Объектно-ориентированный транслятор для программируемой реляционной системы.

1. Данные. Компьютер должен обрабатывать различные типы простейших элементов данных и структур данных.
2. Элементарные операции. Компьютер должен иметь набор элементарных операций для работы с данными.
3. Управление последовательностью действий. Компьютер должен обеспечивать управление последовательностью выполнения элементарных операций.
4. Доступ к данным. Компьютер должен предоставлять механизмы управления данными, которые необходимы для выполнения любой операции.
5. Управление памятью. Компьютер должен предоставлять механизмы управления распределением памяти для программ и данных.
6. Операционная среда. Компьютер должен предоставлять механизмы связи с внешней средой, содержащей программы и данные, подлежащие обработке.
Пратт Т., Зелковиц М.
"Языки программирования: разработка и реализация”
Целевая машина (компьютер)
Особенности программируемой реляционной системы
- Организация данных (описываются реляционная моделью данных)
- Персистентность данных
- Непроцедурный язык (команды управления памяти, доступа к данным)

Программируемая реляционная система
“Thе Third Manifecto ” by H.Darwen and C.Date
"…A database shall be a named container for relvars; the content of a given database at any given time shall be a set of database relvars…. "
"…Database relvars shall be either real or virtual…"
"…Each transaction shall interact with exactly one database…"
Реляционная база данных есть контейнер для множества именованных переменных отношений R (хранимых или вычисляемых), с которым взаимодействует транзакции T.
Поддерживает существование и функционирование реляционной базы данных
DB: (…, Ri, … , Tj, …).

Создание relvar R (a1:Di, … an:Dj) KEY(…ai...) FKEY (…) ON (…) Некоторые relvar (виртуальные) могут вычисляться R AS RValue
Выражение (запроса) RValue(…R…) возвращает значение отношения
Композиция f(…R…) операций реляционной алгебры ор над переменными
отношения op1(… op2(R, op3()…)). Операции реляционной алгебры могут включать скалярные операции над значениями атрибутов a отношений R.
R1 × R2 – декартово произведение,
R1∪ R2 – объединение,
R1 − R2 – разность,
R1 JOINcriteria R2 – соединение отношений (в качестве индекса используется критерий соединения). Также спользуется операция LEFT JOIN….
R[a1, a2, …] – проекция (где ai – атрибуты ),
R WHERE criteria – выборка по критерию,
R RENAME a AS b – переименование атрибутов.
- Процедура, возвращающей значение отношения (содержащей оператор return RValue)
- Явно заданное значение отношение (в присваивании).
Присваивание переменной значения R := RValue
(эквивалентно традиционным операциям INSERT, UPDATE, DELETE)
Создание транзакции Tr(…) AS процедура
Выполнение транзакции EXEC Tr(…)
Команды ПРС

ПРС позволяет определить, сохранить и выполнить процедуры - алгоритмические (операторы if, while и т.д.) последовательности присваиваний prR’ := RValue(… prR …) (где prR –переменные, доступные для присваивания в контексте процедуры) и вызовов EXEC Tr(…) ,
Процедура может
- использовать локальные переменные (вместе с relvar R базы данных входят в мн-во переменных, доступных для присваивания prR).
- принимать атрибуты. - возвращать значение в вычисляемых компонентах (оператор return RValue).
Хранимая процедура связывается с именем транзакции или вычисляемого компонента
name AS
begin
…
end
Хранимая процедура выполняется по обращению к связанному имени
- транзакции EXEC Tr(…) - виртуальной relvar R
Допускается прямое выполнение последовательности операций EXEC begin
…
end
Команды ПРС

Объекты и классы
Объект характеризуется инкапсулированными состоянием (сложное значение) и поведением
Объектная переменная есть совокупность именованных переменных отношений + связанный функционал
1) Структура сложных объектов есть совокупность переменных, типы которых реализуются целевой машиной
2) ПРС как целевая машина реализует тип отношение.

Объекты и классы
Объект характеризуется инкапсулированными состоянием (сложное значение) и поведением
Объектная переменная есть совокупность именованных переменных отношений + связанный функционал
Объект = реляционная БД
1) Структура сложных объектов есть совокупность переменных, типы которых реализуются целевой машиной
2) ПРС как целевая машина реализует тип отношение.

