1J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Le modèle de l'ODMGLe modèle de l'ODMG
1. Contexte 2. Le modèle de l'ODMG et ODL
Un exemple de base
3. Le langage OQL 4. OML : intégration aux langages C++, Java et Smalltalk 5. Conclusion
2J.PHILIPP d'après G. Gardarin
1. Contexte1. Contexte
Object Database Management Group Fondé en septembre 1991 par 5 constructeurs:
O2 Technology Objectivity Object Design Ontos Versant
Version 2.0 96 avec 10 auteurs POET Soft, Barry & Ass., American Man. Syst., Windward Sol., Lucent
De nombreux observateurs externes participent à l'élaboration.
Le groupe propose de définir des concepts standards pour la conception des SGBDO.
3J.PHILIPP d'après G. Gardarin
2. Le modèle de l'ODMG2. Le modèle de l'ODMG
C'est une extension du modèle de l'OMG. L'OMG a proposé un modèle standard pour les objets, supporté par
le langage IDL (Interface Definition Langage), également de l'OMG. Les BD objets nécessitent des adaptations/extensions :
instances de classes, collections, associations, persistance, transactions.
Ce modèle est un candidat pour un profil BD de l'OMG. Mis en oeuvre à l'aide du langage ODL, langage de niveau
conceptuel, supportant un modèle abstrait implémenté dans les langage C++, Smalltalk, Java.
4J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Quelques définitions de l'ODMGQuelques définitions de l'ODMG
ODL (Object Definition Langage) Langage de définition de schéma des bases de données objet
OQL (Object Query Langage) Langage d'interrogation de bases de données objet basé sur des
requêtes SELECT proches de celles du langage SQL
OML (Object Manipulation Langage) Langage de manipulation intégré à un langage de programmation
objet permettant la navigation, l'interrogation, la mise à jour d'objets persistants.
L'OMG en propose trois variantes : OML C++, OML Smalltalk, OML Java.
5J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Interfaces d'accès à un SGBDO (ODMG)Interfaces d'accès à un SGBDO (ODMG)
C'est une adaptation du modèle objet de l'OMG. Elle est possible à partir des langages de propgrammation
orientés objet tel le langage C++.
SGBDO
ODL OQL OML C++ OML SmalltalkOML Java
6J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Gérant d'objets
LOO
Persist.
OQL
OQL = Object Query Language
ODL = Object Defintion Language
LOO = Langage Orienté Objet
• Persistance • Concurrence
• Identification • Fiabilité• Accès • Sécurité
ODL
Outils Interactifs
• Editeur de classes• Manipulateur d’objets• Bibliothèques graphiques• Débogueur, éditeur
Architecture conforme de l'ODMGArchitecture conforme de l'ODMG
Processus de génération d'un fichier exécutable
7J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Lien avec les langages de programmationLien avec les langages de programmation
Déclaration en ODL ou PL ODL
ApplicationSource en PL
pré-compilateur
de déclarations
compilateurde PL
ODBMSRuntime
ApplicationBinaire
Editeur de liens
Exécutable
PL : programminglangage
8J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Interface, classe, littéralInterface, classe, littéral
Définition d'Interface (Interface Definition) Spécification du comportement (ou d'une de ses parties) observable par les utilisateurs
pour un type d'objet.
Définition de classe (Class Definition) Spécification du comportement et d'un état observable par les utilisateurs pour un type
d'objet.
Extension de Classe (Class extension) Collection caractérisée par un nom contenant les objets de la classe.
Définition de Littéral (Literal Definition) Spécification d'un type de valeur correspondant à un état abstrait, sans comportement.
Exemple : déclaration de type en langage C++ (entier, flottant, structure, classe, etc.)
9J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Hiérarchie des typesHiérarchie des types
Type
Interface
Classe
Littéral
Un modèle objet-valeur. Valeurs = littéraux
entier, réel, chaînes de caractères, ... structure<>, enum<>
Les objets implémentent des interfaces
(comportement) peuplent des extensions de classes
(comportement + état)
Deux type d'héritage comportement (interface) de structure abstraite ou d'état d'objet,
notés EXTENDS (ne pas confondre avec EXTENT).
10J.PHILIPP d'après G. Gardarin
L'Objet, instance d'une classeL'Objet, instance d'une classe
Identifié par un OID (chaîne binaire spécifique) OIDs gérés par le SGBDOO pour distinguer les objets, OID permet de retrouver l'objet, reste invariant durant sa vie, OIDs peuvent être choisis par les utilisateurs.
Persistant ou transient Les objets de la BD sont des objets persistants, peuvent être
nommés par les utilisateurs et sont uniques dans la base. Les objets transients restent en mémoire pendant l'exécution de la
requête. Peut être simple ou composé
atomique (spécifié par l'utilisateur par des définitions de classes), collection d'objets ou de littéraux, structurés.
