TỐI ưu hóa TRUY vấn TRONG hệ QUẢN TRỊ CSDL HƯỚNG đối TƯỢNG

Tuy nhiên, sự đa dạng của các ứng dụng trong công nghệ phần mềm, các hệ thống tự động hóa, hệ thống đa phương tiện với sự tích hợp âm thanh, hình ảnh, tài liệu toàn văn và các ngôn ngữ l

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, kết quả của khóa luận hoàn toàn là kết quả của tự bản thân tôi tìm hiểu, nghiên cứu Các tài liệu tham khảo được trích dẫn và chú thích đầy đủ và rõ ràng, tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố

Tác giả

Đào Tấn Ngọc

 

Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Công nghệ

Thông tin - ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình dạy bảo cho em nhiều kiến thức

bổ ích trong thời gian học tập tại trường, cũng như tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài

này Kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khoẻ và thành công trong cuộc sống

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc đến Thầy TS Phạm Quốc

Trung Mặc dù rất bận rộn với công việc nghiên cứu, giảng dạy và công việc gia đình, tuy

nhiên trong suốt thời gian thực hiện đề tài, dù bất kỳ thời gian ngoài giờ làm việc hay

trong các ngày nghỉ, lễ, Thầy luôn sẵn sàng nhiệt tình sắp xếp thời gian để định hướng,

hướng dẫn, động viên, giúp đỡ rất tận tình giúp tôi hoàn thành khóa luận này

Xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và các bạn cùng khóa đã chia

sẽ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu, đã tạo nên sức mạnh to lớn

để tôi hoàn thành kết quả học tập này

Sau cùng, xin kính chúc quý Thầy Cô trong khoa Khoa Học Máy Tính – Trường

Đại Học Công Nghệ Thông Tin và TS Phạm Quốc Trung thật dồi dào sức khỏe, niềm tin

để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng khóa luận khó tránh khỏi những thiếu sót, tôi kính

mong Quý thầy, cô và bạn bè hướng dẫn, góp ý để nội dung nghiên cứu này ngày càng

hoàn thiện hơn

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!

Trân trọng

TP HCM, tháng 11 năm 2015

Trang phụ bìa

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt v

Danh mục các hình vẽ và đồ thị vi

MỞ ĐẦU vii

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp, quy trình thực hiện khóa luận 2

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4

CHƯƠNG 2 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Đối tượng, lớp và định danh đối tượng 5

2.2 Các mối quan hệ giữa các lớp 9

2.3 Truy vấn đối tượng 12

2.4 Ngôn ngữ đối tượng OQL 13

2.5 Đại số đối tượng 17

2.6 Lược đồ quan hệ nhúng 20 CHƯƠNG 3 - TỐI ƯU HÓA TRUY VẤN TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG

3.2 Các cách tiếp cận tối ưu hóa truy vấn hướng đối tượng 24

3.3 Cách tiếp cận tối ưu truy vấn hướng đối tượng của khóa luận 26

3.4 Kết luận 53

CHƯƠNG 4 – CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 54

4.1 Mô tả cách sử dụng 54

4.2 Mô tả các bước thực hiện của chương trình 55

4.3 Một số nhận xét, đánh giá kết quả thực hiện của chương trình 57

CHƯƠNG 5 – KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 58

5.1 Kết quả đạt được 58

5.2 Hướng phát triển 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 60

Viết tắt Mô tả

API Application Programming Interface - Giao diện

chương trình ứng dụng

Hình 2.2 Sự phân cấp các kiểu trong OQL 15

Hình 3.1 Quy trình thực hiện tối ưu hóa truy vấn 24

Hình 3.2 Biểu diễn lược đồ quan hệ nhúng dưới dạng cây 31

Hình 3.3 Đồ thị tân từ đối tượng của mệnh đề where 43

Hình 3.4 Chuyển đổi đồ thị tân từ đối tượng thành đồ thị tân từ quan hệ 44

Hình 3.5 Tiến trình khung xử lý truy vấn 46

Hình 3.6 Khởi tạo cây phân tích cú pháp của ví dụ 3.6 51

Hình 3.7 Bước chuyển đổi đầu tiên của hình 3.6 51

Hình 3.8 Khởi tạo cây của ví dụ 3.7 52

Hình 3.9 Cây kết quả sau khi áp dụng các luật chuyển đổi 52

Cơ sở dữ liệu (CSDL) là một trong những lĩnh vực được quan tâm nhiều trong công nghệ thông tin, và đã có nhiều ứng dụng trong khoa học kỹ thuật cũng như trong các ngành kinh tế khác

Suốt những năm 70, các lĩnh vực nghiên cứu về lý thuyết CSDL tập trung giải quyết trên mô hình dữ liệu quan hệ do E F Codd đề xuất Đây là mô hình được xây dựng trên cơ sở lý thuyết toán học về các quan hệ với cấu trúc chặt chẽ và hoàn chỉnh Những kết quả nghiên cứu đạt được trên mô hình này không những tạo nền tảng về lý thuyết CSDL, mà còn mang tính ứng dụng cao, đó là các hệ thống quản trị CSDL thương mại phát hành vào cuối thập kỷ 70 và đầu thập kỷ 80 như Oracle, SQL/DS và DB2, v.v Tuy nhiên, sự đa dạng của các ứng dụng trong công nghệ phần mềm, các hệ thống tự động hóa, hệ thống đa phương tiện với sự tích hợp âm thanh, hình ảnh, tài liệu toàn văn và các ngôn ngữ lập trình, làm nảy sinh yêu cầu cần phải có một mô hình dữ liệu với các tính năng mạnh, phong phú để có thể đặc tả các đối tượng phức trong thế giới thực và đảm bảo tính mềm dẻo, khả chuyển của hệ thống khi có sự thay đổi, những đòi hỏi này tạo tiền đề cho sự hình thành và phát triển của mô hình CSDL hướng đối tượng

Trong những năm gần đây, việc phát triển các ngôn ngữ CSDL trên các hệ thống CSDL hướng đối tượng được xem là một hướng nghiên cứu quan trọng Các ngôn ngữ CSDL được mở rộng theo hướng tích hợp với ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, điều này sẽ tạo điều kiện cho các hệ thống tăng khả năng tính toán phức tạp và xây dựng giao diện lập trình hướng đối tượng trong các hệ thống

