Basi di Dati Relazionali ad Oggetti

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Basi di Dati Relazionali ad Oggetti

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RDBMS: panorama attuale

Gestiscono e manipolano dati semplici (tabellari)

Hanno un linguaggio di interrogazione (SQL) semplice, dichiarativo e standard

Tool consolidati per lo sviluppo di applicazioni (Oracle Developer, Sybase Power Builder, Microsoft Visual Basic)

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Portabili su diverse piattaforme Esempi di RDBMS: IBM DB2, Oracle, Sybase,

Informix, Microsoft SQL Server Buone prestazioni Affidabilità, gestione transazioni Basati su una architettura client-server supportano

efficientemente un gran numero di utenti Forniscono meccanismi di controllo dell’accesso

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Oggi il mercato mondiale dei RDBMS supera i 50 billioni di dollari all’anno, ma… i RDBMS presentano anche alcuni limiti

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RDBMS: problemi

Prevalentemente connessi alle caratteristiche intrinseche del modello relazionale:– SQL-92 fornisce solo un insieme limitato di tipi di

dato– le tabelle hanno una struttura flat e non forniscono

un buon supporto per strutture annidate, quali insiemi ed array

– non è possibile definire relazioni di sotto-tipo tra gli oggetti di un database

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RDBMS: problemi

Le associazioni tra entità vengono modellate per valore e questo nel caso di associazioni complesse può richiedere la creazione di parecchie tabelle/colonne “fittizie”

Gli RDBMS non sfruttano gli approcci object-oriented per la progettazione e realizzazione di software che oggi stanno diventando pressochè uno standard

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OODBMS: panorama attuale

Permettono di modellare direttamente oggetti complessi e le loro associazioni

Object-orientation sempre più diffuso in ambito software engineering e programmazione: unicità del paradigma

Buone prestazioni per applicazioni navigazionali

Limitato supporto per concorrenza, parallelismo e distribuzione

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OODBMS: panorama attuale

Semplici modelli transazionali Limitate funzionalità di controllo dell’accesso Coprono un mercato di nicchia che richiede

accessi navigazionali efficienti (disegno di chip, ecc.)

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OODBMS: problemi

Il progetto del database è strettamente legato al progetto delle applicazioni

Mancanza di un modello dei dati e di un linguaggio di query standard pienamente accettati

Mancanza di un linguaggio di query dichiarativo (SQL-like)

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RDBMS vs. OODBMS

RDBMS forniscono un supporto efficiente ed efficace per applicazioni che manipolano dati semplici

OODBMS forniscono un supporto efficiente per alcune classi di applicazioni su dati complessi, ma senza molti degli aspetti positivi dei RDBMS

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Il modello relazionale ad oggetti

I DBMS relazionali ad oggetti (object-relational) nascono dall’esigenza di assicurare le funzionalità dei RDBMS rispetto alla gestione di dati tradizionali, estendendo il modello dei dati con la possibilità di gestire dati complessi tipica degli OODBMS

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ORDBMS: caratteristiche generali

Nuovi tipi di dato:– testi, immagini, audio/video, dati geografici, ecc.– tipi di dato user-defined– tipi collezione

Metodi per modellare le operazioni sui tipi definiti dall'utente (es. Java, C)

Nuovi modi per modellare le associazioni

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ORDBMS: caratteristiche generali

La filosofia per la gestione dei dati è però ancora quella relazionale:– Tutti gli accessi ai dati avvengono tramite SQL– Tutti le entità di interesse sono modellate tramite

tabelle

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ORDBMS: panorama attuale

Oggi quasi tutti i principali produttori di RDBMS (Oracle, Informix, DB2,..) hanno esteso i loro DBMS con caratteristiche object-relational

Tali estensioni presuppongono anche una estensione del linguaggio SQL

Allo stato attuale ogni RDBMS ha un’estensione proprietaria object-relational

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ORDBMS: panorama attuale

Le estensioni differiscono per:– Le funzionalità che supportano– Il modo di realizzarle– Le estensioni apportate ad SQL

E questo nonostante SQL-99 ...

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Lo standard SQL-99

SQL-99 è un tentativo di standardizzazione dell’estensione object-relational del modello relazionale

Al momento della definizione di SQL-99 i maggiori produttori di RDBMS avevano già la loro versione delle estensioni object-relational

SQL-99 non standardizza tutte le funzionalità object-relational presenti nei DBMS commerciali

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Lo standard SQL-99

E’ quindi ancora presto per capire quando e in che misura lo standard sarà recepito a livello commerciale

La sensazione è che sarà necessario un ulteriore standard che medi tra tutte le estensioni proprietarie

18

Nel seguito …

Discutere le caratteristiche generali di un ORDBMS

discuteremo come queste caratteristiche vengono gestite dallo standard– se non altrimenti specificato, utilizzeremo la sintassi

di SQL-99

introdurremo le caratteristiche relazionali ad oggetti di Oracle

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Estensione del sistema di tipi

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Sistema dei tipi in SQL92

In SQL-92 i tipi di un attributo in una relazione possono essere:– numerici (interi, reali, ecc.)– carattere (stringhe di lunghezza fissa o variabile,

caratteri singoli)– temporali (date, time, datetime, interval)– booleani (true, false)– non strutturati (BYTE, TEXT, BLOB, CLOB)

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Sistema dei tipi in SQL92

Per ogni tipo built-in esistono un insieme fisso e predefinito di operazioni che su di esso possono essere eseguite

Queste limitazioni rendono spesso difficile la rappresentazione di dati reali

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Estensione del sistema di tipi

Tipi semplici Abstract data types

– User-defined types

Tipi riferimento Tipi complessi:

– tipi record e tipi collezione

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Tipi semplici

I tipi semplici (o distinct type) sono la forma più semplice di estensione del sistema dei tipi fornita da un ORDBMS

Consentono agli utenti di creare nuovi tipi di dati, basati su un solo tipo (built-in o user-defined)

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Tipi semplici

Sono usati per definire tipi di dati che richiedono operazioni diverse rispetto al tipo su cui sono definiti

I tipi semplici sono considerati dal DBMS totalmente distinti dal tipo su cui si basano

I valori del tipo semplice non sono direttamente confrontabili con quelli del tipo su cui si basano (strong typing)

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Tipi semplici

Confronti con il tipo base o con altri tipi semplici definiti sullo stesso tipo base richiedono operazioni di cast

l’ORDBMS crea automaticamente una funzione di cast quando un nuovo tipo semplice viene creato

Non è fornito alcun meccanismo di ereditarietà e subtyping per i tipi semplici

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Esempio

Si supponga di creare un nuovo tipo id_impiegato basato sul tipo intero

Come il tipo intero, id_impiegato è utilizzato per memorizzare valori numerici ma il DBMS tratterà i due tipi come tipi distinti

Per i due tipi possono essere definite operazioni diverse (ad esempio la somma di due identificatori non ha senso, mentre potrebbe essere utile una operazione di confronto)

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Tipi semplici in SQL-99

SQL-99 consente di definire tipi semplici basati solo su tipi built-in

CREATE TYPE <name> AS <built-in type> FINAL

Vedremo in seguito il significato della clausola FINAL

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Esempio

CREATE TYPE id_impiegato AS INTEGER FINAL;

CREATE TABLE Impiegati(

id id_impiegato,

nome VARCHAR(50),

età INTEGER,

id_manager id_impiegato);

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Casting

I valori dei distinct type sono considerati come distinti dai valori del tipo di base– il casting non è automatico

le funzioni di cast (se necessarie) vanno implementate esplicitamente, eventualmente direttamente dal sistema

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Esempio - assegnazione

SELECT nome

FROM Impiegati

WHERE id_manager = 123; errore

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Esempio - confronto

CREATE TYPE Euro AS Decimal(8,2) FINAL;

CREATE TYPE Dollaro_USA AS Decimal(8,2) FINAL;

CREATE TABLE Vendite_Europee(

n_cliente INTEGER,

n_ordine INTEGER,

totale Euro);

CREATE TABLE Vendite_USA(

n_cliente INTEGER,

n_ordine INTEGER,

totale Dollaro_USA);

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Esempio: confronto

SELECT n_cliente,n_ordine

FROM Vendite_Europee ERP, Vendite_USA USA

WHERE ERP.n_ordine = USA.n_ordine

AND ERP.totale > USA.totale; errore!!!

