Kapitel 6 Objektrelationale Datenbanken. Folien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 LMU München

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1 Kapitel 6 Objektrelatinale Datenbanken Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 LMU München 2008 Thmas Bernecker, Tbias Emrich unter Verwendung der Flien des Datenbankpraktikums aus dem Wintersemester 2007/08 vn Dr. Matthias Schubert 6 Objektrelatinale Datenbanken Übersicht 6.1 Was sind bjektrelatinale Datenbanken? 6.2 Objekte in ORACLE 6.3 Methden 6.4 Vererbung 6.5 Mengenartige Datentypen 6.6 Wichtige Funktinen LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 2

2 6 Objektrelatinale Datenbanken Was sind bjektrelatinale Datenbanken? Alternativ zu relatinalen DBs gibt es bjektrientierte DBs für: Verwaltung kmplexer Objekte mit Kmpnenten, die wiederum Kmpnenten besitzen. Ein Mtr besteht aus einem Mtrblck und einem Zylinderkpf, in dem wiederum Ventile sitzen. Verwaltung verschiedener Repräsentatinen desselben Objekts die bei Updates alle miteinander zu ändern sind. Beispiele: Kmplexe Zahlen, Vxelisierung und Plygnzüge eines Bauteils. Einhaltung vn Knsistenzbedingungen aus der Anwendung. Bei der Vergrößerung des Hubraums müssen Mtrblck und Zylinder im genau richtigen Abstand verändert werden. Wiederverwendung vn vrhandenen Basis-BausteinenBausteinen die nicht immer wieder neu entwrfen werden sllen. Basis-Kmpnenten eines Zulieferers sllen beim Design eines neuen Auts verwendet werden. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken Nachteile angebtener bjektrientierter DBMS meist keine deskriptive DML kein Einzelzugriff auf die Attribute aller Objekte Die Summe aller Verkäufe eines bestimmten Artikels erfrdert das Lesen aller entsprechender Auftragsbjekte statt nur der einzelnen Psitinen. wenig Unterstützung vn Multiuser-Anwendungen weniger ausgereifte Transaktins- und Recveryknzepte kein einheitlicher Standard Die Vrteile vn bjektrientierten Datenbanken wurden in die etablierten relatinalen Systeme übernmmen. Daher Kmbinatin beider Paradigmen in einem Prdukt. ORACLE ist ein bjektrelatinales Datenbanksystem. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 4

3 6 Objektrelatinale Datenbanken Übersicht 6.1 Was sind bjektrelatinale Datenbanken? 6.2 Objekte in ORACLE 6.3 Methden 6.4 Vererbung 6.5 Mengenartige Datentypen 6.6 Wichtige Funktinen LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken Objekte in ORACLE In ORACLE können Objekttypen vm Benutzer definiert werden. CREATE TYPE persn AS OBJECT ( P_ ID number, Vrname Varchar2(128), Nachname Varchar2(128), Geburtsdatum date, Jb jb_descriptin_type ); Cnstraints können, müssen aber nicht angegeben werden. Jeder Objekttyp wird im Data Dictinary verwaltet. Jeder Datentyp ist verwendbar als Tabellenattribut, in Object Tables und Object Views und in PL/SQL-Prgrammen. P LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 6

4 6 Objektrelatinale Datenbanken Object Tables verwalten persistente Objekte CREATE TABLE persns OF persn (P_ID Primary Key); Verwendung: INSERT INTO persns VALUES ( persn (1, Jseph, Kamel, t_date( , 1970 dd-mm-yyyy ), ) jb_descriptin_type( Prgrammer,... )); SELECT value(p) FROM persns p WHERE p.jb.descriptin = Prgrammer ; -- gibt Objekt zurück SELECT * FROM persns p WHERE p.jb.descriptin = Prgrammer ; -- gibt Tupel zurück LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken Object Views ermöglichen einen bjektrientierten Zugriff auf vrhandene Relatinen CREATE TABLE persn_tab( P_ID number Primary Key, Vrname Varchar2(128), Nachname Varchar2(128), Geburtsdatum date, Jb jb_descriptin_type); Anlegen der Object View: CREATE VIEW persn_bject_view _ OF persn WITH OBJECT IDENTIFIER (P_ID) AS SELECT * FROM persn_tab; LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 8