Объекты и классы
Состояние объекта описывается множеством значений,
не более сложных, чем значение отношения
Вырожденные формы отношений
Могут быть заданы более простыми языковыми конструкциями
Далее:
Рассматриваем только отношения (сложные компоненты) и скаляры (простые компоненты)

Класс D - множество объектов заданной структуры.
Спецификация класса отделена от реализации.
Спецификация D ( scCi, … rCj, … M(…)) KEY (scC…).. D – имя класса
scС – простой компонент (скаляр),
rC – сложный компонент (отношение),
M(…) – метод
KEY (scC…) – необязательные ключи класса
Реализация
- компонентов: хранимые D.С AS STORED вычисляемые D.С AS RValue(…C…) - методов: связываются с процедурами Dn.M(…) AS процедура
Процедура – алгоритмическая последовательность - присваиваний prC := RValue(…prC…) - вызовов call M (…)
Возможно множественной наследование. Dn : EXTEND Dk, Dl … (…)
Спецификация класса наследника объединяет спецификации родительских классов и собственных компонентов и методов. Наследуемые компоненты и методы могут менять реализацию.
Объекты и классы

Класс D - множество объектов заданной структуры.
Спецификация класса отделена от реализации.
Спецификация D ( scCi, … rCj, … M(…)) KEY (scC…).. D – имя класса
scС – простой компонент (скаляр),
rC – сложный компонент (отношение),
M(…) – метод
KEY (scC…) – необязательные ключи класса
Реализация
- компонентов: хранимые D.С AS STORED вычисляемые D.С AS RValue(…C…) - методов: связываются с процедурами Dn.M(…) AS процедура
Процедура – алгоритмическая последовательность - присваиваний prC := RValue(…prC…) - вызовов call M (…)
Возможно множественной наследование. Dn : EXTEND Dk, Dl … (…)
Спецификация класса наследника объединяет спецификации родительских классов и собственных компонентов и методов. Наследуемые компоненты и методы могут менять реализацию.
Объекты и классы

Объекты и классы
Объектный идентификатор OID – связанное с объектом уникальное значение из домена dOID.
OID генерируется системой в процессе создания объекта, отделен от его состояния, неизменен на протяжении всего существования объекта.
Ссылочный тип Dn– множество OID существующих в системе объектов класса Dn. (имя ссылочного типа = имя класса). Для переменных ссылочного типа определены операции присваивания, сравнивания и неявного разыменования (любая операция, отличная от операций присваивания и сравнивания, выполняется над связанным объектом).
Создаваемые ссылочные типы Dn входят в расширяемое множество доменов D.

Трансляция
Цель: Система, состоящая из множества персистентных объектов разных классов D, определенных на расширяемом множестве доменов (D1,…, Dn,…)
Команды декларативного ОО-языка
- Спецификация класса (структура и ключи)
- Создание объектов
- Доступ к данным (запись и чтение)
- Реализация класса (выражения и процедуры) и связывание реализаций
Таблица
символов
Программируемая Реляционная Система
Ошибки
Транслятор
Выходные
данные
Каталог БД
Команды ПРС
Реляционная БД определенная на фиксированном
множестве доменов (dOID, D1, … Dj)

Структура и ключи
Структура объектов класса и ключи класса описываются в команде спецификации класса.
Dn( //имя класса
scCi:D, //простой компонент определенный на скалярном домене D, … rCj(…a:D…)KEY(…), // сложный компонент (отношение),
…
M(…) //метод
) KEY (scC…)… //необязательные ключи класса

Структура и ключи
Значения всех простых компонентов scCi всех объектов класса Т
представлены в виде единого отношения скаляров RT.
(1OID × 1rC1 × 1rC2 × … × 1rCn) ∪ (2OID × 2rC1 × … × 2rCn) ∪ (…) ∪ … -> RT
где jOID – идентификатор некоторого объекта, jscCi – простой компонент этого объекта, n – число простых компонентов класса
Ключи
- Поле OID является ключом.
Если какое-либо скалярные компоненты указаны в спецификации как ключ класса, они является ключом отношении RT.
Каждому существующему объекту соответствует кортеж по крайне мере одного (собственного) отношения скаляров. Объектам наследуемых классов также соответствуют по одному кортежу в каждом из отношений скаляров родительских классов.