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Casting in SQL-99

Il DBMS definisce due funzioni di casting per ogni nuovo tipo semplice:– una per passare dal distinct type al tipo built-

in– una per passare dal tipo built-in al distinct

type

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Funzioni di casting in SQL-99

CREATE CAST (<source type> AS <target type>)

WITH <segnatura funzione>

[AS ASSIGNMENT]

<source type>: tipo input <target type>: tipo output almeno uno tra <source type> e <target type> deve

essere un tipo definito dall’utente l’altro può essere un tipo qualunque

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<segnatura funzione> è la segnatura di una qualunque funzione

la funzione deve essere definita come segue:

FUNCTION <name> (<source type>) RETURNS <target type>

… codice ...


36

Se la clausola AS ASSIGNMENT è specificata, il casting è invocato implicitamente quando necessario

per ogni coppia di tipi può esistere una sola funzione di casting definita dall’utente


37


Le funzioni di casting per i tipi semplici vengano create automaticamento dal sistema con la clausola AS ASSIGNMENT

38

Casting in SQL-99

La funzione di casting può essere invocata:– esplicitamente

CAST(<source type> as <target type>)– implicitamente, senza invocare la funzione CAST

la stessa funzione può essere invocata per casting su tipi built-in (esempio: integer in real)

39

Esempio

SELECT nome

FROM Impiegati

WHERE id_manager = CAST(123 AS id_impiegato);

SELECT nome

FROM Impiegati

WHERE id_manager = 123;

40

Esempio

SELECT n_cliente,n_ordine

FROM Vendite_Europee ERP, Vendite_USA USA

WHERE ERP.n_ordine = USA.n_ordine

AND CAST(ERP.totale AS Decimal(8,2) > CAST(USA.totale AS Decimal(8,2));

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Esempio - alternativa

Per passare da Euro a Dollaro_USA posso anche definire una nuova funzione di cast

CREATE FUNCTION f(e Euro) RETURNS Dollaro_USA

BEGIN

DECLARE g DECIMAL(8,2);

SET g = e;

RETURN g;

END;

CREATE CAST(Euro AS Dollaro_USA)

WITH FUNCTION f(Euro);

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ADT

Un abstract data type include:– uno o più attributi– uno o più metodi

43

ADT in SQL-99

Gli attributi possono essere dichiarati come gli attributi di una tabella– possono usare clausole default– non è possibile specificare vincolo NOT NULL

il tipo può essere instanziabile oppure no– vedremo meglio dopo

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ADT in SQL-99

Se ci sono solo attributi (completeremo in seguito la definizione):

CREATE TYPE <nome tipo>

AS <lista definizione attributi>

[{INSTANTIABLE|NOT INSTANTIABLE}]

{FINAL|NOT FINAL}

INSTANTIABLE è il default

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Esempio

Si supponga di voler rappresentare l’indirizzo di un impiegato in un RDBMS

Sono possibili due opzioni:– indirizzo: VARCHAR(n)– rappresentare ogni componente dell’indirizzo come

un attributo separato

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Esempio

CREATE TYPE t_indirizzo AS

numero_civico INTEGER,

via VARCHAR(50),

città CHAR(20),

stato CHAR(2),

cap INTEGER

NOT FINAL;

t_indirizzo è un tipo complesso i cui attributi hanno tipi predefiniti

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ADT

Gli ADT possono anche essere annidati:

CREATE TYPE t_impiegato AS

id id_impiegato,

nome CHAR(20),

curriculum TEXT,

indirizzo t_indirizzo

NOT FINAL;

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ADT

Gli ADT possono essere usati come:

– tipi di una colonna in una relazione

– tipi di una tabella (row type)

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ADT come tipo di colonna

Gli ADT possono essere usati come tipi di una colonna di una relazione

CREATE TABLE Impiegati (

imp# id_impiegato,

nome CHAR(20),

curriculum TEXT,

indirizzo t_indirizzo);

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ADT come tipo di colonna

Tabella Impiegati

nomeimp# curriculum indirizzo

numero_civico via città stato cap

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Metodi

Sugli ADT possono essere definiti (segnature di) metodi come parte della definizione del tipo:

CREATE TYPE t_libro AStitolo CHAR(20),prezzo_vendita DECIMAL(9,2),prezzo_acquisto DECIMAL(9,2)NOT FINAL

METHOD guadagno() RETURNS DECIMAL(9,2);

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Metodi

I metodi sono funzioni definite dall’utente associate ai tipi Possono essere scritti in linguaggi proprietari del DBMS

o in linguaggi di programmazione standard (es. Java) La sintassi varia notevolmente a seconda del DBMS

utilizzato definizione simile a quella delle funzioni

– differenza: i metodi hanno un parametro implicito che rappresenta l’oggetto su cui il metodo viene invocato

53

Metodi in SQL-99

Vengono creati con il comando CREATE METHOD

CREATE METHOD <nome metodo>

(lista parametri)

RETURNS <output data type>

FOR <nome UDT>

<corpo metodo>

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Esempio

CREATE METHOD guadagno()

RETURNS DECIMAL(9,2)

FOR t_libro

RETURN (SELF.prezzo_vendita - SELF.prezzo_acquisto);

CREATE FUNCTION guadagno(l t_libro)

RETURNS DECIMAL(9,2)

RETURN (l.prezzo_vendita - l.prezzo_acquisto);

55

Incapsulazione

Gli ADT possono essere incapsulati in questo caso, la loro manipolazione può

avvenire solo mediante apposite funzioni automaticamente create dal DBMS al momento della creazione dell’ADT

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Incapsulazione in SQL-99

Incapsulazione stretta Tre tipi di metodi predefiniti

– costruttore: per creare una nuova istanza di ADT– metodi observer: per formulare interrogazioni su

ADT– metodi mutator: per cambiare valori ad istanze di

ADT TIPO = CLASSE

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Metodo costruttore

Ad ogni ADT è automaticamente associato un metodo (costruttore) con lo stesso nome del tipo

Il costruttore crea un'istanza del tipo al costruttore possono in genere essere

passati i valori da assegnare alle componenti dell’istanza creata

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Costruttori in SQL-99

Per ogni ADT T, esiste un costruttore T( )

t_indirizzo() ----> t_indirizzo

crea una nuova istanza del tipo t_indirizzo con gli attributi inizializzati ai valori di default (tali valori possono anche essere NULL)

t_indirizzo(39, ‘Comelico', 'Milano', 'IT', 20135)

crea una nuova istanza del tipo t_indirizzo con gli attributi inizializzati in base ai valori forniti

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Esempio - inserimento 1

INSERT INTO Impiegati

VALUES(SM123,‘Smith’,NULL,t_indirizzo(14,‘Sauli', ‘Milano’,'IT', 20135));

nomeimp# curriculum indirizzonumero_civico via città stato

capSmithSM123 NULL 14 Sauli Milano IT 20135

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Metodi mutator

Servono per modificare istanze di un ADT

numero_civico(INTEGER) --> t_indirizzo

via(VARCHAR(50)) --> t_indirizzo

città(CHAR(20)) --> t_indirizzo

stato(CHAR(2)) --> t_indirizzo

cap(INTEGER) --> t_indirizzo

vale anche per SQL-99

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Esempio

Vogliamo inserire la tupla nella tabella impiegati:

In due passi:– creo la tupla inizializzando il campo indirizzo– aggiorno i valori del campo indirizzo

nomeimp# curriculum indirizzonumero_civico via città stato

capSmithSM123 NULL 14 Sauli Milano IT 20135

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VALUES(SM123,‘Smith’,NULL,t_indirizzo());

UPDATE Impiegati

SET indirizzo = indirizzo.numero_civico(14)

WHERE imp# = ‘SM123’;

UPDATE Impiegati

indirizzo = indirizzo.via(‘Sauli’)

WHERE imp# = ‘SM123’;

….

