GEIAL Kovács László. GEIAL Kovács László

Átírás

1 Adatbázisok MSc 7. téma Objektum-orientált szemantikus modellek, ORDBMS struktúra Relációs modell korlátai IFO modell: ember dolgozo lakcim név szint fizetés nyelv postai telefon relációs modell: dolgozo kód név telefon postai fizetés - szeparált táblák - nem lehet egységként kezelni a dolgozót - elveszett a lakcím - elveszett az ember - azonos adattípusok miatt jelentés veszteség dolgozo nyelvismeret nyelv szint SELECT név FROM dolgozo d INNER JOIN nyelvismeret n ON d.kod = n.dolgozo AND n.szint = F ; 1

2 Objektum orientált adatmodellek OOP OOPPD OODBMS ORDBMS RDBMS SDM Megközelítési szintek: - strukturális - viselkedési - teljes Third Generation Database System Manifesto (~1990) - Őrizze meg a (relációs) DBMS funkcionalitását - Támogassa az OO alapelveit - Nyílt rendszert alkosson ADT kezelése : összetett gyári típusok : saját típusok : metódusok létezése ADT egyedisége : belső objektum azonosító + látható kulcs ADT öröklési kapcsolat : Specializált típusok NULL, VIEW, integritási feltételek, halmaz megközelítés, ad-hoc query, függetlenségi szintek 2

3 OO-programozás alapjai Fontosabb alapelvek - modularitás - egységbe zárás - komplex típusok - szemantika alapú típusok - többértelműség - spezializáció - öröklés - védelem, elrejtés Fontosabb fogalmak - objektum - osztály - adattag - metódus - konstruktor - destruktor - késő kötés - polimorfizmus - OID - osztálymetódus - absztrakt osztályok - referenciák - objektum összehasonlítás - szerializáció - interface - védelmi kategóriák - összetett alaptípusok - többszörös öröklés ODL-OQL modell Az ODL (1993) főbb jellemzői: - az ODMG csoport szabványa - szűkebb terület igényeihez igazodik (OOP + DB) - a típusok részletes megadását is tartalmazza - megadja az elemi és összetett alaptípusokat - nem grafikus - az objektumtípusok sémaszerű leírása - integritási elemeket is tartalmaz Osztály megadása class onév extends o2 { attributumok metódusok kapcsolatok integritási felt. } 3

4 Az ODL modell elemei ODL adattípusok atomi típusok Struktúra (struct) Halmaz (set) Multihalmaz (bag) Tömb (array) Lista (list) ODL kapcsolatok relationship céltípus knev [ inverse knev2 ] ODL metódusok mnev (paraméterlista) raises (kivétel); ODL integritási felt. key (attributumlista) Az ODL modell elemei CLASS Movie : Product { extent Movies; key (title,year); attribute string title; attribute integer year; attribute integer length; attribute enumeration(color,blackandwhite) filmtype; relationship Set stars inverse Star::starredIn; relationship Studio ownedby inverse Studio::owns; }; float lengthinhours() raises (nolengthfound); starnames(out Set); othermovies(in Star, out Set) raises(nosuchstar); 4

5 Az OQL modell elemei Az OQL nyelv lekérdező nyelv, amely az alap SQL nyelvre épül SELECT.. FROM.. WHERE.. GROUP BY.. HAVING.. ORDER Útvonal kifejezés: m1.m2.m3 m1 m2 m3 elemei tagokon vezet keresztül Az útvonalnak egyértelműnek kell lennie Többértékű elemnél külön változóhoz rendeljük ( expr ) AS IN iterator_változó kvantorok: for all x in S: C(x) exists x in S: C(x) aggregátorok: avg( select-kif.) max(), min(), sum(), count() Az OQL modell elemei Melyik évben készült a "Gone With the Wind film? select m.year from Movies m where m.title = "Gone With the Wind" A Casablance film szereplőinek neve? select s.name from Movies m, m.stars s where m.title = "Casablanca" A Disney filmekben szereplők nevei? select distinct s.name from Movies m, m.stars s where m.ownedby.name = "Disney" Az azonos helyen lakó sztárok párjai? select distinct Struct(star1: s1, star2: s2) from Stars s1, Stars s2 where s1.addr = s2.addr and s1.name < s2.name 5

