KR100541531B1 - 객체 지향 디비엠에스에서 경로식의 부질의 변환을 통한 질의 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클래스, 객체, 객체 식별자, 복합 객체, 상속 등의 개념을 지원하는 객체 지향 DBMS에서 질의문에 있는 중첩 객체에 대한 경로식을 기존의 중첩 객체 변환 기능과 최적화 기능을 활용하여 효율적으로 처리할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

본 발명은 조건절에 경로식이 존재하는 경우 경로식을 중첩 질의로 변환하는 방법을 제공하며, 부질의 변환 과정에서 객체식별자를 표현하기 위한 키워드를 사용하고, 질의 대상 클래스에 상속 관계를 갖는 클래스를 표현하기 위한 문자를 사용한 것을 특징으로 한다. 본 발명을 이용하면 기존 DBMS에 경로식 지원을 위해 쉽게 구현할 수 있고, 또 경로식 처리에 관계형 DBMS 최적화 기법들과 같이 고도의 축적된 기술들이 그대로 활용되므로 매우 효과적이다.

객체지향 DBMS, 객체관계형 DBMS, 질의 처리, 경로식, 중첩 질의 변환

Description

객체 지향 디비엠에스에서 경로식의 부질의 변환을 통한 질의 처리 방법{A query processing method using subquery transformation of path-expression in object-oriented DBMS}

도 1은 본 발명이 적용될 DBMS 시스템 질의 처리장치를 보인 블록구성도,

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 예제 스키마를 보인 도면,

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 예제 질의문을 보인 도면,

도 4는 도 3의 경로식이 부질의로 변환된 질의문을 보인 도면,

도 5는 도 4의 질의문이 부질의 변환을 통하여 재작성된 질의문을 보인 도면,

도 6은 본 발명의 질의 처리 과정의 흐름도,

도 7은 본 발명에 따른 경로식 제거 과정을 설명하기 위한 흐름도,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10; 구문 검사모듈 12; 정당성 검사모듈

13; 경로식 제거모듈 14; 질어어 변환모듈

15; 최적화 모듈

본 발명은 클래스, 객체, 객체 식별자 등 일반적인 객체 지향 데이터베이스 모델을 지원하는 DBMS에서 중첩 질의를 제거하여 단순한 질의로 변환해주는 부질의 변환 기능 및 죠인 처리 기능을 이용하여 경로식에 대한 처리를 쉽고 효율적으로 지원하기 위한 객체 지향 DBMS에서 경로식의 부질의 변환을 통한 질의 처리 방법에 관한 것이다.

객체 지향 개념을 지원하는 DBMS들의 장점은 클래스간의 연관 관계를 쉽게 표현할 수 있고, 어트리뷰트 값으로 객체식별자를 갖을 수 있어서 한 객체가 다른 객체를 직접 참조할 수 있다는 것이다. 이러한 DBMS들의 질의어에서는 일반적으로 연관된 여러 클래스의 객체들을 탐색하기 위하여 경로식을 사용한다.

경로식에 포함된 클래스들의 접근 순서와 접근 방법은 질의 처리 성능을 크게 좌우한다. 따라서 객체 지향 개념을 지원하는 DBMS의 질의 처리에 관한 연구로서 경로식을 효과적으로 처리하기 위한 연구가 활발히 이루어져왔다.

종래에는 질의문에 경로식을 지원하기 위하여 경로 색인이라는 물리적인 접근 수단을 이용하여 지원하는 방법이나 경로식을 순방향 혹은 역방향으로 탐색하면서 처리하는 방법 등에 대한 연구가 많았다.

그러나 물리적인 접근 수단을 이용하여 지원하는 방법은 기존 시스템에 구현하기가 쉽지 않고 경로식을 사용하기 위하여서 해당 경로에 색인을 생성해야 하는 단점이 있다. 또한 경로식을 순방향 혹은 역방향으로 탐색하면서 처리하는 방법도 경우에 따라 최적의 접근 순서와 접근 방법을 선택하기 위한 추가적인 알고리즘 개발이 요구된다.

본 발명은 상기와 같이 구현이 어렵고, 별도의 최적화 알고리즘 개발의 문제점을 해결하기 위해 이미 일반 DBMS에서 사용되고 있는 부질의와 죠인 처리 기능 및 다양한 최적화 기법을 그대로 이용할 수 있는 쉽고 효율적인 객체 지향 DBMS에서 경로식의 부질의 변환을 통한 질의 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에서는 한정된 경로식을 부질의로 변환하는 방법을 제공한다. 여기서 한정된 경로식이란 경로식의 탐색을 제한하기 위하여 술어를 사용한 것으로 <경로식, 연산자, 값 혹은 경로식> 형태를 갖는다. 변환된 부질의는 기존의 부질의 변환 기능을 이용하여 죠인식으로 변환될 수 있고, 그 죠인식은 다시 기존의 질의 최적화 기능을 이용하여 효율적인 질의 처리 계획이 작성될 수 있다.