Структура и ключи
Для каждого из сложных компонентов rCi класса T : значения из всех объектов могут быть объединены в виде отношения сложного компонента RT.С.
(1OID × 1setC1) ∪ (2OID × 2setC1) ∪ … -> RT.C1
(1OID × 1setC2) ∪ … -> RT.C2
…
(1OID × 1setCm) ∪ … -> RT.Cm
где m – число сложных компонентов класса,
jOID – идентификатор некоторого объекта,
jsetCi –сложный компонент соответствующего объекта.
Ключи
Ключом отношения является совокупность поля OID и полей, указанных в спецификации как ключи соответствующего сложного компонента.
Если какие-либо атрибуты сложного компонента указаны в спецификации как уникальные в классе, они является ключами отношения RT.С.

Структура и ключи
При этом все ссылочные поля (т.е. простые ссылочные компоненты и ссылочные атрибуты сложных компонентов) представлены в соответствующих отношениях как одноименные атрибуты, которые
определенны на домене объектных идентификаторов dOID,
связаны (внешний ключ) с атрибутом OID собственного отношения
скаляров того класса, на который указывает ссылка

Структура и ключи
EXEC begin
RSHIPMENTS (OID:dOID, DocN:String, Cntr:dOID)
KEY(OID), KEY(DocN), REFERENCE Cntr ON RCONTRACTOR.OID;
RSHIPMENTS.Items (OID: dOID, Art:Stirng, Qty:Integer)
KEY (OID, Art);
end
CLASS SHIPMENTS
{
DocN STRING;
Cntr CONTRACTORS;
...
Items SET OF
{
Art STRING;
Qty INTEGER;
}KEY uniqArt (Art);
}KEY uniqDocN (DocN)
...;
Класс отображается в единственное отношение RD и множество отношений RD.С (вместе - отношения класса RT…). При этом ограничения целостности, заданные для класса D, выражаются в ограничениях целостности применяемых к этим отношениям RD….

Структура и ключи
EXEC begin
RSHIPMENTS (OID:dOID, DocN:String, Cntr:dOID)
KEY(OID), KEY(DocN), REFERENCE Cntr ON RCONTRACTOR.OID;
RSHIPMENTS.Items (OID: dOID, Art:Stirng, Qty:Integer)
KEY (OID, Art);
end
CLASS SHIPMENTS
{
DocN STRING;
Cntr CONTRACTORS;
...
Items SET OF
{
Art STRING;
Qty INTEGER;
}KEY uniqArt (Art);
}KEY uniqDocN (DocN)
...;
Класс отображается в единственное отношение RD и множество отношений RD.С (вместе - отношения класса RT…). При этом ограничения целостности, заданные для класса D, выражаются в ограничениях целостности применяемых к этим отношениям RD….

Создание объектов
Объект создается командой
new D (конструирующее_выражение)
EXEC begin
- Генерируется новое уникальное значение OID
- В отношение скаляров RD добавляется кортеж, содержащий этот OID и значения, определяемые конструирующим_выражением
end

Доступ к данным
Путь - обусловленная структурой классов и ссылками между ними
последовательность имен, определенных в спецификации этих классов.

Доступ к данным
Путь - обусловленная структурой классов и ссылками между ними
последовательность имен, определенных в спецификации этих классов.
CONTRACTORS.Bank.BIK
SHIPMENTS.Cntr.Bank
[.Name, .BIK]
Терминальный путь, оканчивается на имя базового типа
Нетерминальный путь, оканчивается на имя ссылки или сложного компонента. Допускает путевые продолжения
SHIPMENTS.Items
[.Art, .Qty]

Доступ к данным
Путь - обусловленная структурой классов и ссылками между ними
последовательность имен, определенных в спецификации этих классов.
CONTRACTORS.Bank.BIK
SHIPMENTS.Cntr.Bank
[.Name, .BIK]
SHIPMENTS.Cntr
[.Name, .Bank.Name, .Bank.BIK]
Терминальный путь, оканчивается на имя базового типа
Нетерминальный путь, оканчивается на имя ссылки или сложного компонента. Допускает путевые продолжения
SHIPMENTS.Items
[.Art, .Qty]

Доступ к данным
Путь - обусловленная структурой классов и ссылками между ними
последовательность имен, определенных в спецификации этих классов.
CONTRACTORS.Bank.BIK
SHIPMENTS.Cntr.Bank
[.Name, .BIK]
Терминальный путь, оканчивается на имя базового типа
Нетерминальный путь, оканчивается на имя ссылки или сложного компонента. Допускает путевые продолжения
SHIPMENTS.Cntr
[.Name, .Bank.Name, .Bank.BIK]
SHIPMENTS<.DocN LIKE “%100”>.Cntr
[.Name, .Bank.Name, .Bank.BIK]
Выражение отбора объектов
может дополнять любое имя класса или ссылки, содержащееся в пути
?????
SHIPMENTS.Items
[.Art, .Qty]

