bancos de dados orientados a objeto

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UnB – Departamento de Ciência da Computação

Bancos de Dados Orientados a Objeto

Estudo de Casos

Kelly Prudente Pereira

Luciano Soares BohnertOrientador: Fernando Albuquerque

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Objetivos do Projeto

• Estudar a evolução na área de Bancos de Dados até o paradigma da Orientação a Objetos.

• Avaliar o porque de Bancos de dados Orientados a Objetos.

• Analisar duas opções disponíveis no mercado:- Jasmine- Poet

• Implementar um sistema exemplo utilizado um banco de dados Orientado a Objetos (Jasmine).

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Introdução

• Um Histórico da Evolução dos Modelos de Dados– Como tudo aconteceu após os anos 60– Modelo Hierárquico

• Novas vantagens• Novos Problemas

– Modelos de Rede• IDS (Integrated Data Store)

• Rede Simples• Rede Complexa

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Introdução– Modelo Relacional

• Tabelas bidimensionais.• ad hoc queries

– Modelo Orientado a Objeto• Armazenamento de objetos persistentes.• Armazenamento de dados complexos.• Categorias de Produtos

– ODBMSs puros – Gerenciadores de Armazenamento Persistente – Object Wrappers – DBMSs híbridos ou post-relacional ou ORDBMS

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Orientação a Objetos e o Modelo de Dados

Orientado a Objetos• Elementos da Orientação a

Objetos– Objetos

• Classes • Tipos de método• Sobrecarga

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A Orientação a Objetos

– Herança

ContaPoupança

dataAniversariovariacaoname

ContaCorrente

limitejuros

Conta

numerosaldocliente

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A Orientação a Objetos

– Herança múltipla – Interface – Polimorfismo

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O modelo de Dados Orientado a Objeto

• Relacionamentos entre os dados– Identificadores de Objetos – Gerenciamento de memória– Relacionamento Um-Muitos– Relacionamento Muitos-Muitos

– Relacionamento “É um (a)” – Relacionamento Extends – Relacionamento Todo-Parte

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O modelo de Dados Orientado a Objeto

• Integridade de Relacionamento

• Diagramas de relacionamentos• A UML (Unified Modeling Language)

Para a Classe País:

Para a Classe Estado:

stados : (set) Estado

inverse is Estado.País

ais : pais

inverse is País.Estado

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Porque ODBMS: Comparando RDBMS e

ODBMS• Bancos Relacionais e Linguagens

Orientadas a Objeto– Vantagens do Relacional:

• Capacidade• Velocidade• Eficiência

• SQL (Joins)

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O Modelo de Relacional

• Bidimensional• Chaves para manter os relacionamentos

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O Modelo de Objeto

• Combina:– Código– Dados

• Características:– Herança– Encapsulamento– Polimorfismo

• OID

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Combinando os modelos

• Esquema de definição no Banco de Dados para Objetos– Mapear objetos em RDBMS(programação extra)– Mapear RDBMS em objetos (poucos tipos, não tem

suporte a características OO)

• Camadas de persistência.

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Manipulação de Dados para Objetos

• Gereciamento de objetos em memória• Exclusão de todas as tabelas• Consulta em todas as tabelas

• Limitação destas soluções– Dois Modelos

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Bancos da Dados Orientados a Objeto

• Suporte a Objetos• Operações Básicas no Banco de Dados

– Banco “conhece” o esquema real– Não há perigo de dois objetos estarem carregados

em memória

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Padronizações

• ODMG (Object Database Management Group)

• A proposta padrão ODMG– Terminologia básica– Tipos: Especificações e implementações

• Tipos primitivos

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Padronizações

– Herança• Herança e interfaces

• Extends

nterface Empregado {....};

nterface Professor : Empregado {....};

nterface Professor_Substituto : Professor {....};

nterface Professor_Auxiliar : Professor {....};

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Padronizações– Objetos

• Identifcadores• Nomes• Persistentes e transientes• Objetos atômicos• Coleções• Objetos Estruturados

– Modelando estados – Propriedades• Atributos• Relacionamentos

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Padronizações– Modelando comportamentos – Métodos– Locking e controle de concorrência– Modelo de transação

• Transação e Processos• Operações Tradicionais interface Transaction {

void begin() raises(TransactionlnProgress,DatabaseClosed); void commit() raises(TransactionNotlnProgress); void abort() raises(TransactionNotlriFrogress); void checkpoint() raises(TransactionNotlnProgress); void join() raises(TrarisactionNotlnProgress); void Leave() raises(TransactionNotlnProgress); boolean isOpen():}

