六章節(jié)RDBMS擴(kuò)展ppt課件

1、第六章 RDBMS的擴(kuò)展 關(guān)系模型中概括與聚合的擴(kuò)展 支持共享與遞歸的分子對(duì)象概念 關(guān)系查詢(xún)言語(yǔ)QUEL的擴(kuò)展及其支持 關(guān)系模型中的籠統(tǒng)數(shù)據(jù)類(lèi)型 XSQL言語(yǔ)的擴(kuò)展 嵌套的關(guān)系模型NF26.1 關(guān)系模型中概括與聚集的擴(kuò)展 例1：關(guān)于人的特化模型例如PersonssexmaritalStatusnationalityFemalesAustriansCanadiansSinglesMalesMarried關(guān)系擴(kuò)展模型 普通化的m維特化例如RSk1SkmR11R1p1Rm1Rmpm擴(kuò)展的關(guān)系模型的普通語(yǔ)法var R : generic sk1=(R11,R1p1); skm=(Rm1,Rmpm);

2、of aggregate keylist s1: key R1; sn: key Rn; end對(duì)該語(yǔ)法的闡明對(duì)generic關(guān)系R，具有n個(gè)屬性，其中： 假設(shè)是普通的類(lèi)型，僅用類(lèi)型符標(biāo)識(shí)它 假設(shè)是一個(gè)聚集援用，即假設(shè)援用一個(gè)generic關(guān)系類(lèi)型，那么需求加前綴“key進(jìn)展區(qū)分對(duì)R可以特化，其m維的特化屬性用sk1skm表示每一個(gè)特化屬性ski將R的實(shí)例化對(duì)象劃分成pi個(gè)不相交的集合，每一個(gè)集合為R的一個(gè)特化集 因此，假設(shè)R有m維特化屬性，那么將R的實(shí)例集進(jìn)展m種劃分，每一種劃分都可以獲得R的Pi個(gè)特化集Ri1,Ripi) M個(gè)特化屬性sk1,skm屬于R的屬性集 s1,sn的子集。正確定義

3、一個(gè)generic的關(guān)系R需求如下規(guī)那么：R的n個(gè)屬性中，每個(gè)屬性的類(lèi)型定義Ri1in是以下兩種類(lèi)型： (1)是一個(gè)類(lèi)型標(biāo)識(shí)符前綴key必需不出現(xiàn)，它表示了 Ri是一個(gè)原子值。 (2)是一個(gè)generic的標(biāo)識(shí)符，那么前綴key必需在定義中出現(xiàn),它表示對(duì)其他對(duì)象的援用。Keylist主關(guān)鍵屬性表是s1,sn的子集每一個(gè)特化類(lèi)型Rij1im，1jPi都是一個(gè)generic標(biāo)識(shí)符，其關(guān)鍵字域與R的一樣，且其屬性在定義時(shí)就要copy父類(lèi)型除特化屬性外的一切屬性。特化屬性Ski1im都與R的某個(gè)屬性Sj 1jn一樣。假設(shè)Ski與Sj一樣，那么Sj的類(lèi)型Rj的值域是Ri1,Ripi。一個(gè)運(yùn)用實(shí)例 基于擴(kuò)

4、展關(guān)系模型的CSG表示 參看P31頁(yè)CSG的方式化表示： := := | | := cube | cylinder | cone | := rotate | scale | translate | := union | intersection |difference | 由此看出，一個(gè)object 有三種類(lèi)型： 1. Prim_obj 原始對(duì)象 2. Mot_obj 運(yùn)動(dòng)對(duì)象 3. Comp_obj 組合對(duì)象 如以下圖：擴(kuò)展CSG實(shí)例化關(guān)系模型Mech_objIDMANARG_OBJLEFT_ARGRIGHT_ARGTYPEMot_objPrim_objComp_objTMATPRICEOP