Доступ к данным
Общий принцип:
Любой нетерминальный путь может трактоваться как имя отношения («О-вид»), содержащего атрибуты, имена которых представляют собой скалярные путевые продолжения этого пути
SHIPMENTS.Cntr.Bank
[.Name, .BIK]
SHIPMENTS.Cntr
[.Name, .Bank.Name, .Bank.BIK]
SHIPMENTS<.DocN LIKE “%100”>.Cntr
[.Name, .Bank.Name, .Bank.BIK]
РМД не накладывает какие-либо ограничения на имена, используемые для обозначения отношения и их атрибутов, за исключением требования уникальности.
Сигнатуры О-видов
О-виды являются способом представить данные множества разных объектов в виде отношений, полностью сохранив при этом заданную в описании классов семантику сложных структур
Имя О-вида
Атрибуты О-вида
SHIPMENTS.Items
[.Art, .Qty]
Имя
Атрибуты

Доступ к данным
Использование О-видов.
О-виды – отношения, представляющие данные об объектах используя имена и последователностей имен, заданных в описании классов этих объектов. О-виды могут использоваться в
- выражениях запросов (в т.ч. ad-hoc запросах), основанных на операциях реляционной алгебры.
В SQL это SELECT выражение.
- командах, изменяющих данные В SQL это команды INSERT, UPDATE, DELETE

Доступ к данным
Использование О-видов.
О-виды – отношения, представляющие данные об объектах используя имена и последователностей имен, заданных в описании классов этих объектов. О-виды могут использоваться в
- выражениях запросов (в т.ч. ad-hoc запросах), основанных на операциях реляционной алгебры.
В SQL это SELECT выражение.
- командах, изменяющих данные В SQL это команды INSERT, UPDATE, DELETE

Доступ к данным
- Простая проекция
- Соединение в классе
- Соединение по ссылке в атрибуте О-вида
- Соединение по ссылке в заголовке О-вида
- Отбор объектов
Вычисление О-видов.
О-виды вычисляются на основании сигнатур, с использований реляционных операций над отношениями RD…
Схема результата операций - (OID:dOID, …)

Доступ к данным
Вычисление О-видов. Простая проекция.
Сигнатура является подмножеством одного из отношений класса
-> проекция
Shipments [.DocNo, .Date]
RSHIPMENTS[OID, DocN, Cntr]

Доступ к данным
Вычисление О-видов. Соединение в классе.
Сигнатура содержит атрибуты разных отношений класса
-> cоединение по OID + переименование атрибутов сложных компонентах
Shipments [.DocNo, .Items.Art]
(RSHIPMENTS
LEFT JOINOID (RSHIPMENTS.Items RENAME Art AS Items.Art)) [OID, DocN, Items.Art]

Доступ к данным
Вычисление О-видов. Соединение по ссылке в атрибуте.
Атрибут сигнатуры содержит ссылку
-> cоединение (ссылка = OID) + переименование атрибутов «по ссылке»
Shipments [.DocNo, .Cntr.Name]
(RSHIPMENTS LEFT JOINCntr=OID
(RCONTRACTOR RENAME Name AS Cntr.Name)) [OIDSHIPMENTS, DocN, Cntr.Name]
Ссылочные конструкции в атрибутах могут иметь любую длину

Доступ к данным
Вычисление О-видов. Соединение по ссылке в заголовке.
Shipments.Cntr // пример выражения групповой ссылки
Выражение групповой ссылки – выражение, возвращающее унарное отношение, содержащие множество OID (групповую ссылку).
…в т.ч. любой путь, оканчивающийся на имя ссылки.
Shipments [.Cntr]
RSHIPMENTS[OID, Cntr]

Доступ к данным
Вычисление О-видов. Соединение по ссылке в заголовке.
Заголовок сигнатуры содержит ссылку
-> cоединение (ссылка = OID)
((RSHIPMENTS)[OID, Cntr] JOINCntr=OID RCONTRACTORS)
[OIDCONTRACTORS, Name, INN]
Shipments.Cntr [.Name, .INN]
Ссылочные конструкции в заголовках могут иметь любую длину

