Object-Relational 데이터베이스

(1)

Object-Relational 데이터베이스

(2)

1

복합 자료형

2

SQL에서의 구조형/상속/배열/다중집합

3

SQL의 참조형 및 객체 식별자

4

객체 -관계 특징구현

5

RDBMS/OODBMS/ORDBMS

6

(3)

관계형 데이터 모델의 문제

• 전통적인 데이타베이스 응용 프로그램들은 은행 업무나 급여 관리 등의 자료 처리 작업들로 구성

• 그러나, CAD/CAM, 과학 실험, 통신, 지리 정보 시스템, 멀 티미디어등과 같은 보다 복잡한 데이터 응용을 지원하는 데는 충분하지 못함

• 복잡한 응용 프로그램들은 중첩 레코드 구조, 다중값 속 성, 상속등 전통적인 프로그래밍 언어들에서 지원돼 온 복합 자료형 필요

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(4)

관계형 데이터 모델의 문제

• 이를 위해 복합 자료형을 지원하는 객체 기반 데이타베 이스 등장

• 관계형 데이타베이스를 쓰기 위해서는 이들을 단순한 SQL 자료형으로 변환될 필요가 있음

• 객체-관계형 자료 모델

– 복합 자료형과 객체지향 등 풍부한 형 시스템을 지원함으로써 기 존의 관계형 모델을 확장한 것

– 이를 지원하기 위해서는 SQL등의 관계형 질의어도 확장되어야

함

(5)

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객체-관계형 자료 모델 개요

(Object-Relational Data Models)

관계형(Relational) 자료 모델

객체-관계형 자료모델

상속(Inheritance)

type_i field₀ field₁ field₂ field…_n

type_j field₀ field₁ field₂

… field_n

복합자료형

(e.g. 구조형,다중집합, 배열 등…)

함수(function) 및 메소드(method) 정의 (polymorphism)다형성

자료추상화 (Data Abstraction)

 관계형 모델에 기반

 객체지향적 요소

 Structured User-Defined Types

 Attributes & Behavior

 Encapsulated : functions & methods

 Observers & Mutators

 Type Hierarchies

 User-Defined CAST, ordering

 Typed tables & reference types

 확장된 형(type) 시스템

 collection types

 large-object support

 User-defined data types



기타 …

(6)

복합 자료형

(Relational) 관계형 모델

객체관계형 (Object- Relational)

모델

다중값 속성

(multi-valued attr.)

^keywords

복합 속성

(composite attr.)

address

street

city state

 SQL:1999에서

구조형(Structured Type) 정 의

 구조형 필드를 속성으로 갖는 테이블 생성

 필드로 구분하여 각 필드 를 분리된 속성들로 구성



^{배열형 속성} ^또는 다중집합 속성으로 표현

 다중값 속성을 별도의 릴레이션으로 분리

복합 속성 및 다중값 속성 표현 차이점

(7)

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구조형 (SQL1999 : Structured User- Defined Type)

명칭

구조형(Structured Type)

or 사용자 정의 구조형 (Structured User-Defined Type)

특징

 다수의 속성(attributes)들로 구성되며 각 속성은 내장타입(built-in type), 중첩(nested)레코드 타입, 배열다중집합이 될 수 있다.

 메소드, 함수, 프로시져에 의해 행동을 정의할 수 있다.

 시스템이 정의한 observer 및 mutator functions(e.g. get..(), set..())에 의 해 각 속성이 은닉된다. 또한, 시스템이 정의한 기본함수들은 재정의 될 수 없다.

