面向对象数据库技术课件

面向对象数据库技术课件1第四章数据库技术面向对象数据库技术多媒体数据库数据仓库技术Web数据库第四章数据库技术面向对象数据库技术2数据库技术发展概述数据库系统已从第一代的网状、层次数据库系统，第二代的关系数据库系统，发展到第三代以面向对象模型为主要特征的数据库系统。数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等互相渗透，互相结合，成为当前数据库技术发展的主要特征。

数据库技术发展概述数据库系统已从第一代的网状、层次数据库系统3数据库技术发展概述数据库技术发展概述4数据类型多样化：不仅是传统的数字、字符、文本等，还需要视频、音频、图形、图像、动画，HTML/XML、流数据等更复杂数据结构新需求：结构化，半结构化、非结构化。数据存储新需求：海量，多维性等数据操作新要求：不仅包含通常意义下的插入、删除、修改、查询等，还需要互操作（例如视频快进操作等）、主动性操作、领域搜索浏览、时态查询等，还要能够进行自定义操作。其他需求：领域需求数据库应用新需求数据类型多样化：不仅是传统的数字、字符、文本等，还需要视频、5新一代数据库技术的特点和发展趋势特点结合对象模型与多学科技术有机结合、相互渗透面向更广泛的应用领域发展趋势数据库技术分布式数据库系统并行数据库系统知识库系统、主动数据库系统多媒体数据库系统空间数据库系统分布处理技术并行处理技术人工智能技术多媒体技术GIS技术模糊数据库系统模糊技术新一代数据库技术的特点和发展趋势特点分布式数据库系统并行数据6面向对象数据库技术面向对象数据库系统（ObjectOrientedDatabaseSystem,简称OODBS）是数据库技术与面向对象程序设计方法相结合的产物。面向对象的数据模型的核心概念有：（1）对象（Object）与对象标识OID（ObjectIdentifier）（2）封装（Encapsulation）（3）类（Class）（4）类层次（结构）（5）消息（Message）面向对象数据库技术面向对象数据库系统（ObjectOri7面向对象数据库技术1.对象标识现实世界中的任何实体都被统一地用对象表示，每一个对象都有唯一的标识，称为对象标识(ObjectIdentifier简称OID)。2.封装每一对象是其状态和行为的封装。面向对象技术是把数据和行为封装在一起，使得数据应用更灵活。3.类所有具有相同属性和方法集的对象抽象出类。类中的每一个对象称为类的实例。4.继承一个类可以继承类层次中其直接或间接祖先的所有属性和方法。继承性可以用超类和子类的层次联系实现。5.消息由于对象是封装的，对象与外部的通信一般只能通过显示的消息传递，即消息从外部传送给对象，存取和调用对象中的属性和方法，在内部执行所要求的操作，操作的结果仍以消息的形式返回。面向对象数据库技术1.对象标识8面向对象数据库2、面向对象数据库面向对象数据库的应用目前主要集中于系统软件和数据密集、复杂的应用软件系统，包括：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机集成制造系统（CIMS）、计算机辅助软件工程（CASE）、超大规模集成电路设计（VLSI）、地理信息系统（GIS）、决策支持系统（DSS）和多媒体应用系统，等等

面向对象数据库2、面向对象数据库9对象—关系数据库系统3、对象—关系数据库系统对象-关系数据库系统（ORDBS）在关系模型的基础上增加了对OO支持。在ORDBS中，用户能定义附加的数据类型，能同时说明数据的结构以及结构之上可进行的操作。可在关系模型中应用这些新类型，对象类型使应用开发者更容易处理复杂的数据，如图象、音频和视频数据。对象类型使我们可能以自然的方式来存贮和应用结构化商业数据，能有效地支持面向对象的程序设计。