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BEGIN

DECLARE i t_indirizzo;

SET i = t_indirizzo();

SET i = i.numero_civico(14);

SET i = i.via(‘Sauli’);

SET i = i.città(‘Milano’);

SET i = i.stato(‘IT’);

SET i = i.cap(20135);

INSERT INTO impiegati VALUES (‘SM123’,’Smith’,NULL,i);

END;

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Metodi observer

Per ogni componente di un ADT è automaticamente creato dal sistema un metodo observer con lo stesso nome della componente:

numero_civico( ) ----> INTEGER

via( ) ----> VARCHAR(50)

città( ) ----> CHAR(20)

stato( ) ----> CHAR(2)

cap( ) ----> INTEGER

Anche in SQL-99

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Esempi di selezione

SELECT nome

FROM Impiegati

WHERE indirizzo.città( ) = ‘Milano’

OR indirizzo.città( ) = ‘Roma’;

SELECT indirizzo.città()

FROM impiegati

WHERE nome = ‘Smith’;

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Istanze di un ADT

Dato un ADT T con attributi attr1,…,attrn, un’istanza per T viene indicata con T(v_attr1,…,v_attrn), dove v_attr1,…,v_attrn valori per gli attributi attr1,…,attrn

t_indirizzo(14,’Sauli’,’Milano’,’IT’,20135)

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Selezione

La selezione di una colonna ADT restituisce un’istanza di quel tipo

SELECT indirizzo

FROM Impiegati

WHERE imp# = ‘SM123’

si ottiene

t_indirizzo(14,’Sauli’,’Milano’,’IT’,20135)

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Cancellazione

DELETE FROM Impiegati

WHERE indirizzo = t_indirizzo(14,’Sauli’,’Milano’,’IT’,20135);

69

Update

UPDATE Impiegati

SET indirizzo = indirizzo.n_civico(18)

WHERE imp# = ‘SM123’ ;

UPDATE Impiegati

WHERE indirizzo =

t_indirizzo(18,’XX Settembre’,’Genova’,’IT’,16100);

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Uso di metodi nelle query

CREATE TYPE t_libro AStitolo CHAR(20),prezzo_vendita DECIMAL(9,2),prezzo_acquisto DECIMAL(9,2)NOT FINALMETHOD guadagno() RETURNS DECIMAL(9,2);

CREATE TABLE biblioteca(codL# INTEGER, libro t_libro);

SELECT b.libro.guadagno( )FROM biblioteca bWHERE b.libro.titolo() = ‘La Divina Commedia’;

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Vincoli di integrità

Non è possibile definire vincoli di PRIMARY KEY, UNIQUE, FOREIGN KEY su un campo ADT

Motivazione– concettualmente tutto è OK– problemi legati all’efficienza

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Operazioni

Casting definito dall’utente tra ADT e altro tipo possibilità di definire funzioni di ordinamento e

di confronto– non le vediamo

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Cancellazione e modifica tipi

DROP TYPE <nome_tipo> {CASCADE|RESTRICT};

ALTER TYPE <nome_tipo> <operazione_di_modifica>;

<operazione_di_modifica>::=

ADD ATTRIBUTE <definizione_attributo>|

DROP ATTRIBUTE <nome_attributo>

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Row type

Un ADT può anche essere usato come tipo di una intera tabella (row type)

Le righe della tabella sono istanze del tipo mentre le colonne coincidono con gli attributi del tipo

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Row type

Permettono di:– definire un insieme di tabelle che condividono la stessa struttura

(typed tables)– modellare in modo intuitivo le associazioni tra dati in tabelle diverse

(referenceable tables)– definire gerarchie di tabelle

TUPLA DI UNA TYPED TABLE = OGGETTO ogni tupla è associata ad un identificatore, che rappresenta

un campo aggiuntivo per ogni tabella ed è unico nel sistema per default, gli identificatori sono generati dal sistema

– esistono altre modalità, non le vediamo

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Typed tables in SQL-99

CREATE TABLE <nome_tabella>

OF <nome_tipo_complesso>

[(REF IS <nome_campo_TID>)]

la clausola REF IS indica il nome di un attributo (distinto dai precedenti) nel quale verranno inseriti gli identificatori di tupla (TID - tuple identifier)

il campo identificatore è sempre il primo campo nello schema della tabella

se la clausola manca, il campo contenente gli identificatori esiste, è generato dal sistema ma è trasparente all’utente (non selezionabile)

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Esempio

Si supponga di voler memorizzare informazioni sui progetto a cui gli impiegati lavorano

CREATE TYPE t_progetto AS

prj# INTEGER,

nome VARCHAR(20),

descrizione VARCHAR(50),

budget INTEGER

NOT FINAL;

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Esempio

CREATE TABLE Progetti OF t_progetto

(REF IS my_TID);

Progetti

prj#

16454 12 Oracle ORDBMS

nome

descrizione budget

10,000,000

my_TID

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Row type

Nessun meccanismo di incapsulazione L’incapsulazione c’e’ solo quando un ADT è

usato come tipo di una colonna Gli attributi del row type sono visti come

colonne della tabella (inclusa la colonna TID, che può essere selezionata)

Le interrogazioni sono eseguite nel modo standard

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Selezione

SELECT prj#

FROM Progetti

WHERE budget > 1,000,000;

SELECT my_TID

FROM Progetti

WHERE budget > 1,000,000;

81

Inserimento

INSERT INTO Progetti(Prj#,Nome,Descrizione,Budget)

VALUES(14,’sviluppo DB’,’sviluppo DB in Oracle’,’20,000,000);

nessun valore viene specificato per il campo identificatore

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Tipi riferimento

I row type possono essere combinati con i tipi riferimento (REF type)

Permettono di rappresentare facilmente le associazioni tra istanze di tipi

Tali tipi permettono ad una colonna di riferire una tupla in un'altra relazione

Una tupla in una relazione viene identificata tramite il suo TID

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Esempio

Si supponga di voler memorizzare informazioni sugli impiegati ed i progetti a cui lavorano

In un RDBMS avrei due tabelle Impiegati e Progetti

Nella tabella Impiegati è presente una colonna che indica il progetto a cui l’impiegato lavora (chiave esterna)

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Esempio

Impiegati

prj#

Progetti

prj#

SM123 12 12 Oracle ….

imp#

...

nome

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Tipi riferimento

In un ORDBMS ho due opzioni in più:– definire un ADT t_progetto e usare questo come

tipo di una colonna della relazione Impiegati (ridondanza dei dati perché lo stesso progetto può essere memorizzato molte volte in Impiegati)

– definire una tabella basata su un nuovo tipo complesso e riferire le colonne istanza di questo nuovo tipo

tipo riferimento

86

Tipi riferimento in SQL-99

REF (<tipo_ADT>)

[SCOPE <nome_tabella> [<reference_scope_check>]]

la clausola SCOPE specifica una typed table su <tipo_ADT> e indica che i valori ammessi per il tipo riferimento sono i puntatori alle tuple della type table indicata

se la clausola di scope non è specificata, lo scope implicito è rappresentato da tutti i puntatori a tuple con row type <tipo_ADT>

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La clausola di SCOPE rappresenta una sorta di vincolo di chiave esterna nel modello relazionale

problema integrità referenziale anche in questo contesto

<reference_scope_check> è una clausola che indica come è possibile mantenere l’integrità, analogamente a quanto visto per le chiavi esterne

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<reference_scope_check> =

REFERENCES ARE [NOT] CHECKED

[ON DELETE

{CASCADE | SET NULL | SET DEFAULT |

RESTRICT | NO ACTION}] significato analogo al contesto relazionale poichè il TID è considerato immutabile, nessuna clausola

ON UPDATE default: RESTRICT

89

Esempio


imp# id_impiegato,

nome VARCHAR(50),

indirizzo t_indirizzo,

assegnamento REF(t_progetto) SCOPE Progetti

REFERENCES ARE CHECKED

ON DELETE CASCADE);

Si associa un impiegato ad un progetto

Uno stesso progetto può essere associato a più impiegati

Se si cancella un progetto, si cancellano anche tutti gli impiegati assegnati a quel progetto

90

Esempio


imp# id_impiegato,

nome VARCHAR(50),


assegnamentoREF(t_progetto) SCOPE Progetti


ON DELETE RESTRICT);

Un progetto può essere cancellato sono se non ci sono impiegati assegnati a quel progetto

91

Esempio


imp# id_impiegato,

nome CHAR(20),

curriculum TEXT,


dipartimento REF(t_dipartimento)

NOT FINAL;

CREATE TABLE Impiegati OF t_impiegato (REF IS my_tid);

92

Esempio

CREATE TYPE t_dipartimento AS

dip# INTEGER,

nome VARCHAR(30),

manager REF (t_impiegato)

NOT FINAL ;

CREATE TABLE Dipartimenti OF t_dipartimento (REF IS my_tid);

93

EsempioImpiegati

imp# nome

... dipartimento

Dipartimenti

dip# nome

manager

94

Esempio

La colonna dipartimento di Impiegati punta ad una tupla della tabella Dipartimenti (quelle corrispondente al dipartimento in cui lavora l’impiegato)

La colonna impiegati di Dipartimenti punta ad una tupla della tabella Impiegati (quella che corrisponde al manager del dipartimento)

