دانلود مقاله پایگاه داده های شی گرا Object-oriented databases

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

فهرست مطالب :

مقدمه

فصل اول- آشنایی با مفاهیم شی گرایی

۱-۱ شی گرایی و مدل فرآیندهای شی گرا

۱-۲ مبانی و مفاهیم

۱-۳ مراحل

۱-۴ ابزارها

۱-۵ کاربردها

۱-۶ پشتیبانی

۱-۷ نقد و ارزیابی

فصل دوم-پایگاه داده های شی گرا

۲-۱ پایگاه داده ها چیست

۲-۲ تاریخچه پایگاه داده

۲-۳ انواع دادگان ها

۲-۴ مدل های پایگاه داده

۲-۴-۱ مدل تخت

۲-۴-۲ مدل شبکه ای(Network )

۲-۴-۳ مدل رابطه ای

۲-۴-۴ پایگاه داده‌های چند بعدی

۲-۴-۵ پایگاه داده‌های شیء

۲-۵ ویژگی‌های سیستم مدیریت پایگاه داده‌ها

۲-۶ فهرست سیستم‌های متداول مدیریت پایگاه داده

۲-۷ پایگاه داده های شی گرا را بیشتر بشناسیم

۲-۸ ضعف های بانک اطلاعات مدل شئ گرا

۲-۹ معرفی پایگاه داده شئ گرا

۲-۱۰ نسلهای ذخیره و بازیابی اطلاعات عبارتند از

۲-۱۰-۱ نسل اول ؛ نسل فایلهای ساده ترتیبی

۲-۱۰-۲ نسل دوم ؛ نسل شیوه های دستیابی

۲-۱۰-۳ نسل سوم ؛ نسل سیستم مدیریت داده ها

۲-۱۰-۴ نسل چهارم ؛ نسل DBMS

۲-۱۰-۵ نسل پنجم ؛ نسل بانک معرفت یا پایگاه شناخت

۲-۱۰-۶ نسل ششم ؛ نسل سیستم مدیریت بانک های اطلاعاتی شئ گراOODBMS .

۲-۱۱ سیستم مدیریت بانک های اطلاعاتی (DBMS)

۲-۱۲ مشخصات اشیاء

۲-۱۳ وراثت (Inheritance )

۲-۱۴ چند ریختی بودن (Polymorphism )

نتیجه گیری

منابع و ماخذ

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

چکیده :

پایگاه داده های اطلاعاتی شئ گرا (Object Oriented Data Base) جزء نسل ششم بانک های اطلاعاتی می باشند که بعد از نسل بانک معرفت یا پایگاه شناخت  Knowledge Base) به وجود آمده اند. ساختار برنامه نویسی شیء گرا (object oriented ) را می‌توان به طور مستقیم و بدون تبدیل نمودن به سایر فرمت‌ها، در پایگاه داده‌ها مورد استفاده قرار داد. این وضعیت به دلیل مفاهیم مالکیت (ownership) در سیستم چند بعدی، رخ می‌دهد. در برنامه شیء گرا (OO)، یک شیء خاص “مالک ” سایر اشیاء در حافظه است، مثلا دیوید مالک نشانی خود می‌باشد. در صورتی که مفهوم مالکیت در پایگاه داده رابطه‌ای وجود ندارد .سیستم مدیریت بانک های
اطلاعاتی شئ گرا که OODBMS یا ODBMS خوانده می شوند ، سیستم مدیریت پایگاه داده ای (DBMS) است که مدلسازی و ساخت اطلاعات بصورت اشیاء را پشتیبانی می کند . این پشتیبانی مواردی چون کلاس هایی از اشیاء ، خاصیت وراثت کلاس ها و متدها که توسط زیر کلاس ها و اشیاء آنها مشخص می شوند را شامل می شود .

کلمات کلیدی : پایگاه داده- OODBMS-پایگاه داده های شی گرا-شی گرایی- object oriented- DBMS

مقدمه :