5、_CODEPTYPEcylindercuboidLENGTHWIDTHHEIGHTCSG的關(guān)系模型表示 (1) var mech_obj: generic (2) TYPE = (prim_obj, mot_obj, comp_obj); (3) of (4) aggregate ID (5) ID : identifier; (6) MAN: manufacturer; (7) TYPE: structural_comp (8) end Mech_obj的三個(gè)特化子類(lèi)型闡明 var prim_obj：generic prim_obj 是mech_obj的 PTYPE =(cylinder,c

6、uboid); 特化，而本身經(jīng)過(guò)特化控制 of 屬性PTYPE進(jìn)一步被特化 aggregateID 為原始對(duì)象集合 ID:identifier; 這兩個(gè)屬性是父類(lèi)屬性， MAN:manufacturer; 除控制特化的TYPE屬性 MAT:material; 外的全部屬性的復(fù)制，以 PRICE:money; 此實(shí)現(xiàn)承繼的概念 PTYPE:geom_form; end var cuboid cuboid不是generic類(lèi)型， aggregate ID 它沒(méi)有進(jìn)一步特化沒(méi)有子類(lèi) ID:identifier; MAN:manufacturer; 這四個(gè)屬性承繼父類(lèi) MAT：material; 而來(lái)

7、 PRICE:money; LENGTH:real; 這三個(gè)屬性是cuboid WIDTH:real; 本身的進(jìn)一步描畫(huà) HEIGHT:real; endvar mot_obj mot_obj也不是generic類(lèi)型 aggregate ID ID:identifier; MAN:manufacturer; ARG_OBJ: key mech_obj; 該屬性表達(dá)了對(duì)一 個(gè)對(duì)象的援用 T : matrix; endvar comp_obj aggregate ID ID:identifier; MAN:manufacturer; LEFT_ARG_OBJ:key mech_obj; RIGHT

8、_ARG_OBJ: key mech_obj; OP_CODE :( union,difference,intersection,) end一個(gè)無(wú)孔支架bracket的CSG的關(guān)系實(shí)例 mech_obj ID MAN TYPE “bracket #1”“plate #1”“plate #2” “Steal,Inc.”“Steal,Inc.”“Steal,Inc.” “comp_obj”“prim_obj”“prim_obj” comp_objID MANLEFT_ARG_OBJRIGHT_ARG_OBJOP_CODE “bracket #1” “steal,Inc.” “plate#1” “p

9、late #2” “union” prim_objID MAN MAT PRICE PTYPE “plate #1”“plate #2” “steal,Inc.”“steal,Inc.” “iron”“iron” 20.0010.00 “cuboid”“cuboid” cuboidIDMANMATPRICE LENGTH WIDTHHEIGHT“plate #1”“plate #2” “steal,Inc.”“steal,Inc.” “iron”“iron” 20.0010.00 10 10 5 2 0.5 0.5 對(duì)該模型的總結(jié)與討論特點(diǎn)：1.擴(kuò)展了對(duì)概括籠統(tǒng)和聚集籠統(tǒng)的支 持,方法簡(jiǎn)單，易

10、了解。 2.經(jīng)過(guò)復(fù)制方案實(shí)現(xiàn)承繼。問(wèn)題：1.由于復(fù)制呵斥大量冗余，效率低下。 2.沒(méi)有面向?qū)ο笮袨?，即不允許詳細(xì) 的行為操作。 3.根本對(duì)象的語(yǔ)義構(gòu)造依然不易表達(dá)。 4.為保證一致性，在更新操作時(shí)需求進(jìn)展持 續(xù)的信息復(fù)制，開(kāi)銷(xiāo)較大。6.2 分子對(duì)象 對(duì)generic類(lèi)型的進(jìn)一步擴(kuò)展 分子對(duì)象(Molecular Object的概念 分子對(duì)象由分子集合組成 分子集合將一系列實(shí)例(可以是不同類(lèi)型) 和它們的關(guān)系，聚集對(duì)象為較高層次的 實(shí)體 分子對(duì)象的構(gòu)造分類(lèi)： 不相交/非遞歸； 相交/非遞歸； 不相交/遞歸； 相交/ 遞歸；相交：指一個(gè)分子對(duì)象的組成部分能否能被其他同類(lèi)型分子對(duì)象共享。遞歸/非遞歸