对象—关系数据库系统3、对象—关系数据库系统10多媒体数据库多媒体数据库系统，就是把组织在不同媒体上的数据一体化的系统。能直接管理数据、文本、图形、图象、视频、音频等多媒体数据的数据库就可称为多媒体数据库.1、多媒体数据模型：多媒体数据模型主要采用文件系统管理方式扩充关系数据库的方式面向对象数据库的方式。多媒体数据库多媒体数据库系统，就是把组织在不同媒体上的数据一11多媒体数据库（1）文件系统管理方式多媒体资料是以文件的形式在计算机上存储的，所以用各种操作系统的文件管理功能就可以实现存储管理。Windows的文件管理器或资源管理器不仅能实现文件的存储管理，而且还能实现有些图文资料的修改，演播一些影像资料。文件系统方式存储简单，当多媒体资料较少时，浏览查询还能接受，但演播的资料格式受到限制，最主要的是当多媒体资料的数量和种类相当多时，查询和演播就不方便了。多媒体数据库（1）文件系统管理方式12多媒体数据库（2）扩充关系数据库的方式用专用字段存放全部多媒体文件；多媒体资料分段存放在不同字段中，播放时再重新构建；文件系统与数据库相结合，多媒体资料以文件系统存放，用关系数据库存放媒体类型、应用程序名、媒体属性、关键词等。（3）面向对象数据库的方式多媒体数据库（2）扩充关系数据库的方式13多媒体数据库3、多媒体体数据库的特征（1）与传统数据库的差异性。虽然在理论和技术上对传统数据库有很多继承，但在其处理数据对象、数据类型、数据结构、应用对象、处理方式都与传统数据库有较大差异，因此不能认为多媒体数据库只是对传统数据库的一种简单扩充或者试图用传统技术来做简单的处理。（2）处理对象的复杂性。多媒体数据库存储和处理的是现实世界中的复杂对象，不仅要处理包括数字、字符等格式化数据，还要处理图像、音频、视频等非格式化数据。多媒体数据库3、多媒体体数据库的特征14多媒体数据库（3）媒体间的独立性。多媒体数据库面临的数据有单一媒体数据和复合媒体数据（多种单一媒体数据的结合）。多媒体数据库从实用性的要求出发，强调多媒体数据库的用户应可最大限度地忽略各媒体间的差异，从而实现对多媒体数据的管理和操作。多媒体数据库（3）媒体间的独立性。多媒体数据库面临的数据有单15多媒体数据库4、媒体数据库管理系统应具备的基本功能从实际应用考虑，多媒体数据库管理系统应具备以下基本功能：（1）有效地表示各种媒体数据。对多媒体数据根据应用的不同采用不同的表示方法。（2）有效地处理各种媒体数据。系统应能正确识别和表现各种媒体数据的特征、各种媒体间的空间或时间的关联（如正确表达空间数据的相关特性和配音、文字和视频等复合信息同步）（3）有效地操作各种媒体信息。系统应能象对格式化数据一样对各种媒体数据进行搜索、浏览等操作，且对不同的媒体可提供不同的操纵，如声音的合成、图形的缩放等。（4）具备开放性。系统应能提供多媒体数据库的API（应用程序接口）、提供不同于传统数据库的特种事务处理和版本管理功能。多媒体数据库4、媒体数据库管理系统应具备的基本功能16数据仓库技术

数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合，用以支持经营管理中的决策制订过程。1．面向主题（Subject-oriented）2．集成的（Integrated）3．稳定的（non-volatile）4．随时间变化（timevariant）

数据仓库技术数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间17数据仓库技术数据仓库的前端工具分为两大类：联机分析处理工具和数据挖掘工具。