شی گرایی لغتی است که امروزه در صنعت نرم افزار، باب شده است. شرکتها به سرعت حرکت می کنند تا خود را با این تکنولوژی جدید سازگار کنند و آن را در برنامه های موجود خود وارد نمایند . در حقیقت ، بیشتر برنامه ها امروزه با شی گرایی توسعه می یابند. اما شی گرایی به چه معناست؟؟
متد شی گرایی یک را ه متفاوت مشاهده برنامه هاست. با متد شی گرایی، شما یک برنامه را به قطعات بسیار کوچک تقسیم می کنید، که تا اندازه ای مستقل از یکدیگر می باشند. به آن مانند ساختمانی از بلوک ها نگاه کنید.
اولین قدم اینست که تعدادی آبجکت های اساسی (انواع مختلف بلوک ها) را بسازید با بدست آورید. اولین باری که شما این بلوک های ساختمانی را دارید، می توانید آنها را کنار هم گذاشته تا قصرتان را بسازید. به محض اینکه تعدادی آبجکت های اساسی را در دنیای کامپیوتر ساختید یا بدست آوردید، می توانید به سادگی آنها را کنار هم بگذارید تا برنامه های جدید را ایجاد نمایید.
یکی از امتیازات اساسی متد شی گرایی این است که می توانید یکبار اجزا را ساخته و بارها و بارها از آنها استفاده کنید. درست مانند زمانی که می توانید یک بلاک ساختمانی را در یک قصر، یک خانه یا یک سفینه فضایی دوباره استفاده کنید ، می توانید از یک قطعه طرح یا کد شی گرایی در یک سیستم حسابداری، یک سیستم بازرگانی یا یک سیستم پردازش سفارش استفاده مجدد نمایید.

