DE69932344T2 - Zugriff zu hierarchischem datenspeicher via sql-eingabe - Google Patents
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Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenbankverwaltungssystem und insbesondere eine Anwendungsprogrammierungsschnittstelle (Application Programming Interface – API), die Anwendungsprogrammen den Zugriff auf verschiedene Datenbankverwaltungssysteme gestattet.
- ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
- Der Zugriff auf verschiedene Datenbankverwaltungssysteme wird in Meng und Mitarbeiter, "Construction of Relational Front-End for Object-Oriented Database Systems", Tagungsbericht der Internationalen Konferenz über Datentechnik, Wien, 19. bis 23. April 1993, Los Almitos IEEE Comp Soc Press, USA, Band Conf 9, 19. April 1993, Seiten 476-483, besprochen. Dieser Aufsatz bespricht die Schwierigkeit in einer heterogenen Umgebung, die unterschiedliche Arten von Datenbanksystemen enthält, für Benutzer eines bestimmten Datenbanksystem-Typs, auf Daten zuzugreifen, die in unterschiedlichen Arten von Datenbanksystemen gespeichert sind, und insbesondere des speziellen Typs eines heterogenen Datenbanksystems, der es Benutzern relationaler Datenbanken gestattet, auf Informationen zuzugreifen, die in einer objektorientierten Datenbank gespeichert sind. Hsieh und Mitarbeiter, "Capturing the object-oriented database model in relational form", Tagungsbericht der 17. Internationalen IEEE-Konferenz über Computersoftware und Anwendungsprogramme 1993, Phoenix, Arizona, USA, 1. bis 5. November 1993, Seiten 202-208, bespricht ebenfalls, wie man eine objektorientierte Datenbank wie eine relationale Datenbank aussehen lässt.
- Open DataBase Connectivity (ODBC) ist eine Anwendungsprogrammierungsschnittstelle (Application Programming Interface – API), die eine gemeinsame Schnittstelle für den Zugriff auf verschiedene Datenbankverwaltungssysteme bereitstellt, die auf der strukturierten Abfragesprache (Structured Query Language – SQL) basieren. Die meisten Anbieter haben inzwischen eine ODBC-Schnittstelle in ihre relationalen Datenbanken eingebaut. Ein wesentlicher Nachteil der herkömmlichen ODBC ist, dass sie für den Zugriff auf relationale Datenbankverwaltungssysteme ausgelegt wurde, die in ihren Abfragen die standardmäßige SQL verwenden, und dass ihre Verwendung außerhalb der relationalen Datenbanken mit erheblichen Problemen verbunden war, weil SQL davon ausgeht, dass die Datenbank relational ist.
- Darum ist es wünschenswert, ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen einer ODBC-Schnittstelle oder eines ODBC-Treibers bereitzustellen, womit ein Zugriff auf nichtrelationale Datenspeicher wie zum Beispiel ein hierarchisches Objekt-Eigenschaften-Modell möglich ist.
- KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 1 bereit.
- Die Erfindung betrifft des Weiteren Programmcode zum Ausführen des Verfahrens.
- Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung nach Anspruch 8 bereitstellt.
- Vorzugsweise enthalten die Tabellen Zeiger, die auf die tatsächlichen Daten zeigen, die in dem hierarchischen Datenspeicher gespeichert sind.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein Blockschaubild, das einen ODBC-Treiber zeigt, der zwischen einem SQL-Berichtsgenerator und einem hierarchischen Datenspeicher gemäß der vorliegenden Erfindung angeschlossen ist. -
2 ist ein Flussdiagramm des ODBC-Treibers gemäß der vorliegenden Erfindung. -
3 veranschaulicht eine Darstellung eines hierarchischen Datenspeichers und die einer äquivalenten relationalen Datenbank. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Ein hierarchischer Datenspeicher ist als eine grafische Darstellung aus Objekten und Eigenschaften dargestellt. Objekte können anderen Objekten gehören und können konzeptuell zu anderen Objekten zusammengefasst sein. Objekte können Verweise zu anderen Objekten über Referenzeigenschaften haben. Eigenschaften gehören Objekten und sind zu Objekten zusammengefasst.