1.联机分析处理（OLAP）

OLAP的显著特征是能提供数据的多维概念视图，使最终用户从多角度、多侧面、多层次地考察数据库中的数据，从而深入地理解包含在数据库中的信息和内涵，多维数据分析是决策的主要内容。2.数据挖掘数据挖掘（DataMining，简称DM）也称为数据库中的知识发现（KnowledgeDiscoveryinDatabase），是指从大量数据中挖掘出隐含的、先前未知的、对决策有潜在作用的知识和规则的过程。它主要基于人工智能、机器学习、统计学等技术，高度自动化地分析企业原有数据，作出归纳性推理，从中挖掘出潜在的模式，预测客户行为，帮助企业决策者调整市场策略，减少风险，作出正确决策。数据仓库技术数据仓库的前端工具分为两大类：联机分析处理工具和18数据仓库技术数据仓库系统：1．数据仓库2．数据集市（DataMart）数据集市是按照某一特定部门的决策支持要求而组织起来的，针对一组主题的应用系统。事实上，数据集市就是一个小的数据仓库，是企业级数据仓库的一个子集。3．数据仓库管理系统（DWMS）4．抽取/转换/加载（ETL）工具5．应用工具数据仓库技术数据仓库系统：19web数据库技术WEB数据库是在传统关系数据库技术之上，融合最新网络技术、存储技术和检索技术，以全面面向Internet的功能结构的新型数据库模型。特点字表多维处理方式。支持结构化数据以及大量非结构化的多媒体数据等更多类型的数据，使组成用户业务的各种类型数据能够存储在同一个数据库中。（2）支持ActiveX、XML。能够支持和快速开发越来越复杂的事务处理系统应用程序，简化系统开发和管理的难度。（3）采用子字段、多值字段以及变长字段的机制。

web数据库技术WEB数据库是在传统关系数据库技术之上，融合20Web数据库访问技术

Web页面与数据库地连接是Web数据库的基本要求。目前基于Web数据库地连接方案主要有两种类型：服务器端和客户端方案。服务器端方案实现技术有CGI、SAPI、ASP、PHP、JSP等；客户端方案实现技术有JDBC（JavaDatabaseConnectivity）、DHTML(DynamicHTML)等。Web数据库访问技术Web页面与数据库地连接是Web数据21Web数据库访问技术ASP(ActivexServerPages)是由微软创建的Web应用开发标准，ASP服务器已经包含在IIS服务器中，

ASP服务器将

Web请求转入解释器中，在解释器中将所有

ASP中的脚本进行分析，然后执行，同时可以创建COM对象以完成更多的功能，ASP中的脚本是Vbscript。优点：安装配置方便，开发简单易学；开发工具功能强大。不足：ASP使用了组件因而将导致大量的安全问题；无法实现跨平台，只能应用于WindowsNT/2000。建议采用MS架构的网站采用ASP应用开发平台(IIS＋VisualInterdev)。Web数据库访问技术ASP(ActivexServerP22Web数据库访问技术JSP(JavaServerPages)是由Sun公司所新面市的一种交互式网页编译技术，它除了能够建立一个交互式网站之外，更能应用于不同的操作平台上。这样跨平台的特性已包含了目前大部分网站服务器配置环境，再加上它的语法书写方式可媲美ASP般的易学易懂，而且在网络安全技术方面甚至已超越ASP技术，所以，相信很快的时间内极有可能取代现有的网页编译技术，而成为商业网站的新标准。优点：可移植性好，支持多种平台；强大的可伸缩性；多样化与强大的工具支持。不足：安装配置管理较为复杂；运行速度较慢；建议开发大型应用系统采用JSPWeb数据库访问技术JSP(JavaServerPag23本章结束本章结束24面向对象数据库技术课件25第四章数据库技术面向对象数据库技术多媒体数据库数据仓库技术Web数据库第四章数据库技术面向对象数据库技术26数据库技术发展概述数据库系统已从第一代的网状、层次数据库系统，第二代的关系数据库系统，发展到第三代以面向对象模型为主要特征的数据库系统。数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等互相渗透，互相结合，成为当前数据库技术发展的主要特征。

