Nhìn chung hệ quản trị CSDL quan hệ được sử dụng nhiều nhưng chưa đáp ứng được hết các yêu cầu của thực thế. Bên cạnh mô hình quan hệ, mô hình mạng và phân c ấp vẫn tồn tại. Một số hạn chế của hệ quản trị CSDL quan hệ.
2.1.1. Các đối tượng phức tạp
Một cách hình thức, một đối tượng nhằm xác định một cấu trúc phức tạp. Ví dụ: Các đối tượng có cấu trúc phức tạp thường thấy là một siêu văn bản, một lược đồ, bức ảnh hay chương trình. Sự phức tạp của các đối tượng này thể hiện qua: - Cấu trúc của đối tượng; - Mô hình hóa các đối tượng;
- Ngôn ng ữ hỏi trên các đối tượng.
Bình thường, CSDL quan hệ xử lý các loại dữ liệu quen thuộc như số, chữ, ngày tháng, logic.
Với các loại dữ liệu này, chưa thể thể hiện các loại dữ liệu định tính hay một danh sách.
Chính vì vậy người ta đòi h ỏi mô hình hóa các đối tượng phức tạp và xử lý chúng trong hệ quản trị nhờ ngôn ng ữ chương trình. Các đối tượng phức tạp được coi như các kí tự, các dữ liệu phức. Trong chương trình, chúng được mô tả theo các kiểu đặc biệt. Giải pháp này đụng chạm đến các khái niệm cũng quan trọng khác là hiện tượng dư thừa mã khi mô t ả các đối tượng phức tạp trong chương trình ứng dụng, đụng chạm đến sự phụ thuộc chương trình/dữ liệu. Như vậy việc xử lý các dữ liệu phức, có kích thước lớn theo giải pháp đó là không hi ệu quả.
Hơn nữa, do cấu trúc dữ liệu hiện tại là quá đơn giản, không thể dùng c ho mô hình hóa các đối tượng phức tạp, thí dụ đối tượng trong hệ thống phân cấp hay đồ thị.
Ví dụ 2.1. Một đối tượng phức tạp, chẳng hạn trong CAD, thường được phân rã và đặt trong các quan hệ nhỏ; chính vì vậy mà thông tin ng ữ nghĩa sẵn có trong một vấn đề bị chia nhỏ ra, phân tán dưới dạng các giá trị trong các quan hệ. Điều này khiến người sử dụng phải nhìn thế giới của bài toán theo cách nhìn của CSDL quan hệ. Để có thể khôi phục các ngữ nghĩa ban đầu, không tránh được việc yêu cầu các phép kết nối quan hệ, là phép toán t ốn kém tài nguyên để thực hiện.
Ngoài việc mô hình hóa, việc truy vấn CSDL thông qua ngôn ngữ cũng cần phải xem xét. Khó có th ể có ngôn ngữ lý tưởng trên các đối tượng phức tạp. Cũng có thể sử dụng các ngôn ngữ lập trình để giải quyết nhưng sẽ gặp khó khăn về sự khác biệt giữa kiểu dữ liệu và cách khai thác d ữ liệu của ngôn ngữ lập trình và ngôn ngữ CSDL. Ngôn ngữ truy vấn CSDL thì dựa trên cơ sở tập hợp, trong khi ngôn ngữ lập trình dựa trên các th ủ tục.
Các ứng dụng về CSDL được nhìn nhận theo hai khía cạnh:
- Khía cạnh tĩnh: thể hiện qua các dữ liệu.
- Khía cạnh động: thể hiện qua các phép xử lý tác động lên dữ liệu.
Người ta thấy những đối tượng được hệ quản trị CSDL quan hệ xử lý đặc biệt là dữ liệu tĩnh. Phần tác động của chúng, tức các hoạt động, được mô tả riêng biệt thông qua các chương trình ứng dụng tác động lên các d ữ liệu. Người lập trình phải biết cấu trúc quan hệ của các đối tượng, bởi lẽ hệ quản trị CSDL quan hệ không đáp ứng những nhu cầu về các đối tượng động.
2.1.2. Quản lý các tri th ức
Một quan hệ được tổ chức như một tập các n-bộ, thể hiện những sự kiện. Một hệ quản trị CSDL quan hệ cho phép xử lý các sự kiện, các tri thức dưới dạng tổng quát và trừu tượng.
Người ta sử dụng tri thức này theo hai khía cạnh, ứng với hai cách suy luận:
- Đưa ra sự kiện mới, dựa trên các s ự kiện và các tri th ức đã biết.
- Sử dụng để trả lời các câu hỏi cần đến suy luận.
Do vậy việc quản lý các tri thức trong CSDL là nhu cầu thực tế, nhất là đối với các ứng dụng cần đến các kiến thức chuyên gia.
Hệ quản trị CSDL sử dụng các điều kiện toàn vẹn. Điều kiện ràng buộc dưới dạng các tri thức cần giới thiệu loại dữ liệu đặc biệt là tri thức trong cả các chức năng quản trị và ngôn ng ữ người sử dụng. Khi đưa tri thức vào ngôn ng ữ hỏi dữ liệu hay ngôn ngữ chương trình người ta cần giải quyết:
- Tri thức được mã hóa trong ch ương trình ứng dụng thường hay mắc nhược điểm là mô t ả dữ liệu trùng l ặp.
- Việc quản lý mối liên hệ giữa những người sử dụng có dùng tri th ức khó có thể tốt như việc quản lý trong trường hợp chỉ sử dụng các dữ liệu định lượng.
- Việc suy luận với khối lượng lớn các thông tin như các sự kiện và tri thức trong hệ quản trị CSDL có th ể nặng nề, dẫn đến việc làm mất tính hiệu quả của toàn bộ hệ thống.