95


Possibilità di estendere la definizione di una typed table con ulteriori attributo con reference type

96

Esempio


(prog_ref REF(t_progetto));

Progetti

prj#

12 Oracle ORDBMS

nome

descrizione budget

10,000,000

Prog_ref

97

Tipi riferimento in SQL-99 - manipolazione

Valori di tipi riferimento possono essere confrontati solo utilizzando = e <>

Casting può essere definito tra reference type e ADT target o tipo built-in

98

Tipi riferimento in SQL-99 - manipolazione

Funzione di deferenziazione DEREF:– riceve in input un’espressione che restituisce un valore

(puntatore) per un tipo riferimento con scope non vuoto– restituisce il valore puntato dallo stesso (quindi la tupla

puntata)

Funzione di riferimento ->– riceve in input un’espressione che restituisce un valore di tipo

riferimento e un attributo dell’ADT a cui punta il tipo riferimento – restituisce il valore per quell’attributo per la tupla puntata

99

Esempio

SELECT manager

FROM Dipartimenti

WHERE nome = “Dischi”;

Restituisce un puntatore ad un impiegato (cioè l’oid dell’impiegato che è manager del dipartimento Dischi)

100

Esempio

SELECT deref(manager)

FROM Dipartimenti


Restituisce informazioni sul manager del dipartimento Dischi (un’intera riga della tabella Impiegati)

101

Esempio

SELECT deref(manager).nome

FROM Dipartimenti


Restituisce il nome del manager del dipartimento Dischi

102

Esempio

SELECT manager -> nome

FROM Dipartimenti


Restituisce il nome del manager del dipartimento Dischi

Equivalente all’interrogazione precedente

103

Integrità referenziale

Gli identificatori vengono assegnati dal sistema l’utente non li conosce a priori Problema:

– Come garantire l’integrità referenziale di una tabella che contiene un tipo riferimento?

Soluzione:– si utilizzano sottoquery per determinare gli

identificatori da assegnare alle nuove tuple

104

Esempio


imp# id_impiegato,

nome VARCHAR(50),


assegnamento REF(t_progetto) SCOPE Progetti


ON DELETE RESTRICT);


(REF IS My_TID,

prog_ref REF(t_progetto));

105

Integrità referenziale

Quando inseriamo una tupla nella tabella impiegati, al campo assegnamento dobbiamo assegnare l’identificatore di una tupla della tabella Progetti

Due passi:– inseriamo la tupla assegnando NULL al campo con

tipo riferimento– modifichiamo il contenuto del campo con un UPDATE

106

Esempio


VALUES (2,’Mario Rossi’, t_indirizzo( ),NULL);

UPDATE Impiegati

SET assegnamento =

(SELECT my_tid

FROM Progetti

WHERE nome = ‘Oracle’)

WHERE imp# = 2;

107

Tipi riferimento in SQL-99 -restrizioni

PRIMARY KEY, UNIQUE, FOREIGN KEY non possono essere definiti

108

Informazione aggiuntiva 1

Quando si crea una typed table è possibile aggiungere vincoli di integrità sugli attributi dell’ADT su cui si basa (purché il tipo corrispondente lo permetta)

CREATE TABLE <nome_tabella>

OF <nome_tipo_complesso>

[(REF IS <nome_campo_TID>)

<vincoli>]

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Esempio

CREATE TYPE t_progetto AS

prj# INTEGER,

nome VARCHAR(20),

descrizione VARCHAR(50),

budget INTEGER

NOT FINAL;

CREATE TABLE progetti OF t_progetto

(PRIMARY KEy (prj));

110

Informazioni aggiuntiva 2

I metodi possono essere:– metodi per le istanze (INSTANCE)

invocabili a partire da un’istanza del tipo

– metodi di tipo (STATIC) invocabili sul tipo

il default è INSTANCE

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Esempio

CREATE TYPE t_libro AStitolo CHAR(20),prezzo_vendita DECIMAL(9,2),prezzo_acquisto DECIMAL(9,2)NOT FINALINSTANCE METHOD guadagno() RETURNS DECIMAL(9,2),STATIC METHOD max_prezzo_vendita() RETURNS DECIMAL(9,2);

112

Tipi collezione e tipi tupla

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Tipi collezione

I tipi collezione definiscono dei contenitori per oggetti con struttura simile

Non esiste ancora una standardizzazione sull’insieme di tipi collezione supportati dai vari ORDBMS– set– bag– liste– array

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Tipi collezione in SQL-99

Il solo tipo collezione incluso in SQL-99 è ARRAY– <nome campo> <tipo> ARRAY[<dimensione>]

<dimensione> è un valore intero Costruttore:

– ARRAY[<valore_1>,…,<valore_n>]

accesso:– <nome_campo>[i] dove i è un valore intero tra 1 e n

115

Tipi collezione in SQL-99

Il numero di elementi in un array è un qualunque numero tra 0 (ARRAY[ ]) e il numero massimo di elementi per l’array dichiarato

implicitamente, esiste un parametro “lunghezza”, gestito direttamente dal sistema

116

Esempio


imp# id_impiegato,

nome VARCHAR(50),

competenze VARCHAR(20) ARRAY[3]);

117

Esempio


VALUES (2,’Mario Rossi’,ARRAY[‘Oracle’,’Unix’,’Java’]);

SELECT *

FROM Impiegati

WHERE competenze[2] = ‘Unix’;

118

Esempio


imp# id_impiegato,

nome VARCHAR(30),


manager REF(t_impiegato),

progetti REF(t_persona) ARRAY[10],

figli REF(t_persona) ARRAY[10],

hobby VARCHAR(20) ARRAY[5]

NOT FINAL;

CREATE TABLE Impiegati OF t_impiegato;

119

Esempio

UPDATE Impiegati

SET competenze = ARRAY[‘Oracle’,’Unix’];

UPDATE Impiegati

SET competenze = ARRAY[‘SQL Server’];

il nuovo array contiene un solo elemento (la lunghezza viene cambiata)

120

Tipi collezione in SQL-99 - manipolazione

Casting– cast sul tipo degli elementi e eventuale riduzione

numero elementi

assegnamento:– usuale– troncamento genera errore

confronto:– =, <>

121

Tipi collezione in SQL-99 - manipolazione

funzioni– concatenazione

CONCATENATE (<array_expression> WITH <array_expression>

– cardinalità CARDINALITY(<array_expression>)

122

Tipi collezione in SQL-99 - restrizioni

Per i campi di tipo array non possono essere definiti vincoli UNIQUE, PRIMARY KEY, FOREIGN KEY

123

Tipi tupla in SQL-99

SQL-99 mette a disposizione un nuovo dominio per la rappresentazione di tipi record

chiamati row type non richiedono la definizione di un ADT ma

possono essere direttamente associati al tipo

124


TipoROW (<def campo_1>,…,<def campo_n>)

esempio:

ROW(numero_civico INTEGER,

via VARCHAR(50),

città CHAR(20),

stato CHAR(2),

cap INTEGER)

125

Esempio


imp# id_impiegato,

nome CHAR(20),

curriculum TEXT,

indirizzo ROW( numero_civico INTEGER,

via VARCHAR(50),

città CHAR(20),

stato CHAR(2),

cap INTEGER) );

126


Valori:– ROW(<valore tipo_1,…,valore tipo_n>)

Esempio:– ROW(3,’XX Settembre’,’Genova’,’IT’,16100)

anche le tuple restituite da una query sono viste come valori del tipo tupla

le componenti di una tupla possono essere accedure utilizzando la dot notation

127

Esempio


VALUES (3,’Rossi’,NULL,

ROW(3,’XX Settembre’,’Genova’,’IT’,16100))

128

Esempio

CREATE TABLE Indirizzi

( Iid INTEGER,

Via VARCHAR(20),

Città VARCHAR(20),

Stato VARCHAR(20),

cap INTEGER);

UPDATE Impiegati

SET Indirizzo = (SELECT t from Indirizzi t WHERE Iid = 3)

WHERE nome = ‘Rossi’;

129

Esempio

SELECT Nome

FROM Impiegati

WHERE Indirizzo.città = ‘Genova’;

130

Tipi tupla in SQL-99 - manipolazione

Assegnamento:– stesso numero di campi– tipi compatibili

confronto:– =, <>, <, <=, >, >=– ordinamento lessicografico, basato sui tipi delle

componenti– i valori devono avere lo stesso numero di elementi– la presenza di NULL può ovviamente generare UNKNOWN

