表与表之间的关联和约束，确保数据的完整性和一致性。
3. 索引索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的数据结构，它可以提高数据的检索速度。
在关系型数据库中，常用的索引类型包括主键索引、唯一索引和普通索引。
合理地选择和使用索引，能够加快数据的查询和更新操作。
二、面向对象数据库的设计方法面向对象数据库是以对象的方式来组织和存储数据的数据库，它将数据封装在对象中，具有良好的封装性和继承性。
在面向对象数据库的设计中，常用的方法包括以下几点：1. 类和对象建模在面向对象数据库的设计中，首先需要进行类和对象的建模。
类是描述一组具有共同属性和方法的对象集合，对象是类的一个实例。
通过类和对象的建模，可以将数据和操作进行封装，实现数据的高内聚性和低耦合性。
2. 继承和多态面向对象数据库支持继承和多态的特性。
继承是通过定义父类和子类之间的关系，子类可以继承父类的属性和方法。
多态是指同一类型的对象，在不同的情况下可以表现出不同的行为。
面向对象数据库与关系数据库的比较研究
面向对象数据库与关系数据库的比较研究摘要：关系数据库与面向对象数据库作为第4代和第5代数据库的代表，它们的发展经历了怎样的过程？两种数据库技术之间有着什么样的联系？从基本的概念入手，结合两种技术的外在特征，通过两种工具MySQL及db4o的使用分析，探讨它们内在的技术细节，全面地对这两种数据库进行了比较研究。
关键词：面向对象数据库；关系数据库；db4o；MySQL1 基本概念面向对象数据库（Object Oriented DataBase，下文简写OODB）技术是将面向对象方法和数据库技术相结合，使得人们在分析和设计系统时能够以对象的观点来定义、操作数据，以达到在最大的程度上与人们对于客观世界的认识相一致的目的。
关系数据库（Relational DataBase，下文简写RDB）技术则是以数学中的集合代数为基础，将实体与实体之间的关系集合通过二维表的形式存储在数据库中，并以这些基本表为基础构建出查询、视图、报表等一些复杂的对象，以达到特定的需求的目的。
2 OODB与RDB的特征探讨OODB与RDB技术是在特定的时期出现的两种数据库技术，这两种技术各有其优缺点，我们不能单纯地作孰优孰劣判断, 因为这两种技术在实际过程中得到了广泛的运用，但通过比较这两种技术的内在核心，我们可以看出它们流行的原因以及缺点和不足，这样我们在以后实际分析和设计数据库时，就可以判断应用哪种数据库技术更符合我们的要求，帮助我们化繁为简。
2.1 OODB技术特征面向对象方法学是建立在“对象”概念基础上的方法学。
“现实世界中的失误抽象到问题空间就称为对象”，而对象封装了属性（即状态）和方法（即行为）。
这样就和客观的实体有了直接的对应关系，我们认为这里的属性也就是数据，反映出对象的属性状态，而方法即对于对象的操作，反映出对象的行为动作。
也就是说在OODB技术中，对象并非静态的数据值，而是具有行为，其自身状态可以改变的数据。
这种对象可以大到一个国家，亦可小到一个整型变量。
关系数据库与面向对象数据库的数据模型比较
关系数据库与面向对象数据库的数据模型比较在当今数字化的时代，数据库管理系统是处理和存储数据的关键工具。
关系数据库和面向对象数据库是两种常见的数据模型，它们在数据组织、操作和应用场景等方面存在着显著的差异。
关系数据库采用了一种基于表格的结构来存储数据。
在关系模型中，数据被组织成一系列的二维表格，每个表格都有固定的列（称为属性）和任意数量的行（称为元组或记录）。
这种结构具有清晰、简单和易于理解的特点。
例如，一个用于存储学生信息的关系表可能包括“学号”“姓名”“年龄”“性别”等列。
每一行代表一个学生的具体信息。
关系数据库的核心概念是关系，即表格之间通过共同的属性进行关联和连接。
通过使用结构化查询语言（SQL），可以方便地对这些表格进行查询、插入、更新和删除操作。
关系数据库的优点在于其数据的独立性和规范化。
数据的独立性意味着当数据库的结构发生变化时，应用程序不需要进行大量的修改。
规范化则有助于减少数据冗余，保证数据的一致性和准确性。
然而，关系数据库也存在一些局限性。
它在处理复杂的数据结构和关系时可能会显得力不从心。
例如，对于具有多层嵌套结构或继承关系的数据，关系模型的表达能力就相对较弱。
面向对象数据库则是基于面向对象编程的概念构建的。
它将数据和对数据的操作封装在对象中，对象具有属性和方法。
对象之间通过消息传递进行交互。
以一个汽车销售系统为例，汽车可以被定义为一个对象，具有“品牌”“型号”“价格”等属性，以及“计算折扣”“检查库存”等方法。
面向对象数据库能够更自然地表示现实世界中的复杂对象和关系，具有更好的建模能力。
面向对象数据库的优势在于其对复杂数据结构的支持。
它能够轻松处理具有继承、多态和封装特性的数据。