数据库技术发展概述数据库系统已从第一代的网状、层次数据库系统27数据库技术发展概述数据库技术发展概述28数据类型多样化：不仅是传统的数字、字符、文本等，还需要视频、音频、图形、图像、动画，HTML/XML、流数据等更复杂数据结构新需求：结构化，半结构化、非结构化。数据存储新需求：海量，多维性等数据操作新要求：不仅包含通常意义下的插入、删除、修改、查询等，还需要互操作（例如视频快进操作等）、主动性操作、领域搜索浏览、时态查询等，还要能够进行自定义操作。其他需求：领域需求数据库应用新需求数据类型多样化：不仅是传统的数字、字符、文本等，还需要视频、29新一代数据库技术的特点和发展趋势特点结合对象模型与多学科技术有机结合、相互渗透面向更广泛的应用领域发展趋势数据库技术分布式数据库系统并行数据库系统知识库系统、主动数据库系统多媒体数据库系统空间数据库系统分布处理技术并行处理技术人工智能技术多媒体技术GIS技术模糊数据库系统模糊技术新一代数据库技术的特点和发展趋势特点分布式数据库系统并行数据30面向对象数据库技术面向对象数据库系统（ObjectOrientedDatabaseSystem,简称OODBS）是数据库技术与面向对象程序设计方法相结合的产物。面向对象的数据模型的核心概念有：（1）对象（Object）与对象标识OID（ObjectIdentifier）（2）封装（Encapsulation）（3）类（Class）（4）类层次（结构）（5）消息（Message）面向对象数据库技术面向对象数据库系统（ObjectOri31面向对象数据库技术1.对象标识现实世界中的任何实体都被统一地用对象表示，每一个对象都有唯一的标识，称为对象标识(ObjectIdentifier简称OID)。2.封装每一对象是其状态和行为的封装。面向对象技术是把数据和行为封装在一起，使得数据应用更灵活。3.类所有具有相同属性和方法集的对象抽象出类。类中的每一个对象称为类的实例。4.继承一个类可以继承类层次中其直接或间接祖先的所有属性和方法。继承性可以用超类和子类的层次联系实现。5.消息由于对象是封装的，对象与外部的通信一般只能通过显示的消息传递，即消息从外部传送给对象，存取和调用对象中的属性和方法，在内部执行所要求的操作，操作的结果仍以消息的形式返回。面向对象数据库技术1.对象标识32面向对象数据库2、面向对象数据库面向对象数据库的应用目前主要集中于系统软件和数据密集、复杂的应用软件系统，包括：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机集成制造系统（CIMS）、计算机辅助软件工程（CASE）、超大规模集成电路设计（VLSI）、地理信息系统（GIS）、决策支持系统（DSS）和多媒体应用系统，等等

面向对象数据库2、面向对象数据库33对象—关系数据库系统3、对象—关系数据库系统对象-关系数据库系统（ORDBS）在关系模型的基础上增加了对OO支持。在ORDBS中，用户能定义附加的数据类型，能同时说明数据的结构以及结构之上可进行的操作。可在关系模型中应用这些新类型，对象类型使应用开发者更容易处理复杂的数据，如图象、音频和视频数据。对象类型使我们可能以自然的方式来存贮和应用结构化商业数据，能有效地支持面向对象的程序设计。