6 Az OQL modell elemei select distinct s.name from (select m from Movies m where m.ownedby.name = "Disney") d, d.stars s order by s.name select avg(select m.length from Movies m) SELECT DISTINCT STRUCT (kod : x.azonosito, jegyek: (SELECT y.jegyek FROM x.targyak AS y WHERE y.ev = 2004)) FROM hallgatok AS x SELECT AVG(SELECT t.jegy FROM h.targyak AS t) FROM hallgatok AS h WHERE h.evfolyam = 4 select std, yr, sumlength: sum(select q.m.length from partition q) from Movies m group by std:m.studio, yr:m.year having max(select q.m.length from partition q) > 120 Objektum-Relációs modell elemei 6

7 SQL OO alapok Az SQL OO elemek bizonyos pontokban eltérést mutatnak az OOP-től osztály OOP objektum UDT objektum SQL - kollekciók metódusok öröklés elrejtés polimorfizmus konstruktor/.. objektum halmaz kollekciók metódusok öröklés - [DBSM DAC] polimorfizmus konstruktor/observer/mutator/.. SQL OO alapok Az UDT fogalma UDT: User Defined Type Az UDT egységbe foglalja az adattagokat és a kapcsolódó metódusokat Előnyei: - egység, keret - újra felhasználhatóság - szemantikai tartalom - tömörség Felhasználható: - mező típusa - változó típusa - tábla típusa - paraméter, visszatérési érték UDT dolgozó: { név char(20); fizetés number(6); } fizetés_emeles(nov number); kilépés(); 7

8 SQL OO alapok Az UDT fogalma Az UDT típusai: eltérnek funkcionalitásban és felhasználásban UDT mint megkülönböztető elemi típus UDT azonosítás nélküli UDT struktúrák azonosított UDT objektumok UDT nem specializálható UDT (FINAL) specializálható UDT UDT példányosítható UDT (INSTANTIABLE) absztrakt UDT Az UDT használata UDT mint megkülönböztető elemi típus Létező gyári elemi típushoz kapcsolódik Elemi értéket tárol Nincs struktúra, metódus Célja a szemantikai különbözőség jelzése CREATE TYPE tnev AS gytipus FINAL; CREATE TYPE eletkor_tipus AS INTEGER FINAL; CREATE TABLE dolgozo (nev CHAR(25), kor eletkor_tipus, fizetes INT); Nem keveredhet a műveletekben más típusokkal hibás SELECT WHERE fizetes < kor helyes WHERE fizetes < CAST (kor TO INT) SELECT WHERE kor < 17 UPDATE SET kor = 19 WHERE CAST (kor TO INT) < 17 SET kor = CAST(19 TO eletkor_tipus) 8

9 Az UDT használata UDT mint megkülönböztető elemi típus Az elemi UDT támogatása még igen heterogén (2008) ORACLE: nem támogatja SQLServer: részben támogatja create type kor_tip from integer; create table dolgozo (nev char(20), kor kor_tip, fiz int); insert into dolgozo values ('peter', 23,233); select * from dolgozo where kor > 21; select * from dolgozo where cast(kor as int) > 21; DB2: nagyrészben támogatja create distinct type kor_tip as number(6); Az UDT használata UDT mint összetett típus Több létező típusból áll össze Összetett értéket tárol Van struktúra és metódus Célja az egységbe zárás és öröklés jelzése CREATE TYPE tnev UNDER ostipus AS ( szerkezet ) [NOT] FINAL [NOT] INSTANTIABLE opciók metódus-interfészek CREATE TYPE dolgozo_tipus AS ( nev CHAR(25), kor eletkor_tipus ) NOT FINAL; 9