这使得在处理诸如图形图像、多媒体、地理信息等复杂数据类型时更加高效和灵活。
但面向对象数据库也并非完美无缺。
其技术相对较新，尚未得到广泛的应用和支持。
而且，由于其复杂性，在性能优化和数据管理方面可能会面临一些挑战。
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多版本支持
有些应用如CAD、CASE，需要表示单个实体的多个不 同时期的版本，以便进行比较和重新设计。要求 DBMS能够支持数据的多个版本，并建立自然、方便 的管理机制。目前的RDBMS没有哪一个能够支持。
长事务
当前的有些应用需要锁住某些数据一整天甚或几个星 期，以便进行复杂的设计。这与传统的短事务（数秒 或数分钟内提交）有很大不同。传统的事务管理机制 已不再适合这种要求，需要新的数据一致性维护机制。
面向对象基本概念
继承
有些类与类之间具有相似性，具有相同的变量和 消息。 如student有属性name和age，teacher也有属性 name和age。 每个student 都是一个person，因此student 是 person的一个特殊化。 创建类person，student，teacher，其中student 与teacher的共性被抽象为类person。 继承类似于E-R中的特殊化。
面向对象基本概念
多重继承
person customer secretary
有何弊端？
part-time-teller full-time-teller part-time-secretary full-time-secretary
employee teller officer
面向对象基本概念
person customer secretary teller employee part-time full-time
RDBMS的局限 的局限
结构与行为的分离
RDB中存储的只是实体的数据，而实体的行为则 交由应用程序来编码实现。 现实世界中的实体除了数据结构之外，同时还有 其自身的行为。 如学生应该具有选课的行为。 实体的行为也是实体的属性，应当同实体紧密结 合，由应用来维护是不适合的。
RDBMS的局限 的局限
新的数据库应用
新的数据库应用
CAD(Computer-aided Desig)
CAD数据依附于某项工程，不但要记录单个组件的数 据项，还要记录各组件之间的相互联系（构成，位 置），以及在设计各阶段数据的不同版本。
CASE(Computer-Aided Software Engineering) Multimedia Database
持久化程序设计语言
对象的持久性
将一个瞬态对象变为持久的的方法：
(Class)按类持久 按类持久：声明一个类中所有对象都是持久的。 按类持久 简单但缺乏灵活性，有时一个类中可以同时有瞬态和持 久对象。 (Creation)按创建持久 按创建持久：扩展创建瞬态对象的语句来创 按创建持久 建持久对象。 (Marking)按标志持久 按标志持久：所有对象被创建为瞬态的，需 按标志持久 要持久的对象在程序结束前显式地标识为持久的。 (Reference)按引用持久 按引用持久：一个或多个对象被显式地声 按引用持久 明为（根）持久的；其它被根对象引用（直接地或间接 地）到的对象被看作是持久的。
只有版本问题解决得好，长事务的处理才有希望。
面向对象基本概念
面向对象模型
一个对象对应着E-R模型中的一个实体。 对象：结构+行为的封装单元。
面向对象基本概念
对象结构
变量：包含该对象数据，相当于E-R模型中的 变量 属性。 消息：当欲查询对象、激活对象、请求对象时， 消息 向对象发送消息，对象对此做出响应。消息可 以有零个或多个参数。 方法：实现一个消息的代码段；一个方法返回 方法 一个值作为对消息的响应。 对象的物理表示只对对象的实现者是可见的。 消息和方法提供了从外部访问对象的唯一途径。
officer part-time-teller full-time-teller part-time-secretary full-time-secretary
DAG
面向对象基本概念
语义模糊
当同一个变量或方法可以从多个父类中继承时，由于 无法确定该变量或方法是从哪个父类继承的，就会产 生语义模糊。 例如类secretary, teller, full-time, part-time中都定义 了变量pay，来代替employee中的salary。在full-time 中，pay（0~10 000）表示年薪，而在 part-time中， pay（0~20）表示每小时付的薪酬。
RDBMS的局限 的局限
类型有限
RDB的类型是系统内置的，用户只能使用固定的 几种。 新的应用需要灵活的类型机制，DBMS应该能够 支持用户定义适合自己应用的数据类型。 类型：数据抽象的一种方式，是一组值的集合以 及在这组值上的操作。
RDBMS的局限 的局限
类型系统的任务