131

Esempio

ROW(1,1,1) = ROW(1,1,1) TRUEROW(1,1,1) = ROW(1,2,1) FALSEROW(1,NULL,1) = ROW(2,2,1) FALSEROW(1,NULL,1) = ROW(1,2,1) UNKNOWNROW(1,1,1) <> ROW(1,2,1) TRUEROW(2,NULL,2) <> ROW(2,2,1) TRUEROW(2,2,1) <> ROW(2,2,1) FALSEROW(1,NULL,1) <> ROW(1,2,1) UNKNOWNROW(1,1,1) < ROW(1,2,0) TRUEROW(1,NULL,1) < ROW(2,NULL,0) TRUEROW(1,1,1) < ROW(1,1,1) FALSEROW(3,NULL,1) < ROW(2,NULL,0) FALSEROW(1,NULL,1) < ROW(1,2,0) UNKNOWNROW(NULL,1,1) < ROW(2,1,0) UNKNOWN

132


Non possono essere associati a vincoli di PRIMARY KEY, UNIQUE, FOREIGN KEY

133

Ereditarietà

134

Ereditarietà

Possibilità di definire relazioni di supertipo/sottotipo

L’ereditarietà consente di specializzare i tipi esistenti a seconda delle esigenze dell’applicazione

135

Ereditarietà

Un sottotipo eredita gli attributi, i metodi, ed i vincoli definiti per i suoi supertipi

Il sottotipo può raffinare il supertipo con nuovi attributi e metodi

Nel sottotipo è anche possibile ridefinire metodi ereditati

136

Ereditarietà

Si possono distinguere due tipi di ereditarietà– Ereditarietà di tipi– Ereditarietà di tabelle

137

Ereditarietà di tipi

Si considerino le seguenti entità:

Camion:

modello CHAR(20),

n_licenza INTEGER,

ultima_revisione DATE,

peso INTEGER,

prox_revisione() DATE

Bus:

modello CHAR(20),

n_licenza INTEGER,

ultima_revisione DATE,

n_posti INTEGER,

prox_revisione() DATE

138

Ereditarietà di tipi

Nel modello relazionale sono necessarie due tabelle e due procedure

In un ORDBMS, camion e bus possono essere considerati specializzazioni di un tipo comune: Veicolo

Si definisce quindi un tipo veicolo contenente le caratteristiche comuni di camion e bus

Camion e bus sono definiti come sottotipi di Veicolo, con delle caratteristiche aggiuntive

139

Ereditarietà di tipi in SQL-99

Per ADT ereditarietà singola

CREATE TYPE <nome_tipo>

UNDER <nome_superclasse>

AS … altri attributi

[NOT] FINAL;

il supertipo deve essere stato dichiarato con la clausola NOT FINAL

140

Ereditarietà di tipi in SQL-99

Clausola FINAL: – non si possono definire sottotipi

Clausola NOT FINAL:– si possono definire sottotipi

la clausola NOT FINAL è necessaria se la dichiarazione non specifica una superclasse

in caso contrario si può scegliere

141

Esempio

CREATE TYPE t_veicolo ASmodello CHAR(20),n_licenza INTEGER,ultima_revisione DATE,

METHOD prox_revisione( ) RETURNS DATE

NOT FINAL;

142

Esempio

CREATE TYPE t_camion ASUNDER t_veicoloASpeso INTEGERNOT FINAL;

CREATE TYPE t_bus AS

UNDER t_veicolo

AS

n_posti INTEGER

NOT FINAL;

143

Metodi & ereditarietà

CREATE TYPE t_persona ASnome CHAR(20),id INTEGER,data_di_nascita DATE,indirizzo t_indirizzo,

METHOD età() RETURNS INTEGERNOT FINAL;

CREATE TYPE t_insegnante ASUNDER t_persona

stipendio DECIMAL(9,2),data_assunzione DATE,corso t_corsoNOT FINAL;

144


I metodi sono ereditati dai sottotipi allo stesso modo degli attributi:

CREATE TABLE Insegnanti OF t_insegnante;

SELECT nome, I.età( )

FROM Insegnanti I

WHERE stipendio > 3000;

145


E’ possibile ridefinire un metodo ereditato non è possibile ridefinire gli attributi Ad esempio al tipo t_insegnante può essere associato un

metodo età che restituisce l’anzianità di servizio (overriding)CREATE TYPE t_insegnante AS

UNDER t_persona stipendio DECIMAL(9,2),

data_assunzione DATE,corso t_corsoOVERRIDING METHOD età RETURNS INTEGERNOT FINAL;

146

Tipi non instanziabili

La dichiarazioni di un tipo specifica se il tipo può essere instanziato (quindi ha istanze proprio) oppure noCREATE TYPE <nome tipo>

AS <lista definizione attributi>

[{INSTANTIABLE|NOT INSTANTIABLE}]

{FINAL|NOT FINAL}

Il default è INSTANTIABLE un tipo non instanziabile corrisponde ad una classe

astratta: server solo per riuso di codice

147

Sostituibilità

Negli OODBMS vale il principio della sostituibilità Un’istanza di un tipo può essere utilizzata

ovunque ci si aspetti un’istanza del suo supertipo Questo principio non vale negli attuali ORDBMS per garantire sostituibilità:

– funzione di CAST

148

Ereditarietà di tabelle

Le typed tables possono essere organizzate in gerarchie di ereditarietà

questo è possibile solo i tipi su cui si basato sono in relazione d’ereditarietà

permette di estendere operazioni SQL alle istanze di una tabella e di tutte le sue sottotabelle

149

Esempio

CREATE TABLE persone OF t_persona;

CREATE TABLE insegnanti of t_insegnante UNDER persone;

E’ stata creata una gerarchia tra le tabelle persone e insegnanti

150

Interrogazioni

La gerarchia d’ereditarietà definita sulle tabelle influenza i risultati delle interrogazioni

Una interrogazione fatta su una tabella si propaga automaticamente alle sottotabelle

Lo stesso vale per le operazioni di cancellazione e modifica mentre una operazione di inserimento coinvolge solo una specifica tabella

se si vuole restringere l’operazione alle istanze di una certa tabella: ONLY

151

Esempio

Persone

nome id data_di_nascita indirizzo

Smith 74 16/8/68

John 86 3/2/48

nome id data_di_nascita indirizzo

Allen 82 9/7/67

Mark 81 3/5/58

Insegnanti

stipendio ….

30ml

60ml

152

Esempio

SELECT nome

FROM Persone

WHERE data_di_nascita > 1/1/1967;

Il risultato sarà: Smith e Allen

SELECT nome

FROM ONLY Persone

WHERE data_di_nascita > 1/1/1967;

Il risultato sarà: Smith

153

Esempio

DELETE FROM Persone

WHERE id > 80;

Cancellerà John dalla tabella Persone e Allen e Mark dalla tabella Insegnanti

154

Relazioni tra OODBMS e ORDBMS

Valori complessi– array– row

Oggetti: – tuple di typed tables– identificatore– incapsulazione

Classi– ADT (è presente il costruttore)– metodi (overloading e overriding)– collezioni: typed table– aggregazioni: tipi REF

155

Relazioni tra OODBMS e ORDBMS

Ereditarietà– singola– riuso di codice– no sostituibilità– su tipi e typed tables

linguaggio– SQL con estensioni per la manipolazione dei nuovi tipi di dato– accesso navigazione e associativo– un’interrogazione restituisce sempre un insieme di tuple

156

Progettazione di ORDBMS

157

Progettazione di ORDBMS

Non esiste ancora una metodologia di progettazione consolidata come per gli ORDBMS né tool a supporto dell’attività di progettazione

158

Approccio partendo da schemi ER

Progettazione concettuale:– schema ER

Ristrutturazione:– inesistente– non si eliminano attributi multivalore/compositi e

gerarchie di generalizzazione

159

Approccio partendo da schemi ER

Progettazione logica:– attributo composito:

tipo tupla oppure ADT

– Ogni attributo multivalore viene tradotto in un tipo collezione (ARRAY per SQL-99)

– Ogni entità: se non ha metodi può essere tradotta in una tabella, o tramite

l’opzione successiva se ha metodi viene tradotta in un tipo su cui basare una tabella

– Le gerarchie di generalizzazione vengono tradotte mediante relazioni di sottotipo

160

Approccio partendo da uno schema OO

Ogni tipo composito (struct)– tipo tupla o tipo complesso

ogni tipo multivalore (set, bag, list)– tipo collezione

161

Approccio partendo da uno schema OO

ogni classe– se non ha metodi:

si crea direttamente la tabella i tipi degli attributi vengono modificati in base a quanto sopra