۱-۱ شی گرایی و مدل فرآیندهای شی گرا :
شی ءگرایی بیش از آنکه یک متدلوژی مشخص برای توسعه سیستم ها باشد، یک رهیافت و یا فراتر از آن یک قالب فکری برای مدلسازی و ساخت سیستم هاست. همچون رهیافت ساخت یافته که از نظر تاریخی ابتدا در حوزه برنامه نویسی پدید آمد و سپس به حوزه های تحلیل و طراحی تعمیم یافت، رهیافت شی ءگرا نیز در آغاز در قلمرو زبانهای برنامه نویسی توسعه یافت.
در دهه هفتاد میلادی، زبانهایی چون Simula، Smalltalkو Modula طراحی شد که بر خلاف زبانهای رویه ای سنتی، زبانهای شی ءگرا نامیده می شدند. اساس این زبانها که به طور خاص برای ساختن برنامه هایی در زمینه شبیه سازی و هوش مصنوعی طراحی شده بودند، بر تصویرسازی قلمرو کار بر مبنای اشیاء و کلاسها استقرار بود.
در آن زمان استفاده از این زبانها چندان رواج نیافت، اما ایده های اساسی آن مانند وراثت ، کپسوله کردن ، چند ریختی و برنامه نویسی مبتنی بر رویداد در یکی از موفقترین و متداول ترین زبانهای برنامه نویسی یعنی ++C به کار گرفته شد. با رواج ++C و سپس گسترش واسط کاربرهای گرافیکی (GUI) که از مفاهیم شی ءگرایی استفاده می کردند، اندک اندک شی ءگرایی به عنوان یک قالب فکری مسلط در مهندسی نرم افزار درآمد.
تعمیم و گسترش ایده های شی ءگرایی در حوزه تحلیل و طراحی سیستم، بعدها صورت گرفت. کسانی چون بوچ ، فایراسمیت ، کود و یوردون متدلوژیهایی برای توسعه سیستم ها بر مبنای این ایده ها طراحی کردند. تحلیل و طراحی شی ءگرا در دهه ۹۰میلادی شرح و بسط زیادی پیدا کرده است و امروزه به نظر می رسد گرایش غالب در توسعه آتی متدلوژیهای مهندسی نرم افزار باشد.
با این وجود، رواج، همه گیری و کاربردپذیری این روشها همپای توسعه فنی مبانی آنها رشد نکرده است و امروزه این متدلوژیها همچنان سهم بسیار اندکی از دامنه کار توسعه سیستم ها را به خود اختصاص می دهند.
هرچند متدلوژیهای متعددی در خانواده روشهای شی ءگرایی طرح شده اند، اساس این روشها در اصل یکی است. در این گزارش برای تشریح مفاهیم اساسی و مراحل توسعه سیستم بر مبنای شی ءگرایی، یکی از متدلوژیهای مطرح این خانواده یعنی متدلوژی طراحی شی ءگرا (OOA) انتخاب شده است. این متدلوژی توسط کود و یوردون در سال ۱۹۹۱طراحی شده است.
• مبانی و مفاهیم
• مراحل
• ابزارها
• کاربرد
• نقد و ارزیابی
۱-۲ مبانی و مفاهیم
برای تشریح الگوی مفهومی روشهای شی ءگرا، شاید بهتر باشد آن را با رهیافت سنتی مدلسازی در روشهای ساخت یافته مقایسه نمود. در الگوی ساخت یافته، در اولین تقسیم، سیستم به دو وجه “داده ” و “فرآیند” تفکیک می شود. سپس طی روندی سلسله مراتبی و مطابق با روش از بالا به پایین، هریک از این وجوه خود به اجزاء و مؤلفه های فرعی تجزیه می شوند. این روند تا به جایی ادامه پیدا می کند که عناصر قابل پیاده سازی (ساختار پرونده های فیزیکی، واحدهای برنامه ای ) مشخص شوند.
در رهیافت شی ءگرا تفکیک سیستم به عناصر داده و فرآیند صورت نمی گیرد. بلکه واحدهایی تفکیک می شوند که هریک از آنها خود شامل عناصر داده و فرآیند هستند. این واحدها را بسته به سطح تجزیه آنها، می توان شی ء یا کلاس نامید. سپس روش از بالا به پایین برای تجزیه سلسله مراتبی هریک از این کلاس ها به کلاس های فرعی تر یا در نهایت به اشیاء به کار برده می شود.