3 enthält eine Darstellung eines solchen hierarchischen Datenspeichers und die einer äquivalenten relationalen Datenbank. - Der hierarchische Datenspeicher in
3 ist ein Modell von Kunden und ihren Auftragsinformationen. Der Datenspeicher enthält ein Objekt oder eine Gruppe von Objekten mit der Bezeichnung "Customer" mit jeweils einer eindeutigen internen Identifikationsnummer "int_id". Das "Customer"-Objekt hat drei Eigenschaften- eine skalare Eigenschaft und zwei Vektoreigenschaften. Die eine skalare Eigenschaft ist vom Typ "Name", die definitionsgemäß nur einen einzigen Wert haben kann. Die erste Vektoreigenschaft ist vom Typ "Phone_number", die definitionsgemäß viele Werte haben kann. Die zweite Vektoreigenschaft ist vom Typ "Order_ref", die ebenfalls viele Werte haben kann. Jeder Wert von "Order_ref" ist ein Zeiger, der auf ein anderes Objekt mit der Bezeichnung "Order" verweist. Das "Order"-Objekt hat eine Eigenschaft vom Typ "DateOrdered", die das Datum einer bestimmten aufgegebenen Bestellung speichert. Der äquivalente Datenspeicher in einer relationalen Datenbank kann als drei separate Tabellen dargestellt werden, wie auf der rechten Seite von3 gezeigt. Eine "Customer"-Tabelle hat zwei Spalten mit den Bezeichnungen "Id" und "Name", eine "Order"-Tabelle hat drei Spalten mit den Bezeichnungen "Order_id", "DateOrdered" und "Cust", und eine "Phone"-Tabelle hat drei Spalten mit den Bezeichnungen "Cust", "Seq" und "Phone_number". Die drei Tabellen sind über "Id" von Customer, "Cust" von Phone und "Cust" von Order, die identische Werte haben, miteinander verknüpft. -
1 ist ein Blockschaubild, das einen ODBC-Treiber6 zeigt, der zwischen einem SQL-Berichtsgenerator2 und einem hierarchischen Datenspeicher4 angeschlossen ist. Wie oben besprochen, ist eine herkömmliche ODBC dafür ausgelegt, auf relationale Datenbanken unter Verwendung standardmäßiger SQL-Abfragen zuzugreifen. Der ODBC-Treiber6 der vorliegenden Erfindung gestattet die Verwendung standardmäßiger SQL-Abfragen von einem SQL-Berichtsgenerator2 im Fall eines standardmäßigen Objekt-Eigenschaften-Modells aus Informationen, wie zum Beispiel einem hierarchischen Datenspeicher4 , gemäß den Schritten von2 . In Schritt10 empfängt der Treiber6 die SQL-Eingabe vom Generator2 . In Schritt12 identifiziert der Treiber6 zu verarbeitende Objektklassen und ihre Eigenschaften auf der Grundlage der empfangenen SQL-Eingabe. In Schritt14 wird der hierarchische Datenspeicher4 in Tabellen einer relationalen Datenbank mit verschiedenen Spalten umgewandelt, dergestalt, dass der hierarchische Datenspeicher4 für den SQL-Berichtsgenerator2 als eine relationale Datenbank erscheint. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der Schritt14 die folgenden Handlungen, dergestalt, dass die hierarchisch gespeicherte Datenbank in Tabellen einer relationalen Datenbank umgewandelt wird: - 1. Jede Objektklasse wird in eine Tabelle umgewandelt. Jede Tabelle dieses Typs hat zwei Pseudospalten: eine "Id", die den eindeutigen Identifikator der Instanz enthält und der primäre Schlüssel ist, und einen "Owner", der einem Fremdschlüsselverweis zurück zu dem Obersatzobjekt enthält.
- 2. Jede verweisfreie skalare Eigenschaft eines Objekts wird zu einer Spalte in der Klassentabelle des Objekts.