提供一组内在的数据类型 如整数、字符等。 提供定义新的数据类型的手段 数组：聚合同类型数据。 结构：聚合不同类型数据。 类型检查 int x，y x = 10； y = x＋’Tom’
面向对象基本概念
实体的每一个属性对应着对象中的一个变量和一 对消息，其中一个用来读取消息，另一个用来更 新消息。 如职工有属性address，可以表示为： address •一个address变量 •一个get-address消息 •一个set-address消息
面向对象基本概念
对象类
许多相似的对象被分组形成一个类；每个这样的 对象称为类的一个实例。 一个类中的所有对象有相同的
可以使用多重继承来对“角色”来建模
学校数据库中，有person的多个子类，如student, teacher, footballPlayer等，每个对象可以同时属于这些类中的多个，每 个这样的类别被称为一个角色，如student.footballPlayer。
面向对象基本概念
对象标识符（ 对象标识符（OID） ）
面向对象基本概念
OID生成
值：用码来标识对象，是一种面向值的方法，使 对象标识具有值依赖性（关系数据库系统）。 名称：用用户提供的名称作为标识（文件系统）。 内置：对象标识符可以由系统内部自动产生（依 赖于特定系统），也可以来自外部（如人的身份 证）（面向对象数据库系统）。 地址：C++通过对象在内存空间中地址来区分对 象，但不具有持久性。也不能使用二级存储器地 址来作为对象标识符，否则会引起应用对数据的 物理依赖性。
面向对象基本概念
解决方案
以part-time-teller为例，它的父类是teller与part-time。 方案一： 方案一 part-time-teller中同时包含两个变量，分别命名 为teller.pay与part-time.pay。 方案二：根据类teller与part-time的创建时间选择其一。 方案二 方案三：强制用户在类part-time-teller的定义中显式地作 方案三 出选择。 方案四：将出现语义模糊的情况作为异常错误来处理。 方案四
面向对象基本概念
OID示例
Person(name, age, children) 无OID时：(Susan, 50, {(John, 25, {}}) (Peter, 52, {(John, 25, {}}) 无法判断Susan与Peter的孩子是否是同一个人。 更新复杂，如John又有孩子时，需要更新多处。 有OID时：OID1((Susan, 50, {OID3}}) OID2((Peter, 52, {OID3}}) OID3((John, 25, {}})
面向对象基本概念
对象包含
车轮
车架
齿轮
车闸
轮框
辐条
轮胎
传杆
闸盒
闸线
一个构件可以包含其它构件。 包含其它对象的对象称为复合对象或复杂对象。
面向对象基本概念
对象继承
is-a B A C B
Vs
对象包含
A C is-part-of
类B中的一个对象也是类A中的 一个对象，它继承了类A的所 有属性，同时具有自己的特殊 属性，以及对所继承的方法提 供自己的实现途径。
面向对象基本概念
类层次可以可以用特殊化(ISA)来表示 person
ISA
customer
employee
ISA
officer 子类继承父类的属性
teller
secretary
面向对象基本概念
类层次定义
class person { string name; string address; }; class customer isa person { int credit-rating; }; class employee isa person { date start-date; int salary; }; class officer isa employee { int officer-number; string expense-account-number; };
类A中的一个对象包含类B中的 一个对象。A与B的属性不必类 似，也不必相互继承对方的属 性。类A中的一个对象只能通过 类B的方法来访问B中的变量。
面向对象的语言
如何将面向对象概念与数据库系统结合起来？
两条途径
将面向对象概念作为概念设计阶段工具［示例］ 将面向对象概念结合到数据库操纵语言中
扩ห้องสมุดไป่ตู้SQL
持久化程序设计语言
对象在数据库中的创建和存储不必经过任何外在 的类型转换。 允许在内存中操纵对象，不必显式地从数据库装 入或写回。 允许编程语言直接操纵数据库中数据，不必经过 数据操纵语言（如SQL）。
持久化程序设计语言
持久化程序设计语言的缺点
由于语言的强大的操纵能力，对数据库的安全性 更容易造成破坏。 由于语言的复杂性使得自动的高级优化难于实现。 对说明性查询语言的支持不够。
DBMS有哪些不足？ 有哪些不足？ 有哪些不足
代价高 性能低
如何取舍？ 如何取舍？