Объектные расширения реляционных СУБД. Язык SQL-3.
Попытки совместить средства манипулирования данными реляционной модели и способы описания внешнего мира объектно-ориентированной модели получили развитие в языке SQL-3.
Разработчики SQL-3 считают, что характеристики объекта определяется описанием строки таблицы. Поэтому, вводится специальная возможность описания нового типа данных:
Create type Address ( number char (6), street char (30), aptno integer, city char (30), state char (2), zip integer );
На основе нового типа могут быть определены таблицы, например:
Create table Addresses of Address;
Новые типы допускается использовать и для определения столбцов (т.е. игнорируется требование атомарности атрибутов реляционной модели):
Сreate table People of new type Person ( name char (30), address Address, birthdate date, );
Наследование определяется с помощью фразы under.
Create type Employee under Person ( empno char(10), dept ref(Department) );
Здесь атрибут dept является ссылкой на объект, хранящийся в таблице Department. Т.е. в понятиях реляционной модели в этом столбце должен быть записан внешний ключ, указывающий на на одну из строк таблицы Department. На самом деле, в SQL-3 предполагается, что каждый объект имеет уникальный идентификатор - OID, именно он используется при создании ссылок на объекты.
Также в операторе CREATE TABLE можно определить и методы доступа к вновь созданным типам данных:
Create table People of new type Person ( name char(30), address Address, birthdate date function age(:р ref(Person)) return date; begin current_age:=:р.birthdate-current_date; return current_age; end; );
В этом примере задана функция age, которая вычисляет текущий возраст объекта типа Person, хранимого в таблице People. К данной функции можно обращаться из оператора SELECT.
Здесь свойства SQL-3 рассмотрены весьма кратко. Более полное представление о них можно получить из указанной статьи Д.Бича, а также из литературы, посвященной возможностям СУБД Oracle 8, которая подерживает данный язык.
Заметим, что К.Дейт придерживается мнения, что областью определения объекта надо считать не строку, а столбец реляционной таблицы.
Другой способ объединения возможностей реляционного и объектно-ориентированного подхода к управлению данными предложил известный американский ученый Майкл Стоунбрейкер. Согласно его воззрениям реляционную СУБД нужно просто дополнить средствами доступа к сложным данным. При этом ядро СУБД не требует переработки, как в случае с SQL3, и сохраняет все присущие реляционным системам достоинства. Объектные расширения реализуются в виде надстроек, которые динамически подключаются к ядру. На основе этой идеи под руководством М.Стоунбрейкера в университете Беркли (Калифорния, США) была разработана СУБД Postgres, которая имеет следующие ключевые возможности:
1. Типы, операторы и методы доступа, определяемые пользователем.
2. Поддержка сложных объектов, представляющих собой наборы других объектов.
3. Перегрузка операторов манипулирования данными. Например, возможно создание такой конструкции
SELECT владелец FROM участки WHERE расположение_участка IN заданная_область
4. Создание функций, определяемых пользователем.
5. Динамическое (т.е. без прерывания работы СУБД) добавление новых типов данных, операторов, функций и методов доступа. Описание всех этих возможностей создается на языке C и компилируется в объектный файл, который может динамически загружаться сервером СУБД.
6. Наследование данных и функций. Например, от типа "участок" мы можем породить потомков "обычный участок" (сумма_налога, поступление_платежей) и "участок освобожденный от налога" (сумма_налога, причина_освобождения). При этом функция задолженность(участок) должна выполняться для всех типов участков.
7. Использование массивов как значений полей кортежей. Это необходимо, например, для хранения ставки налога, изменяющейся в зависимости от времени года.
Реализация описанных свойств позволила М.Стоунбрейкеру так спозиционировать объектно-реляционные СУБД относительно реляционных и объектно-ориентированных систем:
Простые данные
Сложные данные
Наличие средств запросов
Реляционные системы
Объектно-реляционные системы
Отсутствие средств запросов
Файловые системы
Объектно-ориентированные системы
Кроме того, Postgres обладает свойствами, которые позволяют назвать его темпоральной СУБД. При любом обновлении записи создается ее новая копия, а предыдущий вариант продолжает существовать вечно. Даже после удаления записи все накопленные варианты сохраняются в базе данных. Можно извлечь из базы данных любой вариант записи, если указать момент или интервал времени, когда этот вариант был текущим. Достижение этих свойств позволило также пересмотреть схемы журнализации и отката транзакций.
Сейчас все вышеописанные функции развиваются в коммерческой СУБД Informix. Тем не менее, проект Postgres продолжается до сих пор, уже международной группой независимых разработчиков. К возможностям СУБД добавлены поддержка SQL (в перспективе планируется обеспечение совместимости со стандартом ANSI SQL-92), поэтому несколько было изменено название СУБД - теперь это PostgreSQL, оптимизатор запросов на основе генетических алгоритмов и многое другое. При этом PostgreSQL остается свободно распространяемой системой, причем бесплатно можно получить как исходный код, так и бинарные файлы, собранные для той или иной платформы (поддерживаются практически все разновидности ОС Unix).