- 3. Jede verweisfreie Vektoreigenschaft wird in eine Tabelle umgewandelt. Jede Tabelle dieses Typs hat zwei Pseudospalten: eine "Sequence"-Spalte, die einen Sequenzwert für jedes Element des Vektors enthält und ein Teil des primären Schlüssels für die Tabelle ist, und eine "Owner"-Spalte, die einen Fremdschlüssel zurück zu dem Obersatzobjekt enthält und ein Teil des primären Schlüssels ist.
- 4. Jede Referenzeigenschaft – sowohl skalar als auch Vektor – kann zum Berechnen einer Fremdschlüsselbeziehung von dem verwiesenen Objekt zu dem Objekt, dem die Referenzeigenschaft gehört, verwendet werden.
- Wenn die erforderlichen Tabellen und Spalten erstellt bzw. umgewandelt werden, so haben sie vorzugsweise Zeiger, die zu den tatsächlichen Daten zeigen, die sich in dem hierarchischen Datenspeicher befinden, und speichern die Daten nicht selbst. Die in der SQL-Eingabe enthaltene Abfrage wird dann in Schritt
16 an den umgewandelten Tabellen ausgeführt. In Schritt18 wird dann das Ergebnis der Ausführung in den Berichtsgenerator2 eingespeist, der die SQL-Eingabe übermittelt. - Eine genauere Erläuterung der Schritte in
2 erfolgt unten anhand einiger beispielhafter SQL-Eingaben. Nehmen wir zum Beispiel an, dass der ODBC-Treiber6 die folgende SQL-Eingabe-Abfrage empfängt, die vom SQL-Berichtsgenerator2 übermittelt wird:
Select DateOrdered from Order a, Customer b, wobei a.Cust = b.Id und b.Name = "Doe". - Diese SQL-Eingabe bedeutet, dass der Generator DateOrdered für alle Bestellungen empfangen möchte, die "Doe" aufgegeben hat. In relationaler Hinsicht ist die Art und Weise, in der Customer- und Order-Tabellen verbunden oder verknüpft sind, dass der Wert in der "Cust"-Spalte der Order-Tabelle zu dem Wert in der Id-Spalte der Customer-Tabelle passen muss. Die "Id" ist der primäre Schlüssel für die Customer-Tabelle, und "Cust" ist ein Fremdschlüssel der Order-Tabelle. Wie für den Durchschnittsfachmann zu erkennen ist, ist der hierarchische Datenspeicher in
3 nicht in einer Form eingerichtet, die ohne Weiteres von einer herkömmlichen ODBC-Schnittstelle genutzt werden kann. Dies ist eines der Probleme, die durch den ODBC-Treiber6 gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst wird. - Der ODBC-Treiber
6 analysiert die empfangene SQL-Eingabe und identifiziert die Objektklassen, die verarbeitet werden müssen. Der ODBC-Treiber6 wandelt dann jede Objektklasse in eine Tabelle um. Oder anders ausgedrückt: Es wird eine Datenbanktabelle für jede identifizierte Objektklasse erzeugt, weil Objektklassen auf Tabellen abgebildet werden. In dem obigen Beispiel gibt es nur zwei Objekte, "Customer" und "Order". Dementsprechend werden zwei Tabellen mit den Bezeichnungen "Customer" und "Order" erzeugt. Als Teil des Umwandlungsprozesses werden die Spalten für die Tabellen teilweise durch Analysieren, auf welche Spalten in der empfangenen SQL verwiesen wird, und durch Analysieren der Eigenschaften der Objektklassen erzeugt, weil Spalten auf die Eigenschaften abgebildet werden. Außerdem wird die interne Identifikationsnummer "int_id" auf eine Spalte der entsprechenden Tabelle abgebildet. Als ein Ergebnis der Umwandlung erzeugt der ODBC-Treiber eine "Customer"-Tabelle mit "Id"- und "Name"-Spalten und eine "Order"-Tabelle mit "Order_id"-, "DateOrdered"- und "Cust"-Spalten, wie in3 gezeugt. "int_id" und "Name" des Customer-Objekts werden auf die "Id"- und "Name"-Spalten der "Customer"-Tabelle abgebildet, und "int id" und "DateOrdered" des Order-Objekts werden auf die "Order_id"- und "DateOrdered"-Spalten der "Order"-Tabelle abgebildet. - An diesem Punkt ist die einzige Spalte, die wir synthetisieren müssen, die "Cust"-Spalte der Order-Tabelle. Jedoch gibt es die Customer-Eigenschaft in dem hierarchischen Datenspeicher nicht in dem "Order"-Objekt. Oder anders ausgedrückt: Es gibt keine Eigenschaft in dem Order-Objekt, die zu dem "Cust" ("int_id") des Customer-Objekts zurück zeigt. Es ist praktisch die Umkehrung der relationalen Datenbank, weil es das Customer-Objekt ist, das zu dem Order-Objekt zeigt. Dies ist ein Unterschied in den Topologien zwischen einer relationalen Datenbank und einem Objekt-Eigenschaften-Modell wie zum Beispiel dem hierarchischen Datenspeicher.