11、：分子對(duì)象的構(gòu)造能否是遞歸定義的。四種類(lèi)型分子的進(jìn)一步闡明 不相交/非遞歸 是最簡(jiǎn)單的構(gòu)造 分子集合內(nèi)的一切分子之間均是兩個(gè)不 相交的、構(gòu)造不重疊的，因之也不是遞 歸定義的。 例如：原始對(duì)象集合。 相交/非遞歸的分子對(duì)象 分子間存在共享對(duì)象成份，即兩個(gè)分子 能夠在一些抵賴(lài)的分子對(duì)象上重疊。 例如：具有同一平臺(tái)的兩個(gè)幾何體 不相交/遞歸 具有遞歸定義的不共享的分子構(gòu)造， 例：幾何對(duì)象的CSG表示是一個(gè)遞歸分子 對(duì)象的典型例子，它構(gòu)成一顆二叉樹(shù)。參照?qǐng)D3.2支架表示 遞歸/相交 假設(shè)允許CSG中的幾何部件被共享，那么 它是一個(gè)有向無(wú)環(huán)圖DAGCSG1CSG26.3 將QUEL表達(dá)式作為類(lèi)型的關(guān)系模

12、型的擴(kuò)展 QUEL:由伯克利分校研制的Ingres查詢(xún)言語(yǔ) 類(lèi)似于元組關(guān)系演算 QUEL的組成：由三個(gè)子句組合而成range of子句：類(lèi)似于from子句，作用為聲明元組變量的取值范圍，書(shū)寫(xiě)格式為range of t is r(t為關(guān)系r的一個(gè)元組變量)retrieve子句：類(lèi)似于select子句，作用為確定查詢(xún)目的，其變量必需曾經(jīng)在range子句中聲明，retrive t.A查詢(xún)t的A屬性值where P子句：條件子句，P為選擇謂詞 *請(qǐng)參考“數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概念第五章普通化援用基制的模型構(gòu)造 純關(guān)系構(gòu)造例如：E-R： 關(guān)系表boundaryGEO_IDFACE_ID“cube#1”“cube#1

13、”“cube#1”“f1”“f6”“f1”mech-partboundaryfacesNMfacesIDSURFACE“f1”“f2”“f6”mechanical_partIDNAME“cube#1”“cube#2”“cube#3”QUEL查詢(xún)語(yǔ)句序列 range of m is mechanical_partrange of f is facesrange of b is boundaryretrive m.all,f.allwhere m.ID = “cube#1 and m.ID = b.GEO_IDand f.ID = b.FACE_ID range of m is mechanica

14、l_partretrive m.all, m.FACE_JOINwhere m.ID = “cube#1 range of f is facesretrive f.GEO_JOINwhere f.ID= “f1關(guān)系模型的擴(kuò)展 關(guān)系屬性類(lèi)型中擴(kuò)展一個(gè)新類(lèi)型QUEL類(lèi)型 QUEL類(lèi)型為一個(gè)QUEL查詢(xún)表達(dá)式，它可以在被援用是觸發(fā)執(zhí)行 運(yùn)用QUEL類(lèi)型替代外鍵聯(lián)接關(guān)系，例如上圖boundary，從而將原來(lái)顯示的聯(lián)接隱含在父關(guān)系的某個(gè)屬性中，只需在動(dòng)態(tài)聯(lián)接時(shí)才被激活上述關(guān)系例如的擴(kuò)展mechanical_partIDNAMEFACE_JOIN“cube#1”“cube#2” “range of f i