对象—关系数据库系统3、对象—关系数据库系统34多媒体数据库多媒体数据库系统，就是把组织在不同媒体上的数据一体化的系统。能直接管理数据、文本、图形、图象、视频、音频等多媒体数据的数据库就可称为多媒体数据库.1、多媒体数据模型：多媒体数据模型主要采用文件系统管理方式扩充关系数据库的方式面向对象数据库的方式。多媒体数据库多媒体数据库系统，就是把组织在不同媒体上的数据一35多媒体数据库（1）文件系统管理方式多媒体资料是以文件的形式在计算机上存储的，所以用各种操作系统的文件管理功能就可以实现存储管理。Windows的文件管理器或资源管理器不仅能实现文件的存储管理，而且还能实现有些图文资料的修改，演播一些影像资料。文件系统方式存储简单，当多媒体资料较少时，浏览查询还能接受，但演播的资料格式受到限制，最主要的是当多媒体资料的数量和种类相当多时，查询和演播就不方便了。多媒体数据库（1）文件系统管理方式36多媒体数据库（2）扩充关系数据库的方式用专用字段存放全部多媒体文件；多媒体资料分段存放在不同字段中，播放时再重新构建；文件系统与数据库相结合，多媒体资料以文件系统存放，用关系数据库存放媒体类型、应用程序名、媒体属性、关键词等。（3）面向对象数据库的方式多媒体数据库（2）扩充关系数据库的方式37多媒体数据库3、多媒体体数据库的特征（1）与传统数据库的差异性。虽然在理论和技术上对传统数据库有很多继承，但在其处理数据对象、数据类型、数据结构、应用对象、处理方式都与传统数据库有较大差异，因此不能认为多媒体数据库只是对传统数据库的一种简单扩充或者试图用传统技术来做简单的处理。（2）处理对象的复杂性。多媒体数据库存储和处理的是现实世界中的复杂对象，不仅要处理包括数字、字符等格式化数据，还要处理图像、音频、视频等非格式化数据。多媒体数据库3、多媒体体数据库的特征38多媒体数据库（3）媒体间的独立性。多媒体数据库面临的数据有单一媒体数据和复合媒体数据（多种单一媒体数据的结合）。多媒体数据库从实用性的要求出发，强调多媒体数据库的用户应可最大限度地忽略各媒体间的差异，从而实现对多媒体数据的管理和操作。多媒体数据库（3）媒体间的独立性。多媒体数据库面临的数据有单39多媒体数据库4、媒体数据库管理系统应具备的基本功能从实际应用考虑，多媒体数据库管理系统应具备以下基本功能：（1）有效地表示各种媒体数据。对多媒体数据根据应用的不同采用不同的表示方法。（2）有效地处理各种媒体数据。系统应能正确识别和表现各种媒体数据的特征、各种媒体间的空间或时间的关联（如正确表达空间数据的相关特性和配音、文字和视频等复合信息同步）（3）有效地操作各种媒体信息。系统应能象对格式化数据一样对各种媒体数据进行搜索、浏览等操作，且对不同的媒体可提供不同的操纵，如声音的合成、图形的缩放等。（4）具备开放性。系统应能提供多媒体数据库的API（应用程序接口）、提供不同于传统数据库的特种事务处理和版本管理功能。多媒体数据库4、媒体数据库管理系统应具备的基本功能40数据仓库技术

数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合，用以支持经营管理中的决策制订过程。1．面向主题（Subject-oriented）2．集成的（Integrated）3．稳定的（non-volatile）4．随时间变化（timevariant）

数据仓库技术数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间41数据仓库技术数据仓库的前端工具分为两大类：联机分析处理工具和数据挖掘工具。

1.联机分析处理（OLAP）

OLAP的显著特征是能提供数据的多维概念视图，使最终用户从多角度、多侧面、多层次地考察数据库中的数据，从而深入地理解包含在数据库中的信息和内涵，多维数据分析是决策的主要内容。2.数据挖掘数据挖掘（DataMining，简称DM）也称为数据库中的知识发现（KnowledgeDiscoveryinDatabase），是指从大量数据中挖掘出隐含的、先前未知的、对决策有潜在作用的知识和规则的过程。它主要基于人工智能、机器学习、统计学等技术，高度自动化地分析企业原有数据，作出归纳性推理，从中挖掘出潜在的模式，预测客户行为，帮助企业决策者调整市场策略，减少风险，作出正确决策。数据仓库技术数据仓库的前端工具分为两大类：联机分析处理工具和42数据仓库技术数据仓库系统：1．数据仓库2．数据集市（DataMart）数据集市是按照某一特定部门的决策支持要求而组织起来的，针对一组主题的应用系统。事实上，数据集市就是一个小的数据仓库，是企业级数据仓库的一个子集。3．数据仓库管理系统（DWMS）4．抽取/转换/加载（ETL）工具5．应用工具数据仓库技术数据仓库系统：43web数据库技术WEB数据库是在传统关系数据库技术之上，融合最新网络技术、存储技术和检索技术，以全面面向Internet的功能结构的新型数据库模型。特点字表多维处理方式。支持结构化数据以及大量非结构化的多媒体数据等更多类型的数据，使组成用户业务的各种类型数据能够存储在同一个数据库中。（2）支持ActiveX、XML。能够支持和快速开发