11J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Propriétés de tout type d'objetPropriétés de tout type d'objet
Gestion à partir d'un ensemble d'opérations héritées création, verrouillage, comparaison, copie, suppression
Instanciation à partir d'une interface "usine" interface ObjectFactory { Object new(); };
L'héritage des opérations est implémenté dans le SGBDOO interface Object { void lock(in Lock_Type mode) raises (LockNotGranted); // verrou bloquant boolean try_lock(in Lock_Type mode); // verrou non bloquant boolean same_as(in Object anObject); // comparaison d'identifiant Object copy(); void delete() ; }; //constructeur copie et
destructeur
12J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Objets structurésObjets structurés
Les objets structurés s'inspirent des objets SQL2. Ils permettent la gestion du temps.
DATE // objet date avec les méthodes associés INTERVAL // objet durée pour une structure TIME // heure avec les fuseaux horaires associés TIMESTAMP // encapsulation d'une date et d'une durée
Il sont la version objet des littéraux correspondants. Ils sont fournis avec des méthodes
ajout d'intervalles extraction de mois, jour, année ...
13J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Objets collections (1/2)Objets collections (1/2)
Instances de collections homogènes Exemples : Set<t>, Bag<t>, List <t>, Array<t>, Dictionary<t,v>
Héritent d'une interface commune Collection Interface Collection : Object { unsigned long cardinality(); boolean is_empty(), is_ordered(), allows_duplicates(),
contains_element(in any element); void insert_element(in any element); void remove_element(in any element) raises(ElementNotFound); Iterator create_iterator() ; Bidirectionalterator create_bidirectional_iterator() ; };
14J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Objets collections 2/2)Objets collections 2/2)
Un itérateur permet d'itérer sur les éléments : Interface Iterator {void reset() ; any get_element() raises (NoMoreElements); void next_position raises (NoMoreElements); replace_element (in any element) raises(InvalidCollectionType) ; ...};
Chaque collection est dotée d'une interface spécifique. Exemple : Collection Dictionnaire
Collection de doublets <clé-valeur>, la clé est unique. Interface Dictionary : Collection { exception keyNotFound(any key); // Gestion des exceptions void bind(in any key, in any value); // insertion void unbind (in any key)raise(KeyNotFound); // suppression void lookup (in any key)raise(KeyNotFound); // recherche boolean contains_key(in any key) ; } // test d'appartenance
15J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Type
Object Literal
Atomic Object Structured ObjectCollection Object Atomic Lit.
LongShortUlongUshortFloatDoubleCharacterBooleanstringoctetenum<>
DateTimeTimestampInterval
Set <>Bag <>List <>Array <>Dictionary<>
Structured Lit.Collection Lit.
Structure<>DateTimeTimestampInterval
Set <>Bag <>List <>Array <>Dictionary<>
Hiérarchie des types ODMGHiérarchie des types ODMG
16J.PHILIPP d'après G. Gardarin
AttributsAttributs
Propriété permettant de mémoriser un littéral ou un objet. Peut être interprété comme la définition des deux méthodes
Set_value Get_value
Caractéristique d'un attribut son identificateur, le type de ses valeurs légales.
L'implémentation d'un attribut n'est pas obligatoire.
17J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Buveurs Vins
Boire
Est_bu_par
Fonction de traversée
Les Associations (Relationships)Les Associations (Relationships)
Associations binaires, bi-directionnelles de cardinalité (1:1), (1:N), (N:M).
Opérations Add_member, Remove_member Traverse, Create_iterator_for
18J.PHILIPP d'après G. Gardarin
ExemplesExemples
Exemple : Interface buveurs { ... Relationship list<vins> boire inverse
vins::est_bu_par; }; Interface vins { ... Relationship set<buveurs> est_bu_par inverse
buveurs::boire;};
Le SGBDO garantit le maintient de l'intégrité Références dans les deux sens si inverse déclaré. Ce n'est pas le cas pour un attribut valué par un objet
attribut boire list<vins>
En l'absence de chemin inverse, il n'y a pas d'intégrité référentielle.
19J.PHILIPP d'après G. Gardarin
OpérationsOpérations
Représentent le comportement du type de l'objet Propriétés:
nom de l'opération nom et type des arguments (in) nom et type des paramètres retournés (out) nom des conditions d'erreurs (raises)
Exemple: Interface buveurs { ... int boire(in vins v, in int qte) raises(novins); }; //signature
20J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Instantiate
has
Property
support
2 define
extends
*
* *
1
1
Relationship
add_memberremove_member
ObjectOIDhas_name?namesclasscreatedeleteexitssame_has?
key_listextent_namesuper_class
Attributeattr_nameattr_typeset_valueget_value
Traversal pathpath_nameto_cardinalityto_typetraversecreator_iterator
Operation
signatureinvokereturnreturn_abnormally
Class
*
+ Type, littéraux, interface, ....
