面向对象数据库的应用研究
时间：2021-04-08 07:56:05 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要：面向对象数据库与前两代数据库相比，有着非常明显的优点，本文比较了关系数据库和面向对象数据库，说明了面向对象数据库的优点，产生的必然性和核心技术。
关键词：面向对象数据库转换
中图分类号：TP311.13
1 面向对象概述
面向对象技术的概念来源于程序设计，从20世纪60年代提出面向对象的概念，经过多年的研究和发展，已成为一种比较成熟的编程思想。同时，面向对象技术不仅局限于程序设计方面，还在信息科学、软件工程和人工智能等方面都产生了巨大的影响，尤其是在计算机科学与技术的各个研究领域产生了深远的影响。通过面向对象技术，可以直接通过对象及相互关系来反映完整的现实世界，从而为软件设计和系统开发带来革命性的影响。
2 数据库的发展
数据库技术是信息技术的重要组成部分，是计算机信息系统的核心技术。数据库系统最初产生于60年代中期。随着计算机的普及，计算机开始广泛地应用于数据管理。数据库的可以划分为三个阶段[1]：最早出现的是网状数据库。网状DBMS的过程化程度较高，一般用户使用困难；第二代的是关系数据库系统，利用费过程化数据操纵语言进行数据库管理，采用内模式/外模式/概念模式的三层模式结构，具有较高的数据独立性；第三代的是面向对象数据库。它是面向对象技术和数据库技术相结合的产物，是当前数据库领域发展的主要方向之一。
3 面向对象数据库技术
3.1 数据库转换技术
数据库从传统的数据库转换为面向对象数据库，其转换的操作必须包含数据库模式的转换、数据格式的转换、对数据操作的转换和数据内容的转换。
3.2 模式演进技术
面向对象数据库的模式是累的集合。模式演进包括删除旧类，新建新类，修改属性等操作，因此模式演进必须保持模式一致性。常见的演化方法有透明模式演化、等价模式演化和基于数据字典的模式演化等。[2]
3.3 索引技术
面向对象数据库非常复杂，如果没有很好的索引，则数据处理能力效率就非常低。数据索引技术分为三种：继承索引、集聚索引和集成索引。
4 面向对象数据库的优势
跟传统的数据库相比，面向对象数据库（OODB）增加数据库内部数据处理功能，用以支持持久对象和现实数据共享。与传统数据库相比，面向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）将对象的数据和操作封装在对象的类型中。
（3）由封装和信息隐藏的概念提供的模块化机制。
（4）通过继承，封装和类的层次提供的软件的重用机制。
（5）通过滞后联编等技术提供了系统的扩充能力。
5 面向对象数据库与关系数据库
数据库管理系统发展到了今天，可以说已经到了极致，多年以来，人们一直在追求数据库系统与程序设计语言的完美结合。[3]
关系数据库将数据之间的联系数据存储在二维表中，可以有小弟表达大量数据，而且也易于理解。关系数据库使用SQL建立了一种标准的数据访问语言。关系型数据库有一个逻辑和物理形式清楚的结构，这种结构使得应用程序对数据结构是透明的。在关系理中，数据需要被组织成规范的表，这样关系表中的数据是相互独立的。而以规范的方式来存储数据，需要把对象分解开并且进行重新组织，当需要使用时，就可以使用SQL查询。这个过程耗时比较多，没有实际意义。但是关系数据库发展的比较完善，有强大的管理功能和可操纵性。另外，关系模型还具有很严格的数学理论基础。
与关系数据库不同，面向对象数据库的核心内容来自于面向对象语言。最初发展时并没有明确的标准，一定程度上制约了它的发展。面向对象数据库的优点：
面向对象数据库在问题空间和求解空间采用了相近的模型，来缩小它们之间的语义差距。
面向对象数据库减轻了“阻抗失配”的问题，它强调高级程序设计语言与数据库的无缝连接。关系数据库应用一般是将SQL嵌入到某种程序设计语言里，而这种结合通常没那么自然，这个现象被称为“阻抗失配”。而面向对象数据库是将需要用程序语言编写的操作都封装在对象内部，这样就可以实现无缝连接。此外，面向对象数据库支持类、方法、继承等概念。
但面向对象数据库也有缺点。而这些缺点正好是关系数据库的强项。面向对象的应用领域有大量的复杂对象，由于其模型较为复杂（且缺乏数学理论基础），使得它不具备SQL处理集合数据的强大能力，有很多系统管理功能也难以实现。另一方面，关系数据库不断地吸收面向对象数据库的优点，出现了对象-关系数据库系统（ORDBMS）。它立足于原有的关系数据库，支持更广的数据类型（UDT），方法，继承，和引用（使得对象间可以直接引用）。
6 面向对象数据库技术的发展趋势
面向对象数据库技术的发展并不是取代关系数据库系统，而是被希望成为继关系数据库技术之后的新一代数据库管理技术。所以今后关系数据库系统和面向对象数据库系统会一起存在。用户可以根据需要去选择合适的数据库系统。
但是面向对象数据库的成熟仍然存在许多要解决的问题：
首先需要加强面向对象数据库技术与关系数据库技术相互兼容的问题。在发展面向对象数据库技术的同时，必须考虑新旧两种技术的平滑接轨问题。
需要加强面向对象数据库性能的改善。由于面向对象数据库中数据被存放在许多地方，因而有效的对象聚类是衡量性能好坏的关键因素。
面向对象数据库主要是面向以对象为中心类的应用，因此，应该具备视图、演绎能力、语义建模等特征。
要研究和推广面向对象数据库的应用开发工具。面向对象数据库模型具有丰富的建模能力，让用户的建模变得更加容易，同时却让面向对象数据库的模式更为复杂。所以，对面向对象数据库系统来说，仅有编程接口是不够的，还需要有更高级的数据库工具。[4]
面向对象技术是当前计算机界研究的热点，而面向对象技术与数据库技术相结合也是数据库领域研究的主要方向之一。数据库管理系统应用面向对象技术，对提高数据库系统模拟能力和扩大数据库应用领域有着非常重要的意义；同时对提高软件的开发质量也十分重要。随着面向对象数据库和关系数据库的不断融合，对象-关系数据库继承了面向对象数据库和关系数据库的优点，已经成为目前数据库发展的主流。
参考文献：
[1]邓正宏，薛晶.面向对象技术[M].北京：北京国防工业出版社，2004.
[2]季维岩.面向对象数据库及其实现方法研究[J].科学技术与工程，2004.
[3]面向对象数据库与关系数据库[J/OL].http：//database.51cto.com.
[4]汪琛，胡浩民，面向对象数据库技术的发展与前景[J].福建电脑，2005.
作者简介：付琳（1985-），女，山西人，教师，工学学士，研究方向：计算机科学与技术。
作者单位：广东南方职业学院，广东江门 529000