 사용자 정의 함수에 의한 사용자 정의 타입간 비교연산 수행

 형-상속(type-inheritance)지원

구문형식

CREATE TYPE name

[ UNDER supertype-name ] AS ( attribute-name type, … ) [ [ NOT ] INSTANTIABLE ] [ NOT ] FINAL

[ REF ref-option ] [ method-spec, … ]

SQL:1999의 구조형(Structured type) 요약

(8)

구조형 정의 및 테이블생성 예제

firstname lastname

city

zipcode name

street

dateOfBirth customer

address

E-R 모델

방법3 방법 1

 create type Name as (

firstname varchar(20), lastname varchar(20)) final

 create table customer ( name Name, address Address, dateOfBirth date)

 create type Address as ( street varchar(20), city varchar(20), zipcode varchar(9)) not final

방법2

 create type CustomerType as ( name Name, address Address, dateOfBirth date) not final

 create table customer of CustomerType

 create table customer_r (

name row ( firstname varchar(20), lastname varchar(20)), address row ( street varchar(20),

city varchar(20), zipcode varchar(9)), dateOfBirth date)

구조형으로 복합 속성 표현

“ 사용자 정의형 행(row) _” 으로 테이블 생성

“ 이름 없는 행형(row type) ” 을 사용한 테이블 생성

접근 방법 :

- name.firstname : name 속성의 firstname 반환 - Name : Name 구조형의 값 반환

예) select name.lastname, address.city from customer

CustomerType형을 정의하고 customer 테이블 생성

firstname 속성과 lastname 속성 을 갖는 복합 속성Name 표현

(9)

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구조형 - method

선언방법

 구조형의 형 정의와 함께 메소드 선언

 메소드 몸체는 별도의 SQL문장으로 정의

특징

 하위형의 정의에서 메소드 재정의 허용

 예. CREATE TYPE P AS …

METHOD salary() RETURNS DECIMAL(9,2)

CREATE TYPE C UNDER P AS …

OVERRIDING METHOD salary() RETURNS DECIMAL(9,2)

 재정의되는 메소드는 상위형의 메소드와 동일한 시그너쳐(signature)를 갖 도록 선언되어야 한다.

정의 ^ SQL-invoked functions “attached” to user-defined type

선언 예

_ CREATE TYPE CustomerType as ( name Name,

…) not final

METHOD ageOnDate(onDate date) returns interval year



CREATE INSTANCE METHOD ageOnDate(onDate date) returns interval year

for CustomerType begin … end

몸체 예

이 메소드가CustomerType을 위한 메소드임을 나타냄 이 메소드가 Customer 형 인스턴

스에 대해 수행된다는 것을 나타냄

(10)

구조형 값의 생성



생성자 함수

 SQL:1999에서는 생성자 함수를 사용하여 구조형 값을 생성

구조형과 같은 이름을 갖는 함수가 해당 형의 생성가가 됨

 예) Name구조형의 생성자 정의

create function Name

(

firstname varchar(20), lastname varchar(20)) returns Name

begin

set self. firstname

=

firstname

;

set self. lastname

=

lastname

;

end

 예) Name구조형 값 생성

insert into Customer

values

(new Name

(‘John’, ‘Smith’),

new Address

(‘…’, ‘…’, ‘…’),

date ‘1960-8-22’)

Name 형 변수 생성

(11)

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형 상속 (Type Inheritance)

 형 상속(SQL:1999)

 구조형은 다른 구조형의 하위형(subtype)이 될 수 있다.

 하위 구조형은 상위 구조형의 메소드와 속성들을 상속받는다 .

 하위 구조형은 상위 구조형의 메소드를 재정의 할 수 있다 .

 SQL1999에서는 단일 상속만 지원.

 FINAL vs. NOT FINAL

 FINAL로 정의된 구조형은 다른 구조형의 상위형(supertype)이 될 수 없다.

 NOT FINAL로 정의된 구조형은 다른 구조형의 상위형(supertype) 이 될 수 있다.

(12)

EER 모델 SQL:1999 스키마정의

형 상속 (Type Inheritance)

Person city

zipcode street

address

ISA

Student Teacher

degree dept. salary dept.