10 Az UDT használata UDT mint összetett típus A modellben csak egyszeres öröklés támogatott - egyértelmű a leszármazott struktúrája A struktúra felépítése hasonlít a tábla sémára, de elvi eltérések vannak: - UDT táblán kívüli is lehet - UDT-ben nem lehet integritási feltételeket megadni CREATE TYPE dolgozo_tipus AS ( nev CHAR(25), kor eletkor_tipus ) NOT FINAL; nem lehet PRIMARY KEY nem lehet NOT NULL - a DEAFULT opció viszont megengedett Az öröklésnek összhangban kell lennie a FINAL opció beállításokkal Az UDT használata UDT mint összetett típus Beépített gyári kollekció típusok: struktúra: ROW ( szerkezet) tömb: tipus ARRAY[méret] CREATE TYPE dolgozo AS ( nev CHAR (25), lakcim ROW ( utca CHAR(25), hszam INT ) telefon CHAR (15) ARRAY[5], kor eletkor_tipus ); A különböző típusok egymásba ágyazhatók 10

11 Az UDT használata UDT mint tábla típus Adott típusú objektumok halmaza A tárolt objektumoknak egyediségük van (OID) Relációs jellegű műveletek értelmezettek rajta Támogatja az öröklési kapcsolatot CREATE TABLE tnev OF tipus UNDER ostabla tábla opciók; CREATE TYPE diak AS ( nev CHAR(25), atlag FLOAT); CREATE TABLE diakok OF diak; Speciális elemek: integritási feltételek öröklési hierarchia Az UDT használata UDT mint tábla típus Az integritási feltételek megadása: CREATE TABLE tnev OF tipus [UNDER ostipus] ( mezo WITH OPTION megszorítás ) megszorítások: [CONSTRAINT mnev] NOT NULL [CONSTRAINT mnev] CHECK feltétel [CONSTRAINT mnev] UNIQUE [CONSTRAINT mnev] PRIMARY KEY [CONSTRAINT mnev] REFERENCES m A PRIMARY KEY feltételt csak a gyökérős táblára lehet alkalmazni A táblák hierarchiájának meg kell egyezni a típus hierarchiával 11

12 Az UDT használata UDT mint tábla típus A táblában tárolt objektumok azonosítása: - normál mező nem megfelelő - mesterséges azonosító (OID) Az OID is tábla hatáskörű Self-referencing column: az OID-t tartalamzó mező CREATE TABLE tnev OF tipus [UNDER ostipus] ( REF IS mező oid_tipus ) OID érték származtatási módjai (tipus): - SYSTEM GENERATED - USER GENERATED - DERIVED Az UDT használata UDT mint tábla típus Az OID megadásának módja redundánsan történik CREATE TYPE t1 AS ( mezőlista ) Oid_generálási_mód; CREATE TABLE tt OF t1 ( REF IS mező oid_tipus; ) oid_generálási_mód: oid_tipus: REF USING tipus - USER GENERATED REF FROM (mezolista) - DERIVED REF IS SYSTEM GENERATED - SYSTEM GENERATED 12

13 Az UDT használata UDT mint tábla típus Mivel az UDT objektumok egyedi OID-tel rendelkeznek, egyértelműen kijelölhetők A kijelölés a referencia típussal történik TYPE: mező REF (tipus) [REFERENCES ARE CHECKED] TABLE: mező WITH OPTIONS SCOPE tábla CREATE TYPE csapat AS ( nev CHAR(25), helyezes INT ) INSTANTIABLE NOT FINAL REF IS SYSTEM GENERATED CREATE TABLE csapatok OF csapat (REF IS csid SYSTEM GENERATED) CREATE TYPE jatekos AS ( nev CHAR (25), csapat REF (csapat) ) INSTANTIABLE NOT FINAL REF IS SYSTEM GENERATED CREATE TABLE jatekosok OF jatekos (REF IS jid SYSTEM GENERATED, csapat WITH OPTIONS SCOPE jatekosok) Az UDT használata UDT típusú mezők adatinak kezelése CREATE TYPE csapat_tip AS ( nev CHAR(25), letszam INT ) CREATE TABLE bajnoksag (kod INT, csapat csapat_tip, pont INT); Új rekord felvitele: Rekord módosítás: INSERT INTO bajnoksag ( 2, NEW csapat_tip( futoklub,6), 23); UPDATE bajnoksag SET csapat = NEW csapat_tip( futoklub,6) WHERE kod = 23; UPDATE bajnoksag SET csapat = csapat.letszam(7) WHERE kod = 23; 13