از دیدگاه شی ءگرایی، قلمرو کار (یا قلمرو مسأله ) از تعدادی شی ء و ارتباط میان اشیاء تشکیل شده است. تعریف شی ء آنقدر کلی است که تعریف دقیقی نمی توان از یک شی ء به دست داد. هر چیزی ممکن است یک شی ء باشد؛ پرونده، کاربر، دستگاه فیزیکی، واحد سازمانی، سیستم، و به طور کلی هر موجودیتی که دارای داده ها و رفتار مربوط به خود باشد. همانگونه که ذکر شد هر شی ء دارای دو وجه یا بعد درونی است : داده، یعنی مشخصات اطلاعاتی که حالت شی ء را در هر لحظه معین می کنند. و فرآیند، یعنی رفتاری که شی ء در واکنش به محرکهای خارجی از خود نشان می دهد. بعد فرآیندی شی ء را در متدلوژیهای شی ءگرا، رفتار، سرویس و متد هم می نامند. داده های مربوط به یک شی ء، به شکل مشخصه های آن شی ء نشان داده می شود.
اگر دو یا چند شی ء در بخشی از مشخصه ها و رفتارهای خود مشترک باشند، می توان شیئی کلی تر از آنها را تصور کرد که در بر دارنده آنهاست. این اشیاء کلی را کلاس (رده ) می گویند. میان اشیاء و کلاسها رابطه عضویت (تعلق ) برقرار است. همچنین هر کلاسی می تواند خود عضو کلاس بالاتری باشد و همین طور الی آخر. به این ترتیب میان کلاسها و اشیاء یک سیستم، شبکه ای از ارتباطات سلسله مراتبی پدید می آید که ساختار اشیاء یا مدل اشیاء سیستم را مشخص می کند.
ارتباط میان کلاسها ممکن است به یکی از دو شکل عموم ـ خصوص (مثلا رابطه میان اسناد بانکی و چک ها) یا کل ـ جزء (مثلا دانشگاه ـ دانشکده ) باشد. تحلیل سیستم در روشهای شی ءگرا اساساً عبارت است از شناسایی اشیاء و کلاسهای سیستم و تشخیص روابط میان آنها.
همانگونه که گفته شد، هر شی ء دارای رفتار ویژه خود نیز می باشد که در پاسخ به محرکهای بیرونی از خود نشان می دهد. این محرکها ممکن است از خارج سیستم یا از اشیاء دیگر درون سیستم دریافت شود. این محرکها را در اصطلاح شی ءگرایی، پیام می نامند. عملکرد سیستم، برآیند رفتارهایی است که در اشیاء سیستم از خود نشان می دهند.
ویژگی مهمی که در ارتباط میان دو شی ء (کلاس ـ کلاس یا کلاس ـ شی ء) مطرح می شود، وراثت است. به این معنی که شی ء عضو یک کلاس، بخشی از داده و فرآیندهای شی ء بالاتر را عیناً به ارث می برد. علاوه براین، این شی ء یقیناً دارای داده ها و فرآیندهایی است که در شی ء بالاتر وجود نداشته است. بنابراین در سلسله مراتب اشیاء سیستم، هر داده یا فرآیند تنها به داده هایی دسترسی دارد (یا از داده هایی آگاه است ) که برای انجام عملیات خود به آنها احتیاج دارد.
یک نتیجه دیگر، خصلتی است که از آن به کپسوله سازی تعبیر می شود، به این معنی که هر واحد تفکیک (شی ء) به طور مستقل دارای داده ها و فرآیندهای مورد نیاز خود است و بخشی از این داده ها و فرآیندها ممکن است از دید سایر واحدهای سیستم مخفی باشد. به این ترتیب شی ء ماهیتی تقریباً مستقل از بافت و محیط خود پیدا می کند و می توان آن را در بافت و محیط سیستم دیگری نیز بکار بست. این ویژگی را بازکاربردپذیری می نامند که از مهمترین مزایا و دستاوردهای رهیافت شی ءگرا محسوب می شود.
یکی از ویژگیهای متدلوژیهای شی ءگرا وحدت مفهومی الگوها در کلیه مراحل زیستچرخ توسعه سیستم است. به این معنی که در طی مراحل تحلیل، طراحی و پیاده سازی سیستم، از مفاهیم، اصطلاحات و قالب فکری واحدی استفاده می شود. تحلیل گر کار خود را با شناسایی کلاسها و اشیاء آغاز می کند، طراح مدل منطقی و فیزیکی سیستم را با استفاده از ساختار کلاسها و اشیاء می سازد و برنامه نویس نیز با استفاده از یکی از زبانهای شی ءگرا، این طراحی را به کد تبدیل می کند. حتی برای طراحی بانکهای اطلاعاتی نیز روشها و ابزارهای شی ءگرا وجود دارد. به این ترتیب زبان مشترکی در کلیه مراحل توسعه سیستم به وجود می آید که امر ساخت سیستم و نگهداری و تغییر آن را تسهیل می کند.