- In diesem Fall wird erkannt, dass die "Cust"-Spalte ein Fremdschlüssel in der relationalen Datenbank ist. Das Fremdschlüssel-Konzept ähnelt einer Referenzeigenschaft in dem hierarchischen Datenspeicher, wie zum Beispiel der "Order_ref"-Eigenschaft des "Customer"-Objekts. Unter Beachtung des Umstandes, dass die Abfrage einen rückwärts gerichteten Fremdschlüssel erfordert, wird die "Order ref"-Eigenschaft des "Customer"-Objekts gelesen, wie umgekehrte Beziehung wird synthetisiert, und die "Cust"-Spalte wird dann mittels der "int_id" des Customer-Objekts synthetisiert oder erzeugt.
- Wenn die notwendigen Tabellen und Spalten vollständig aufgebaut sind, speichern die Tabellen vorzugsweise Zeiger, die zu den tatsächlichen Daten verweisen, die sich in dem hierarchischen Datenspeicher befinden, und speichern die Daten nicht selbst. Alternativ können tatsächliche Daten in den Tabellen gespeichert werden.
- In einem zweiten Beispiel einer SQL-Eingabe wollen wir annehmen, dass der ODBC-Treiber
6 Folgendes empfängt:
Select phone number from Customer a, Phone b, wobei a.Id = b.Cust und a.Name = "Sears" - In diesem Beispiel erfolgt eine andere Umwandlung, weil auf eine Vektoreigenschaft "phone_numer" verwiesen wird. Wie oben besprochen, wird jede verweisfreie Vektoreigenschaft in eine Tabelle umgewandelt. Die Eigenschaft selbst wird auf eine Spalte mit der Bezeichnung "phone_numer" abgebildet. Es werden zwei weitere Spalten synthetisiert. Eine Spalte mit der Bezeichnung "Cust" ist die Identifikation ("int_id") des Objekts ("Customer"), dem die "phone numer" gehörte, und eine zweite Spalte mit der Bezeichnung "seq" ist eine beliebige größer werdende Zahl, so dass verschiedene Telefonnummern für dasselbe Objekt voneinander unterschieden werden können.
- Wie in dem ersten Beispiel speichern die Tabellen, nachdem die notwendigen Tabellen und Spalten vollständig aufgebaut sind, vorzugsweise Zeiger, die zu den tatsächlichen Daten verweisen, die sich in dem hierarchischen Datenspeicher befinden. Die SQL-Eingabe wird dann unter Verwendung der umgewandelten Tabellen ausgeführt. Die Daten, die die Auswahlkriterien der SQL-Eingabe erfüllen, werden aus dem hierarchischen Datenspeicher ausgewählt, auf den die Zeiger zeigen, die in den umgewandelten Tabellen gespeichert sind, und in den Berichtsgenerator
2 eingespeist. Auch hier können tatsächliche Daten in den Tabellen gespeichert sein.
