Объектно-ориентированная модель

Основное назначение объектно-ориентированных БД (ООБД) состоит в длительном хранении структур данных и объектов программ. Эта задача появилась очень давно, так как для достаточно большой программы фактически всегда актуальной задачей являлось сохранение и восстановление промежуточных результатов работы. Обычно для этой цели использовались файлы и потоковый ввод-вывод. Но в этом случае главный недостаток файловой системы хранения данных, заключающийся в невозможности использования сохраненных данных другими программами, являлся серьезным препятствием при разработке больших программных комплексов, состоящих из многих взаимодействующих приложений. Приходилось для каждой программы писать специальные конверторы объектов в формат, пригодный для совместного хранения и общего использования. И наоборот, чтение данных в программу подразумевало написание конвертора сохраненных в файле объектов обратно в переменные оперативной памяти компьютера. С появлением баз данных для хранения общих данных стали использовать технологию баз данных. Но это не решило проблемы, так как приходилось конвертировать объекты в формат БД и наоборот. По разным оценкам, на это уходило до 30% времени выполнения программы.

Успех объектно-ориентированного метода программирования, наращивание объема программ, необходимость создания очень сложных программных комплексов, состоящих из многих компонентов, привело к созданию стандартов совместного хранения и использования объектов, что в свою очередь, привело к созданию объектно-ориентированной модели данных (ООМД). С другой стороны, оказалось очень удобным использовать классы как определенные пользователем инкапсулированные типы объектов произвольной внутренней сложности для хранения данных. При этом подходе появилась возможность представления и реализации сложных моделей данных, так как не было необходимости учитывать многочисленные ограничения, накладываемые моделью данных, например, требование атомарности атрибутов в реляционной модели. Несомненным достоинством ООМД является также способность к хранению объектов произвольной сложности, отражающих сложность реальных объектов. Для хранения подобного объекта в реляционной БД потребовалось бы множество записей в нескольких таблицах, что привело бы к потере соответствия между реальным объектом и сохраненным.

ООБД преимущественно используются вместе с объектно-ориентированными программами и служат для длительного хранения их объектов. Такие программы специально разрабатываются для совместной работы с ООБД. В обычных объектно-ориентированных программах объекты существуют в оперативной памяти компьютера в течение времени выполнения программы и соответственно называются временными. ООБД расширяют время существования объектов так, чтобы они были доступны длительное время и после завершения работы программы. Другими словами, ООБД позволяет сохранять области оперативной памяти, представляющие собой копии объектов, во внешней памяти. С другой стороны ООБД обеспечивает возможность восстановления сохраненных объектов в оперативной памяти и обеспечение доступа к ним другим программам. Такая возможность длительного хранения объектов требует включения механизмов поиска, индексации, обеспечения целостности и безопасности информации, принятые в базах данных.

Структура ООМД графически представляется в виде дерева, узлами которого являются объекты, а соединительные линии представляют собой связи между объектами. Говорить о строгой иерархической структуре нельзя, так как объекты могут наследовать свойства нескольких базовых объектов. Несмотря на внешнюю схожесть логической структуры, ООМД коренным образом отличается от иерархической модели. Основное отличие состоит в методах обработки данных.

Для моделирования объектно-ориентированных систем разработан язык моделирования UML (Unified Modelling Language), который можно определить как промышленный объектно-ориентированный стандарт моделирования. С помощью построения различного рода классов, диаграмм, последовательности и т.п., этого языка можно визуально разрабатывать объектно-ориентированные приложения, в том числе и БД.