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Visin Global del Curso Evolucin e Historia de los Sistemas de Gestin de Base de Datos Requisitos de Gestin de base de Datos Orientados a Objetos

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Michael Grossniklaus ETH Zurich Politecnico di Milano IFW D 46.2 Campus Bassini, Room 18/103 +41 44 632 72 73 +39 022 399 3474 grossniklaus@inf.ethz.ch grossniklaus@elet.polimi.it Alexandre de Spindler ETH Zurich IFW D 47.1 +41 44 632 74 16 despindler@inf.ethz.ch

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Este curso estar acompaado por los siguientes ejercicios. Trabajo con las tecnologas tratadas en el curso de sesiones. Tutora por semana. 1. A partir del 03 de octubre del 2008 2. IFW UN 32,1,11,12 3. Alexandre de Spindler Opcional, pero muy recomendable

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CONVOCATORIA 1. 19 de ENERO del 2009 13 de FEBRERO del 2009. 2. Las excepciones se pueden organizar para estudiantes de intercambio. Examen Oral de Ingls Duracin 15 minutos. 5 ECTS

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I. Fundamentos de bases de datos orientadas a objetos 1. introduccin 2. La persistencia de objetos 3. db4o II. Conceptos avanzados de bases de datos orientadas a objetos 4. Normas y Sistemas Comerciales 5. De almacenamiento e indexacin 6. modelos de la versin III. Los datos objeto semntico de gestin 7. OM Modelo de datos y Lenguaje Modelo de Datos 8. Diseo e Implementacin de OMS Avon 9. Context-Aware Data Management Diseo

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Los datos organizados en un rbol 1. Un padre puede tener muchos hijos. 2. Un nio slo puede tener uno de los padres. Los registros descritos por los tipos de entidad 1: N (uno a muchos) las relaciones Consulta por el recorrido de navegacin Ejemplos 1. El sistema de archivos 2. LDAP 3. del Registro de Windows y Active Directory 4. documentos XML y XQuery

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Los datos organizados en el grfico (red) un padre puede tener muchos hijos. un nio puede tener muchos padres. Bachmann diagramas Los tipos de registro definir las propiedades tipos de conjunto de relaciones definidas entre padres e hijos, (doble) lista enlazada,... Consulta por el grfico de navegacin Ejemplos CODASYL

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Modelo relacional es muy simple slo los conceptos bsicos referencias deben ser simuladas sistema de tipo restringido no definidos por el usuario La falta de modelado semntico datos complejos, control de versiones, los roles poco apoyo para los datos y la evolucin del esquema objeto-relacional de impedancia desajuste.

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Los datos organizados en las tuplas en las relaciones Enlace entre los datos de tuplas claves primarias y forneas El lgebra relacional proyecto, seleccione, se unen formas normales de relacin Lenguaje declarativo de definicin de datos, la consistencia, la manipulacin y la consulta Ejemplos Oracle 11g, Microsoft SQL Server, IBM DB2 PostgreSQL, MySQL

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El desarrollo de aplicaciones orientadas a objetos y relacionales son resultado de la gestin de datos en el choque de dos modelos incompatibles. Cdigo de mapa entre los modelos es una sobrecarga considerable, costosa y difcil de mantener.

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Los datos representados como objetos Objeto de identidad Atributos y mtodos Referencias, relaciones, asociaciones Jerarqua de tipos extensible Definidos por el usuario, tipos de datos abstractos Herencia simple o mltiple Sobrecarga, anulacin, enlace Lenguaje declarativo para efectos especiales Vinculante para lenguaje de programacin orientado a objetos

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Modelo relacional extendido Relaciones anidadas Referencias Conjuntos Tipos de filas, tipos abstractos Funciones Lenguaje declarativo extendido Computacionalmente completo El desajuste de impedancia sigue siendo fundamental Mezcla de modelos

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create type TipoDireccin( calle varchar(10), ciudad varchar(10) ) create row type TipoPublicacion ( titulo varchar(50) ) create row type TipoLibro( isbn varchar(10) ) under TipoPublicacion create row type TipoAutor ( nombre varchar(25), Libros setof(BookType), direccion AddressType ) create table Book of type TipoLibro create table Author of type TipoAutor

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Bases de datos XML Curso 251-0317-00L XML y bases de datos Prof. Dr. Donald Kossmann, el Dr. Peter Fischer Semestre de otoo, mircoles 13-15 Bases de datos mviles y personales Curso 251-0373-00L Sistemas de Informacin mviles y personales Prof. Dr. Moira C. Norrie Semestre de otoo, jueves 09-11

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Sistema Orientado a objetos Sistema Orientado a objetos Sistema de base de datos Sistema de base de datos Diferencia de impedancia objeto-relacional evita Proporcionar un modelo uniforme de datos Combina las caractersticas y propiedades de Sistemas orientados a objetos y lenguajes Base de datos de los sistemas de gestin OODBOODB

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Un enfoque diverso de los sistemas de bases de datos orientadas a objetos Hacer lenguajes orientados a objetos de programacin persistente Gestin y almacenamiento de datos de objetos Muchos intentos de definir las bases de datos orientadas a objetos El manifiesto de base de datos orientada a objetos 13 funciones obligatorias 5 caractersticas opcionales 4 opciones abiertas Manifiesto de las consecuencias Varias refutaciones del campo relacional No se tratan varias propiedades importantes

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1. Los objetos complejos 2. Objeto de identidad 3. Encapsulacin 4. Tipos y clases 5. Tipo y clase de jerarquas 6. Anulacin, sobrecarga y enlace en tiempo 7. Integridad Computacional 8. Extensibilidad 9. Persistencia 10. Eficiencia 11. Concurrencia 12. Confiabilidad 13. Lenguaje de consulta declarativa Sistema manejadores de base de datos Sistema orientado a objetos