15、s faces retrive f.all where f.ID in “f1”, ”“range of ”facesIDSURFACEGEO_JOIN“f1”“f2”“f6”10.015.0“range of m is mechanical_part retrieve m.all where m.ID in “cube#1”, “cube#2”相應(yīng)的QUEL查詢(xún)語(yǔ)句 利用mech-part的FACE-JOIN和faces中的GEO-JOIN屬性代碼為：range of m is mech-partretrieve m.all,m.FACE-JOINwhere m.ID = “cube#1ra

16、nge of f is facesretrieve f.GEO-JOINwhere f.ID=“f1進(jìn)一步的擴(kuò)展 range of m is mech-partretrive m.FACE-JOIN.SURFACEwhere m.ID = “cube#1 利用利用QUEL類(lèi)型和操作符類(lèi)型和操作符.的重載，可的重載，可以在構(gòu)造一個(gè)復(fù)雜的援用鏈時(shí)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化以在構(gòu)造一個(gè)復(fù)雜的援用鏈時(shí)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化顯式聯(lián)接的方法簡(jiǎn)化查詢(xún)和關(guān)系表的構(gòu)建顯式聯(lián)接的方法簡(jiǎn)化查詢(xún)和關(guān)系表的構(gòu)建平安性的缺陷 由于采用隱式的聯(lián)接方法(經(jīng)過(guò)QUEL函數(shù))，使得查詢(xún)結(jié)果只需在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)展動(dòng)態(tài)聯(lián)接時(shí)才干確定，因此容易產(chǎn)生類(lèi)型平安性錯(cuò)誤 例如

17、：mechanical_partIDNAMEFACE_JOIN“cube#3”“cube#2” “range of f is other_faces retrive f.all where f.ID in “f20”, ,”f25”“range of ”other_facesIDSURFACEGEO_JOIN“f20”“f21”“f25”“smooth”“smooth”“rough”“range of m is mechanical_part retrieve m.all where m.ID in “cube#3”平安性的缺陷(續(xù)) 程序range of m is mechanical_pa

18、rtretrive sum(m.FACE-JOIN.SURFACE)where m.ID = “cube#1range of m is mechanical_partretrive sum(m.FACE_JOIN.SURFACE)where m.ID = “cube#36.4 關(guān)系模型中的籠統(tǒng)數(shù)據(jù)類(lèi)型 概念：該模型開(kāi)展得最好的是INGRES，他們?cè)陂_(kāi)場(chǎng)研制時(shí)已留有與C的接口ADT-INGRES，并進(jìn)一步開(kāi)展為POSTGRES?；\統(tǒng)數(shù)據(jù)類(lèi)型的建模過(guò)程 在關(guān)系建模時(shí)，可以將某些屬性顯式地闡明為一個(gè)籠統(tǒng)數(shù)據(jù)類(lèi)型ADT 例：cuboids ( id: integer, material: char(1

19、0), description: char(20), V1: ADT: vertex_type, V2: ADT: vertex_type, V8: ADT: vertex_type)籠統(tǒng)數(shù)據(jù)類(lèi)型的建模過(guò)程(續(xù)) 用戶(hù)在系統(tǒng)提供的環(huán)境上，定義一個(gè)ADT的接口闡明 例：define ADT(typename = “vertex_type, bytesin = 9, bytesout = 9, inputfunc = “to_internal_vertex, outputfunc = “to_external_vertex, filename = “/usr/ingres/vertex)XYZ“X

20、%Y%Zto_internal_vertexto_external_vertex籠統(tǒng)數(shù)據(jù)類(lèi)型的建模過(guò)程(續(xù)) 用戶(hù)需求用C(informix也允許用java)言語(yǔ)實(shí)現(xiàn)ADT的構(gòu)造讀寫(xiě)程序，并存放在按接口闡明的途徑所示位置 在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需有用戶(hù)需求檢索ADT的值，那么系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)展動(dòng)態(tài)聯(lián)接，激活并運(yùn)轉(zhuǎn)相應(yīng)的函數(shù) 例：執(zhí)行一個(gè)查詢(xún)r(jià)ange of c is cuboidsretrieve (c.material, c.description,c.V1)where c.id = 5 結(jié)果為：materialdescritptionV1XYZcoppermassive1.03.52.0 用同樣的方法