2.1.3. Quản trị các dữ liệu phân tán
Một hệ quản trị CSDL thông thường được tổ chức như một phần mềm cổ điển và được cài đặt trên một máy tính tập trung. Hiện nay môi trường tin học phục vụ các công tác đa dạng với các đối tượng phức tạp hơn, khiến người ta phải dùng đến hệ thống không tập trung và xử lý song song. Như vậy cần có công cụ khác là hệ quản trị CSDL phân tán.
Hệ phân tán tạo lập do việc tập hợp các máy nối nhau theo mạng truyền thông dùng cho m ột công vi ệc tổng thể và được quản lý trên địa bàn rộng lớn. Yêu cầu đặt ra ở đây là quản trị và xử lý những dữ liệu phân tán tại các máy độc lập. Các trạm độc lập ấy đã có các h ệ quản trị, nhưng không hoàn toàn gi ống nhau.
Để khai thác dữ liệu theo hệ thống quản trị CSDL phân tán, người ta không thể không thay đổi hệ quản trị cũ. Ít ra cũng phải mở rộng hệ quản trị CSDL tập trung. Hệ thống phân tán cũng đòi h ỏi các chức năng xử lý song song.
Các hệ thống với các chức năng xử lý song song được thiết lập để khai thác các khả năng xử lý song song của máy đa bộ xử lý. Đi đôi với các thiết bị cho phép xử lý dữ liệu một cách song song, cũng có các ngôn ngữ bậc cao cho phép mô tả dữ liệu phân tán và mô t ả song song các chức năng xử lý.
Nhược điểm của các hệ quản trị CSDL thế hệ hai đòi h ỏi đưa ra các hệ thống tiên tiến. Đó là các CSDL hướng đối tượng, CSDL suy diễn và CSDL phân tán.
2.1.4. Nhu cầu về hệ thống CSDL hướng đối tượng
Các thí dụ về CSDL thường lấy từ lĩnh vực xử lý dữ liệu truyền thống. Một ứng dụng xử lý dữ liệu có đặc trưng là dùng các tệp dữ liệu, xử lý dữ liệu tệp để đáp ứng các yêu cầu. Các công ngh ệ CSDL quan hệ, mạng hay phân cấp đều thể hiện các tiếp cận khác nhau nhằm tích hợp các tệp dữ liệu để đáp ứng nhu cầu ứng dụng. Các điểm mạnh của CSDL quan hệ đã khiến chúng chiếm ưu thế trên thị trường CSDL. Tuy nhiên việc tăng tính khái quát, trừu tượng của các kiểu dữ liệu do máy xử lý lại là điểm yếu của công nghệ quan hệ. Trước khi đề cập vấn đề hướng đối tượng trong
CSDL, bên cạnh các hạn chế của CSDL quan hệ, người ta còn th ấy các hạn chế nêu trên v ề hệ thống CSDL nói chung, về phạm vi ngữ nghĩa, về cấu trúc dữ liệu, về tính chủ động và tính toàn vẹn dữ liệu.
1. Phạm vi ngữ nghĩa: Lý thuyết quan hệ chỉ hỗ trợ một phần các khái niệm ngữ nghĩa. Nhiều khái niệm về ngữ nghĩa không thể hiện qua mô hình quan hệ được.
2. Cấu trúc dữ liệu: Các hệ thống quan hệ bị hạn chế bớt về cấu trúc dữ liệu. Trong hệ thống quan hệ các dữ liệu được tổ chức thành bảng gồm các thuộc tính đơn. Nhiều kiểu thông tin không phù h ợp với cách thể hiện này.
3. Tính thụ động của dữ liệu: Trong hệ thống quan hệ, dữ liệu hầu hết là thụ động. Các chương trình ứng dụng có vai trò kích hoạt các dữ liệu này, để dữ liệu trở nên linh động. Trong mô hình hướng đối tượng, người ta có thể biết được hành vi cũng như cấu trúc dữ liệu.
4. Toàn vẹn ngữ nghĩa: Đảm bảo tính toàn vẹn ngữ nghĩa là có th ể giữ được tính bền vững của ngữ nghĩa CSDL dưới tác động của các chương trình. Hệ thống quan hệ quản lý hành vi của dữ liệu theo các chương trình ứng dụng. Cùng m ột dữ liệu có thể mang các hành vi khác nhau, nên d ữ liệu cần có ý nghĩa khác nhau tùy theo chương trình sử dụng, dễ gây nên tình trạng vi phạm tính toàn vẹn dữ liệu. Những tình huống kém khả năng như vậy của CSDL quan hệ sẽ được CSDL hướng đối tượng khắc phục, nhất là đối với các đối tượng dữ liệu phức tạp và có kh ối lượng lớn các thông tin ngữ nghĩa. Các lĩnh vực điển hình cần đến CSDL hướng đối tượng là:
- CSDL đa phương tiện, cần lưu trữ khối lượng lớn các tín hiệu âm thanh, hình ảnh và văn bản; cần liên kết nhiều kiểu dữ liệu.
- Các hệ thống thông tin địa lý, cần xử lý nhiều loại dữ liệu thống kê, bản đồ; các dữ liệu được thu thập từ nhiều vùng khác nhau.
Các CSDL phục vụ thiết kế gồm các sơ đồ, nhiều thành phần dữ liệu phức tạp liên kết nhau. Một thiết kế đòi h ỏi xử lý qua nhiều giai đoạn, nhiều thế hệ.
Được cập nhật: 11 tháng 4 lúc 14:52:19 | Lượt xem: 553
