Расширенная реляционная модель данных и объектно-реляционные СУБД

До недавнего времени выбор типа СУБД ограничивался только реляционными и объектно-реляционными СУБД. Но в настоящее время многие системы не подходят для создания сложных специализированных приложений. Чтобы обеспечить возможность применения реляционных СУБД в этих приложениях, необходимо расширить функциональные возможности существующих систем. Если внимательно рассмотреть новые сложные специализированные приложения баз данных, то можно заметить, что в них широко используются такие объектно-ориентированные компоненты, как расширяемая пользователем система типов, инкапсуляция, наследование, полиморфизм, динамическое связывание методов, использование составных объектов, а также поддержка идентичных объектов. Наиболее очевидный способ преодоления ограничений реляционной модели заключается в ее расширении упомянутыми функциями. Именно этот подход был предпринят во многих прототипах расширенных реляционных систем, хотя в каждой из них реализован свой собственный и отличный от других набор функциональных возможностей. Но не существует какой-то общепринятой расширенной реляционной модели, а скорее имеется несколько таких моделей, характеристики которых зависят от способа и степени реализации внесенных расширений. Однако во всех моделях используются одинаковые базовые реляционные таблицы и язык запросов, включено понятие объекта, а в некоторых дополнительно реализована возможность сохранения методов (или процедур, или триггеров) таким же способом, что и базе данных.

Для систем с расширенной реляционной моделью данных используются самые разные термины. Сначала применялся термин расширенная реляционная СУБД (Extended Relational DBMS - ERDBMS). Однако в последние годы используется более информативный термин объектно-реляционная СУБД, или ОРСУБД (Object-Relational DBMS - ORDBMS), в котором содержится указание на использование понятия объект. Чаще всего используется термин Объектно-реляционная СУБД или ОРСУБД. Три ведущих фирмы в области разработки ОРСУБД, а именно Oracle, Informix, IBM, расширили свои системы до уровня ОРСУБД, хотя их функциональные возможности немного отличаются. Концепция ОРСУБД, как комбинации ООСУБД и РСУБД, очень притягательна за счет применения знаний и опыта, которые были накоплены за время работы с РСУБД. Разработка стандартов в этой сфере построена на расширении стандарта языка SQL.

Основными преимуществами расширенной реляционной модели данных являются повторное и совместное использование компонентов. Например, в приложении может понадобиться использование данных пространственного типа, представляющие собой точки, линии, и многоугольники, со связанными с ними функциями, которые вычисляют расстояние между точками, расстояние между точкой и линией, проверяют наличие точки в многоугольнике и т.д. При правильном проектировании с учетом новых возможностей подобный подход позволяет организациям воспользоваться преимуществами новых расширений эволюционным путем без утраты преимуществ, получаемых от использования компонентов и функций уже существующей базы данных.

Другое очевидное преимущество заключается в том, что расширенный реляционный подход позволяет воспользоваться обширным объемом накопленных знаний и опыта, связанных с разработкой реляционных приложений. Э'ГО очень важное досто инство, поскольку многие организации не хотели бы тратить средства на достаточно дорогой переход к системе нового типа. При правильном проектировании с учетом новых функциональных возможностей подобный подход позволяет организациям воспользоваться преимуществами новых расширений эволюционным путем без утраты преимуществ, получаемых от использования компонентов и функций уже существующей базы данных. Таким образом, переход к ОРСУБД можно организовать в интегрирующем, эволюционном стиле посредством выполнения некоторых пробных и экспериментальных проектов. Будущий стандарт SQL3 проектируется с учетом совместимости снизу вверх с текущим стандартом SQL, а потому любые ОРСУБД, совместимые с SQL3, должны удовлетворять этому условию.

Очевидным недостатком подхода с использованием ОРСУБД являются сложность и связанные с ней повышенные расходы. Простора и ясность, присущая реляционной модели, утрачивается при использовании подобных типов расширения. Некоторые считают, что расширения РСУБД предназначены для незначительного количества приложений, причем в последних не может быть достигнута оптимальная производительность при использовании имеющейся реляционной технологии. И многие другие, вплоть до терминологии.

Сравнение ООСУБД и ОРСУБД

Таблица 1 – Сравнение моделей данных в ОРСУБД и ООСУБД

Функция	ОРСУБД	ООСУБД
Идентичность объекта	Поддерживается на основе типа REF	Поддерживается
Инкапсуляция	Поддерживается на основе UDF-типов	Поддерживается, но нарушается для запросов
Наследование	Поддерживается (отдельные иерархии для UDТ-типов и таблиц)	Поддерживается
Полиморфизм	Поддерживается (вызов UDF-Функции основе универсальной функциональной модели)	Поддерживается, как в объектно-ориентированном языке программирования
Составные объекты	Поддерживается на основе UDТ-типов	Поддерживается
Связи	Строгая поддержка на основе пользовательских ограничений целостности	Поддерживается (например, с помощью библиотек классов)

Таблица 2 – Сравнение методов доступа к данным в ОРСУБД и ООСУБД

Функция	ОРСУБД	ООСУБД
Создание перманентных данных и доступ к ним	Поддерживается, но не прозрачно	Поддерживается, но степень прозрачности варьируется для разных продуктов
Произвольные запросы	Строгая поддержка	Поддерживается на основе стандарта ODMG 2.0
Навигация	Поддерживается на основе типа REF	Строгая поддержка
Ограничения целостности	Строгая поддержка	Не предусмотрены
Сервер объектов/сервер страниц	Сервер объектов	Оба
Эволюция схемы	Ограниченная поддержка	Поддерживается, но степень поддержки варьируется для разных продуктов

Таблица 3 – Сравнение способов совместного использования данных