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Padronizações

– Operações no Banco• Open()• Close()• Bind()• Unbind()• Lookup()

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ODL • ODL(Object Definition Language )

– Estrutura de classes e interfaces

– Declarando atributos

– Relacionamentos

lass nome_classe extends nome_super_classe : nome_interface

extent nome_extensão)

//elementos da classe

;attribute tipo nome_atributo ;

relationship classe_relacionada_a nome_relacionamento

inverse classe_relacionada_a :: nome_relacionamento_da_classe_relacionada;

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ODL

– Assinaturas de métodos tipo_retorno nome_metodo(lista parâmetros) raises (lista_exceções)

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OQL

• OQL(Object Query Language)– Entrada e resultado de consulta

– Navegando nas expressões

select struct (i: x.idade, s: x.sexo)from (select y from Empregados y where y.anosdecasa = “10”) as x where x.nome = “Kelly”

p.pai.endereço.cidade.nome

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OQL– Predicados– Operadores booleanos– Polimorfismo

• “late binding”

• Class indicator

select p.atividadesfrom Pessoas p

select ((Estudante)p).notafrom Pessoas p

where “curso” in atividades

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Jasmine

• OBD puro• Bancos Objeto-Relacionais (Híbridos)• Velocidade (Performance)• Flexibilidade• Desenvolvimento com Jasmine

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Object Databases – Conceitos do Jasmine

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Componentes do Jasmine

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O Projeto do Jasmine

• Componentes do Jasmine• A Arquitetura do Jasmine• O Servidor de Bancos de Dados• O Cliente Jasmine• Considerações com a Largura de

Banda

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O Projeto do Jasmine - cont

• A estrutura do Jasmine• A Biblioteca de Classes do Jasmine• As famílias de Classes do Usuário• Desenvolvimento por terceiros• A ODQL• Stores (Armazéns)• As Bibliotecas de classes do Jasmine

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5. Persistent Java

• Como o pJ funciona?• Transações• Persistência e Transiência• Classes providas pelo pJ• Classes criadas pelo Usuário

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Como o pJ funciona?

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Persistent Java – Ativação

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Persistent Java - cont

• O modelo de ativação do pJ• Bases de Dados e Transações

(Objetos)• Abrindo uma base de Dados• Nomeando e procurando por Objetos

no Banco de Dados• Gerenciando Transações• Métodos Gerados

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POET

• Sobre a POET Software– O POET Object Server Suite (OSS)– A arquitetura do OSS

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POET

• A Tecnologia POET’s Fast Object– Armazenamento nativo de objetos e

Otimizador de consultas– Sistema de smart cahching– Consultas baseadas no servidor– Patterns de acesso– Locking em nível de objetos

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POET

– Recuperação de espaço de armazenamento

– Mapeamento de código– Versionamento On-the-fly– Suporte a tipos de dados definidos pelo

usuário– Ferramentas de administração

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Plataformas Suportadas pelo OSS 6.1

• Windows• Solaris• Linux• HP-UX

• Netware

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Edição do POET SDK para Java

• Persistência e o Banco de dados POET– POET Java enhancer(PTJ) – Arquivo de configuração

– Funções básicas de manipulação de dados• Bind• Lookup• Delete

[classes\Pessoa]persistent = true

[schemata\my_dict]oneFile = false[databases\my_base]oneFile = false

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POET• Banco de dados e Dicionários

– [databases\Contas]

– schema = SchemaConta

– onefile = true

• Collections• Navegação pelos objetos

– Alcance da persistência– Acess Patterns– [schemata\dict\accessPatterns]– usedPatterns = AmigosEParentes– defaultPreloadDepth = 2– maxPreloadObjects = 7– [schemata\dict\accessPatterns\ AmigosEParentes]– pattern = *.Pessoa.pai, *.Pessoa.mae:4,*.Person.amigos[0-$]:1

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Access Patterns

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Poet - Transações

– Transações Database db = new Database();

• db.open(...);• Transaction trans = new Transaction( db );

trans.begin();

• Locks• Checkpoints• Transações aninhadas

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Edição do POET SDK para Java - cont

• POET Java e aplicações multicamada

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Desenvolvimento com Bancos de Dados

Orientados a Objeto• O processo de desenvolvimento

(RUP)– Orientado a Casos de Uso– Centrado na Arquitetura– Interativo e Incremental

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Modelagem do Sistema

• Business Modeling– Business Actors – Business Use-Case Model– Business Object Model

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Modelagem de Negócio

Business Modeling

Banco Genérico

O propósito do modelo de negócio é:

- Entender a estrutura e dinâmica da Organização.- Garantir que clientes, usuários finais, e desenvolvedores tenham um entendimento comum da organização.- Derivar requisitos de sistemas para suporte a organização.