Доступ к данным
Вычисление О-видов. Отбор объектов.
Выражение отбора объектов (в путях)
nameD<критерий>
Результат: групповая ссылка на объекты, определяемые именем nameD класса D или ссылки на него, которые удовлетворяют WHERE-критерию (покортежному)
(((RSHIPMENTS.Items RENAME Art AS Items.Art) WHERE Items.Art = "Tie")[OID]
JOINOID=OID RSHIPMENTS)
[OID, DocN]
SHIPMENTS<.Items.Art = "Tie“>
[.DocN]
Критерий – logical_exp(cont1, cont 2 …), где cont – продолжение памеD
мн-во объектов вычисляется как
(D[cont1, cont2 …] WHERE logical_exp(cont1, cont2 …)) [OID]

Доступ к данным
Вычисление О-видов. Отбор объектов.
Выражение отбора объектов для сложных компонентов
имя_класса_или_ссылки<критерий, критерий…> Запятая “,” - логическая операция “межкортежный_AND”.
Результат: пересечение множеств объектных идентификаторов, сформированных по каждому из связанных запятой критериев
Shipments< .Items.Art =“Tie”, .Items.Art = “Axe”> [.DocN]
(((RSHIPMENTS.Items RENAME Art AS Items.Art) WHERE Items.Art = "Tie") [OID]
INTERSEPT
((RSHIPMENTS.Items RENAME Art AS Items.Art) WHERE Items.Art = "Axe") [OID])
JOINOID RSHIPMENTS)
[OID, DocN]

Доступ к данным
Вычисление О-видов. Отбор объектов.
Выражения отбора объектов могут сочетаться и вкладываться
Shipments< .Cntr.Bank<.Name = “...” OR .BIC = “...”>
OR .Cntr<.Name = “...”>,
.No LIKE “1%”>
.Cntr
[ .Name, .INN, .Bank.Name]
Shipments<.DocN LIKE “1%”>.Cntr.Bank [.Name, .BIC]
Shipments<.Cntr.Bank.BIC LIKE “1%”> [.DocN, .Date]
Поиск от условий к данным возможен ….
…. "против ссылки"
…. "по ссылке"

Доступ к данным
Использование О-видов.
О-виды – отношения, представляющие данные об объектах используя имена и последователностей имен, заданных в описании классов этих объектов. О-виды могут использоваться в
- выражениях запросов (в т.ч. ad-hoc запросах), основанных на операциях реляционной алгебры. В SQL это SELECT выражение.
- командах, изменяющих данные В SQL это команды INSERT, UPDATE, DELETE
Принцип трансляции этих команд
1) Анализ входной команды. Поиск сигнатур используемых О-видов
2) Построение выражений, вычисляющего эти О-виды
3) Во входной команде: Замена выражений, образующие сигнатуры, на построенные вычисляющие выражения

Для одного объекта
(RD WHERE OID = this)[a] + (RD WHERE OID = this)[b]
где this – объектный идентификатор
D
(
a INTEGER;
b INTEGER;
...
mthd(...)
)
D.mthd(...) AS
begin
...;
... a + b...;
...;
end
Трансляция процедур
Идея

Операцию доступа – за скобки(!)
(RD WHERE OID = this)[a+b]
Для одного объекта
(RD WHERE OID = this)[a] + (RD WHERE OID = this)[b]
this – объектный идентификатор
D
(
a INTEGER;
b INTEGER;
...
mthd(...)
)
D.mthd(...) AS
begin
...;
... a + b...;
...;
end
Трансляция процедур
Идея

Трансляция процедур
Утверждение о транслируемости:
Любая процедура p над компонентами С класса D, может быть транслирована в такую процедуру p' над отношениями RD… этого класса, что результат однократного исполнения процедуры p' будет аналогичен исполнению исходной процедуры p в каждом объекте из заданного множества объектов.

Трансляция процедур
Утверждение о транслируемости:
Любая процедура p над компонентами С класса D, может быть транслирована в такую процедуру p' над отношениями RD… этого класса, что результат однократного исполнения процедуры p' будет аналогичен исполнению исходной процедуры p в каждом объекте из заданного множества объектов.
proc (par1:D1, par2 D2…)
{
localRelVal (…a:D…)
}
Rpar(OID, par1:D1, par2 D2…)
RlocalRelVal (OID, …a:D…)
Параметры и локальные переменные существуют в ПРС в relVar с разным временем жизни.