5 6 Objektrelatinale Datenbanken Referenzen Ermöglichen die Darstellung eines direkten Bezugs eines Objekts auf Objektattribute. CREATE TYPE Department AS OBJECT ( Beleg_ID number PRIMARY KEY,..., chef REF persn SCOPE IS Angestellte); Der Zusatz SCOPE IS beschränkt die referenzierten Objekte auf die Tabelle Angestellte. Vrteile gegenüber Fremdschlüsselbeziehung: leichter Zugriff über Punktntatin (z.b. dept.chef.p_id = 12434) direkter Zugriff auf Rw-Objekt (effizienterer Zugriff) Dangling REFs: Referenziertes Objekt kann ungültig werden. Test mit IS DANGLING. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken Übersicht 6.1 Was sind bjektrelatinale Datenbanken? 6.2 Objekte in ORACLE 6.3 Methden 6.4 Vererbung 6.5 Mengenartige Datentypen 6.6 Wichtige Funktinen LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 10

6 6 Objektrelatinale Datenbanken Methden Objekte können auch über Methden verfügen. Przeduren und Funktinen können als MEMBER der STATIC definiert werden. Aufruf vn STATIC Methden über Punktntatin auf Datentyp. Aufruf vn MEMBER Methden über Punktntatin auf Datenbjekt. Methden werden in Datentypdeklaratin typde a definiert e und im Type Bdy deklariert. Als Prgrammiersprache dient ebenfalls PL/SQL. Der Platzhalter SELF steht für Selbstreferenzen. SELECT a.nrmalize() FROM ratinal_tabtab a; Achtung: Anders als bei PL/SQL Przeduren müssen hier immer Klammern nach dem Methdenaufruf gesetzt werden. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken CREATE TYPE Ratinal AS OBJECT ( num INTEGER, den INTEGER, MEMBER PROCEDURE nrmalize,... ); CREATE TYPE BODY Ratinal AS MEMBER PROCEDURE nrmalize IS g INTEGER; BEGIN g := gcd(self.num, SELF.den); g := gcd(num, den); -- äquivalent zur vrigen Zeile num := num / g; den := den / g; END nrmalize;... END; LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 12

7 6 Objektrelatinale Datenbanken Vergleichsmechanismen für Objekte Map()-Methde: Die Map()-Methde Methde kann implementiert werden, um jedem Objekt einen Wert in einem elementaren Datentyp zuzurden. Vergleiche werden dann auf Basis dieser Abbildung durchgeführt. bject.map() kann als number, char,, flat,,... zurückliefern. Order()-Methde: Die Order()-Methde kann implementiert werden, um zwei Objekte direkt zu vergleichen. Sie muss s implementiert werden, dass sie ein weiteres Objekt vm gleichen Typ als Eingabe bekmmt und dann einen Integer-Wert zurückgibt. Bedeutungen: a.rder(b) = 0 - Gleichheit a.rder(b) < 0 -- a < b a.rder(b) > 0 -- a > b Beide Mechanismen sind Alternativen. D.h. es muss keine aber höchstens eine Methde implementiert werden. Ist eine der beiden Methden implementiert, funktinieren i Vergleiche mit den Standardrelatinen d ti <,>, =, <=,>=. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken Übersicht 6.1 Was sind bjektrelatinale Datenbanken? 6.2 Objekte in ORACLE 6.3 Methden 6.4 Vererbung 6.5 Mengenartige Datentypen 6.6 Wichtige Funktinen LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 14

8 6 Objektrelatinale Datenbanken Vererbung ORACLE kennt nur einfache Vererbung. Das Schlüsselwrt UNDER gibt die Oberklasse an, vn der abgeleitet wird. NOT FINAL erlaubt das Anlegen eines Untertypen. FINAL verbietet es. Object Tables können auch Objekte aller Untertypen speichern. Mit dem Zusatz NOT INSTANTIABLE lassen sich abstrakte Klassen erzeugen, die nur als Oberklasse hne eigene Instanzen fungieren. Ein Obertyp vererbt alle seine Methden an die Untertypen. Methden können überladen und in Subtypen überschrieben werden. Beim Aufruf vn überschriebenen Methden verwendet ORACLE dynamisches Binden. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken CREATE TYPE Persn_typ AS OBJECT ( ssn NUMBER, name VARCHAR2(30), address VARCHAR2(100) ) NOT FINAL; CREATE TYPE Student_typ UNDER Persn_typ ( deptid NUMBER, majr VARCHAR2(30) ) NOT FINAL; INSERT INTO PERSON_TAB ( Student_typ(1, typ(1, Hans Mustermann,..., 12, Infrmatik ) ); -- hier Attribute des Untertyps LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 16

