Les standards des SGBD du Futur (survol)

1. DATABASE forum Les standards des SGBD du Futur(survol) Prof Serge Miranda Juin 2005

2. Un peu de PUB…

3. Plan • Les quadrants de Stonebraker • Présentaion de SQL3 et ODMG su un exemple • Bilan synthétique

4. Police Nom Adresse Conducteurs Accidents Age Conducteur Accident Rapport Photo 24 Paul Paris Paul 45 134 Robert 17 219 037 Table ? Objet ? Exemple de table et objet (Oracle)

5. Surfeurs sur la vague OR….

6. Faiblesses du modèle relationnel • Opérations séparées des données • procédures stockées non intégrées DM • absence d'attributs cachés • Support de domaines atomiques • 1ère forme normale de Codd • inadapté aux objets complexes • (documents structurés) • introduction des BLOB…. • Mauvais support des applications • non gestion :CAO, CFAO, BD Géographiques,BD techniques

7. Modèle OR ? Modèle Relationnel de Codd (V1) Langage Prog. OBJET Propriétés TIPS Propriétés RICE Modèle OR (Objet- Relationnel) Propriétés TIPS + RICE 1- Compatibilité ascendante "Réutiliser et enrichir l'existant" CNAF (4 Dec 1996) 2- "Evoluer en douceur vers l'objet"

8. Evolution de l'informatique et OBJET 1965 LP OS OS : Operating SERVICES ? 1970 LP IA SGF SGBD

9. Evolution de l'informatique 1970 SGF OS SGBDR • Services OS : • Gestion des ressources physiques • algorithme de pagination • Sécurité • Confidentialité • d'ACCES • Contrôle de • Synchronisation (sémaphores,verrouillage, • deadlock, ... ) • Modélisation : • (" processus ") • .... pas de langage de • programmation • Services SGBD-R • ( Propriétés TIPS ): • (P) GestionPersistance • LRU ++ • (T) Sécurité & • Transactionnel • Intégrité S) Structuration/Schéma via des modèles de données • (I) Interface utilisateur • Non procédurale(SQL)

10. Evolution de l'informatique et OBJET 198O OS SGBD-R LP SGBD-R OS IA 1990 OS LP Objet SGBD-R IA

11. Evolution de l'informatique 2000 ? " Il est dur de prédire, particulièrement ... le futur " N.Boehr ? ? ? • SERVICES ?

12. Evolution du logiciel et OBJETS DONNEES TRAITEMENTS SGBD-R L.P ( SQL ) ( Prog. structurée ) OBJETS GENIE LOGICIEL COMMUNICATION

13. Approche Objet et développement d'application Intégration Objet INTERFACE Approche Objet APPLICATION SGBD DB • PB : " IMPEDANCE MISMATCH «  et productivité du développeur

14. Marché BD et standards ? (Stonebraker 96 et Gartner) Traitements SQL SGBD-OR SGBD- R (1) (2) SQL3 SQL2 SGF SGBD- OO (3) Non SQL ODMG Simples Complexes Données (1) : 8 G$ en 1995 (30 % de croissance) (3) : 1/100 de (1) en 1995 et 2008 (2) : 1/2 de (3) en 1995 ; 2*(1) en 2008 !

15. Visions de l'Objet • VISION DOUBLE : • (i) LP : objet "encapsulé” • Opérateurs SPECIFIQUES (classes, • propriétés) • héritage (instantiation) • Polymorphisme • (ii) BD : objet "structuré” • opérateurs GENERIQUES (algèbre, ...) • Persistance • Concurrence / reprise sur panne • Dualité des concepts structurels

16. Propriétés RICE d'un SGBD OBJET (Miranda, 2002) Dunod (Incrémentales par rapport à un SGBD relationnel) R (Réutilisabilité) : "Héritage" ou "polymorphisme" ==> Graphe héritage I (Identification système) C(Constructeurs d'objets complexes) Orthogonalité TUPLE et SET ==> Graphes d'agrégation E ("Encapsulation") "Messages", "Méthodes", "CLASSES d’Objets » DEFINITION : Une CLASSE d ’OBJETS - est un (« valeurs potentielles ») - possède un (« valeurs réelles ») TYPE de DONNEES qui vérifie les propriétés RICE....