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Objetos complejos Objeto formado a partir de otras ms simples por los constructores Registro, bolsa, lista y conjunto de constructores de objetos complejos Identidad e igualdad del objeto Cada objeto tiene un nico e inmutable identificador de objeto (OID) El intercambio de objetos a travs de referencias Dos objetos son idnticos si tienen el mismo OID Dos objetos son iguales si tienen el mismo estado Igualdad superficial y profundo

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Encapsulacin El objeto consiste en la interfaz y la implementacin La interfaz define las firmas de los mtodos pblicos La aplicacin incluye datos de los objetos y mtodos El estado de objeto slo se modifica a travs de mtodos pblicos Objeto en la estructura de datos pueden estar expuestos para las consultas declarativas Interfaz publica Tipo registro Establecimient o del tipo

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Definicin de las propiedades del objeto La parte esttica describe la estructura del objeto La parte dinmica describe el comportamiento dinmico de objetos Separacin de la interfaz y la implementacin Utiliza para comprobar la correccin de los programas en tiempo de compilacin Las clases de objetos Contenedor para los objetos del mismo tipo Los objetos se pueden agregar y quitar Utiliza para crear y manipular objetos en tiempo de ejecucin

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clase objeto valor tipo tiene describe contiene tiene

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Ventajas Herramienta de modelado de gran alcance. Garantiza complejidad semntica. Reutilizacin de especificacin y la implementacin. Herencia Los objetos de la subclase pertenecen automticamente a la superclase. Los atributos y mtodos se heredan de la superclase. La subclase puede introducir nuevos atributos y mtodos. La migracin entre las clases Mover objetos entre los niveles de jerarqua Objeto de especializacin ( ) y generalizacin ( ) Clase instanciada contra miembro de la clase.

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Sustitucin de herencia Un subtipo tiene ms operaciones que un supertipo. Un subtipo puede estar sustituido en donde se espera supertipo. Basada en el comportamiento en lugar de valores. Inclusin de herencia Todo objeto de subtipo es tambin objeto de supertipo. Basado en la estructura en lugar de las operaciones Restriccin de herencia Caso especial de herencia de inclusin. Subtipo es expresado por la fuerza de supertipo. Especializacin herencia Los objetos subtipo contienen informacin ms especfica.

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Reemplazo de mtodos Mtodo se redefine en el subtipo. Garantiza la especializacin de los mtodos. Conserva uniforme la interface del mtodo. Sobrecarga de mtodos Efecto causado por el reemplazo de mtodos. La versin varios de un mtodo puede existir en paralelo. El enlace Versin adecuada para el mtodo sobrecargado seleccionado en tiempo de ejecucin. Tambin conocido como mtodo virtual de envo.

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Integridad Computacional Requerido para el mtodo de implementacin de lenguaje. Cualquier computable puede ser expresada. Se puede realizar a travs de conexin con el lenguaje actual Extensibilidad La base de datos tiene un conjunto de tipos predefinidos. Los desarrolladores pueden definir nuevos tipos de acuerdo a los requerimientos. Sin distincin de uso entre el sistema y los tipos de usuario.

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Persistencia Los datos tienen que sobrevivir a la ejecucin del programa. Persistencia ortogonal. Persistencia implcita. La gestin del almacenamiento secundario Manejador de ndice. Agrupacin de datos. Almacenamiento temporal de datos. Seleccin de la ruta de acceso. Optimizacin de consultas.

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Concurrencia Gestin de mltiples usuarios al mismo tiempo que interactan. Atomicidad, coherencia, aislamiento y durabilidad. Serialibilidad de operaciones. Confiabilidad. Capacidad de recuperacin ante fallos del usuario, de software y hardware. Las transacciones se pueden confirmar o abortar. Restaurar el estado anterior coherente de los datos. Rehacer y deshacer las transacciones Registro de las operaciones

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Lenguaje de alto nivel Expresa preguntas no-triviales de forma concisa. Interfaz basada en texto o grficos. Declarativo. Ejecucin Eficiente Posibilidad de optimizar consultas. Independiente de la aplicacin Trabaja en cualquier base de datos posible. Sin necesidad de mtodos adicionales definidos sobre los tipos de usuario.

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Caractersticas opcionales Herencia mltiple. La comprobacin de tipos y la inferencia. Distribucin. Operaciones de diseo, transacciones largas, transacciones anidadas. Versiones Opciones abiertas Paradigma de programacin. Representacin del sistema. Tipo de sistema. Uniformidad.

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Administracin de base de datos para empresas de servicios pblicos. Ver datos de definicin y derivados. Los roles de objeto Los objetos tienen funciones, adems de tipos. Los roles se pueden ganar y perder de forma dinmica Evolucin de base de datos. Esquema y datos deben evolucionar con gracia en el tiempo. Restricciones Integridad, semntica y la evolucin de las restricciones. Definicin, gestin y ejecucin de las restricciones.

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M. Atkinson, F. Bancilhon, D. DeWitt, K. Dittrich, D. Maier, and S. Zdonik: The Object-Oriented Database System Manifesto, In: Building an Object-Oriented Database System, Morgan Kaufmann 1992 M. Stonebraker, L. A. Rowe, B. Lindsay, J. Gray, M. Carey, M. Brodie, P. Bernstein, and D. Beech: Third-Generation Database System Manifesto, In: ACM SIGMOD RECORD, 19(3), 1990 H. Darwen and C. J. Date: The Third Manifesto, In: ACM SIGMOD RECORD, 24(1), 1995

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Serializacin Los objetos relacionales Asignaciones y marcos Los lenguajes de programacin persistentes