9 6 Objektrelatinale Datenbanken Übersicht 6.1 Was sind bjektrelatinale Datenbanken? 6.2 Objekte in ORACLE 6.3 Methden 6.4 Vererbung 6.5 Mengenartige Datentypen 6.6 Wichtige Funktinen LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken Mengenartige Datentypen VARRAY: Array mit gerdneten Einträgen und direktem Zugriff über Psitinszähler. Beim Anlegen wird Initialgröße spezifiziert. Bei Bedarf kann VARRAY vergrößert werden. Die Physikalische Speicherung erflgt z.b. als BLOB. NESTED TABLE: Dynamische Datenstruktur beliebiger Größe. Daten in NESTED TABLES werden nicht rdnungserhaltend d gespeichert. Der Zugriff erflgt über SELECT, INSERT, DELETE und UPDATE. Die physikalische Speicherung erflgt in sg. Strage Tables (Datenbanktabellen). Verwendung beider Typen in PL/SQL-Prgrammen, Prgrammen, in Mengen-Typen und als mengenartige Attribute in Objekten. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 18

10 6 Objektrelatinale Datenbanken Erstellen eigener Datentypen: CREATE TYPE satellite_t AS OBJECT ( name VARCHAR2(20), diameter NUMBER ); CREATE TYPE nt_sat_t AS TABLE OF satellite_t; CREATE TYPE va_sat_t AS VARRAY(100) OF satellite_t; CREATE TYPE planet_tt AS OBJECT ( name VARCHAR2(20), mass NUMBER, satellites1 va_sat_t, satellites2 nt_sat_t ); CREATE TYPE nt_pl_t AS TABLE OF planet_t; LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken Erstellen einer Tabelle mit mengenartigen g Attributen: CREATE TABLE stars (name VARCHAR2(20), age NUMBER, planets nt_pl_t) NESTED TABLE planets STORE AS planets_tab (NESTED TABLE satellites STORE AS satellites_tab); Zugriff auf mengenartige g Attribute: INSERT INTO stars VALUES ( 'Sun', 23, ); nt_pl_t( ) planet_t( t( 'Neptune', ' 10, null, ), nt_sat_t(satellite_t('prteus,67), satellite_t('tritn', 82) ) planet_t( 'Jupiter', 189, null, ) nt_sat_t(satellite_t('callist', 97), satellite_t('ganymede', 22) ) LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 20

11 6 Objektrelatinale Datenbanken Anfrage: SELECT p.name FROM stars s, TABLE(s.planets) p, TABLE(p.satellites) t WHERE t.name = Prteus ; Ergebnis: Name Neptune LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/ Objektrelatinale Datenbanken Übersicht 6.1 Was sind bjektrelatinale Datenbanken? 6.2 Objekte in ORACLE 6.3 Methden 6.4 Vererbung 6.5 Mengenartige Datentypen 6.6 Wichtige Funktinen LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 22

12 6 Objektrelatinale Datenbanken Wichtige Funktinen VALUE: Erzeugt Instanzen aus Datensätzen (vgl. Flie 7). select value(p) frm persn_table p; REF: Erzeugt eine Referenz auf das mitgegebene Objekt. DEREF: Gibt Objekt der angegebenen g Referenz zurück. TREAT: Methde zum Spezialisieren auf Subtypen. Knvertiert ein Objekt zu einen angegebenen Objekttyp, falls möglich. select treat(value(p) as student_typ) frm persns p; IS OF TYPE: Gibt an, b Objekt vm angegebenen Objekttyp ist. SYS_TYPEID: Gibt die systeminterne ID des speziellsten Objekttyps zurück, dem das Objekt angehört. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 23