17. Définition Classe d’Objets ? DEFINITION : Une CLASSE d ’OBJETS - est un (« valeurs potentielles ») - possède un (« valeurs réelles ») TYPE de DONNEES qui vérifie les propriétés RICE....

18. Consortium ODMG • Créé en 1991 par Rick Cattell (SUN, Javasoft) comme sous groupe de l’ OMG (Object Management Group) avec les éditeurs suivants: 02 Tech., Objectivity, Object Design, Ontos, Versant • OMG : CORBA,… • plus de 50 organisations de l’industrie et de l’informatique en 2000 (Lucent, Lockheed, CA, Microsoft, Baan, ...) • Objectifs: • Promouvoir les OO DBMS, FUD , au delà des niches et standard avant …SQL3 ! • Créer un standard pour garantir l’indépendance entre OODBMS (Portability)

19. Historique du standard « 00 »Objectif « portabilité Code » • Première réunion à l’initiative de Rick Catell chez Sun en Sept 91 • ODMG 1.0 (1993) : 5 Editeurs • ODL, OQL, Interface C++, Smalltalk • ODMG 2.0 (1996) : 10 Editeurs (Poet, Lucent, Windward, American Man, Barry) • Interface Java (Java Binding) , Meta Model, OIF ODMG 3.0 (2000) • enrichissement interface Java • Accent sur intégration avec OMG et X3H2 ( SQL3)

20. Composants du standard ODMG 3.0 • Adaptation du modèle objet de l'OMG • Interfaces d'accès à un SGBDOO OML C++ OML Java OML Smalltalk OQL ODL OIF SGBDOO

21. Composants du standard ODMG 3.0 • Modèle de données Objet dérivé de l’OMG • Langages de spécifications • ODL : langage de définition d’objets • OIF (object Interchange Format) : import/export • Langage de requête : OQL (avec retour sur base SQL) • OML (avec Liaisons) • C++, SMALLTALK et JAVA

22. Composants du standard ODMG 3.0 • Modèle de données Objet dérivé de l’OMG • Langages de spécifications • ODL : langage de définition d’objets • OIF (object Interchange Format) : import/export • Langage de requête : OQL (avec retour sur base SQL) • OML (avec Liaisons) • C++, SMALLTALK et JAVA

23. RICE et ODMG • R * HERITAGE MULTIPLE (C++) • I * OID • C * STRUCTURE * COLLECTIONS : SET, BAG, LIST, ARRAY, Dictionary * pointeurs bidirect. REF et INVERSE • E * Objets avec méthodes

24. OQL (nouveautés « SQL ») • Expression de chemin mono-valuée - Séquence d'attributs ou associations (« relationship ») mono-valués de la forme X1.X2…Xn telle que chaque Xi à l'exception du dernier contienne une référence à un objet ou un litéral unique sur lequel le suivant s'applique. - Utilisable en place d'un attribut SQL dans SELECT ou WHERE 2) Collection dépendante - Collection obtenue à partir d'un objet, soit parce qu'elle est imbriquée dans l'objet ou pointée par l'objet. • Utilisable dans FROM

25. Exemple ODL Liaison C++ CLASS employe { E# INT, Nom STRING, Adresse ADDRESS <autre classe> //méthodes...}

26. Exemple ODL CLASS pilote : employe { Nbre-H-Vol# INT, salaire FLOAT, SET REF <vol> assure INVERSE est_assuré_par //méthodes...} CLASS vol { V# STRING, REF <pilote> est_assuré_par INVERSE assure, REF <avion> utilise INVERSE est_utilisé_dans,. VD...}