1
Méta-modèle du modèle ODMGMéta-modèle du modèle ODMG
21J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Personnenssnom
prenomdatenaisvieillir()dormir()
Employéfonctionsalaireprimes
travailler()
Buveurtypeétat
boire()
Vincru
millésimedegré
qualité
Appart.étage
norue
codeville
Supérieur
Inférieur Boire
Bu_par
Habite
Loge
Voiturenveh
couleurmarque
kmrouler()
Possède
Appartient
EmployéBuveur
Exemple de base de donnéesExemple de base de données
22J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Définitions associéesDéfinitions associées
Interface Personne { // interface abstraite pour implémentation dans classe
attribute string nss ;
attribute string nom ;
attribute string prenom ;
attribute date datenaissance;
relationship Appart habite inverse Appart::loge; // relationship
relationship Voiture Possede inverse Voiture::Appartient; // relationship
short vieillir();
void dormir()
short age();
};
23J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Définitions associées (suite)Définitions associées (suite)
class Employé : Personne(extent Employés key nss)
//classe avec extension de personne + {
attribute enum fonct{ingénieur, secrétaire, analyste, programmeur} fonction;
attribute float salaire ;
attribute list<float> primes ; //attribut multi-valué
relationship Employé inferieur inverse supérieur;
relationship Employé supérieur inverse inférieur;
void travailler();
};
24J.PHILIPP d'après G. Gardarin
3. Le langage OQL3. Le langage OQL
Permet un accès facile à une base objet via un langage interactif autonome, par intégration dans C++ ou Smalltalk ou Java.
Offre un accès non procédural pour permettre des optimisations automatique (ordonnancement,
index,…), pour garder une syntaxe proche de SQL 92.
Reste conforme au modèle de l'ODMG application d'opérateurs aux collections extensions ou imbriquées, création de résultats littéraux, d'objets, de collections, …
Support de mises à jour limitées via les méthodes.
25J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Concepts additionnelsConcepts additionnels
Expression de chemin mono-valuée Séquence d'attributs ou associations mono-valuées de la forme
X1.X2…Xn telle que chaque Xi à l'exception du dernier contient une référence à un objet ou un littéral unique sur lequel le suivant s'applique.
Utilisable en remplacement d'un attribut SQL.
Collection dépendante Collection obtenue à partir d'un objet car imbriquée dans l'objet
ou pointée par ce dernier. Utilisable dans la clause FROM.
26J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Forme des RequêtesForme des Requêtes
Forme générale d'une requête Expressions fonctionnelles à mixer avec Bloc select étendu
Select [<type résultat>] (<expression> [, <expression>] ...) From x in <collection> [, y in <collection>]... Where <formule>
Type du résultat Automatiquement inféré par le SGBD Toute Collection est autorisée (Bag par défaut) Il est possible de créer des objets en résultats.
La syntaxe est très libre avec un contrôle de type fort.
27J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Requête SimpleRequête Simple
Calcul d'une expression ((string) 10*5/2) || "toto" ===> string
Accès à un attribut d'un objet nommé mavoiture.couleur ===> littéral string
28J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Parcours d'association monovaluéeParcours d'association monovaluée
sélection de structure en résultat (défaut) select struct (name: b.nom, city: b.habite.adresse.ville) from b in buveurs where b.type = 'gros' ===> littéral bag <struct(Name,City)>
29J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Parcours d'association multivaluéeParcours d'association multivaluée
Utilisation de collections dépendantes. Les collections dépendantes sont parcourues par des variables
imbriquées derrière la clause From ce qui permet de traverser des chemin multivalués correspondant à des associations [1:N] ou [M:N].
Exemple : recherche du nom et prénom des buveurs de Volnay. select b.nom, b.prenom from b in buveurs, v in b.boire where v.cru = "volnay" ==> littéral bag<struct<nom:string,prenom:string>
30J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Imbrication de Select en résultatImbrication de Select en résultat
Calcul pour chaque employé d'une structure constitué de son nom et de ses inférieurs mieux payés. select distinct struct (nom : e.nom, inf_mieux_payes : list (select i from i in e.inferieur where i.salaire > e.salaire)) from e in employes ===> littéral de type set <struct (nom: string, inf_mieux_payes : list <employes>)>
31J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Invocation de méthodesInvocation de méthodes
Possible en résultat ou dans le critère de sélection select distinct e.nom, e.habite.adresse.ville, e.age() from e in employes where e.salaire > 10000 and e.age() < 30 ===> littéral de type set <struct>
32J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Création d'ObjetsCréation d'Objets
Définition : expressions de constructions Soit C une classe, p1, ..., pn des propriétés de la classe et e1, ..., en
des expressions. Alors C(p1 : e1, ..., pn : en) est une expression de construction.