Như ta đã biết, thành công ngày càng tăng của công nghệ CSDL quan hệ trong việc xử lý dữ liệu một phần là do tính dễ dùng khả năng khai thác, tìm kiếm dữ liệu của các ngôn ngữ phi thủ tục (như SQL), và chính nó đã cải thiện đáng kể công việc phát triển ứng dụng và khả năng sáng tạo của người dùng Các ngôn ngữ phi thủ tục của CSDL quan hệ đã cho phép diễn tả câu truy vấn phức tạp một cách chính xác và đơn

Trình tự này được xử lý bởi Bộ xử lý truy vấn (query processor) của hệ quản trị CSDL,

và đó là bài toán xử lý truy vấn hay tối ưu hóa truy vấn

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Chương 1 giới thiệu tổng quan về đề tài bao gồm các nghiên cứu khảo sát tình hình ứng dụng tối ưu hóa truy vấn trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu nói chung và

hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng đối tượng nói riêng; phân tích đánh giá thực trạng, hạn chế và xác định các nhu cầu mà hệ thống ứng dụng chưa đáp ứng được, từ đó đề xuất nghiên cứu phát triển giải pháp tối ưu truy vấn để khai thác cơ sở dữ liệu tốt hơn

1.1 Đặt vấn đề

1.1.1 Lý do hình thành đề tài

Cơ sở dữ liệu là một thành phần không thể thiếu trong quá trình phát triển các hệ thống thông tin Trong thực tế, các ứng dụng thông tin không chỉ dừng lại ở các ứng dụng trong lĩnh vực xử lý dữ liệu kinh doanh, thương mại

mà còn phát triển sang các lĩnh vực khác như trí tuệ nhân tạo, thông tin văn phòng, đa phương tiện… Do đó, việc phát triển hệ thống cơ sở dữ liệu hướng đối tượng là điều tất yếu

Một trong những hướng nghiên cứu quan trọng được đề cập trong hệ thống cơ sở dữ liệu hướng đối tượng là tối ưu hóa truy vấn hướng đối tượng Khi thực thi một truy vấn trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng, có thể có nhiều phương án mà hệ thống cơ sở dữ liệu cho phép xử lý Các phương án

có kết quả cuối cùng là tương đương nhau nhưng khác nhau về chi phí thực hiện hay tổng thời gian thực hiện một truy vấn

Tối ưu hóa truy vấn là lựa chọn phương án để có tổng thời gian thực hiện truy vấn là nhỏ nhất Như vậy, vấn đề chúng ta quan tâm là làm sao cực tiểu tần suất sử dụng của CPU, bộ nhớ, chi phí nhập/xuất và các nguồn tài nguyên về lĩnh vực truyền thông Vì với kỹ thuật phần cứng hiện nay việc tối

ưu thực thi một truy vấn chỉ còn là vấn đề làm cực tiểu thời gian trả lời của truy vấn

Vấn đề đặt ra là với lượng thông tin ngày càng lớn song việc vấn tin là

hiệu quả, để tạo ra một hoạch định thực thi vấn tin nhằm hạ thấp tối đa chi phí thì việc tối ưu câu vấn tin là vấn đề mà ai cũng phải quan tâm Từ đó có

thể nhận thấy rằng vấn đề “tối ưu hóa truy vấn trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng đối tượng” là cần thiết trong quản trị hệ cơ sở dữ liệu

1.1.2 Một số vấn đề còn hạn chế

Để lấy được thông tin cần thiết ta cần thực hiện hàng loạt các thao tác trên cơ sở dữ liệu thông qua các câu truy vấn Từ câu truy vấn ban đầu có thể thực hiện theo các phương pháp khác nhau để có kết quả song cần phải hạ thấp chi phí thực hiện truy vấn Tuy nhiên để có được phương án tối ưu nhất thì có thể chi phí cho quá trình tối ưu lại rất cao

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật là sự bùng nổ của công nghệ dữ liệu mới và lượng dữ liệu rất lớn nên việc nâng cấp và tối ưu truy vấn là vấn đề cấp thiết để phục vụ tốt hơn cho người sử dụng

Thử nghiệm và đánh giá giải pháp đề xuất

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là tối ưu hóa câu truy vấn dữ liệu hướng đối tượng

Phạm vi nghiên cứu là mô hình dữ liệu hướng đối tượng có hỗ trợ tập luật

1.4 Phương pháp, quy trình thực hiện khóa luận

Phương pháp lý thuyết: tổng quan của mô hình dữ liệu hướng đối tượng; tìm hiểu các tài liệu liên quan đến query optimization; tìm hiểu các kỹ thuật xử lý câu

truy vấn; khái niệm, kiểu và lược đồ suy dẫn trong ngôn ngữ truy vấn OQL, biến

Phương pháp thực nghiệm: xây dựng thuật toán chuyển đổi từ lược đồ hướng đối tượng sang lược đồ quan hệ nhúng; triển khai thuật toán cải tiến câu truy vấn

trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng bằng các phép biến đổi biểu thức đại số đối tượng

Quy trình thực hiện khóa luận:

cơ sở dữ liệu

tượng, những vấn đề và hạn chế của các kỹ thuật hiện nay

− Tìm hiểu các tài liệu liên quan đến query

optimization như:

+ Các tutorial

+ Các bài báo khoa học

− Khảo sát, lấy ý kiến của chuyên gia

− Tổng quan của mô hình dữ liệu hướng đối tượng như định danh đối tượng, kiểu, lớp, lược đồ quan hệ kế thừa phương thức

− Khái niệm, kiểu và lược đồ suy dẫn trong ngôn ngữ truy vấn OQL, biến tham chiếu, phương thức tham chiếu

− Bản báo cáo thống

kê giải pháp của các kỹ thuật tối ưu truy vấn hiện nay

2

Cải tiến quá trình tối ưu hóa câu truy vấn trong cơ sở dữ liệu

− Tìm hiểu mô hình

xử lý truy vấn và các quy tắc tối ưu hóa truy vấn hướng đối tượng

− Thuật toán chuyển đổi từ lược đồ hướng đối tượng sang lược đồ quan

hệ nhúng

− Cài đặt một số thuật toán để cái tiến câu truy vấn trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng

− Các thuật toán biên dịch các mệnh đề trong OQL sang mệnh

đề trong SQL

− Tối ưu hóa truy vấn đối tượng bằng các phép biến đổi biểu thức đại

số đối tượng

3

Thử nghiệm và đánh giá giải pháp

Dùng ngôn ngữ lập trình C# kết hợp với cơ sở dữ liệu hướng đối tượng MS SQL Server