– se ha metodi: si crea un opportuno ADT si crea tabella basata su quell’ADT

– per ogni attributo aggregato: aggregazione semplice: si specifica un tipo riferimento con scope

uguale alla tabella corrispondente alla classe riferita aggregazione complessa: si specifica un tipo collezione definito su un

tipo riferimento

162

Aspetti relazionali ad oggetti di Oracle 9i

163

Il sistema di tipi di Oracle

Non distinct type Tipi oggetto tipi riferimento tipi collezione ereditarietà

164

Tipi oggetto

Possibilità di definire tipi oggetto (ADT):

specifica Dichiarazione di attributiSpecifica dei metodi

corpo Body dei metodi

165

Esempio

CREATE TYPE Complesso AS OBJECT(

parte_r FLOAT,

parte_i FLOAT,

MEMBER FUNCTION somma(x Complesso) RETURNS Complesso,

MEMBER FUNCTION sottrazione(x Complesso)

RETURNS Complesso,

MEMBER FUNCTION moltiplicazione(x Complesso)

RETURNS Complesso,

MEMBER FUNCTION divisione(x Complesso)

RETURNS Complesso);

166

Esempio

CREATE TYPE BODY Complesso AS MEMBER FUNCTION somma(x Complesso)

RETURN Complesso ISBEGIN RETURNS Complesso(parte_r + x.parte_r,parte_i + x.parte_i);END somma;MEMBER FUNCTION sottrazione(x Complesso)

RETURN Complesso ISBEGIN RETURNS Complesso(parte_r - x.parte_r,parte_i - x.parte_i);END sottrazione;….END;

167

Tipi oggetto

Vale tutto quello che abbiamo detto per SQL-99 con le seguenti differenze:– concetto di body– incapsulazione non stretta: accesso diretto agli

attributi tramite dot notation

168

Metodi

Possono essere sia procedure che funzioni due tipi:

– MEMBER definiti sulle istanze parametro implicito: SELF

– STATIC definiti sul tipo

169

Esempio

CREATE TYPE Rational AS OBJECT

(num INTEGER,

den INTEGER,

MEMBER PROCEDURE normalize,

...

);

CREATE TYPE BODY Rational AS

MEMBER PROCEDURE normalize IS

g INTEGER;

BEGIN

g := gcd(SELF.num, SELF.den);

g := gcd(num, den); -- equivalent to previous line

num := num / g;

den := den / g;

END normalize;

...

END;

170

Metodi speciali

Costruttori– come in SQL-99

Metodi MAP Metodi ORDER

171

Metodi MAP

Permettono di confrontare istanze di ADT mappando le istanze a valori di tipi built-in (DATE, NUMBER, VARCHAR)

rappresentano quindi un casting tra un ADT e uno dei tipi precedenti

se esiste un metodo MAP per un ADT, i confronti su oggetti di quel tipo vengono effettuati convertendo prima le istanze nei valori del tipo built-in considerato

172

Esempio

CREATE TYPE Rectangle_typ AS OBJECT (

len NUMBER,

wid NUMBER,

MAP MEMBER FUNCTION area RETURN NUMBER,

...

);

CREATE TYPE BODY Rectangle_typ AS

MAP MEMBER FUNCTION area RETURN NUMBER IS

BEGIN

RETURN len * wid;

END area;

...

END;

173

Esempio

Se o1 e o2 sono istanze del tipo rectangle_typ:– o1 < o2 è equivalente a o1.area() < o2.area()– la relazione viene stabilita su due istanze del tipo

NUMBER

174

Metodi ORDER

Implementano una relazione d’ordine tra le istanze di un certo tipo

hanno sempre un parametro di tipo uguale a quello per cui il metodo viene definito

utili per confrontare tipi di dato molto complessi che non potrebbero facilmente essere confrontati con un metodo MAP

se esiste un metodo ORDER, il metodo viene automaticamente chiamato quando si confrontano istanze del tipo considerato

175

Metodi ORDER

L’output è sempre un intero che vale:– - 1 : SELF < parametro– 0 : SELF = parametro– +1 : SELF > parametro

per un ADT, può esistere al più un metodo MAP o ORDER

se nessuno dei due viene definito, il sistema supporta solo = e <>

176

Esempio

CREATE TYPE Customer_typ AS OBJECT (

id NUMBER,

name VARCHAR2(20),

addr VARCHAR2(30),

ORDER MEMBER FUNCTION match (c Customer_typ) RETURN INTEGER

);

177

Esempio

CREATE TYPE BODY Customer_typ ASORDER MEMBER FUNCTION match (c Customer_typ) RETURN INTEGER

ISBEGINIF id < c.id THENRETURN -1; -- any negative number will doELSIF id > c.id THENRETURN 1; -- any positive number will doELSERETURN 0;END IF;END;END;

178

Tabelle tipate

Anche in Oracle un tipo ADT può essere utilizzato secondo due modalità:– come tipo per un attributo di una tabella– come tipo di base per la definizione di una typed

table

non può essere specificata una colonna per gli identificatori (no clausola REF IS)

179

Tipi oggetto: accesso

Accesso tramite dot notation ad attributi e metodi

se si usa la dot notation, è sempre necessario utilizzare un alias per la tabella acceduta

180

Esempio

CREATE TYPE person AS OBJECT (ssno VARCHAR(20));

CREATE TABLE ptab1 OF person;

CREATE TABLE ptab2 (c1 person);

SELECT ssno FROM ptab1 ; OK

SELECT c1.ssno FROM ptab2 ; Errore

SELECT ptab2.c1.ssno FROM ptab2 ; Errore

SELECT p.c1.ssno FROM ptab2 p ; OK

181

Sintassi Comandi

CREATE TYPE typename AS OBJECT

(attrname datatype {, attrname datatype}); CREATE OR REPLACE TYPE BODY typename IS metodo {metodo}; CREATE TABLE tablename OF typename

([attrname NOT NULL]

{,attrname NOT NULL}

[,PRIMARY KEY (attrname {,attrname })]); DROP TYPE typename; DROP TABLE tablename; ALTER TYPE typename REPLACE AS OBJECT (nuova definizione

tipo) CREATE OR REPLACE TYPE BODY typename IS metodo {metodo};

182

Tipi riferimento

Vale quanto visto per SQL-99 – cambia un minimo la sintassi– REF <nome tipo> SCOPE IS <nome_tabella>

183

Tipi riferimento - manipolazione

Tre funzioni principali:– referenziazione ref( ): dato un oggetto di un certo

tipo, restituisce l’identificatore per quell’oggetto– dereferenziazione deref( ): dato un identificatore,

restituisce l’oggetto– value ( ): prende un alias di relazione e restituisce

l’oggetto tupla associato (utilizzando il costruttore opportuno)

184

Tipi riferimento

CREATE TYPE t_persona AS OBJECT(

nome VARCHAR2(10),

cognome VARCHAR2(15),

data_di_nascita DATE,


madre REF t_persona,

padre REF t_persona);

CREATE TABLE Persone OF t_persona;

185

Tipi riferimentoPersone

nome cognome ... madre padre

186

Tipi riferimento

INSERT INTO Persone

VALUES(‘Mario’,’Rossi’, …,NULL,NULL);

INSERT INTO Persone

VALUES(t_persona(‘Maria’,’Bianchi’,…,NULL,NULL));

INSERT INTO Persone

VALUES(‘Giovanni’,’Rossi’,…,NULL,NULL);

187

Tipi riferimento

Persone


Mario Rossi NULL NULL

Maria Bianchi NULL NULL

Giovanni Rossi NULL NULL

188

Tipi riferimento

UPDATE Persone p

SET p.madre = (SELECT ref(d1) FROM Persone d1

WHERE nome = 'Maria')

WHERE nome = ’Giovanni';

La madre di Giovanni Rossi è Maria Bianchi

189

Tipi riferimento

Persone


Mario Rossi NULL NULL

Maria Bianchi NULL NULL

Giovanni Rossi NULL

190

Tipi riferimento

SELECT value(p) FROM Persone p

si ottiene:

t_persona(‘Mario’,’Rossi’,NULL,NULL)

t_persona(‘Maria’,’Bianchi’,NULL,NULL)

t_persona(‘Giovanni,’Rossi’,xxxyyywww,NULL)

dove xxxyyywww è l’identificatore della tupla di Maria Bianchi

191

SELECT deref(p.madre)FROM Persone pWHERE nome = ‘Giovanni’;

