[科普中国]-可视化数据库

目前，1数据库的发展方向主要有两种，一种是面向对象技术，多媒体技术应用于数据库系统，使其对客观世界具有更强的描述能力，扩大其应用范围。另外GUI技术的发展，其生动、友好的图形界面已经广泛应用于众多领域。在数据库领域中，数据库设计者往往为好的数据定义而大费精力；同样，用户也要为严格、枯燥的数据操纵语言大伤脑经。为了解决上述问题，基于图形用户界面的可视化数据库系统构成了数据库发展的另一方向。

VOODBS则将面向对象技术和可视化技术综合入关系系统数据库系统中，并充分发挥这三者的优点，以实现以功能强大的新型数据库。

VOODBS2是建立在以ORACLE关系型数据库之上的。系统的逻辑层是本系统的核心层，该层实现了对一些RDBMS无法表达的面向对象的信息加以表示及管理，从而表达了对RDBMS的功能扩充。在该层过程中，利用二级关系表的新的数据组织方式，及模型转换算法来解决上述问题。从层次上划分，该系统分为概念层、逻辑层、物理层。从功能上划分，该系统包括可视化——数据定义子系统及可视化数据操纵子系统两大功能部分。

VOODBS的体系结构及特点VOODBS的体系结构VOODBS具有层次结构 。整个系统分为三层，自顶向下依次如下：概念层/用户界层面、逻辑层/OODBMS、物理层。

概念层

概念层即用户界面层是VOODBS与用户打交道的可视化界面，除了非可视化数据定义，它还包括三大可视化功能模块：

*语义概念模型编辑模块

该模块的功能是使数据库设计者利用图形方式交互式地完成数据库设计。数据库设计者利用图形编辑器将所设计的数据库系统抽象成为一种直观概念数据模型，该墨香是对ER模型的扩展，能够表示多种面向对象的语义信息，该模型是VOODBS的基础，可视化数据定义及操纵语言是建立在该模型基础之上的

*实例建立与修改编辑模块

该模块的功能是为复杂对象类的增添新的实例及实例的修改提供直观方便的编辑方式。该模块根据ECER中每个对象类的结构，以嵌套的形式让用户录入数据，以完成对对象实例的编辑功能。

*可视化数据操纵语言编辑环境

该模块的功能是为用户的数据操纵，如对数据库中对象类的浏览，对某个对象类的查询等，提供可视化操作，用户在该环境中意图形的方式选取所需的运算符的图标，然后再在已定义好的ECRE图中选择所要的操作数，即对象类、关系或属性。于是系统便在相应的窗口中以图形表格方式显示出浏览或查询的结果。同时，在主窗口显示出相应的ECRE子图。

逻辑层

逻辑层是实现VOODBS的核心层，从功能上划分，该层主要分为逻辑数据定义子系统及逻辑数据操纵子系统，并包括OODBM与RDBMS接口。

*逻辑数据定义子系统

该子系统的功能是将用户对数据库的可视化语义定义ECER模型转换成基于VOODBS的逻辑模型。由于VOODBS是建立在关系型数据库系统基础上的，传统的RDBS无法表达一些重要的面相对象的语义关联。因此，需要对面向对象的ECER的模型进行转换，从而表达到在RDBMS基础上实现各种面向对象的语义表示及操作。该子系统中的字典/语义管理模块和实体管理模块便是VOODBMS和RDBNMS的粘接剂。

*逻辑数据操纵子系统

该系统的功能是将VDML转换为形式化的DML，加以执行，该子系统也需要字典/语义管理模块及实体管理模块的支持。

*RDB接口i完成VOODB到RDB的物理实现。

物理层

物理层则涉及VOODBS的物理实现。

VOODBS的特点1、数据库的语义模式对用户来说随时可见。

2、用户递增地形成可视化查询。

3、浏览功能高效方便。

4、查询结果以图形方式反馈给用户。

5、处理相同类型信息的各部分语言保持一致。

6、用户可以对库的显示信息量加以控制和选择。

定义子系统VDDS的设计与实现VDDS是3根据数据库的语义概念ECRE完成对数据库规范化的数据定义。为数据设计者提供了直观的定义环境，并自动地完成面向对象的语义约束的表示及规范化的实体表的生成。

VDDS的概念层VDDS的概念层是直接与用户打交道的图形界面层。在该层的设计中主要有两个问题：

1、设计一个语义表示能力强的概念模型，使之能够准确的表示客观世界中的一些重要的语义信息，为客观世界建立一个强大的概念模型。

2、设计一个友好、标准的图形用户界面，用于概念模型的编辑。

增强型概念ER模型

传统数据库系统 当中常用ER模型来为其进行数据库建模，在ER模型中利用实体、关系及属性的概念来表示数据，并能对一些语义约束进行表达。然而，ER模型的语义描述功能是有限的。一些重要的带有面向对象的语义约束是无法用传统的ER模型来表示的。因此，ECER模型能够更加准确的为客观世界建模。

ECER模型编辑器

由三部分构成：命令及信息域、图形定义工具栏及工作区。

定义过程必须遵从下列定义规则：

1、属性只能定义在已有的对象类及关系上。

2、每个属性定义时要输入约束条件

3、各种关联也只能定义在两个已有对象之间

4、所有对象类的名字唯一，在同一对象类以及关系内部各属性名均不相同。

5、每个对象类都必须有主关键属性。

6、只有当模型图中每两个对象都连有关联时，才可以结束模型建立

VDDS的逻辑层VDDS的逻辑层是该子系统实现的核心，在这层中由ECER模型定义的数据库的语义概念模型转换为带有面向对象语义特征的能由RDBMS系统表示的数据库的逻辑模型。

结束语面向对象数据库是对可视化技术、面向对象技术以及数据库技术的结合。我们将在后期工作中对它的数据操纵部分进行优化以提高效率。使它更具有实用价值。