Chương trình demo

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Việc tối ưu hóa truy vấn trên cơ sở dữ liệu hướng đối tượng quyết định tốc độ hồi đáp nhanh nhất có thể có cho các truy vấn, qua đó giúp việc nghiên cứu, tổ chức và khai thác các cơ sở dữ liệu có hiệu quả tốt hơn…

Trình bày phương pháp chuyển đổi lược đồ hướng đối tượng sang lược đồ quan hệ nhúng, cải tiến và hoàn chỉnh các thuật toán biên dịch truy vấn đối tượng OQL về truy vấn quan hệ SQL

Trình bày thuật toán tối ưu hóa truy vấn đối tượng dựa vào tập luật và các quy tắc tối ưu hóa truy vấn đối tượng tổng quát

Tích hợp môđun biên dịch và tối ưu hóa truy vấn đối tượng trong hệ thống cơ sở dữ liệu đối tượng quan hệ

CHƯƠNG 2 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2 trình bày nhiều kiến thức nền tảng của mô hình dữ liệu hướng đối tượng như định danh đối tượng, kiểu/lớp, lược đồ mối quan hệ kế thừa phương thức

Ngôn ngữ truy vấn đối tượng OQL và đại số đối tượng tương ứng được chọn làm cơ sở cho những nghiên cứu, mở rộng các thuật toán tối ưu hóa truy vấn đối tượng và là công cụ minh họa cho các thuật toán tối ưu hóa truy vấn được đề xuất trong chương 3

2.1 Đối tượng, lớp và định danh đối tượng

2.1.1 Đối tượng và định danh đối tượng

Khái niệm cơ bản của mô hình HĐT là đối tượng Đối tượng là một khái niệm, một sự trừu tượng hóa, hay một sự vật có nghĩa trong bài toán đang khảo sát Đó chính là các mục (item) mà ta đang nghiên cứu, đang thảo luận về chúng Đối tượng là thực thể của hệ thống, của CSDL và được xác định thông qua định danh (OID – Object Identifier) của chúng Thông thường các đối tượng được mô tả bởi các danh từ riêng (tên gọi) hoặc được tham chiếu tới trong các mô tả của bài toán hay trong các thảo luận với người

sử dụng Có những đối tượng là những thực thể trong thế giới thực như người, sự vật cụ thể, hoặc là những khái niệm như một công thức, hay khái niệm trừu tượng Có những đối tượng được bổ sung và hệ thống với lý do phục vụ cho việc cài đặt và có thể không có trong thực tế

Mỗi đối tượng có thể được biểu thị bởi bộ ba (oid, class-name, value) Trong đó oid là giá trị thuộc tính định danh OID của đối tượng, class-name là tên lớp chứa đối tượng này và value là giá trị của đối tượng đó

2.1.2 Lớp đối tượng

Đối tượng là một thể hiện, một đại biểu của một lớp Lớp là một mô tả

về một nhóm các đối tượng có những tính chất (thuộc tính) giống nhau, có

các đối tượng khác và có chung ngữ nghĩa trong hệ thống Lớp thường xuất hiện dưới dạng những danh từ chung trong các tài liệu mô tả bài toán hay trong các thảo luận với người sử dụng Cũng như các đối tượng, lớp có thể là những nhóm thực thể có trong thế giới thực, cũng có những lớp là khái niệm trừu tượng và có những lớp được đưa trong thiết kế để phục vụ cho cài đặt hệ thống…

Một cách hình thức, ta có một số ký hiệu được qui ước như sau:

Alloid: Tập tất cả các định danh đối tượng

Các giá trị trên tập các đối tượng (O) được định nghĩa như sau:

• Một phần tử thuộc D hoặc thuộc Alloid là một giá trị, được gọi

Khái niệm về kiểu trên tập các lớp (C) cũng được định nghĩa như sau:

• Integer, Real, Boolean, String: là các kiểu gọi là kiểu nguyên

tố

• Các tên lớp trong C cũng là các kiểu

• Nếu T1, T2, …., Tn là các kiểu và a1, a2, …, an là cá tên thuộc tính phân biệt của C thì [a1: T1, a2: T2, an: Tn] là một kiểu còn gọi là kiểu bộ

• Nếu T là một biểu thức kiểu, thì {T} hoặc Set(T) cũng là kiểu còn được gọi là kiểu tập

2.1.4 Thuộc tính, thao tác và phương thức

Mỗi thuộc tính có thể là thuộc tính đơn trị hoặc thuộc tính đa trị Trái với thuộc tính đơn vị, một thể hiện của thuộc tính đa trị là tương ứng với một tập các giá trị

Class HoSo

Type tuple (mahs: int, hoten: char, thanhpho: char, ngaysinh: tuple(ngay, thang, nam))

Class NhanVien inherits HoSo

Tupe tuple (manv: int, luong: float, thuong: float, tenphong: Phong)

Class Phong

Type tuple (maphong: int, tenphong: char, diadiem: char)

NhanVien là lớp được kế thừa từ lớp HoSo, có thuộc tính tenphong là thuộc tính tham chiếu đối tượng đến lớp Phong, ngaysinh là thuộc tính đa trị

• Set (tập hợp): Các phần tử không có thứ tự, không lặp, không

cố định số phần tử

• List (danh sách): Các phần tử có thứ tự, có lặp, không cố định

số phần tử

• Array (mảng): Các phần tử có thứ tự, có lặp, cố định số phần tử tối đa

Một thuộc tính có trong một lớp còn có thể là thuộc tính phức hợp, là thuộc tính được xây dựng từ tập các thuộc tính khác Việc khai báo một thuộc tính phức hợp được thực hiện bằng toán tử xây dựng tuple (bộ)

Thao tác (Operation) là một hàm hay thủ tục có thể áp dụng (gọi hàm)

định nói tới một đối tượng đích để thực hiện thao tác đó Ví dụ, thao tác (hàm) hienthi() của lớp MonHoc khi gọi để hiển thị về các sinh viên học một môn học cụ thể như “Lập trình hướng đối tượng” chẳng hạn

Một phương thức là một cách thức cài đặt của một thao tác trong một lớp

Một số thao tác có thể là đa xạ (polymorphic), được nạp chồng, nghĩa

là nó có thể áp dụng cho nhiều lớp khác nhau với những nội dung thực hiện

có thể khác nhau, nhưng cùng tên gọi Ví dụ lớp ThietBi có hàm TinhGia() Hàm này có thể nạp chồng (đa xạ), bởi có nhiều phương thức (công thức) tính giá bán khác nhau tùy thuộc từng loại thiết bị Tất cả các phương thức này đều thực hiện một nhiệm vụ TinhGia(), nhưng được cài đặt với nội dung (các đoạn chương trình) khác nhau Hệ thống hướng đối tượng tự động chọn phương thức tương ứng với ngữ cảnh của đối tượng đích để thực hiện