릴레이션

 create type Person as ( name Name,

address Address))

 create type Student under Person as

( degree varchar(20), dept varchar(20))

 create type Teacher under Person as ( salary integer, dept varchar(20))

 create table Tstudent of Student

 create table Tteacher of Teacher

1^stname name 2^ndname

 Tstudent

(name, address, degree, dept)

 Tteacher

(name, address, salary,

dept)

(13)

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테이블 상속 (Table Inheritance)

 테이블 상속

 하위테이블의 형(type)은 부모테이블의 형(type)의 하위형(subtype)으로 정의.

 하위테이블의 모든 튜플은 암묵적으로 상위테이블에 있게 된다.

즉, People 테이블에 대해 질의를 할 경우, 그 테이블에 직접적으로 삽입된 투플 만 찾는 것이 아니라 students나 teachers와 같은 하위 테이블에 삽입된 투플도 찾게 됨.

 예) create table

people

of

Person

create table

students

of

Student

under

people

create table

teachers

of

Teacher

under

people

• SQL에서 질의에 people 대신에 “Only people”을 사용함으로써 하위 테이블이 아닌 people에만 있는 투플을 찾을 수 있음

people

students teachers

(14)

테이블 상속 (Table Inheritance)

하위 테이블에 대한 연속성 요구

즉, 하위 테이블에 있는 투플이 모든 상속된 속성에 대해 같은 값을 가지고 있다면 , 해당 투플이 부모 테이블의 투플에 대응한다라고 말한다. 따라서 그 러한 투플은 같은 개체를 나타낸다 .

1. 상위 테이블의 각 튜플은 해당 하위 테이블 각각에서의 많아야 한 튜플에 해당한 다.

(e.g. students(또는 teachers) 테이블에서 단 하나의 튜플만이 people테이블에 대응된다.)

2. SQL:1999 에서는 서로에 대응하는 모든 튜플은 한 튜플에서 끌어내야 한다는 추 가적인 제약을 가지고 있다(한 테이블에 삽입된다)

(e.g. students이면서 teachers인 튜플은 허용하지 않는다. 즉, 모든 엔티티는 정 확히 단 하나의 가장 구체적인 형을 가져야만 한다.)

(15)

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다중상속

다음과 같은 다중 상속을 한 구조형 정의 가능



create type teaching_assistant under student, teacher

 위의 경우 name, address, department의 속성들이 student와 teacher 모두에 존재하여 문 제 발생

그러나, Name, address는 동일한 people에서 계승되므로 충돌이 일어나지 않음

 department는 student와 teacher에서 서로 다르게 정의되어 문제

 아래와 같은 구조형 정의로 해결

as 절의 이용하여 새로운 이름 할당



create type teaching_assitant under

student with (department as student_dept),

teacher with (department as teacher_dept)

(16)

SQL의 배열과 다중집합형

SQL의 집단형 (Collection Types)

배열 (array) 다중집합 (multiset)

 SQL:1999에 추가된 데이터타입

 원소에 순서가 있는 집합체

 SQL:2003에 추가된 데이터타입

 한 원소가 여러 번 등장할 수 있는 순서 없는 집합체

선언예제

create type Publisher as

(

name varchar(20), branch varchar(20)) create type Book as

(

title varchar(20),

author_array varchar(20) array[10], pub_date date,

publisher Publisher,

keyword_set varchar(20) multiset) create table books of Book

최대 10명인 작가이름의 배열 (저자의 순서가 정의됨)

키워드들의 다중집합

(순서가 중요하지 않음)

(17)

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집단 (Collection) 값 관련 연산 예

튜플생성

insert into table books

(title, author_array, pub_date, publisher, keyword_set) values(‘DB’, ARRAY[‘Lee’,’Cho’,’Choi’], date ’2006-1-1, new Publisher(‘McGraw’,’Seoul’),

multiset[‘SQL’,’DBMS’])

튜플갱신 ^update books set

author_array[1] = ‘Joshua’;