Трансляция процедур
Трансляция RValue выражений
f( C1, C2, …) -> Cn
где f - суперпозиция примитивных реляционных операций primop
primop1(C1, primop2(C2, … (…)))
Любая из primop может содержать скалярные операции
над атрибутами отношений Ci
Для любого Ci существует такое отношение классов Ri, что
(Ri WHERE OID = theOID)[!OID] –> Сi
где [!OID] операция проекцию, исключающая атрибут OID

Для любого Ci существует такое отношение классовRi, что
(Ri WHERE OID = theOID)[!OID] –> Сi
где [!OID] операция проекцию, исключающая атрибут OID
Для любого Cres существует такое отношение результатов Rres, что
(Rres WHERE OID = theOID)[!OID] –> Сi
где [!OID] операция проекцию, исключающая атрибут OID
В силу замкнутости рел.алгебры, для исходного
Cn := f( C1, C2, …), где f есть суперпозиция primop1(C1, primop2(C2, … (…)))
существует
Rn :=f’( R1, R2, …), где f есть суперпозиция op’1(R1, op’2(R2, … (…)))
f’ есть трансляция f ; скалярные операции в трансляции не меняются
f'(R1, R2, …) JOIN these -> theseRn,
Rn – объединяет результаты для множества these (гр. ссылка)
Трансляция RValue выражений
Трансляция процедур

Трансляция последовательности операторов
процедура proc – алгоритмическая последовательность операторов - присваивания Сj := f(… Сi …) , Rtemp - параметры, лок.переменные
- вызова call p(…)
update Rn with (f'(R1, R2, …) JOIN these)
Трансляция процедур

Трансляция алгоритмов
Операторы if… и while…
групповая ссылка these может быть разделена по заданному условию
Трансляция процедур

Утверждение о транслируемости:
Любая процедура p над компонентами С класса D, может быть транслирована в такую процедуру p' над отношениями RD… этого класса, что результат однократного исполнения процедуры p' будет аналогичен исполнению исходной процедуры p в каждом объекте из заданного множества объектов.
Трансляция процедур

служат для персистентного хранения данных . Для их реализации создаются реальные переменные отношения ПРС, схема которых в точности соответствует ранее описанным отношениям RD….
Хранимые компоненты
realRD.C (OID: dOID, a:D, …)
класс
D(…C(a:D…), …)
реализация
D.C AS STORED;

Связывание
Структура класса-наследника объединяет множества наследуемых и собственных компонентов и методов. Реализации наследуемых компонентов и методов могут быть переопределены.
класс
D(…C, M(…), …)
реализации
D.C AS f1(…);
D.M(…) AS p1;
класс- наследник
subD EXTEND D (…)
переопределение
реализаций
subD.C AS STORED;
subD.M(…) AS p2;
…
Отношение класса RD… объединяет (связывает) результаты трансляций реализаций.
- для сложного компонента
RD.C AS
f1’(…)
UNION
realRD.C
- для простого компонента
RD AS
realRD LEFT JOINOID
(f1’(…) [OID, calcC])
[OID, …, REPLACE(C, calcC), …], где REPLACE(C, calcC) заменяет хранимое значение простого компонента C на вычисленное значение calcC (если такое есть).
Связывание полиморфных компонентов

Связывание
Структура класса-наследника объединяет множества наследуемых и собственных компонентов и методов. Реализации наследуемых компонентов и методов могут быть переопределены.
Для метода M, определнного в классе D, создается процедура D.M’, связывающая все существующие реализации этого метода
D.M’(these, …) AS
begin
p’1(these INTERSEPT scope(p1), …)
p’2(these INTERSEPT scope(p2), …)
end
где scope(p) определяет множество объектов, с которым связана реализация р.
класс
D(…C, M(…), …)
реализации
D.C AS f1(…);
D.M(…) AS p1;
класс- наследник
subD EXTEND D (…)
переопределение
реализаций
subD.C AS STORED;
subD.M(…) AS p2;
…
Связывание полиморфных методов

Трансляция
Цель: Система, состоящая из множества персистентных объектов разных классов D, определенных на расширяемом множестве доменов (D1,…, Dn,…)
Команды декларативного ОО-языка
- Спецификация класса (структура и ключи)
- Создание объектов
- Доступ к данным (запись и чтение)
- Реализация класса (выражения и процедуры) и связывание реализаций
Таблица
символов
Программируемая Реляционная Система
Ошибки
Транслятор
Выходные
данные
Каталог БД
Команды ПРС
Реляционная БД определенная на фиксированном
множестве доменов (dOID, D1, … Dj)

прототип («RxO System»)
SQL-сервер
Прототип.
SQL
трансляция
ОО-расширения
http://theorm.narod.ru/OOtransRUS.pdf