۱-۳ مراحل
در تحلیل و طراحی شی ءگرا پنج فعالیت اساسی زیر باید انجام شود :
• یافتن کلاس ـ شی ها
• شناسایی ساختارها
• تفکیک موضوعی
• تعریف مشخصه ها
• تعریف روالها
هرچند این فعالیت ها به مفهوم دقیق کلمه، مراحل متوالی اجرای متدولوژی نیستند و برخی از آنها را می توان جزئاً به صورت موازی انجام داد، با این وجود به خاطر وابستگی موضوعی فعالیت های پسین به فعالیت های پیشین و حرکت تدریجی از کلیات به جزئیات می توان آنها را هم ارز مراحل پیشرفت متدلوژی به مفهوم متداول آن شمرد.
در این بخش اهداف و جزئیات هر مرحله (فعالیت ) شرح داده شده است :

۱٫ یافتن رده ـ شی ها
هدف اصلی تحلیل گر در این مرحله، کسب شناخت از قلمرو کار سیستم و تشخیص رده ها و اشیایی است که نقش اساسی در کارکرد آن بازی می کنند. نوع اقداماتی را که در این مرحله انجام می شود، می توان با اولین مراحل مدلسازی داده ها در روشهای کلاسیک ساخت یافته مقایسه کرد. در آن روشها، تحلیل گر از طریق مطالعه قلمرو کار و یا روشهایی مانند مصاحبه، مرور مدارک و… سعی می کند هستنده های عمده و اساسی سیستم را شناسایی و ثبت کند. در OOA نیز وظیفه تحلیل گر در این مرحله، کشف و شناسایی رده ها و اشیای مهم سیستم است. برای این کار او باید مدارک موجود را مطالعه کرده، با افراد مختلفی مصاحبه کند و احیاناً سیستم های موجود یا مرتبط را بررسی نماید.
عمل اساسی تحلیل گر، به عنوان استخراج رده ها و اشیاء از قلمرو کار توصیف شده است. یک کلاس ـ شی ء که آنرا با نماد زیر نشان می دهند، واحدی است متشکل از یک کلاس و اشیایی که در آن رده قرار می گیرند.
در این نماد، چهار گوش داخلی که نماینده رده است، به سه قسمت تقسیم می شود. نام کلاس در قسمت بالایی، مشخصه های کلاس در قسمت میانی و روالهای کلاس در قسمت پائینی نوشته می شود.
به طور خلاصه اصطلاحات اساسی OOA در این زمینه را می توان چنین تعریف کرد.
• شیء، مدل تجریدی چیزی است که در قلمرو کار وجود دارد.
• اطلاعاتی که در مورد هر شی ء می خواهیم در سیستم نگهدای کنیم، مشخصه های شی ء می نامیم.
• اندرکنش میان هر شی ء و دیگر اشیاء روالها (یا خدمات ) شی ء نامیده می شود.
• کلاس، مجموعه ای است از اشیایی که اطلاعات و اندرکنشهای مشترک دارند.
مهمترین و حساس ترین وظیفه تحلیل گر در این مرحله، تشخیص و شناسایی صحیح اشیاء در قلمرو کار است. کد و یوردون چند ضابطه زیر را به عنوان ملاکهای تشخیص اشیاء و کلاس های سیستم برمی شمرند :
• ماندگاری اطلاعاتی ؛ آیا هیچ یک از داده های مربوط به شی ء لازم است در سیستم حفظ شود؟ اگر چنین نیست، احتمالا این شی ء را نباید جزء اشیاء سیستم به شمار آورد.
• ماندگاری عملیاتی ؛ آیا هیچ یک از عملیات یا پردازشهای مربوط به شی ء لازم است در سیستم حفظ شود ؟ اگر چنین نیست، احتمالا لزومی به وارد کردن شی ء در اشیاء؛ سیستم نمی باشد. اگر برای شیئی، نه داده و نه پردازش ماندگاری وجود نداشته باشد، یقیناً می توان آن را از مجموعه اشیاء سیستم ها خارج کرد.
• بیش از یک مشخصه ؛ اشیاء سیستم معمولا باید بیش از یک مشخصه داشته باشند.
• بیش از یک شی ء در یک کلاس ؛ آیا همه مشخصه های تعیین شده، به همه اشیاء عضو کلاس قابل اطلاق هستند ؟ اگر چنین نباشد، احتمالا باید آن کلاس را به دو یا چند کلاس (به صورت سلسله مراتبی ) تجزیه کرد.
• قابلیت اطلاق عملیات ؛ آیا همه عملیات (خدمات ) تعیین شده، به همه اشیاء عضو کلاس قابل انتساب هستند ؟ اگر چنین نباشد، مشابه ضابطه فوق، باید کلاس های فرعی ایجاد کرد.
• وجود اشیاء در قلمرو کار ؛ همه اشیاء سیستم را باید از قلمرو کار (مسأله ) استخراج کرد و نه از راه حلهای مسأله. به عنوان مسأله در یک سیستم ثبت نام دانشگاه، “دانشجو” شیی است که در قلمرو کار مستقیماً وجود دارد. اما چیزی مانند “فرم ثبت نام “، علیرغم آنکه در جهان خارجی واقعاً وجود دارد، وجودش وابسته به نحوه پیاده سازی یکی از راه حلهای سیستم است. به عبارت دیگر می توان راه حلی برای پیاده سازی سیستم تصور کرد که در آن شی ء “فرم ثبت نام ” وجود نداشته باشد.
• اجتناب از اشیاء مشتق ؛ اشیاء مشتق، اشیایی هستند که می توان آنها را از سایر اشیاء یا مشخصه ها استخراج کرد، اینگونه اشیاء را نباید جزو اشیاء واقعی سیستم به شمار آورد.
نتیجه این مرحله، تهیه فهرست کلاس ها و اشیاء سیستم است که به نحو مناسبی می توان آنها را در ارتباط با یکدیگر مستند کرد.

۲٫ شناسایی ساختارها
کلاس ها و اشیاء پایه ای سیستم که در مرحله قبل فهرست آنها تهیه شده، در این مرحله باید در یک مدل رابطه ای سازماندهی شوند. به این معنی که ارتباط میان آنها کشف و مدلسازی شود.
کود و یوردون دو شکل اساسی زیر را برای ارتباط میان کلاس ها پیشنهاد کرده اند.
• ساختار عموم ـ خصوص ؛ در این نوع ارتباط که آن را به اختصار gen-spec می نامند، یک کلاس عمومی به دو یا چند کلاس فرعی مرتبط می شود. به عنوان مثال کلاس “کارکنان ” را می توان به دو کلاس “کارکنان تمام وقت ” و “کارکنان پاره وقت ” تجزیه کرد. این نوع رابطه بین کلاس ها را با نماد زیر نشان می دهند.

دانلود مقاله پایگاه داده های شی گرا Object-oriented databases

………………………………………………………………………………..

فایل کامل این تحقیق ۵۸ صفحه بصورت ورد WORD می باشد.

در تمامی ساعات شبانه روز >> پرداخت آنلاین و دانلود آنلاین پروژه