面向对象数据库可视化查询的研究

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1、面向对象数据库可视化查询的研究闫永刚南京信息工程大学计算机与软件学院气象信息技术与安全摘要：为方便对语义丰富、结构复杂的对象数据库管理系统的操作，提高管理和开发效率，文中提出一种可根据需求自动产生结构清晰、布局合理的继承、合成及继衫合成全局结构的对象数据库模式图的算法，基于此生成的对象数据库模式图可进行可视化和导航式的信息查询。实验结果表明该算法可作为对象数据库可视化查询的基础，并可推广到具有类似继承和合成等复杂结构的其他工程应用领域。关键词：面向对象数据库；模式图；可视化查询；类层次1引言数据库发展经历了三个阶段。第一阶段是层次和网状数据库，过程化程度较高，一般用户使用困难；第

2、二阶段是关系数据库（<1C），它以关系演算和关系代数为其数学基础，以二维表为其数据结构，利用非过程化数据操纵语言进行数据库管理，采用内Z外Z概念模式的三层模式结构，具有较高数据独立性，成为!"世纪%"年代到’"年代中期的主流数据库。上述层次!网状和关系数据库尽管设计和控制方式不同，但都用于一般事务处理，统称为传统数据库。近年来，随着网络技术、多媒体技术、空间信息科学、信息管理、人工智能、软件工程技术和数据挖掘技术等领域的发展及新的社会需求出现，信息无论从数量上还是结构上都远远超出了传统数据库能承受的范围。为了适应海量信息和复杂数据处理要求，新一代数据库应运而生，它们结合特定应用领

3、域，分为多媒体数据库（结合多媒体技术）!空间数据库（结合空间信息学和FSP）!演绎数据库（结合人工智能）!工程数据库（结合软件工程）等。与传统数据库相比，它们既具有多样性（学科交叉的必然结果），又有统一性，建立它们的主要目的是为了处理海量信息和复杂数据结构。因此面向对象技术必不可少，它们之间关系如图1所示。新型数据库面向对象数据库传统数据库扩充改进图1三种数据库之间的关系图1.1面向对象数据库概念面向对象数据库系统（OODBS）支持定义和操作OODB，应满足两个标准：首先它是数据库系统，其次它也是面向对象系统。第一个标准即作为数据库系统应具备的能力（持久性、事务管理、并发控制、恢

4、复、查询、版本管理、完整性、安全性）。第二个标准就是要求面向对象数据库充分支持完整的面向对象（OO）概念和控制机制。综上所述，我们将面向对象数据库简写为：面向对象数据库=面向对象系统+数据库能力。本文提出一种基于面向对象数据库管理系统0MNIX的可视化查询机制，该机制的核心是面向对象数据库模式图的自动生成算法。该算法可以生成对象的继承层次图、合成层次图和继影合成全局模式图。用户可以在生成的模式图上以可视化方式进行对象实例和模式信息查询。目前该机制已成功应用于OMNIX系统的可视化管理器中。2基本术语面向对像数据库模式由类构成，类之间可能存在复杂的继承和合成关系。因此，一个完整的面

5、向对象数据库模式图包括类继承层次、类合成层次及独立类层次等信息，生成对象模式图需要定义下列术语。2．1结点结点N(ID，Lx，y，Px,y，Wu，d，CLArray,Bool)表示数据库模式图中的类结点或空结点。其中：ID代表类名，由它获得该类相关的所有数据字典信息；h，y代表该类结点在模式图层中的位置，Px，y表示绘制类结点的坐标位置；wu，d表示向前、向后位置调整时的权重；C岫数组中存放该类的所有直接子类和合成关系类的指针；Bool表示该结点是否为空结点。类结点中有一类为叶结点，对于不同的模式图，叶结点有不同的解释，在继承模式图中叶结点指结点池中未被标记的，且其为最终子类或其

6、所有直接子类结点都被标记的类结点；在合成模式图中叶结点指结点池中未被标记的，且其为最终被引用类或其所有直接合成类结点都被标记的类结点；在继承／合成混合图中叶结点指结点池中未被标记的且其为最终子类或最终被引用类，或该类结点的CLAmy属性中所有链接类都被标记的类结点。2．2类链接类链接clink(pointer，Bool)是存放类结点相关继承和合成关系的类的指针。Bool指示存放的是类结点的继承关系(True)或合成关系(False)，根据该属性可生成对象模式图的继承层次、合成层次或继影合成混合层次图。2．3结点池结点池Npool(N．，N2……，Nn，MArray)用来临时存放类

7、结点N1，N2，……，N。；Marray是一个数组用于指示对应类结点N1，N2：，……，Nn。是否被标注。开始时为未标注，初始化时把所有类结点放入结点池中，并建立类结点的所有类层次关系链接。2．4层层Level(N1．N2：……，Nn，MArray)存放处于该层中的所有类结点N1，N2，……，Nn，同层中类结点间距离固定。由于层间距离固定像素大小，所以只需要Ly表示该层在整个模式图中的开始位置.层中需要提供计算每层中结点的位置的方法，并根据类结点的相关位置权重wu，d对其进行层中