14 Az UDT használata UDT típusú mezők adatinak lekérdezése Összetett mezők esetén a lekérdezésben a táblanévhez aliast (iterátváltozót) kell rendelni SELECT alias.mezo.tag.from tabla alias WHERE alias.mezo.tag Elemi hivatkozásnál nem szükséges az alias használata SELECT mezo. FROM tabla WHERE mezo A mező tagokat összekötő operátorok:. : objektum adattagja, metódusa -> : hivatkozott objektum adattagja, metódusa REF(o) : az objektum hivatkozása DEREF(o) : a hivatkozott objektum Tábla leszármazottak elrejtése: ONLY (tábla) Az UDT használata UDT típusú mezők adatainak lekérdezése CREATE TYPE jatekos AS ( nev CHAR (25), csapat REF (csapat) ) CREATE TABLE jatekosok OF jatekos (REF IS jid SYSTEM GENERATED, csapat WITH OPTIONS SCOPE jatekosok) SELECT nev FROM jatekosok SELECT DEREF(csapat) FROM jatekosok SELECT a.nev, a.csapat->nev FROM jatekosok a SELECT a.nev FROM jatekosok a WHERE a.csapat->helyezes < 3 SELECT * FROM ONLY(jatekosok) 14

15 Az UDT használata UDT típusú mezők adatainak lekérdezése CREATE TABLA dolgozo ( kod INTEGER, nyelvi NYELVISMERET ) INSERT INTO dolgozo VALUES ( 3, NEW NYELVISMERET( ANGOL,3)); UPDATE dolgozo SET nyelv = NEW NYELVISMERET( ANGOL,3); UPDATE dolgozo SET nyelv = NEW NYELVISMERET(nyelv.nyelvi,3); UPDATE dolgozo SET nyelv = nyelv.szint(3); UPDATE dolgozo SET nyelv.szint = 3; SELECT kod, CAST (nyelvi AS CHAR(20)) FROM dolgozo; Az UDT használata UDT típusú nézeti táblák Object VIEW: A nézeti táblák is objektum halmazok CREATE VIEW vnev OF tipus UNDER ostipus (mezőlista) AS lekérdezés WITH CHECK OPTION Itt is meg kell adni az OID generálási módot CHECK OPTION: a VIEW módosítására ad megkötést CREATE VIEW sz_jatekosok OF jatekos (REF IS SYSTEM GENERATED) AS SELECT a.nev, a.csapat FROM jatekosok a WHERE a.csapat->helyezes < 4 15

16 Oracle UDT használata UDT: - objektum típusok - kollekció típusok UDT objektum: CREATE TYPE nnn AS OBJECT (.. ); SQL> CREATE TYPE SZEMELY AS OBJECT ( 2 NEV VARCHAR2(20), 3 TEL VARCHAR2(14)); SQL> CREATE TABLE MUNKA (LEIRAS CHAR(20), FELELOS SZEMELY); SQL> INSERT INTO MUNKA VALUES ('PROBA MUNKA', SZEMELY('PETER','123')); SQL> SELECT * FROM MUNKA LEIRAS FELELOS(NEV, TEL) PROBA MUNKA SZEMELY('PETER', '123') Oracle UDT használata Az UDT felhasználható másik UDT-ben. SQL> CREATE TYPE SZEMELY AS OBJECT ( 2 NEV VARCHAR2(20), 3 TEL VARCHAR2(14)); SQL> CREATE TYPE UZEM AS OBJECT ( 2 NEV VARCHAR2(20), 3 VEZETO SZEMELY, 3 CIM VARCHAR2(14)); UDT érték (konstruktor): tipus(értékek) UDT lekérdezése: SQL> SELECT * FROM USER_TYPES; UDT törlése: SQL> DROP TYPE nnn; 16