Việc khai báo các toán tử hay các phương thức sử dụng từ khóa operations của mỗi đối tượng thuộc một lớp đối tượng nhằm phản ánh các hành vi được thực hiện trên mỗi đối tượng thuộc lớp đó Mỗi phương thức nhằm đặc tả tên của phương thức, các tham số kèm kiểu dữ liệu của chúng, kiểu của phương thức và phần thân là phần chứa mã lệnh của phương thức

Dưới đây là mẫu đặc tả cho một lớp thường được xây dựng như sau: class <class name>

tượng đó Đây chính là tính đóng gói thông tin trong mô hình dữ liệu hướng đối tượng Việc đóng gói thông tin độc lập với dữ liệu vật lý

Các phương thức được gọi bởi các thông điệp Một thông điệp về cơ bản chỉ là một lời gọi đến một phương thức nào đó, trong đó tham số đích được phân biệt và có cách xử lý riêng về cú pháp

2.2 Các mối quan hệ giữa các lớp

2.2.1 Sự phân cấp lớp

Các lớp trong mô hình hướng đối tượng có thể được tổ chức theo một phân cấp lớp (Class hierarchy) Ta nói lớp C2 là một lớp con của lớp C1, hay lớp C1 là lớp cha của lớp C2 nếu tập các thuộc tính và phương thức là tập con của các tập thuộc tính và phương thức của C2 đồng thời tập các đối tượng thuộc C2 là tập con của tập các đối tượng thuộc C1 Điều đó có nghĩa rằng một lớp con sẽ kế thừa tất cả các đặc tính cho phép của lớp cha, ngoài ra các lớp con còn có thể bổ sung các đặc tính khác Nguyên tắc này tạo thuận lợi trong việc tái sử dụng các thuộc tính và các phương thức của lớp cha bên trong các lớp con, cho phép tạo ra một hệ thống hiệu quả và tin cậy hơn

2.2.2 Sự kế thừa

Trong các mô hình hệ thống hướng đối tượng, một số hệ thống chỉ cho phép một lớp con có tối đa một lớp cha, trong khi các hệ thống khác cho phép một lớp con có thể có nhiều lớp cha Một lớp con kế thừa các thuộc tính

và các phương thức từ chỉ một lớp cha được gọi là kế thừa đơn, ngược lại một lớp con kế thừa các thuộc tính và phương thức từ nhiều hơn một lớp cha được gọi là kế thừa bội

Việc khai báo một mối quan hệ kế thừa giữa một lớp con và một lớp cha được thực hiện bằng cách sử dụng từ khóa inherits kèm tên lớp cha khi định nghĩa lớp con đó

Ví dụ 1.1:

Để định nghĩa lớp GiaoVien là lớp con của lớp Nguoi, theo cách này,

ta chỉ cần khai báo các thuộc tính và các phương thức được bổ sung cho lớp GiaoVien

Quan hệ kế thừa tồn tại một số vấn đề sau:

• Vấn đề thứ nhất là tồn tại sự xung đột về tên giữa một lớp con

và lớp cha của nó, và giữa các lớp cha của một lớp Nếu tên của một thuộc tính hay một phương thức xung đột giữa một lớp con và lớp cha của nó, thì tên dùng trong lớp con được ưu tiên trước, tức thuộc tính và phương thức đó của lớp cha không được kế thừa Đối với trường hợp xung đột về tên các thuộc tính và phương thức giữa các lớp cha, thông thường ta chọn một lớp cha trên cơ sở thứ tự về quyền ưu tiên trước Phần lớn các hệ thống yêu cầu một thứ tự ưu tiên về tên giữa các lớp cha trong mô tả sự phân cấp lớp, tuy nhiên một số hệ thống khác lại xác định thứ tự ưu tiên này khi thực hiện

• Vấn đề thứ hai là phạm vi tác động của tính kế thừa Cách giải quyết thứ nhất là phạm vi tác động của sự kế thừa yêu cầu sẽ

kế thừa đầy đủ hoặc cho phép kế thừa có chọn lựa Kế thừa đầy

đủ có nghĩa là một lớp kế thừa đầy đủ tất cả các thuộc tính và phương thức gây nên xung đột về tên Kế thừa có chọn lựa cho phép một lớp con không kế thừa một số thuộc tính và phương thức từ lớp cha Mặc dù kế thừa có chọn lựa có một số thuận lợi hơn, nhưng hầu hết các hệ thống chấp nhận kế thừa đầy đủ

vì kế thừa có chọn lựa có sự khó khăn là phải lưu vết kế thừa Hướng thứ hai là cho phép kế thừa các thuộc tính cùng tên nhưng khác đặc tả, cụ thể là đặc tả về kiểu

• Vấn đề thứ ba là vi phạm nguyên tắc đóng gói Nếu người dùng có thể truy nhập trực tiếp đến các thuộc tính của một lớp cha từ một lớp con như các phép toán đổi tên hoặc xóa một thuộc tính thì có thể làm mất hiệu lực xác định trong lớp con

mà chúng tham chiếu đến các thuộc tính đó Một hướng khắc phục là giới hạn việc truy vập đối với các thuộc tính của một lớp thông qua các phương thức xác định chúng

Tóm lại, một lược đồ CSDL hướng đối tượng có thể được mô tả bởi một đồ thị phân cấp phức hợp lớp, do trên đó ta có thể mô tả phân cấp lớp cùng với phân cấp phức hợp Cụ thể mỗi nút của đồ thị là tương ứng với một lớp (kèm cấu trúc các thuộc tính) Nếu lớp C1 là lớp con của lớp C2 thì sẽ có một cung đi từ nút C1 đến nút C2 (sử dụng cung nét đậm trên hình vẽ) Ngoài

ra bên trong đồ thị phân cấp này người ta còn biểu diễn mối quan hệ giữa các lớp Nếu lớp C1 có thuộc tính mối quan hệ A với kiểu dữ liệu là lớp C2, thì sẽ

có một cung xuất phát từ thuộc tính A và trỏ vào tên lớp C2 (sử dụng cung nét mỏng) Các thuộc tính đa trị được đánh dấu * Bằng cách này ta có thể

mô tả trực quan một lược đồ CSDL hướng đối tượng

2.3 Truy vấn đối tượng

Cú pháp của khối lệnh trọng tâm select trong OQL là [14]:

select [distinct] <Danh sách kết quả>

from <Danh sách lớp/ sưu tập lớp>

where <Biểu thức điều kiện>

[group by <Các thuộc tính phân nhóm>]