27. Exemple ODL • CLASS avion : { av# INT, avnom STRING, … SET REF <vol> est_utilisé_dans INVERSE utilise …}

28. Exemple OQL Quels sont les numéros des vols assurés par un pilote de nom 'Serge' ? 1) SELECT v.v# FROM v IN vol p IN v.est_assure_par WHERE p.Nom = 'Serge' ;

29. Exemple OQL Quels sont les numéros des vols assurés par un pilote de nom 'Serge' ? 2 Select v.v# from v IN vol wherev.est_assure_par.Nom=‘Serge’; <Expressionmonovaluée X1.X2.X3>

30. Exemple OQL • Quels sont les noms des avions conduits par un pilote Niçois ? <Parcours d’ associations multivaluées en utilisant des collections dépendantes> 1) SELECT a.avnom FROM a in avion <in COLLECTION> v in a.est_utilisé_dans <in COLLECTION> p in v.est_assuré_par WHERE p.adr = ‘ Nice ’ ;

31. Exemple OQL • Quels sont les noms des avions conduits par un pilote Niçois ? <Parcours d’ associations multivaluées en utilisant des collections dépendantes> 2) SELECT a.avnom FROM a in avion <in COLLECTION> v in a.est_utilisé_dans <in COLLECTION> WHERE v.est_assuré_par.adr= ‘Nice’ <Expression>

32. Exemples • Noms des pilotes Niçois qui assurent un vol au départ de Nice avec un avion localisé à Nice ? • Noms des pilotes qui habitent dans la ville de localisation d’un Airbus ?

33. Exemple quantificateur universel • Quels sont les noms des pilotes qui conduisent TOUS les Airbus localisés à Nice ? Select p.plnom From p in pilote V in p.assure For all a in V.utilise : a.avnom = ‘airbus ’ and a.loc = ‘Nice’;

34. SQL3… (« SQL99 ») SELECT quelque chose avec image et son FROM quelque part ++ WHERE condition ++

35. Standard SQL(petite histoire) • SEQUEL 1 (1974) de System R d’IBM • SEQUEL 2 (1977) • SQL 1 (Ansi : 1986 ; ISO : 1987) : 100 pages puis révisions en 1989, « SQL89 » Avec des systèmes de tests et de validation développés par le NIST (National Institute of Standards and Technology) pour éviter problèmes de Codasyl • SQL2  (1992, « SQL92 ») par X3H2 : 600 pages avec 3 niveaux • Niv. 1 : « Entry » (SQL1), 2: « Intermediate » et 3: « Full » • SQL3 ( Standard en 1999, « SQL99 ») : 1500 pages • Niveau 1 (SQL2)… • SQL4…

36. Concept OBJET dans SQL3 ? • Dualité de structures de données SQL3 pour CLASSE D’ OBJETS CREATE TABLE CREATE TYPE • 1) « TABLE », : Create table structure de données de base (relation NF2 possible) pour le stockage en mémoire persistante et la manipulation ensembliste avec VALEURS et POINTEURS (double paradigme !) 1.1 « Table Objet » possible (clause « With Identity »)  ROWID  Type REF possible 1.2 Table « relationnelle » sinon

37. Concept OBJET dans SQL3 ? 2) «  TYPE » : Create type (classe d’objets) 2.1) - (« VALUE ») ADT • Pas d’ OID, valeur pour attribut dans relation • Types de base 2.2) - (« OBJECT ») ADT (Create type with OID <visible>) • OID pour chaque instance (pas d’ OID par défaut) • Types possibles pour attributs ou autres ADT, variables SQL… • Type REF (avec OID) possible associé

38. SQL3 R : * HERITAGE MULTIPLE hybride (clause"UNDER" pour les TABLES et les TYPES) * POLYMORPHISME(Surcharge) et TEMPLATES (types génériques/ paramétrés)

39. SQL3 I : (dualité de structure, dualité d’OID) : Pour les tables : "ROW ID"(explicite- "with identity") pour encapsulation de tuple et type REF Pour les TYPES : "Object ID" (« with OID visible » ) pour les classes d’objets