17 Oracle ORDMS lehetőségek Alias név használata kötelező objektum attribútum hivatkozásoknál SQL> SELECT * FROM MUNKA M WHERE M.FELELOS.NEV LIKE 'PETER%'; SQL> SELECT M.FELELOS.NEV FROM MUNKA M; FELELOS.NEV PETER SELECT FELELOS FROM MUNKA; SELECT FELELOS.NEV FROM MUNKA; SELECT MUNKA.FELELOS.NEV FROM MUNKA; SELECT M.FELELOS.NEV FROM MUNKA M; nem nem ok ok Alias használat oka: a hivatkozás egyértelműsége Oracle- objektum tábla UDT objektum tábla: CREATE TABLE nnn OF tipus; SQL> CREATE TABLE SZEMELYEK OF SZEMELY; SQL> INSERT INTO SZEMELYEK VALUES ('ANNA','3424'); SQL> SELECT NEV FROM SZEMELYEK WHERE TEL LIKE '3424%'; NEV ANNA INSERT INTO SZEMELYEK VALUES(NULL) INSERT INTO SZEMELYEK VALUES(SZEMELY(NULL,NULL)) nem ok 17

18 Oracle - objektum view UDT objektum VIEW: CREATE VIEW nnn OF tipus WITH OBJECT IDENTIFIER mmm AS SELECT ; SQL> CREATE TYPE NEZET AS OBJECT ( 2 NEV CHAR(30), 3 FIZ NUMBER(3)); SQL> CREATE VIEW V OF NEZET WITH OBJECT IDENTIFIER (NEV) AS SELECT M.FELELOS.NEV NEV, M.FIZETES FROM MUNKA M; SQL> SELECT * FROM V; NEV FIZ PETER 200 SQL> CREATE VIEW V2 (F1,F2) AS SELECT M.LEIRAS, NEZET(M.FELELOS.NEV, M.FIZETES) FROM MUNKA M; SQL> SELECT V.F1, AVG(V.F2.FIZ) FROM V2 V GROUP BY V.F1; Oracle al-select használata SELECT kifejezések szabadabb használata SQL> SELECT LEIRAS, (SELECT MAX(FIZETES) FROM MUNKA) FROM MUNKA; ok SQL> SELECT MAX(SELECT FIZETES FROM MUNKA) FROM DUAL; hiba SQL> SELECT MAX(AFIZ) FROM (SELECT LEIRAS, AVG(FIZETES) AFIZ FROM MUNKA GROUP BY LEIRAS); ok SQL> INSERT INTO MUNKA VALUES ('PROBA',NULL, (SELECT MAX(FIZETES) + 1 FROM MUNKA)); 1 sor létrejött. ok SQL> CREATE ASSERTION A1 CHECK (SELECT MAX(FIZETES) FROM MUNKA) > 100); hiba SQL> UPDATE MUNKA SET FIZETES = (SELECT MIN(FIZETES) FROM MUNKA) WHERE FIZETES < 150; ok 18