[having <Điều kiện lọc>]

[order by (<Khóa sắp xếp> asc|desc,…)]

Trong đó, từ khóa distinct nếu sử dụng thì kết quả của truy vấn có kiểu tập đối tượng Mệnh đề group by phân nhóm trên lớp sưu tập, các đối

tượng được nhóm theo giá trị của các thuộc tính phân nhóm Mỗi cấu trúc của nhóm chứa một nhóm các thuộc tính và nhóm các đối tượng có cùng giá

trị Mệnh đề order by sắp thứ tự các đối tượng trong lớp sưu tập kết quả

Sử dụng lược đồ CSDL VienDH được biểu diễn trong hình 2.1 minh họa cho các ví dụ về các dạng thức biểu diễn của truy vấn OQL:

Hình 2.1 Biểu diễn lược đồ VienDH bằng ký pháp UML

Người ta sử dụng tên của đối tượng kết hợp với tên các đặc trưng của đối tượng (thuộc tính, mối quan hệ và các phép toán) để truy nhập vào các thành phần của một đối tượng hoặc các đặc tính liên quan đến nó

Đối tượng và tên các đặc trưng được đặt trong đường dẫn Các bước trong đường dẫn được ngăn cách bằng dấu chấm ‘.’ Hoặc dấu mũi tên ‘→’ Dấu chấm và dấu mũi tên có thể được dùng thay cho nhau, nhưng người ta quy ước dùng dấu chấm là ký hiệu đường dẫn từ một đối tượng đến các đặc trưng của nó, còn dấu mũi tên là ký hiệu đường dẫn từ một đối tượng này có mối quan hệ với một đối tượng khác

Ví dụ 2.1 select s.hoten

from s

where s.DaiHoc.truong_khoa.hoten = ‘Thanh’

Cấu trúc như s.DaiHoc.truong_khoa.hoten gọi là biểu thức đường dẫn

2.4 Ngôn ngữ đối tượng OQL

OQL (Object Query Language) là ngôn ngữ truy vấn CSDL hướng

đối tượng đã đề xuất trong ODMG-93 Phiên bản cuối cùng của OQL trong ODMG 93 (Release 1.2) là siêu tập của SQL92, được mô tả như là một phần của ODMG chuẩn, OQL là ngôn ngữ truy vấn không đưa ra môi trường lập trình đầy đủ, chẳng hạn như OQL không thể biểu diễn cho tất cả các tính toán phức tạp Do đó, nó không phải là hệ tính toán đầy đủ Vì vậy, để tăng khả năng tính toán cho OQL cần thiết phải liên kết với các ngôn ngữ lập trình khác:

(i) OQL được dùng để mô tả truy vấn và các thao tác của đối

tượng;

(ii) Ngôn ngữ định nghĩa đối tượng (ODL): sử dụng mã OQL để

định nghĩa giao diện với các kiểu đối tượng;

(iii) Các ngôn ngữ lập trình khác như C++, Smalltalk và Java được

dùng để cài đặt các phương thức và các chương trình ứng dụng

Đồng thời có thể nhúng các câu lệnh OQL trong các thao tác trên CSDL đối tượng

Trong (iii) OQL được dùng như ngôn ngữ truy vấn nhúng, nó cũng có thể được sử dụng như một ngôn ngữ truy vấn độc lập, nghĩa là người dùng có thể biểu diễn các thao tác CSDL đối tượng hoàn toàn bằng OQL mà không cần một chương trình nhúng nào được viết bằng ngôn ngữ lập trình khác

OQL được thiết kế theo hướng phát triển kế thừa, đó là thiết kế một ngôn ngữ mới đầy đủ dựa trên SQL, ngôn ngữ chuẩn của CSDL quan hệ Thiết kế của OQL ở dạng hàm, kết quả của truy vấn có kiểu, điều này cho phép kết quả của truy vấn này là đầu vào của một truy vấn khác, vì vậy các truy vấn phức tạp có thể được xây dựng bằng OQL Bằng cách tích hợp các tính năng của SQL, OQL xây dựng trên nền tảng của CSDL quan hệ Mục đích của mô hình ODMG là duy trì một mức độ tương thích giữa kỹ thuật CSDL hướng đối tượng và kỹ thuật CSDL đối tượng – quan hệ bằng cách tích hợp các tính năng của phiên bản tương lai của SQL trong phiên bản tương lai của OQL

2.4.1 Kiểu và lược đồ suy dẫn kiểu trong ngôn ngữ truy vấn OQL

Hệ thống các kiểu dữ liệu nguyên thủy và các kiểu dữ liệu suy dẫn gắn với phân cấp kiểu được giới thiệu trong hình 2.2 Trên cây phân cấp, ta

nhận thấy rằng các kiểu tổng quát là các nút nằm ở nút nhánh trên cây, các

kiểu này sẽ không được sử dụng trong các lược đồ CSDL (khai báo hình

thức) Kiểu được gọi là kiểu đặc trưng, nếu nó được suy dẫn từ các kiểu cơ

sở Tất cả các nút lá trong hình 2.2 là các kiểu đặc trưng

Hình 2.2 Sự phân cấp các kiểu trong OQL

2.4.2 Thuộc tính và lượng từ

Biểu thức logic trong OQL thực hiện việc kiểm tra trên các thành viên của một lớp sưu tập Các phép toán kiểm tra được sử dụng trong biểu thức logic là:

(i) forall - kiểm tra với một điều kiện đúng (true) cho tất cả các

đối tượng chứa trong lớp sưu tập

(ii) exists – kiểm tra sự tồn tại của một đối tượng trong lớp sưu tập

thỏa mãn một điều kiện cho trước

(iii) unique – kiểm tra tính duy nhất của các đối tượng trong lớp

sưu tập

(iv) in – kiểm tra một đối tượng có thuộc về một lớp sưu tập hay

không

(v) Some, any và all - đây là những lượng từ được dùng để so

sánh sự ít nhất (some hay any) hay với mọi (all) cho các đối tượng thuộc (in) trong một lớp sưu tập

(vi) Set inclusion – các phép toán so sánh bao hàm {<, <=, >, >=}

áp dụng với các lớp sưu tập để kiểm tra sự bao hàm của một lớp sưu tập này và lớp kia

Cú pháp của truy vấn có lượng từ forall, exists và in là:

<Truy vấn>::=forall <Truy vấn> in <Truy vấn>:<Truy vấn>

|exists <Tên> in <Truy vấn>:<Truy vấn>

where exists ‘Am nhac’ in f.so_thich

Trong biểu thức đường dẫn có thể dùng nhiều hơn một lượng từ với

sự kết hợp giữa exists và forall

Ví dụ 2.3 select s.hoten

from Khoa as f where exists f.gv_hd in (forall KhoaHoc.DaiHoc.ten_nganh =

‘cong nghe thong tin’)

2.4.3 Biến tham chiếu

Biến vùng mô tả cho một biểu thức đường dẫn có thuộc tính cuối

cùng là một thuộc tính phức được gọi là biến tham chiếu Người ta sử dụng

các biến vùng biểu diễn cho các đối tượng của lớp trong một biểu thức

Ví dụ 2.4

select s.hoten from SinhVienTN as s, s.gvhd as f where s.tuoi > f.tuoi

Trong đó, f là một biến tham chiếu đến các đối tượng thuộc lớp

SinhVienTN

2.4.4 Phương thức tham chiếu

Phương thức trong truy vấn OQL được thể hiện qua hai dạng Dạng

thứ nhất là phương thức thuộc tính - suy dẫn, sử dụng để tính giá trị cho mỗi

đối tượng trong lớp mà phương thức tác động Phương thức thuộc tính – suy dẫn có thể được sử dụng giống như một thuộc tính trong truy vấn Dạng thứ

hai là phương thức tân từ, trả về một giá trị kiểu boolean đối với mỗi đối

tượng trong lớp

Ví dụ, ta có phương thức “VienDaiHoc(): Boolean” trên lớp DaiHoc,

phương thức này trả về giá trị true nếu Đại học có trên 5 trường thành viên hoặc trên 30.000 sinh viên và false nếu ngược lại

2.5 Đại số đối tượng

Các phép toán đại số đối tượng được chia làm sáu loại: phép toán đối tượng, phép toán bộ, phép toán tập hợp, phép toán “túi”, phép toán danh sách

và phép toán mảng

2.5.1 Phép toán đối tượng

Mỗi đối tượng được biểu diễn như một bộ ba (oid, TênLớp, GiáTrị), oid là định danh của đối tượng và TênLớp là kiểu của đối tượng Giá trị của

đối tượng do người sử dụng định nghĩa thường là kiểu bộ Có ba phép toán đối tượng:

Chiếu định danh (0): phép toán 0 nhận vào một đối tượng và trả về định danh của đối tượng

Chiếu giá trị (v): phép toán v nhận vào một đối tượng và trả về giá trị của đối tượng

Chiếu đối tượng (D): phép toán D nhận vào một định danh đối tượng

và trả về đối tượng có định danh tương ứng

2.5.2 Phép toán bộ

Thiết lập bộ: tuple (a1 : v1, … , an : vn) Phép toán tuple nhận vào các

thuộc tính và các cặp giá tri (ai : vi) và trả về một bộ (a1, … , an)

Chiếu bộ ((Attrs)): phép toán (Attrs) nhận một bộ và trả về một bộ con với tên các thuộc tính được mô tả trong tập Attrs

Trích xuất giá trị thuộc tính (Attrs): nhận vào một bộ và trả về giá trị của thuộc tính mô tả Attr

Ghép bộ (tuple_cat): nhận vào hai bộ và nối chúng vào một bộ mới

Phép toán này thay thế tích Đề các

2.5.3 Phép toán tập hợp

Thiết lập tập hợp (set() hoặc {}): khởi tạo một tập từ một số phần tử Hợp của hai tập hợp: set_union

Hiệu của hai tập hợp: set_diff

Chọn trên tập hợp (s  s.f): phép toán s  s.f nhận vào một tập (thường là một tập đối tượng) và trả về một tập (đối tượng) sao cho mỗi phần

tử ở tập kết quả đều thỏa mãn điều kiện của biểu thức f

Ví dụ, cho A = {2,6,4,9}, s  s.s >5 (A) = {6,9}

Ký hiệu “” trong “s” được dùng như một biến đếm các phần tử trong tập đã cho Với tập đã cho là một lớp, s là một biến thể hiện lớp

Làm phẳng tập (set_flat): phép toán set_flat nhận vào một tập các tập

và trả về một tập chứa phần hợp của các phần tử của các tập lồng nhau

Ví dụ: set_flat({1,2,3}, {2,3,4},{4,5}) = {1,2,3,4,5)

Áp dụng hàm trên tập (set_apply.s.e ): phép toán set_applys.e nhận

vào một tập và áp dụng biểu thức đại số e cho mỗi phần tử trong tập

Ví dụ: A= {{1,2,3},{2,3,4},{4,5}} là một tập các tập, thì set_apply s.A set_diff{3} (A)= {{1,2},{2,4},4,5}} Phép toán set_apply và chiếu bộ (hoặc trích

xuất giá trị thuộc tính) thường được sử dụng như phép chiếu trên một tập các

bộ Ví dụ, xét truy vấn “Cho biết tên và tuổi của các sinh viên”, ta có:

Set_apply.s.(hoten,tuoi)(V(s)) (SinhVien)

2.5.4 Phép toán trên kiểu “túi”

Các phép toán trên kiểu dữ liệu “túi” gồm có: thiết lập “túi”, hợp,

hiệu, chọn, làm phẳng, áp dụng hàm trên “túi: bag, bag_union, bag_diff,

b

 s.f, bag_flat, bag_apply và chuyển đổi một “túi” về tập: bagtoset

(chuyển đổi một “túi” về tập hợp bằng cách loại bỏ các trùng lặp trong “túi”)

2.5.5 Phép toán trên danh sách

Thiết lập danh sách, lấy phần tử đầu tiên, lấy phần tử cuối cùng, ghép

danh sách, chọn, làm phẳng, áp dụng hàm là: list, first, last, list_cat, l  s.f, list_flat, list_apply.s.e

Chiếu mảng (i,j), j>i: phép toán trả về một mảng con chứa các phần

tử có chỉ số từ i đến j của mảng đã cho

2.6 Lược đồ quan hệ nhúng

Giả sử hai quan hệ R và S quan hệ với nhau qua tân từ P, các lược đồ

quan hệ nhúng được mô tả như sau:

Lớp không có quan hệ kế thừa: các quan hệ R và S được lưu trữ một

đối tượng duy nhất của nó (#S), hoặc cả hai trong R-bộ

S(S#, …các thuộc tính …)

Và R(#R, #S, …các thuộc tính …)

Hoặc R(#R, &S, …các thuộc tính …)