Use Cases Mode l

O Modelo de Casos de Uso é um modelo de que funções o sistema proverá e seu ambiente, e serve como um contrato entre clientes e desenvolvedores. O modelo de casos de uso é usado como insumo essencial para as atividades de análize, projeto e testes.

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Modelo de Casos de Uso

Internet Banking

Auto Atendimento

Atendimento Personalizado

Business Uses Cases (Processos)

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Modelo de Casos de Uso – Auto-Atendimento

Casos de Uso Auto Atendimento

Sacar Auto Atendimento

Transferir Auto Atendimento

Obter Saldo Auto Atendimento

Obter Extrato Auto Atendimento

Depositar Auto Atendimento

Pagar Auto Atendimento

Correntista Auto-Atendido

(from Business Actors)

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Sistema de Auto-Atendimento - Análise e Projeto

Analysis Model

Logical View

ProjBanGen Modelo de Projeto dos Sistemas do Banco Genérico- O Modelo de Projeto é o modelo do sistema que contem as classes e colaborações que realizam os Casos de Uso do Sistema. Ele representa o espaço de soluções.

O Modelo de Análise contem as classes de análise e outros artefatos associodos. É um modelo de objeto descrevendo as realizações dos Casos de Uso e serve como abstração para o Modelo de Projeto.

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Projeto Banco Genérico

• Projeto SisCon• Projeto SisAAModelo de Desing do Banco Genérico

SisAA SisCon

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Projeto – Sistema de Contas

VerificadorOpcao

sendOpcao()instantiateControleTransacaoBancaria()sendOpcao()

IVerificadorOpcao

sendOpcao()instantiateControleTransacaoBancaria()

IOpcao

getTitulo()isExecutable()

getArraySubOpcao()

IControleTransacaoBancaria

getNomeCliente()

PRI

(from jasmine)

jasmine

global

(from pJ)

ListOfObject(from jasmine)

ControleTransacaoBancaria

nomeCliente : Stringnome : String

OpcaoMenu

titulo : StringisExecutable : boolean

getOpcao()getTitulo()isExecutable()getArraySubOpcao()

0..1

+controleTransacaoBancaria

0..1

-subOpcao

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Projeto – SisConIConta

getCliente()getNumero()getAgencia()

getSaldo()

IAgencia

getNumero()getEndereco()

getNome()

ICliente

getNome()getTelefone()

getCPF()getSenha()

Esquema do Banco de Dados com Interfaces

IContaCorrente

getLimite()getSaldoDisponivel()

IContaPoupanca

getVariacao()

ContaPoupanca

ContaCorrente

PessoaFisica

TituloConta

ITituloConta

getNumero()getNomeEmp()

getValor() DominioLancamento

Agencia

Cliente

Lancamento#dominio

ListOfObject(from jasmine)

Conta

#agencia

-conta

#cliente

0..n

1..2

#lancamentos

0..n

1..2

#listaLancamentos

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Projeto – Sistema de Auto-Atendimento

TelaMenu

setMenu()

Diagrama de Classes da Escolha de Transação

JPanel(from swing)

ActionEvent(from event)

IMenu

setMenu()addActionListener()

IVerificadorOpcao

sendOpcao()instantiateControleTransacaoBancaria()

(from SisCon)

ControleTelas-menu

-iVrfOpc

IOpcao

getTitulo()isExecutable()

getArraySubOpcao()

(from SisCon)

ActionListener(from event)

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Projeto - SisAAClasses de GUI

PanelGeral

jbInit()setErro()setInstrucao()setPanelWork()setTituloBanco()setTituloTransac()

TFrame

jbIni t()processWindow Event()

JFrame(from swing)

JPanel(from swing)

TelaMenu

setMenu()

Tela Transação

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Conclusão

• Problemas• Vantagens• Referências

bancos de dados orientados a objeto

Technology