19 Oracle- objektum tábla UDT tábla típus: CREATE TYPE nnn AS TABLE OF tipus; SQL> CREATE TYPE NYELV AS OBJECT ( NYNEV CHAR(20), SZINT NUMBER(1)); SQL> CREATE TYPE NYELVEK AS TABLE OF NYELV; SQL> ALTER TABLE MUNKA ADD (NYSZINT NYELVEK) NESTED TABLE NYSZINT STORE AS NYTABLA; Az ismétlődő adatokat segédtáblában tárolja Tábla típus értéke (konstruktor) Oracle- objektum tábla tabla_tipus(elem_tipus(értékek),, elem_tipus(értékek) SQL> INSERT INTO MUNKA VALUES ('UJABB', SZEMELY('KATI','3462'),301, NYELVEK( NYELV('ANGOL',1),NYELV('NEMET',2))); SQL> SELECT * FROM TABLE (SELECT NYSZINT FROM MUNKA WHERE LEIRAS='UJABB'); NYNEV SZINT ANGOL 1 NEMET 2 SQL> INSERT INTO TABLE(SELECT NYSZINT FROM MUNKA WHERE LEIRAS='UJABB') VALUES ('FINN',3); SQL> UPDATE TABLE(SELECT NYSZINT FROM MUNKA WHERE LEIRAS='UJABB') SET SZINT = 4 WHERE NYNEV = 'FINN'; 19

20 Oracle- objektum hivatkozás Objektum pointer típus önálló típusként kezelhető REF tipus objektum azonosítás (OID) : hivatkozás : REF() - rendszer által generált - kulcsból képzett - számított SQL> CREATE TYPE AUTO AS OBJECT ( RSZ CHAR(6), TULAJ REF SZEMELY); SQL> CREATE TABLE AUTOK OF AUTO; SQL> SELECT P.NEV, REF(P) FROM SZEMELYEK P; NEV REF(P) ANNA BAB1EDDE24A5886E9 C64B6BC A61E89134C158795B6AE6 A C Oracle- objektum hivatkozás Objektum hivatkozás használata, objektum alias SQL> INSERT INTO AUTOK VALUES('R11', (SELECT REF(P) FROM SZEMELYEK P WHERE P.NEV='ZOLI')); SQL> SELECT * FROM AUTOK; RSZ TULAJ R E1C92BF87047A48E8D41C. SQL> SELECT A.RSZ, A.TULAJ.NEV FROM AUTOK A; RSZ TULAJ.NEV R11 ZOLI SQL> CREATE TYPE CSOPREF AS TABLE OF REF SZEMELY; SQL> ALTER TYPE AUTO ADD ATTRIBUTE UTASOK CSOPREF CASCADE; 20

21 Oracle- objektum hivatkozás SQL> UPDATE AUTOK SET UTASOK = CSOPREF ((SELECT REF(S) FROM SZEMELYEK S WHERE S.NEV = 'ANNA'), (SELECT REF(S) FROM SZEMELYEK S WHERE S.NEV = 'PETER')); SQL> SELECT * FROM AUTOK; RSZ TULAJ UTASOK R CSOPREF( B.. SQL> SELECT A.RSZ, A.TULAJ.NEV, A.UTASOK.NEV FROM AUTOK A; SQL> SELECT P.UTASOK FROM AUTOK P; UTASOK CSOPREF( , A49BC ) SQL> SELECT P.COLUMN_VALUE.NEV FROM TABLE(SELECT UTASOK FROM AUTOK) P; COLUMN_VALUE.NEV ANNA hiba Oracle- UDT öröklés UDT öröklés: CREATE TYPE os_tipus AS NOT FINAL; CREATE TYPE tipus UNDER os_tipus (..); SQL> CREATE TYPE EMBER AS OBJECT ( NEV VARCHAR2(20) ) NOT FINAL; SQL> CREATE TABLE T1 OF EMBER; SQL> INSERT INTO T1 VALUES('PETER'); SQL> CREATE TYPE DIAK UNDER EMBER ( ATLAG NUMBER(4,2)); SQL> CREATE TABLE T2 OF DIAK; SQL> INSERT INTO T2 VALUES ('ZOLI',2.3); SQL> SELECT * FROM T2; NEV ATLAG ZOLI 2. SQL> SELECT * FROM T1; NEV PETER 21