튜플검색

 ‘database’를 키워드로 갖는 모든 책 검색



select title from books

where ‘database’ in ( unnest (keyword_set))

 제목이 ‘DB’인 책의 첫 번째 및 두 번째 저자를 검색



select author_array[0], author_array[1] from books where title = ‘DB’



각 책과 해당 책의 작가에 대해 “제목, 저자명” 형태의 릴레이션 반환



select B.title, A.author

from books as B, unnest (B.author_array) as A(author)

(18)

비중첩 (unnesting)

정의

 중첩된 릴레이션을 중첩이 더 적은(fewer) 또는 전혀 없는 릴레이션 값-속성의 형태로 변경

비중첩(unnesting)의 예

title author_

array publisher keyword_se t

{name

…} (pub_name, pub_branch) Compilers {Smith,

Jones} (McGraw-Hill,

New York) {parsing, analysis}

Networks {Jones,

Frick} (Oxford,

London) {Internet, Web}

[중첩된 릴레이션]

title author publisher pub_branch keyword Compilers Smith McGraw-Hill New York parsing Compilers Jones McGraw-Hil New York parsing Compilers Smith McGraw-Hill New York analysis Compilers Jones McGraw-Hil New York analysis Networks Jones Oxford London Internet Networks Frick Oxford London Internet

Networks Jones Oxford London Web

Networks Frick Oxford London Web

[비중첩된 릴레이션]

select title, A.author,

publisher.name as pub_name,

publisher.branch as pub_branch, K.keyword from

books as B, unnest(B.author_array) as A(author),

unnest (B.keyword_set) as K(keyword)

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중첩 (nesting)

정의

 1NF 릴레이션(원자적 속성으로 구성된 릴레이션)을 중첩된 릴레이션으로 변환

중첩(unnesting)의 예

_title _{author_}

set publisher keyword_se t

{name

…} ^(pub_name,pub_branch) Compilers {Smith,

Jones} (McGraw-Hill,

New York) {parsing, analysis}

Networks {Jones,

Frick} (Oxford,

London) {Internet, Web}

[중첩된 릴레이션]

title author publisher pub_branch keyword Compilers Smith McGraw-Hill New York parsing Compilers Jones McGraw-Hil New York parsing Compilers Smith McGraw-Hill New York analysis Compilers Jones McGraw-Hil New York analysis Networks Jones Oxford London Internet Networks Frick Oxford London Internet

Networks Jones Oxford London Web

Networks Frick Oxford London Web

[1NF 릴레이션]

select

title, collect(author) as author_set,

Publisher(pub_name,pub_branch) as publisher, collect(keyword) as keyword_set

from flat_book

group by title, publisher

(20)

SQL의 객체 참조형(Reference Type)

 참조형(Reference Type)

테이블의 각 투플을 내부적으로 유일하게 식별 할 수 있는 식별자를 저장할 수 있는 REF 데이터 타입

이 참조 타입의 값은 객체 지향 시스템의 객체 식별자(OID)와 같이 각 투플을 참조할 수 있게 함

따라서 전체 데이타베이스에서 유일한 하나의 투플을 식별하기 위해 사용되며 투플 사 이의 관계를 표현하는데도 이용됨

구조형(Structured Type)의 속성은 다른 구조형의 인스턴스에 대한 참조가 될 수 있다.

구조형으로 선언된 테이블만 참조할 수 있다.

참조되는 테이블은 튜플의 식별자를 저장하는 속성을 가져야한다.