Seleziona tutte le informazioni contenute in Persone relative alla madre di Giovanni

restituisce

t_persona(‘Maria’,’Bianchi’,NULL,NULL)

Tipi riferimento

192

Tipi collezione

Due tipi collezione:– nested table– varray

I tipi collezione possono avere come elementi istanze di tipi oggetto

Un tipo oggetto può avere un attributo di tipo collezione

193

Tipi collezione

Le nested table possono essere considerate come una tabella con una sola colonna

differenze tra varray e nested table:– gli array hanno dimensione fissa mentre le nested table

hanno dimensione variabile– gli array sono memorizzati all’interno della tabella nella

quale sono utilizzati o come BLOB mentre le nested table sono memorizzate in tabelle separate, con una colonna in più che identifica una tupla della tabella a cui appartengono

194

Tipi collezione

Non possono essere direttamente usati nella definizione di un attributo

è sempre necessario dare un nome al tipo collezione prima di usarlo

per ogni tipo, esiste un costruttore per creare un’istanza, è necessario passare al

costruttore un’insieme di elementi del tipo su cui il tipo collezione si basa

195

Varray - creazione

CREATE TYPE Progetto AS OBJECT(id INTEGER,titolo VARCHAR2(25),costo NUMBER(7,2));

CREATE TYPE Lista_Progetti AS VARRAY(50) OF Progetto;

CREATE TYPE Dipartimento AS OBJECT(id INTEGER,nome VARCHAR2(15),budget NUMBER(11,2),progetti Lista_Progetti);

CREATE TABLE Dipartimenti OF Dipartimento;

196

Varray - inserimento

INSERT INTO Dipartimenti

VALUES(30,’R&D’,1000000000,

Lista_Progetti(Progetto(1,’DBMS’,10000000),

Progetto(3,’C++’,20000000)));


VALUES(32,’Marketing’,1000000000,

Lista_Progetti(Progetto(1,’Nuova Pubblicità’,10000000),

Progetto(3,’Incentivi Personale’,20000000)));

197

Nested table - creazione

CREATE TYPE Corso AS OBJECT(id NUMBER(4),nome VARCHAR2(25),crediti NUMBER(1));

CREATE TYPE Lista_Corsi AS TABLE of Corso;

198

Nested table - creazione

CREATE TYPE Dipartimento AS OBJECT(nome VARCHAR2(20),direttore VARCHAR2(20),corsi Lista_Corsi)NESTED TABLE corsi STORE AS corsi_tab;

CREATE TABLE Dipartimenti OF Dipartimento

NESTED TABLE corsi STORE AS corsi_tab;

199

Nested Table - creazione

Notare la clausola NESTED TABLE nel lucido precedente Questa clausola è necessaria perché le colonne definite

come nested table sono memorizzate come tabelle separate Il formato generale della clausola è

NESTED TABLE colname STORE AS tablename

La tabella tablename si dice “child-table” della tabella al cui interno è definita (detta “parent-table”)

Una child-table può essere acceduta solo tramite la parent-table

200

Nested table: inserimento


VALUES(‘Informatica’,’Italiani’,

Lista_Corsi(Corso(1000,’Programmazione I’,2),

Corso(1001,’Logica Matematica’,1),

Corso(1002,’Basi di Dati’,2),

Corso(1003,’Grafica’,1)));

201

Tipi collezione - interrogazione

Due possibilità– selezionare la collezione annidata

una tupla per ogni collezione

– selezionare la collezione, non annidata una tupla per ogni elemento della collezione funzione TABLE

applicabili sia a VARRAY che NESTED TABLE

202

Selezione annidata - esempio

SELECT corsi

FROM Dipartimenti;

il risultato è

Lista_Corsi(Corso(1000,’Programmazione I’,2),

Corso(1001,’Logica Matematica’,1),

Corso(1002,’Basi di Dati’,2),

Corso(1003,’Grafica’,1))

203

Selezione non annidata - esempio

SELECT t.*

FROM Dipartimenti d, TABLE(d.corsi) t;

il risultato è

Corso(1000,’Programmazione I’,2)

Corso(1001,’Logica Matematica’,1)

Corso(1002,’Basi di Dati’,2)

Corso(1003,’Grafica’,1)

204

Funzione TABLE

La funzione TABLE prende un valore di tipo collezione e permette di utilizzarlo come una tabella

la query precedente realizza un join di ogni tupla della tabella dipartimento con ogni elemento dell’oggetto collezione

può anche essere applicata a query che restituiscono un singolo valore di tipo collezione

205

Esempio

SELECT d.nome, t.*

FROM Dipartimenti d, TABLE(d.corsi) t;

il risultato è

‘Informatica’ Corso(1000,’Programmazione I’,2)

‘Informatica’ Corso(1001,’Logica Matematica’,1)

‘Informatica’ Corso(1002,’Basi di Dati’,2)

‘Informatica’ Corso(1003,’Grafica’,1)

206

Esempio

SELECT * FROM

TABLE(SELECT corsi FROM Dipartimenti

WHERE nome = ‘Psicologia’);

restituisce le informazioni sui corsi del dipartimento Psicologia

SELECT crediti FROM


WHERE nome = ‘Psicologia’);

restituisce i crediti di tutti i corsi del dipartimento Psicologia

le interrogazioni sono corrette se le query a cui viene applicata la funzione TABLE restituiscono un solo elemento

207

Tipi collezione - DML

Nested table:– la funzione TABLE può essere utilizzata per modificare una

collezione

VARRAY:– A differenza delle nested table, i singoli elementi di un varray

non possono essere manipolati mediante istruzioni SQL– Per selezionare o fare l’update di un certo elemento di un

VARRAY è necessario usare PL/SQL– supporto di funzioni specifiche per la manipolazione degli

array

208

Nested tables

UPDATE


WHERE nome = ‘Psicologia’)

SET crediti = crediti + 1

WHERE id IN (2200,3540);

DELETE FROM TABLE(SELECT corsi FROM Dipartimenti

WHERE nome = ‘Inglese’) p

WHERE p.crediti = 2;

209

Varray

DECLARE miei_progetti lista_progetti;

SELECT progetti INTO miei_progetti.

FROM dipartimenti.

WHERE id = 30;

IF miei_progetti(i).Titolo = ‘DBMS’ …

210

Ereditarietà

Solo a livello di tipi vale quanto detto per SQL-99 in più:

– sia tipi che metodi possono essere definiti FINAL/NOT FINAL

FINAL: overriding non possibile

– sostituibilità– late binding

211

Sostituibilità

Possibilità di utilizzare istanze di un sottotipo in ogni contesto in cui può essere utilizzato un supertipo

sostituibilità a livello di – attributo– tupla

212

Sostituibilità a livello di attributo

Attributo con tipo REF(<tipo1>) può contenere valori di tipo REF(<tipo2>) se <tipo2> sottotipo di <tipo1>

Attributo con tipo ADT <tipo1> può contenere valori di tipo ADT <tipo2> se <tipo2> sottotipo di <tipo1>

Attributo con tipo collezione su tipo <tipo1> può contenere valori di tipo <tipo2> se <tipo2> sottotipo di <tipo1>

213

Sostituibilità a livello di tupla

Una tabella tipata su tipo <tipo1> può contenere istanze del tipo <tipo2> se <tipo2> sottotipo di <tipo1>

214

Esempio

CREATE TYPE Person_typ AS OBJECT

( ssn NUMBER,

name VARCHAR2(30),

address VARCHAR2(100)) NOT FINAL;

CREATE TYPE Student_typ UNDER Person_typ

( deptid NUMBER,

major VARCHAR2(30)) NOT FINAL;

CREATE TYPE PartTimeStudent_typ UNDER Student_typ

( numhours NUMBER);

215

Esempio (su attributi)

CREATE TABLE Dipartimenti( Id INTEGER,

nome VARCHAR(20),manager Person_typ);

INSERT INTO dipartimentiVALUES (1,’ricerca’, Person_typ(1243, 'Bob', '121 Front St'));

INSERT INTO dipartimentiVALUES (2,’sviluppo’,Student_typ(3456, 'Joe', '34 View', 12, 'HISTORY'));

INSERT INTO dipartimentiVALUES (3, ‘testing’,PartTimeStudent_typ(5678, 'Tim', 13, 'PHYSICS', 20));

216

Esempio (su tuple)

CREATE TABLE persons OF Person_typ;

INSERT INTO persons

VALUES (Person_typ(1243, 'Bob', '121 Front St'));

INSERT INTO persons

VALUES (Student_typ(3456, 'Joe', '34 View', 12, 'HISTORY'));

INSERT INTO persons

VALUES (PartTimeStudent_typ(5678, 'Tim', 13, 'PHYSICS', 20));

217

Limitare sostituibilità


nome VARCHAR(20),manager Person_typ)

COLUMN manager NOT SUBSTITUTABLE AT ALL LEVELS;

Manager può solo essere una persona (sottotipi non ammessi)

CREATE TABLE persons OF Person_typ NOT SUBSTITUTABLE AT ALL LEVELS;

la tabella persons può contenere solo persone

218

Limitare sostituibilità


nome VARCHAR(20),manager Person_typ)

COLUMN manager IS OF (ONLY Student_typ);

Si può specificare solo un sottotipo

219

Interrogazioni

Funzioni utili:– REF– DEREF– VALUE– IS OF TYPE– ...

