在现代数据库技术中,对象关系数据库(Object-Relational Database,简称ORDB)作为关系型数据库和面向对象数据库的结合体,旨在通过引入面向对象的概念来增强传统关系型数据库的表达能力和灵活性。本文将从几个方面探讨对象关系数据库中的数据结构及其存储机制。
关系型数据库和面向对象数据库各有优势。关系型数据库以集合代数为基础,理论基础坚实,易于实现数据的一致性和完整性,但处理复杂对象的能力有限。面向对象数据库管理系统(OODBMS)则允许用户通过对象类、继承、多态性和封装来描述和操作复杂对象,这正是传统关系数据库所缺乏的。因此,将这两种数据库技术相结合,可以创造出能够支持复杂数据结构和复杂查询的对象关系数据库管理系统(ORDBMS),从而更好地满足多媒体、Web和新商业应用的需求。
对象关系数据库的数据类型非常丰富,包括传统的基本数据类型(如整型、实型、浮点型、字符型等),同时也支持面向对象的复杂数据类型,如大对象、二进制对象以及面向对象型SQL(Object-Relational SQL,简称ORSQL)。这些数据类型不仅可以在关系型数据库中找到等效类型,还能支持面向对象的特性,如继承、多态性和封装。ORDBMS支持属性和方法的继承,并且可以通过对象标识符来唯一标识数据库中的每一个对象。此外,ORDBMS还支持一个强大的规则系统,用于维护数据的一致性和进行复杂的数据库操作。
存储是数据库管理系统的核心功能之一。在对象关系数据库中,数据的存储方式同样要求支持关系型数据结构和面向对象数据结构。基础数据元素,如整型、实型、浮点型、字符型等,其存储方式与传统关系数据库一致,占用特定长度的字节空间。对于字符串类型,ORDBMS支持固定长度和可变长度的存储方式,以及日期和时间类型的存储。对于大对象或二进制对象的存储,ORDBMS考虑了数据存储的连续性和访问效率,可以将大对象保存在连续的数据单元中,或者使用指针将其分布在相连的数据块中。
在对象关系数据库中,对象被视为一种特殊的复杂数据类型。对象可以有方法或者操作函数,其定义应包含执行代码。对象之间通过对象标识符(OID)来关联,这些标识符在数据库全局地址空间中是唯一的。通过指针,对象间的关系可以被建立和维护。
在设计和实施对象关系数据库时,我们不仅要关注数据类型的实现,还要确保数据库管理系统能够高效地处理各种数据查询和事务。由于对象关系数据库将关系和对象的概念综合在一起,其查询语言也得到了扩展。对象关系型SQL(ORSQL)就是这种扩展的产物,它允许数据库管理员和开发者使用更丰富的查询语句来操作复杂的数据结构。
文章还提到了数据存储的具体实现。例如,固定长度的字符串类型如Char(N),通过分配N字节的内存空间来存储,不足的部分会使用特殊字符补全。而对于可变长度的字符串类型VarChar(N),存储时会记录实际字符串的长度,以便更高效地管理存储空间。对于日期和时间类型,通常使用定长字符串来存储。大对象或二进制对象的存储则需要考虑连续性和访问效率,通常采用集中存储或使用指针指向分散存储的方式。
对象关系数据库结合了关系数据库和面向对象数据库的优点,它不仅支持传统关系数据库的数据模型和查询语句,还通过引入面向对象的概念来支持复杂数据类型的存储和操作。这种结合为数据库管理系统在数据存储、查询效率、事务处理等方面提供了更加强大的功能,能够更好地适应复杂多变的应用需求。