(21)

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SQL의 객체 참조형(Reference Type)

참조형 선언 예

 참조형 필드를 갖는 구조형 선언 및 테이블 생성



create type Department

(

name varchar(20),

head

ref(Person) scope

people

)

create table departments of Department



create type Department ( name varchar(20), head ref(Person) )

create table departments of Department

(head with options scope people)

(22)

참조형 (Reference Type) 값의 초기화

 참조형 필드를 갖는 튜플 생성

① ‘널’ 참조를 갖도록 튜플생성



insert into departments values (‘CS’, null)

② 생성된 튜플의 참조형 필드에 값 저장



update departments

set head = (select p.person_id from people as p where name=‘John’) where name=‘CS’

people ^{테이블의 식별자}

(23)

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SQL의 객체 식별자(Object-Identity)

 다른 테이블에서 참조할 수 있도록 식별자 생성

 자기 참조 속성(self-referential attr.)

 참조되는 테이블이 튜플의 식별자를 저장하는 속성

 system generated

 데이터베이스가 자동으로 생성해주는 식별자



create table people of Person

ref is person_id system generated

 user generated

 사용자가 생성할 수 있는 식별자



create type Person

(

name

varchar(20),

address

varchar(20))

ref using varchar(20)

create table people of Person

ref is person_id user generated

자기 참조 속성

(self-referential attr.)

참조 속성 타입

(24)

SQL의 객체 식별자(Object-Identity) - Cont’d

 자기 참조 속성이 정의된 테이블에 튜플생성

 user generated 참조는 튜플생성 시에 반드시 식별자 값 제공 (e.g. insert into people (person_id, name, address) values

(

‘01284567’

, ‘John’, ’23 Coyote Run’)

 참조속성이 정의된 테이블의 하위테이블

 상속관계의 테이블간에는 동일한 식별자를 가질 수 없음.

 주 키(primary key) 를 식별자로 사용



create type Person

(

name varchar(20) primary key, address varchar(20))

ref from( name

)

create table people of Person ref is person_id derived

식별자 값

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경로식 (path expression)

 경로식(path expression)

 참조 대상 튜플에 대한 역참조 기능

 예)

select head->name, head->address from departments

or

select deref(head).name from departments

Department Schema name

head

Person Schema name

address

Ident.

(26)

O-R 특징 구현

 복합자료형(e.g. 구조형, 배열 등..)을 관계형 데이터베이스의 형 시스템으로 변환

 다중집합속성(객체-관계형모델) → 다중 값 속성(관계형모델)

 구조형(객체-관계형모델) → 복합 속성(관계형모델)

 테이블상속(객체-관계형모델) → ISA 계층구조(관계형모델)

 하위 테이블의 저장 방법 1

 주 키(primary key)와 지역적 속성들만 저장

 상속받은 속성들(주 키 제외)은 상위테이블과 조인연산을 통해 구함

 하위 테이블의 저장 방법 2

 각 테이블마다 상속받은 속성과 지역적 속성을 모두 저장

 튜플 삽입시 해당 튜플은 삽입 대상 테이블에만 저장, 추론을 통해 상위 테이블들에 해당 튜플의 존재가 전달됨.

(27)

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RDBMS, OODBMS, ORDBMS

항목

관계형 (Relational)

DBMS

객체 -지향형 (Object-Oriented)

DBMS

객체 -관계형 (Object-Relational)

DBMS

저장내용

데이터, 프로시져, … 객체(데이터+메소드), … 데이터, 프로시져, 메소드, 함수, …

자료모델

^{단순자료형} ^{단순자료형,}

복합자료형

단순자료형, 복합자료형

표준안

SQL2 ODMG-2.0 SQL3

주요제품

Oracle 7.x(Oracle), System 10/11(Sybase),

Dynamic Server(Infomix),

DB/2(IBM),

OpenIngres(Computer Associates)

Oracle 8.x(Oracle), Universal Server(Informix),

Universal Database(IBM), UniSQL/X(UniSQL),

OSMOS(Unisys), Postgres(UC Berkley) Jasmine(Computer

Associates),

Gemstone(Gemstone), O2(O2),

ObjectStore(Object Design),

Objectivity/DB(Objectivity), Versant ODBMS(Versant)

Object-Relational 데이터베이스