Claims (8)
- Verfahren zum Zugreifen auf Daten, die in einem Datenspeicher (
4 ) gespeichert sind, der aus Objekten zusammengesetzt ist, wobei Objekte anderen Objekten gehören können oder konzeptuell zu anderen Objekten zusammengefasst sein können, wobei das Verfahren das Empfangen (10 ) einer SELECT SQL-Eingabe umfasst und durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Analysieren der SELECT SQL-Eingabe zum Identifizieren von Objektklassen des Datenspeichers und von Eigenschaften, die Objektklassen zugeordnet sind, wobei die Objektklassen und die Eigenschaften, die den Objektklassen zugeordnet sind, Tabellen und Spalten entsprechen, auf die in der SELECT SQL-Eingabe verwiesen wird; Erstellen relationaler Datenbanktabellen auf der Grundlage der identifizierten Objektklassen und Eigenschaften; Ausfüllen der erstellten relationalen Datenbanktabellen mit entsprechenden Daten, die sich in den identifizierten Objektklassen und Eigenschaften des Datenspeichers befinden, oder mit Zeigern, die zu den Daten zeigen; und Ausführen (16 ) der SELECT SQL-Eingabe unter Verwendung der ausgefüllten Tabellen. - Verfahren nach Anspruch 1 zum Zugreifen auf Daten, die ein Objekt umfassen, das wenigstens eine skalare Eigenschaft und wenigstens eine Vektoreigenschaft aufweist, wobei der Schritt des Erstellens relationaler Datenbanktabellen das Erstellen relationaler Daten banktabellen für jede Vektoreigenschaft des Objekts umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Spalte der Tabelle mit einer willkürlich zunehmenden Zahl ausgefüllt ist, um Vektoreigenschaften für das Objekt zu differenzieren.
- Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, umfassend den Schritt des Bereitstellens einer Tabelle für jede Objektklasse, wobei jede verweisfreie skalare Eigenschaft – bei der es sich um eine skalare Eigenschaft eines Objekts handelt, auf das nicht durch ein anderes Objekt verwiesen wird – zu einer Spalte in der Tabelle für die Klasse des Objekts wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Objektklasse in eine Tabelle umgewandelt wird, die eine Pseudospalte umfasst, die einen eindeutigen Identifikator jeder Instanz der Objektklasse enthält.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend das Herstellen einer Fremdschlüsselbeziehung zu einem Obersatzobjekt in dem Datenspeicher durch Erstellen einer Spalte in der entsprechenden relationalen Datenbanktabelle, die mit einem Identifikator ausgefüllt ist, der das Obersatzobjekt identifiziert.
- Datenmedium mit darauf gespeichertem Programmcode, der, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6 auszuführen.
- Vorrichtung zum Zugreifen auf Daten, die in einem Datenspeicher (
4 ) gespeichert sind, das aus Objekten besteht, wobei Objekte anderen Objekten gehören oder konzeptuell zu anderen Objekte zusammengefasst sein können, umfassend einen Treiber (6 ) zum Verbinden mit einem SQL-Berichtsgenerator (2 ) und zum Empfangen einer darin erzeugten SELECT SQL-Eingabe, wobei der Treiber gekennzeichnet ist durch: ein Analysemittel (12 ) zum Analysieren der SELECT SQL-Eingabe zum Identifizieren von Objektklassen des Datenspeichers und ihrer Eigenschaften, die den Objektklassen zugeordnet sind, wobei die Objektklassen und die Eigenschaften, die den Objektklassen zugeordnet sind, Tabellen und Spalten entsprechen, auf die in der SELECT SQL-Eingabe verwiesen wird; ein Mittel (14 ) zum Erstellen relationaler Datenbanktabellen auf der Grundlage von Objektklassen und Eigenschaften, die durch das Analysemittel identifiziert worden sind; ein Mittel zum Ausfüllen der erstellten relationalen Datenbanktabellen mit entsprechenden Daten, die sich in den identifizierten Objektklassen und Eigenschaften des Datenspeichers befinden, oder mit Zeigern, die zu den Daten zeigen; und ein Mittel zum Ausführen (16 ) der SELECT SQL-Eingabe unter Verwendung der ausgefüllten Tabellen.
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