Hoặc R(#R, #S, &S, … các thuộc tính …)

Trong trường hợp tân từ P là một hàm có kiểu đối tượng, phải tổ chức lưu trữ ít nhất là định danh đối tượng duy nhất của đối tượng tham chiếu

Tham chiếu nhúng kiểu tập: Tương tự, nếu một R-bộ có quan hệ nhiều hơn một S-bộ, ta có thể lưu trữ một tập các tham chiếu (OID và/hoặc TID) đối với mỗi R-bộ trong một quan hệ con nhúng Sref (đối với “tham chiếu đến S”)

Và R(#R, SRef(#S), …các thuộc tính …)

Hoặc R(#R, SRef(&S), …các thuộc tính …)

Hoặc R(#R, Sref(#S, &S), … các thuộc tính …)

Chỉ mục kết nối: Các con trỏ liên kết các đối tượng liên quan được lưu trữ thành các quan hệ riêng biệt đối với các đối tượng – bộ, hai quan hệ JI1

và JI2 là các quan hệ lưu trữ các chỉ mục kết nối giữa quan hệ R và S:

2.6.2 Phương thức của lớp

Về mặt nguyên lý, có thể biểu diễn một phương thức như là một quan

hệ nhị nguyên, với một thuộc tính cho tham số định danh đối tượng duy nhất

và một thuộc tính khác cho giá trị kết quả Trường hợp các phương thức có giá trị - tập thì thuộc tính thứ hai sẽ là một quan hệ con thực sự của các bộ con đơn nguyên Vì vậy, hàm đơn trị fs: T1 →T2 và hàm đa trị fm: T1 → set(T3) được biểu diễn bằng hai quan hệ nhị nguyên tương ứng như sau:

fs(#T1, #T2) và fm(#T1, T3Ref(#T3))

Tham chiếu logic và tham chiếu vật lý: Hàm cho kết quả là một đối tượng (tập đối tượng), được cài đặt bằng cách lưu trữ định danh đối tượng duy nhất (tham chiếu logic) của các đối tượng kết quả hoặc chứa định danh

bộ (TID) Các hàm đơn trị trở thành các quan hệ 3 thuộc tính và các hàm đa trị trở thành các quan hệ có chứa các quan hệ con Quan hệ có chứa các tham

chiếu vật lý đối với hai hàm fs và fm, sẽ cho kết quả như sau: T1(#T1, fs#,

fs&,fm#Set(#T3,&T3))

2.6.3 Kiểu, lớp và sự kế thừa

Từ sự phân cấp kế thừa kiểu, sẽ có hai phương án lựa chọn để chuyển đổi: thứ nhất, đối với các hàm gói, sự kế thừa các hàm trong kiểu bảng tương ứng được cài đặt với các kiểu con Thứ hai, các đối tượng sẽ được biểu diễn tương ứng với một bộ - đối tượng trong bảng của kiểu con đặc trưng nhất hoặc trong nhiều bộ - đối tượng, mỗi bộ chứa trong mỗi siêu kiểu

Tiếp theo, xét phân cấp giữa các kiểu (cấu trúc, sự kế thừa phương thức) và phân cấp giữa các lớp (mối quan hệ bao hàm)

Kiểu: Mỗi kiểu đối tượng T được ánh xạ đến một kiểu bảng T’ chứa ít

nhất một thuộc tính #T Các thuộc tính bổ sung trong bảng T’ do các hàm (phương thức) đóng gói trong kiểu T và các hàm trả về T – đối tượng

Lớp: Mỗi lớp c được chuyển đổi thành một khung nhìn trên cơ sở

kiểu bảng Nếu lớp được định nghĩa bởi một lượng từ “forall”, lượng từ này

được dùng như điểu kiện lựa chọn trên lớp Nếu lớp có một số đối tượng

thành viên được xác định bởi “forsome” thì kiểu bảng cơ sở được mở rộng bằng một thuộc tính logic B có giá trị true nếu và chỉ nếu đối tượng là một

thành viên của lớp c

Sự kế thừa: Lớp con được chuyển đổi tương ứng với một kiểu bảng

xét hai trường hợp sau:

Siêu lớp gốc (lớp đặc trưng nhất) được lưu trữ trong một bảng (bảng

cơ sở) Các hàm trong siêu lớp gốc (bảng cơ sở) cũng thuộc về các bảng của lớp con

Lớp con có kế thừa từ các siêu lớp, mỗi siêu lớp được tạo thành một quan hệ con, có chứa thuộc tính định danh đối tượng của lớp

CHƯƠNG 3 - TỐI ƯU HÓA TRUY VẤN TRONG CƠ SỞ DỮ

LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 3.1 Mô tả vấn đề

Trong những năm gần đây mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng đang được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực Việc áp dụng cách tiếp cận hướng đối tượng vào lĩnh vực cơ sở dữ liệu đã tạo khả năng linh hoạt cho mô hình này trong việc mô hình hóa thế giới thực ngày càng phức tạp

Quy trình thực hiện tối ưu hóa truy vấn đối tượng OQL bằng phương pháp chuyển đổi lược đồ và biên dịch truy vấn được đề xuất như sau:

Hình 3.1 Quy trình thực hiện tối ưu hóa truy vấn 3.2 Các cách tiếp cận tối ưu hóa truy vấn hướng đối tượng

3.2.1 Phương pháp ước lượng các truy vấn lồng trong CSDL HĐT bằng

giữa các lớp Tỷ số này là một trong những tham số lựa chọn trong quá trình thiết kế CSDL vật lý

Đối với các truy vấn con lồng, dùng phương pháp tối ưu theo hai bước Đầu tiền, biến đổi các truy vấn ở mức ngôn ngữ nhằm xử lý một cách hiệu quả các biểu thức con chung và các truy vấn con độc lập Sau đó, các truy vấn được biên dịch thành các biểu thức đại số lồng nhau và áp dụng phương pháp biến đổi đại số Tuy nhiên, khi phân tích sự ước lượng đối với các vòng lặp lồng nhau trong các biểu thức đại số, chúng ta nhận thấy biểu thức kết quả có chi phí là không hiệu quả Vì thế, phương pháp siêu đồ thị kết nối đối tượng sẽ giải quyết cho các vấn đề xử lý cho các truy vấn con lồng trong giai đoạn “làm phẳng” các truy vấn lồng nhau bằng phương pháp rút gọn siêu đồ thị kết nối đối tượng, giúp cho phép định giá được hiệu quả hơn