40. SQL3 et RICE • C : TYPES (ADT) et TABLES ADT : types de données complexe défini par l'utilisateur : "OBJECT ADT" (avec OID) : classe d’objets " VALUE ADT » (sans OID)  : type de base Support d’objets complexes (tables ou ADT) : - Constructeur de Collections : "SET", "LIST", "MULTISET" (agrégation de tables) - Constructeur tuple/produit cartésien (ROW)

41. SQL3 C : TYPES (ADT) et TABLES TABLESavec « With identity » (ROWID) : classe d’objets sans ROWID : table relationnelle des attributs "stored" ou "virtual" ("updatable", "read-only", "constant")

42. SQL3 E * PSM (Persistent Stored Module) : regroupement de routines dans schéma objet/procédures STOCKEES * "Routines"(SQL ou externe) associées aux tables/ADT/base : -"Functions"("Actor » , « Constructor » ou "destructor") -"Procedures" * 3 Niveaux d'encapsulation pour un ADT

43. SQL3 (Définition) Exemple : Create table AVION <ou CreateType AVION> ( AV# Integer, AVNOM varchar (12), AV-PHOTO blob (600 K), CONTRAT clob (60K), REFPILOTE REFPilote<Pilote attitré> Private PRIX Decimal (9,2) CAP SET Integer, <ensemble de capacités> LOC SET adresse,<Ensemble d’adresses ; insertion avec SET (ROW(‘..’))> REVISION boolean) Imbrication définition sur ADT (ex Adresse) possible à plusieurs niveaux Attributs « PRIVATE » non visibles pour l’utilisateur ; « PROTECTED » visibles seulement pour les sous types

44. SQL3 (Définition) CREATE TABLE Vol (Vol# Char(4), ... PL# REFERENCE Pilote (PL#) <clé étrangère : valeur clé primaire> REFPIL REF Pilote<type REF : ROWID> ...)

45. Nouveautés SQL3 • Trois extensions de SQL2 (pour les tables) : • ROWID, REF, « --> » • 1- Identifiant (système) de tuple (ROW ID) • L'opérateur associé de référencement est "&ROW" • En Oracle 9, cet opérateur s’appelle ref • Exemple : • Select ref (p) from pilote p where pnom = ‘serge’ ;

46. SQL3 • 2- Type "REF" : les valeurs d'une colonne peuvent être des POINTEURS ("adresses de tuples" /ROWID) d'une autre relation. • Exemple : Dans la table pilote, un attribut "refavion" est introduit pour traduire le lien N:1 entre Pilote et Avion correspondant à "l'avion préféré d'un pilote" • refavion REF (avion_type) • SCOPE FOR refavion IS avion • refavion contient pour un pilote donné, le ROWID de l'avion préféré

47. SQL3 • Type "REF" dans Oracle 9 : • - le type REF est introduit dans les TABLES ou les TYPES (qui peuvent exister avec ou sans OID) • - opérateurs associés : « ref » et « deref » • - OID, ROWID, PKID/PKREF • Note : en dehors du stockage persistant des valeurs de TABLES, aucune différence entre TYPE et CLASSE !

48. SQL3 • 3- Opérateur de déréférencement noté "--> » • Exemple : "refavion --> av#, avnom" • forme abrégée pour : • SELECT av#, avnom • FROM avion A • WHERE A.&ROW = refavion ; • Dans Oracle 9 : • Informations sur les pilotes assurant un vol au départ de Paris ? • Select deref (REFPIL) from vol where VD= ‘Paris’ ; • Notation ‘.’ possible dans Oracle 9 pour «  »

49. Exemple • pilote (pl#, plnom, adr, refavion ) • avion (av#, avnom, cap, loc) • <refavion de type REF : "refavion" contient des valeurs d'adresses de tuples (ROWID) d'avions pour traduire l ’avion préféré d'un pilote>

50. Exemple • Q1 : Quels sont les numéros des avions préférés par les pilotes habitant 'Nice' ? SELECT p.refavion-->av# <opérateur de déréférencement> FROM pilote p WHERE p.adr = 'Nice' ;