21、，可以定義并實(shí)如今ADT域上的各種用戶(hù)自定義操作 informix中運(yùn)用UDR工具實(shí)現(xiàn) 例：define adtop(opname = “Ry, funcname = “rotate_abount_y, filename = “/usr/ingres/./rotate_y, result = ADT: vertex_type, arg1 = ADT: vertex_type, arg2 = ADT: angle_type, prec like “+)6.5 XSQL支持的層次擴(kuò)展模型 XSQL是Kifer在1992中提出的一個(gè)SQL的面向?qū)ο蟮臄U(kuò)展模型 SQL-3規(guī)范已包括了SQL面向?qū)ο蟮臄U(kuò)

22、展 XSQL支持的層次擴(kuò)展主要針對(duì)復(fù)合對(duì)象模型，其擴(kuò)展的主要是聚合籠統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法基于純關(guān)系模型的XSQL的根本構(gòu)成代用 Surrogates：由系統(tǒng)產(chǎn)生并維護(hù)的關(guān)系元組對(duì)象實(shí)例的邏輯標(biāo)識(shí)符特點(diǎn)獨(dú)一性系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生，用戶(hù)不能干涉不可修正，在一個(gè)對(duì)象的生命周期中堅(jiān)持不變代用產(chǎn)生的標(biāo)識(shí)符該當(dāng)保證在“世界范圍內(nèi)的獨(dú)一性，以保證基于廣域網(wǎng)的分布式DB中每個(gè)元組的獨(dú)一性生成方法：processor IDdate & time component of 屬性XSQL利用該屬性建立元組間的援用關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義為part-of 特點(diǎn)：component-of屬性支持元組間的1:1和1:N的聯(lián)接 E-R表示

23、： 關(guān)系表的定義create table E1(E1-ID:identifier, E1_DATA:)create table E2(E2-ID:identifier, E2_FATHER:component of (E1), E2_DATA:) component of 的值是與E2的一個(gè)元組e2具有R1聯(lián)絡(luò)的E1的元組e1的ID值NE1R1E2componet of1 多層次的援用構(gòu)造E1E2E3E4R1R2R3(0,*)(0,*)1 1(1,1)(0,*)(1,1)(1,1)NNN1create table E1(E1-ID:identifier, E1_DATA:)create tab

24、le E2(E2-ID:identifier, E2_FATHER:component of (E1), E2_DATA:)E2E2-IDE2-FATHERE2-DATA$589000101$589000103$589000100$589000100E3E3-IDE3-FATHERE3-DATA$589000102$589000104$589000100$589000100E4E4-IDE4-FATHERE4-DATA$589000105$589000101E1E1-IDE1-DATA$589000100$589000200代用標(biāo)識(shí)符的組成含有元組對(duì)象間的依賴(lài)關(guān)系，即對(duì)屬于同一個(gè)復(fù)合對(duì)象的元組，其ID值具有一樣的前綴系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)復(fù)合對(duì)象建立一個(gè)map的映射，含有指向該元組的存儲(chǔ)位置指針TIDs元組間N:M聯(lián)絡(luò)的擴(kuò)展方法 原理：由于XSQL是在純關(guān)系上進(jìn)展的擴(kuò)展，因此，不能夠表示集合屬性，處理N:M關(guān)聯(lián)的方法只能采用第三方關(guān)系專(zhuān)門(mén)定義一個(gè)援用關(guān)系表R，將兩個(gè)有聯(lián)絡(luò)的元組對(duì)應(yīng)起來(lái) referen