Прототип.
CREATE CLASS BANKS
{
Name STRING;
BIC STRING;
}KEY uniqBIC (BIC); //ключ класса - БИК уникален для банка
CREATE CLASS CONTRACTORS //КОНТРАГЕНТЫ
{
Name STRING;
Bank BANKS; //ссылка на BANKS
BankAcc STRING;
INN STRING;
}KEY uniqINN (INN);
CREATE CLASS GOODS //ТОВАРЫ
{
Art STRING;
PricePL FLOAT; //цена
Turnover SET OF //Оборот (компонент-набор)
{
Txt STRING; //комментарии
Date DATETIME; //дата
DocN STRING; //номер
Cntr CONTRACTORS; //ссылка на CONTRACTORS
Qty INTEGER; //кол-во
}KEY Key2Turn (DocN, Cntr); //ключ компонента-набора
QtyFree INTEGER; //остаток на складе
}KEY UniqArt (Art);
Создание класса. Спецификация класса.

Прототип.
CREATE CLASS SHIPMENTS //товарные операции
{
DocN STRING; //номер
Cntr CONTRACTORS; //ссылка на контрагента
DocDate DATETIME; //дата заказа
Txt STRING; //комментарии
PostIt(inDate DATETIME); //метод "учесть"
PostDate DATETIME; //дата учета
Items SET OF //компонент-набор – список перевозимых товаров
{
Art STRING; //артикул – (внешний ключ, см.ниже)
Qty INTEGER; //штук
}KEY uniqArt (Art); //ключ набора – артикулы не повторяются
}KEY uniqDocN (DocN)
REFERENCE ToUniqArt //внешний ключ – перевозимые артикулы
Items.(Art) ON GOODS.UniqArt; // описаны в GOODS
Создание класса. Спецификация класса.
Создание класса
- Спецификация класса (команда CREATE CLASS …)
существование класса и его интерфейс.
- Для каждого компонента и метода задается реализация (команда ALTER CLASS… REALIZE …)

Компоненты могут быть реализованы
1) Как хранимые … AS STORED;
2) Как вычисляемые с помощью
процедуры, возвращающей значение
…AS
{
тело_процедуры
};
Методы класса реализуются
только как процедуры
и не возвращают значения
Прототип.
ALTER CLASS BANKS
REALIZE(
Name STRING,
BIC STRING
)AS STORED;
Создание класса. Реализация класса.
ALTER CLASS GOODS
REALIZE
QtyFree INTEGER AS
{
DECLARE
{
tmpQty INTEGER;
tmpQtyRes INTEGER;
}
tmpQty:=
SELECT SUM(#g.Items.Qty)
FROM SHIPMENTS #g
WHERE #g.PostDate IS NOT NULL
AND #g.Items.Art = Art;
IF(tmpQty IS NULL) THEN tmpQty:= 0;
tmpQtyRes:=
SELECT SUM(#g.Items.Qty)
FROM SHIPMENTS #g
WHERE #g.Items.Art = Art
AND #g.PostDate IS NULL
AND #g.Items.Qty < 0;
IF(tmpQtyRes IS NULL) THEN tmpQtyRes:= 0;
RETURN tmpQty + tmpQtyRes;
};

Прототип.
NEW CONTRACTORS
WITH SET
.Name := "X3",
.Bank :=
(NEW BANKS WITH SET .BIC := "30602"),
.BankAcc := "40602",
.INN := "772";
Создание и доступ к объектам.
Объекты создаются командой NEW
NEW имя_класса [WITH…]
refVar := NEW имя_класса [WITH…]
Объекты уничтожаются командой DESTROY
DESTROY групповая_ссылка
DESTROY BANKS[.BIC = "I.E."];
Объекты никогда не "теряются". Относясь к классу, они доступны при групповых операциях с классом.

