面向对象技术在关系数据库中的应用与研究

摘要

在计算机新的应用领域以及管理信息系统、办公自动化等传统应用领域中，面临的共同问题是大型工程复杂数据的管理问题。单纯依靠传统的数据库系统是难以胜任的。因此，把先进的面向对象机制和方法与数据库技术相结合而形成新一代的面向对象的数据库管理系统是面向对象技术和数据库管理系统发展的必然产物。在数据库中应用面向对象技术有二种策略：一是设计全新的面向对象数据库管理系统(OODBMS)；二是将传统的关系数据库加以扩展，增加面向对象的特性，建立对象—关系型数据库管理系统(ORDBMS)。 目前，OODBMS还不成熟，还存在一定问题和局限性。它缺乏坚实的形式化理论的支持，没有一个切实可行的标准，缺乏数据库的许多功能，以至产品之间的兼容性和可移植性比较差，这已成为它广泛应用的主要障碍。虽然它可以用于开发具有复杂数据类型的应用系统，但它不能与关系数据库系统兼容，没有提供使关系数据库和面向对象数据库相互转换的“通道”，同时，它也缺乏RDBMS的一些功能特点，在需要利用传统的RDBMS的功能来完成面向对象的工作时，它就无能为力了，这使得其应用领域受到很大的局限。 ORDBMS是对传统RDBMS的扩展，它是将面向对象的思想引入数据库中，实现了复杂对象的属性的存储。但ORDBMS不支持对象操作的存储，因此它不是纯粹意义的OODBMS。 由于OODBMS的局限性，现在人们在开发面向对象应用时大多仍采用RDBMS。因为RDBMS是建立在严格的数学集合论基础上的，数据结构简单、清晰，具有强大的查询能力，RDBMS成为实现信息系统的基本技术。但RDBMS只能对数据进行操作，不能对对象进行存取。这使得用先进的面向对象方法分析、设计所得的结果无法在RDBMS中实现。 本论文提出在用RDBMS开发面向对象应用系统时，可以采取在应用与RDBMS之间封装逻辑上的对象层来实现面向对象的数据库。其基本思想是：用面向对象编程语言为RDBMS设计开发一个接口层(持久层)，持久层和位于其下RDBMS相结合共同管理实体类对象在RDBMS中的存取，而实体类对象的存储操作对控制类对象是透明的，控制类对象只需和实体类对象通信，这在某种意义上实现了面向对象的数据库。 持久层在存储一个对象时，将对象的静态部分(属性)通过对象/关系转换规则存储在数据库的表中，而对象的行为通过继承持久层提供的公共数据库访问接口获得。本论文给出了持久层的整体框架结构，对持久层存取对象的实现原理进行了详细的介绍，同时给出了应用持久层开发面向对象应用的开发流程。 为配合持久层开发面向对象应用，提出了自动生成持久类的CASE工具的概念，应用自动类生成器可以大大提高开发效率，减少手工编码出错的几率。为高效、快捷的设计和开发持久层和自动类生成器，采用最新的软件系统开发过程——USDP。统一软件开发过程给出了一种以UML作为建模语言进行软件开发的过程指导，能够支持整个软件开发周期，并大大提高应用的开发效率。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1论文研究的领域及面临的问题

1.2当前解决问题的途径

1.3本研究实现的策略及意义

1.4本论文的组织

1.5小结

2统一建模语言UML概述

2.1标准建模语言UM的内容

2.2标准建模语言UML的主要特点

2.3标准建模语言UML的应用领域

2.4小结

3使用UML统一软件开发过程建立信息系统应用

3.1统一过程概述

3.2迭代和增量过程

3.3小结

4对象关系模式的映射

4.1映射属性

4.2类映射成表

4.3继承关系的映射

4.4继承关系转换的性能评估

4.5代价因素

4.6定量分析

4.7 小结

5面向对象的关系数据库框架结构

5.1对象/关系访问层(持久层)的结构

5.2持久层的机制

5.3数据库接口生成器的原理

5.4生成器的角色模型

5.5如何应用持久层和生成器开发面向对象应用

5.6应用生成器开发系统的优点

5.7小结

6全文总结

致 谢

参考文献

作者在读期间曾经发表的论文