Exemples de création d'objet E1 : création d'objet par appel de constructeur ayant une requête pour argument. employe (nss:15603300036029, nom:"jean", salaire: 100000)
E2 : recherche de tous les buveurs sans emploi employe (select struct(nss:b.nss, nom:b.nom, salaire: 4000) from b in buveurs where not exist e in employes : e.nss=b.nss )
33J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Définition d'objets via RequêtesDéfinition d'objets via Requêtes
Le résultat d'une requête peut être nommé (littéral ou objet nommé).
Syntaxe de définition de macros Define <nom> as <question> Permet de définir un objet nommé <nom> calculé par la question
Exemple Define Cesar as Select b From b in Buveurs Where b.prenom = "Jules"
34J.PHILIPP d'après G. Gardarin
QuantificationQuantification
Quantificateur universel for all x in collection : predicat(x) Exemple : for all b in Buveurs : b.age < 18
Quantificateur existentiel exists x in collection: predicat(x) Exemple : exists v in Employés.posséde : v.marque = "Renault"
35J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Calcul d'Agrégats, opérateur Group ByCalcul d'Agrégats, opérateur Group By
Similaire à SQL. Possibilité d'utiliser des prédicats Exemple
select e from e in employes group by (bas : e.salaire < 7000, moyen : e.salaire >= 7000 and e.salaire < 21000, haut : e.salaire >= 21000) ===>struct<bas: set(emp.),moyen:set(emp.),haut:set(emp.)>
36J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Expressions de CollectionsExpressions de Collections
Conversion de collections element (select v.marque from v in voitures where v.numero = "120 abc 75") ===> string
Mise à plat (applatissage) des collections flatten (select b.nom, select v.millesime from v in b.boire where v.cru = "volnay" from b in buveurs)
37J.PHILIPP d'après G. Gardarin
4. Intégration aux langages C++, Java, Smalltalk4. Intégration aux langages C++, Java, Smalltalk
Implémentation du modèle abstrait adaptation des concepts, types, collections.
Nécessité d'adapter le modèle certains concepts n’existent pas dans le langage
interface en C++ ==> classe association en C++ et Java ==> attributs rôles de type Ref <T> clés ==> pas de clés !
Nécessité d’intégrer OQL
38J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Gestion de transactionsGestion de transactions
Objet Transaction créé par Factory begin() pour ouvrir une transaction ; commit() pour valider les mises à jour de la transaction ; abort() pour défaire les mises à jour de la transaction ; checkpoint() = commit() + begin(), sans relâcher verrous ; join() pour récupèrer l'objet transaction dans la thread ; leave() pour dissocier un objet transaction de la thread ; Possibilités d'imbriquer des transactions; Contrôle de concurrence niveau objet (explicite ou défaut) ;
Ouverture et fermeture des bases
39J.PHILIPP d'après G. Gardarin
OML JavaOML Java
Persistance par atteignabilité classes connues du SGBDO objets capables de persister nommage par objets "database"
opérations bind, unbind, lookup tout objet nommé est racine de persistance
tout objet référencé par un objet persistant est persistant.
Adaptation des types. Package collections ODMG
set, bag, list, varray : collection
40J.PHILIPP d'après G. Gardarin
OML Java ... OML Java ...
Transparence des opérations opérations identiques sur un objet transient ou persistant.
Gestion des accès BD lecture objet en cas de référence absente écriture en mise à jour ou commit, les choix du développeur restent libres.
41J.PHILIPP d'après G. Gardarin
Intégration de OQLIntégration de OQL Interrogation directe des collections
possibilité d'appliquer un prédicat à une collection
ajout d'une fonction query à chaque collection
Exemple set<object> lesbonsvins; lesBonsVins = Vins.query("qualité = "Bons"")
Fourniture de la classe OQLQuery avec opérations OQLQuery(String question) bind(Object parameter) execute()
Exemple set BuveursCru; query = OQLQuery( "select distinct b
from b in buveurs, v in b.boire where v.cru = $1" );
query.bind("volnay"); BuveursCru = query.execute();
42J.PHILIPP d'après G. Gardarin
5. Conclusion5. Conclusion
Tentative de création d'un standard pour SGBDO vise à la portabilité des applications langage de requêtes très complet (et complexe) modèle abstrait et adaptation C++, Smalltalk, Java.
Extension de SQL pour collections imbriquées des différences avec SQL2 (sémantique, typage fort, …) des déficiences (contrôle, vues,…) des spécificités (nomination des objets, des requêtes, …) difficile à implémenter ...