Прототип.
Изменение данных.
Для изменения данных используются традиционные SQL операции, использующие в качестве аргуменов пути и путевые продолжения
INSERT INTO путь ({ппрод := …}(,n))
UPDATE путь SET {ппрод :=…}(,n)
DELETE FROM путь
INSERT INTO SHIPMENTS[.DocN = "F.e."].Items
(.Art, .Qty)
VALUES("Tie", 10);
Методы класса выполняются командой
EXEC путь.имя_метода ([параметры])
EXEC SHIPMENTS[.DocDate<’2011.01.01’].PostIt('2011.04.20');
В локальных контекстах допускается операция присваивания
путьлок := …;

Прототип.
Запросы.
Для запросов к данным используются традиционное SELECT выражение, использующие для обозначения источников данных пути и путевые продолжения
SELECT ппрод FROM путь …;

Прототип.
CREATE CLASS VALUEOPS //фин.документ
{
VDocN STRING; //номер
VDate DATETIME; //дата
ExpVal FLOAT; //ожидаемая сумма Value FLOAT; //сумма
};
CREATE CLASS SALES
EXTENDED SHIPMENTS, VALUEOPS
{
SaleItems SET OF //компонент-набор: данные о проданных товарах
{
Art STRING; //артикул
Price FLOAT; //цена
Qty INTEGER; //штук
}KEY uniqArtPrice (Art,Price);
}
REFERENCE ToUniqArt SaleItems.(Art) ON GOODS.UniqArt;
Наследование.
Допускается множественное наследование. Структура класса-наследника объединяет множества наследуемых и собственных компонентов и методов. Реализации наследуемых компонентов и методов могут быть переопределены.
SHIPMENTS
Items - хранимый
VALUEOPS
SALES
SaleItems - хранимый
Items - RValue(SaleItems)

EXEC SHIPMENTS[.DocDate<’2011.01.01’].PostIt('2011.04.20');
SELECT
#s.DocN,
#s.PostDate,
#s.Txt,
#s.Cntr.Name,
#s.Items.Art,
#s.Items.Qty,
#g.PricePL
FROM SHIPMENTS #s JOIN GOODS #g ON #s.Items.Art = #g.Art;
Прототип.
Полиморфизм
Для существующих объектов класса SHIPMENT
1)Выполняем метод
2) Вычисляем запрос

EXEC SHIPMENTS[.DocDate<’2011.01.01’].PostIt('2011.04.20');
SELECT
#s.DocN,
#s.PostDate,
#s.Txt,
#s.Cntr.Name,
#s.Items.Art,
#s.Items.Qty,
#g.PricePL
FROM SHIPMENTS #s JOIN GOODS #g ON #s.Items.Art = #g.Art;
Прототип.
Полиморфизм
Для существующих объектов класса SHIPMENT
1)Выполняем метод
2) Вычисляем запрос

Использование
Предложенный подход не противоречит и не препятствует использованию «обычных» реляционных структур. При этом он позволяет:
1) использовать расширяемое множество доменов.
2) задавать внешние ключи между классами и отношениями.
3) комбинировать в запросах данные из отношения и классов.

Использование
Предложенный подход не противоречит и не препятствует использованию «обычных» реляционных структур. При этом он позволяет:
1) использовать расширяемое множество доменов.
2) задавать внешние ключи между классами и отношениями.
3) комбинировать в запросах данные из отношения и классов.

Использование.
Эволюционное развитие существующих реляционных СУБД.
Добавляются функции
инструмента создания объектных моделей предметной области.
среды персистентного существования объектов.
инструмента, позволяющего получать данные о состоянии существующих объектов.
результат: Сервер модели предметной области
Евгений Григорьев (с) 2011
"Д.002 Данные
Представление фактов о предметной области системы баз данных или информационной системы в форме, допускающей их хранение и обработку на компьютере, передачу по каналам связи, а также восприятие человеком."
М.Р.Когаловский
Энциклопедия технологий баз данных.

Использованная литература:
Григорьев Е.А. Объектно-ориентированная трансляция для программируемых реляционных систем. http://theorm.narod.ru/OOtransRUS.pdf (текущая версия)
Григорьев Е.А. RxO - прототип. Объектно-ориентированные SQL-подобные языковые расширения. http://theorm.narod.ru/RxOprototypeRUS.pdf (текущая версия)
Пратт Т., Зелковиц М. Языки программирования: разработка и реализация. 4-е изд. – СПб: Питер, 2002.
Codd, E.F. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. CACM 13(6), June 1970. Republished in Milestones of Research -- Selected Papers 1958-1982 (CACM 25th Anniversary Issue), CACM 26(1), January 1983.
Мейер Д. Теория реляционных баз данных. – М.: Мир, 1984.
Hugh Darwen and C.J. Date. The Third Manifesto
. http://www.dcs.warwick.ac.uk/~hugh/TTM/TTM-2011-10-30.pdf
(текущая версия).
А. Эйзенберг, Дж. Мелтон. SQL:1999, ранее известный как SQL3 (перевод Кузнецова С.Д.). http://citforum.ru/database/digest/sql1999.shtml