REF, DEREF, VALUE già viste

220

Esempio

Si consideri la tabella Dipartimenti presentata in precedenza (senza limitazioni di sostituibilità)

SELECT *

FROM Dipartimenti p

WHERE p.manager IS OF (Student_typ,PartTimeStudent_typ)

restituisce i dipartimenti i cui manager sono studenti o studenti part-time

221

Esempio

Si consideri la tabella Persons presentata in precedenza (senza limitazioni di sostituibilità)

SELECT *

FROM Persons p

WHERE VALUE(p) IS OF (Student_typ,PartTimeStudent_typ)

restituisce le persone che sono studenti o studenti part-time

222

Differenze principali con SQL-99

Tipi collezione– SQL-99: solo ARRAY– Oracle: VARRAY e NESTED TABLE

Ereditarietà– SQL-99: su tipi e tabelle, no sostituibilità– Oracle: solo su tipi sostituibilità

223

Utilizzo di funzionalità OR da JDBC

Consideriamo JDBC 3 (ma molte estensioni già presenti in JDBC 2)

Nuove interfacce per implementare mapping di tipi object relational in tipi Java

224

Creazione nuovi tipi

Essendo un comando DDL, si utilizza il metodo executeUpdate

String type = ‘CREATE TYPE t_indirizzo AS

numero_civico INTEGER,

via VARCHAR(50),

città CHAR(20),

stato CHAR(2),

cap INTEGER’;

Statement st = con.createStatement( );

st.executeUpdate(type);

225

Manipolazione valori nuovi tipi da Java

Nuove interfacce (solo per tipi standard):– STRUCT

per mappare ADT

– REF per mappare valori di tipo riferimento

– ARRAY per mappare valori di tipo array

– SQLDATA per semplificare mapping di ADT

226

Manipolazione valori nuovi tipi da Java

Per ogni interfaccia, il driver prescelto specificherà una classe che implementa l’interfaccia

questo permette di gestire le eventuali differenze esistenti tra DBMS

227

Tipi semplici

Nessuna nuova interfaccia si manipolano utilizzando i metodi del tipo di

base Esempio

– CREATE TYPE id_impiegato AS INTEGER FINAL;

– Si usano i metodi getInt e setInt per leggere e scrivere campi di tipo id_impiegato

228

ADT

Le istanze di tipi ADT vengono mappate in istanze di classe Struct

un oggetto di tipo Struct contiene un valore per ogni attributo dell’ADT a cui si riferisce

i metodi per poter leggere e scrivere valori di attributi con tipo ADT sono

– ResultSet - getObject(int): per accedere attributi di tipo ADT– Struct - getAttributes(): per accedere le componenti di un’istanza– PreparedStatement - setObject(int, Struct): per settare parametri

di tipo ADT

229

Esempio


imp# INTEGER PRIMARY KEY,

nome CHAR(20),

indirizzo t_indirizzo);

vogliamo attribuire l’indirizzo dell’impiegato 12 a Verdi

230

Esempio (continua)

String query = “select indirizzo from Impiegati where imp# = 12”;

Statement st = con.createStatement();

ResultSet rs = st.executeQuery(query);

rs.next();

Struct indirizzo = (Struct) rs.getObject(1); //si ottiene l’istanza

Object[ ] ind_attr = indirizzo.getAttributes(); //si accedono gli attributi

System.out.print( “Via ” + ind_attr[1] + “ “ + ind_attr[0] + “ “ + ind_attr[2] + “ “ + ind_attr[4] + “ “ + ind_attr[3]);

231

Esempio (continua)

String up = “update Impiegati set indirizzo = ? where nome =‘Verdi’”;

PreparedStatement pst = con.prepareStatement(up);

pst.setObject(1, indirizzo);

pst.executeUpdate( );

232

Tipi riferimento

Le istanze di tipi riferimento (puntatori) vengono mappate in istanze di classe Ref

i metodi per poter leggere e scrivere valori di attributi con tipo riferimento sono

– ResultSet - getRef(int): per accedere attributi di tipo riferimento– Ref - getObject( ): dato un valore di tipo riferimento, restituisce

l’oggetto puntato (solo JDBC 3)– Ref - setObject(Struct): il parametro diventa il nuovo oggetto

puntato (solo JDBC 3)– PreparedStatement - setRef(int, Ref): per settare parametri di

tipo riferimento

233

Esempio

CREATE TYPE t_progetto ASprj# INTEGER,nome VARCHAR(20),descrizione VARCHAR(50),budget INTEGER;

CREATE TABLE Progetti of t_progetto;

CREATE TABLE Impiegati(imp# INTEGER PRIMARY KEY,nome VARCHAR(50),indirizzo t_indirizzo,assegnamento REF(t_progetto));

234

Esempio (continua)

Si vuole associare il progetto dell’impiegato 12 a Verdi e visualizzare le informazioni su tale progetto

235

Esempio (continua)

String query = “select assegnamento from Impiegati where imp# = 12”;

Statement st = con.createStatement(query);

ResultSet rs = st.executeQuery();

rs.next();

Ref assegn_ref = rs.getRef(1); //si ottiene l’identificatore

String update = ‘”update impiegati set assegnamento = ? where nome = “Verdi”;

PreparedStatement pst = con.prepareStatement(update);

pst.setRef(1,assegn_ref);

pst.executeUpdate( );

236

Esempio (continua)

Struct progetto = (Struct) assegn_ref.getObject( );

Object [ ] prog_attr = progetto. getAttributes();

System.out.print(ind_attr[0] + “ “ + ind_attr[1] + “ “ + ind_attr[2] + “ “ + + ind_attr[3]);

237

Tipi array

Le istanze di tipi array vengono mappate in istanze di classe Array rappresentano puntatori alla base di dati (il contenuto non viene

copiato) i metodi per poter leggere e scrivere valori di attributi di tipo array

sono– ResultSet - getArray(): per accedere attributi di tipo array (restituisce un

puntatore all’istanza)– Array - getArray( ): permette di copiare i dati contenuti nell’array in

strutture locali al programma– Array - getResultSet (): restituisce un result set che contiene una tupla

per ogni elemento dell’array, con due colonne. La prima contiene l’indice (partendo da 1), la seconda il valore

– PreparedStatement - setArray(int,Array): per settare parametri di tipo Array

238

Esempio

CREATE TABLE Impiegati(imp# INTEGER PRIMARY KEY,nome VARCHAR(50),indirizzo t_indirizzo,competenze VARCHAR(20) ARRAY[10]);

si vogliono stampare tutte le competenze dell’impiegato 12

239

Esempio (continua)

String query = “select competenze from Impiegati where imp# = 12”;

Statement st = con.createStatement(query);

ResultSet rs = st.executeQuery();

rs.next();

Array comp = rs.getArray(1); //restituisce un puntatore all’array

String [ ] comp_arr = (String [ ]) comp.getArray( );

for (int i = 0; i < comp_arr.length(); i++)

System.out.print(comp_arr[i])

240

Tipi collezione

Come abbiamo visto i sistemi non sono conformi allo standard per quanto riguarda i tipi collezione

il driver potrà eventualmente utilizzare la classe Array anche per gestire altri tipi collezione– in JDBC le nested table di Oracle si mappano in

oggetti di tipo Array

241

SQL Data

Interfaccia ogni classe che implementa SQLData permette di

definire un mapping esplicito tra un tipo SQL e una classe Java– casting definito esplicitamente dall’utente

semplifica l’accesso agli oggetti strutturati– la lettura di un oggetto restituisce un’istanza della classe

associata dal mapping– non si devono piu’ utilizzare Struct e Object

non lo vediamo

Basi di Dati Relazionali ad Oggetti

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