3.2.2 Tối ưu hóa truy vấn đối tượng bằng các phép biến đổi biểu thức đại

số đối tượng OQL

Nếu E là biểu thức đại số đối tượng và Q là truy vấn đối tượng OQL cùng xác định một tập đối tượng thì ta nói E biểu diễn Q hay Q biểu diễn E,

ta gọi E tương đương với Q, ký hiệu E  Q

Sự biểu diễn tương đương giữa truy vấn viết bằng ngôn ngữ OQL và đại số đối tượng được thể hiện qua hai định lý 1 và 2 sau:

Định lý 1 [3] Mọi biểu thức đại số đối tượng đều biểu diễn được

bằng các truy vấn đối tượng OQL

Định lý 2 [3] Mọi truy vấn đối tượng OQL đều biểu diễn được bằng

các biểu thức đại số đối tượng

3.2.3 Tối ưu hóa các truy vấn đối tượng có chứa các biểu thức đường dẫn

Hướng tiếp cận khác của Zhaohui xie đề xuất nhằm giảm thời gian

trong một số giai đoạn ước lượng Phương pháp tối ưu các biểu thức đường dẫn ở mức logic, sử dụng các quy tắc viết lại dựa vào ngữ nghĩa của phép chọn và kết nối trên các biểu thức đường dẫn Tương tự, như các heuristic tối

ưu trong các truy vấn quan hệ, vị từ trong phép chọn biểu thức đường dẫn được đơn giản hóa và được đẩy vào thuộc tính cuối cùng của biểu thức đường dẫn nếu có thể, nghĩa là nó được thực hiện trước khi thực hiện các phép kết nối ẩn giữa các lớp kết hợp với biểu thức đường dẫn và được thực hiện sớm nhất có thể Tương tự, phép kết nối hiển giữa hai biểu thức đường dẫn có thể ước lượng trước khi thực hiện các kết nối ẩn giữa các lớp kết hợp với biểu thức đường dẫn

Tiếp cận của Zhaohui xie chỉ xét các truy vấn đường dẫn độc lập mà chưa xét trường hợp truy vấn đường dẫn ở dạng hội và tuyển Nghĩa là, các truy vấn đường dẫn được kết hợp với nhau bởi các toán tử logic and hoặc or

3.3 Cách tiếp cận tối ưu truy vấn hướng đối tượng của khóa luận

3.3.1 Chuyển đổi lược đồ CSDL hướng đối tượng sang lược đồ quan hệ

nhúng

Trước hết, khóa luận đưa ra một số định nghĩa liên quan về quan hệ nhúng sẽ được sử dụng trong nội dung của phương pháp

Định nghĩa 3.1 Quan hệ nhúng được biểu diễn hình thức như sau:

<Tên Quan Hệ>(a 1 , …, a n , R 1 , …, R m )

Trong đó, a i (i=1, …, n) là các thuộc tính có giá trị nguyên thủy, R j (j=1, …, m) là các quan hệ có dạng: R j = <Tên Quan Hệ><b 1 , …, b k , R ji )

Ví dụ 3.1 Xét các lớp HoSo, SinhVien trong lược đồ đối tượng được

biểu diễn bằng quan hệ nhúng như sau:

Class HoSo

Type tuple (mahs: int, hoten: char, thanhpho: char, ngaysinh:

Class NhanVien inherits HoSo

Type tuple (manv: int, luong: float, thuong: float, tenphong: Phong)

NhanVien (manv, luong, thuong, tenphong, HoSo(mahs, hoten, thanhpho,

ngaysinh(ngay, thang, nam)))

NhanVien là một quan hệ nhúng đa cấp, có thuộc tính tenphong là thuộc tính tham chiếu đối tượng, trường hợp này sẽ được xem xét trong phần tiếp theo, siêu lớp HoSo được chuyển đổi thành quan hệ con, trong đó thuộc tính ngaysinh là thuộc tính đa trị cũng được chuyển thành một quan hệ con trong quan hệ NhanVien

Dựa trên những phân tích và cài đặt ở trên, thuật toán chuyển đổi lược

đồ đối tượng sang lược đồ quan hệ nhúng được đề xuất như sau:

Giả sử lược đồ đối tượng được biểu diễn thành dãy S= (s1, s2, …, sn) si

là các lớp trong lược đồ

Thuật toán 3.1: Chuyển đổi lược đồ đối tượng sang lược đồ quan hệ

nhúng

Vào: Lược đồ đối tượng S(s1, s2, …, sn)

Ra: Lược đồ quan hệ nhúng NR

Phương pháp:

Khởi tạo NR := 

for mỗi si  S

if (Si là siêu lớp gốc) {

Khởi tạo quan hệ r chứa các thuộc tính có giá trị nguyên

thủy trong si

Bổ sung thuộc tính S i vào r

NR:= NR  r }

else if(si là lớp có kế thừa từ các siêu lớp sj)

for mỗi thuộc tính sj a k  si

if (ak là định danh đối tượng)

Bổ sung thuộc tính #si vào r i

if (ak là thuộc tính đơn trị, có giá trị nguyên thủy)

Bổ sung thuộc tính ak tương ứng trong quan hệ ri

else if (ak là thuộc tính đa trị)

{

Tạo quan hệ con ri ’ tương ứng với a k

Bổ sung thuộc tính #ak trong ri ’

}

else if (ak là các thuộc tính tham chiếu)

if (ak là tham chiếu nhúng kiểu tập đến si)

{

Tạo quan hệ con ak Ref(#s i , &s i )

Bổ sung quan hệ ak Ref vào quan hệ r i

Đối với các phương thức của lớp được chuyển đổi tương ứng thành các quan hệ nhị nguyên, lưu trữ độc lập và có liên kết đến lớp qua các tham chiếu lôgic (tham chiếu vật lý)

Thuật toán 3.2: Chuyển đổi phương thức của lớp

Vào: Lược đồ đối tượng S(s1 , s 2 , …, s n) và Lược đồ quan hệ nhúng NR(r 1 , r 2 , …, r j)

Ra: Lược đồ quan hệ nhúng NR

Phương pháp:

for mỗi phương thức fk của lớp s i

if(fk là hàm đơn trị) //Hàm đơn trị fk: T1 → T2

class NhanVien inherits HoSo

Type tuple (manv: int, luong: float, thuong: float, tenphong: Phong)

class CanBo inherits HoSo

Type tuple (chucvu: char, luong: float, trachnhiem: float, tenphong:

Phong, con: set(HoSo))

class Phong

Type tuple(maphong: int, tenphong: char, diadiem: char, tp:

set(CanBo))