본 발명은 일반적으로 경로식상에 존재하는 클래스들의 객체간의 관계는 객체식별자를 통하여 표현되기 때문에 부질의 변환 과정에서 객체식별자를 표현하기 위한 키워드(OID)를 도입한 것과, 질의 대상 클래스가 상속 관계를 갖을 수 있기 때문에 상속 클래스들을 표현하기 위한 키워드(*)를 도입한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용될 DBMS 시스템의 질의 처리장치를 보인 블록 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 질의 처리장치는 사용자 질의문을 입력으로 받아서 파스 트리를 생성하는 구문 검사모듈(11), 테이블 명, 컬럼 명, 사용자 권한 등이 올바른지를 검사하는 정당성 검사모듈(12), 중첩 질의로 변환하는 것에 의해 경로식을 제거하는 경로식 제거모듈(13), 정규화나 부질의 변환 등을 수행하는 질의어 변환모듈(14) 및 최적의 테이블 접근 경로를 선택하여 질의 처리 계획을 작성하는 최적화 모듈(15)로 구성된다.

도 2는 본 발명을 실예를 들어 설명하기 위한 예제 스키마로서 S, S1, S11, A, A1, A11, B, B1, C는 클래스명 혹은 객체의 도메인 명을 나타내고, a, b, c 등은 객체의 어트리뷰트 명을 나타낸다. 점선으로 표시된 화살표는 상속 관계를 나타내고, 실선으로 표시된 화살표는 중첩 관계를 나타낸다.

상속 관계에 대하여 부연하여 설명하면, S1은 S로부터 어트리뷰트 와 메소드 멤버의 모든 모습들을 상속받는다. 그리고 S11은 S1으로부터 어트리뷰트와 메소드 멤버의 모습들을 상속받는다. 마찬가지로 A1과 A11도 A로부터 모든 모습들을 상속받으며, B1도 B로부터 상속받는다.

중첩 관계는 클래스의 한 어트리뷰트 값이 다른 클래스의 객체 식별자 값을 도메인으로 함으로서 발생할 수 있는 관계로서, S의 어트리뷰트 a는 A의 객체식별자를 값으로 갖을 수 있고, A의 어트리뷰트 b는 B의 객체식별자를 값으로 갖을 수 있으며, B의 어트리뷰트 c는 C의 객체식별자를 값으로 갖을 수 있다. 여기서 중첩 관계의 말단에 있는 클래스의 어트리뷰트 c는 사용자가 생성한 클래스가 아니라 리터럴 값을 도메인으로 갖는다.

도 3은 도 2에서 설명한 바와 같이 중첩 관계와 상속 관계를 맺고 있는 클래스들을 포함하는 스키마에 대하여 사용자가 질의할 수 있는 예제 질의문이다. WHERE절에 나타난 S.a..b..c = val이 한정된 경로식이다. 앞에서 설명한 바와 같이 한정된 경로식이란 경로식의 탐색을 제한하기 위하여 술어를 사용한 것으로 <경로식, 연산자, 값 혹은 경로식> 형태를 갖는다.

도 4는 도 3의 경로식이 본 발명의 도 7에서 기술한 경로식 제거 과정을 거쳐서 부질의로 변환된 결과 질의문을 보여준다. S의 어트리뷰트 a는 클래스 A의 객체식별자를 값으로 갖고 있고, 클래스A의 어트리뷰트 b는 B의 객체식별자를 값으로 갖고 있으며, 클래스 B의 어트리뷰트 c는 도메인 C의 값을 갖는다.

따라서 경로식은 해당 어트리뷰트의 클래스 및 그 클래스로부터 상속된 하부 클래스들로부터 조건에 맞는 객체를 선택한 후 그 객체의 식별자를 얻기 위한 부질의문으로 표현될 수 있다. 경로식을 부질의로 표현하기 위해서 객체식별자를 표현하기 위한 키워드(OID)를 도입하였다. 또 경로식 상에 있는 클래스가 상속 관계를 갖을 수 있기 때문에 부질의의 질의 대상에서 상속 클래스들을 표현하기 위한 키워드(*)를 도입하였다.

도 5는 도 4의 부질의문이 기존의 중첩 질의 변환 알고리즘 등을 통하여 단순한 질의문으로 재작성된 것을 보여준다. 부질의문들이 제거된 대신 FROM절에 A*와 B*가 추가되었고, WHERE절의 한정된 경로식 S.a..b..c = val이 S.a = A.OID AND A.b = B.OID AND B.c = val로 변경되었다. 이와 같이 부질의가 제거된 단순한 질의문은 기존의 최적화 기능을 그대로 이용하여 실행 계획을 생성할 수 있으므로 효율적인 질의 처리가 가능하다.

부질의 변환 방법은 W. Kim의 On Optimizing an SQL-like Nested Query나 R. A. Ganski의 Optimization of Nested SQL Querise Revisited 등의 논문에서 제시한 알고리즘 등 다양한 방법을 이용하여 수행할 수 있고, 본 발명의 내용으로는 포함하지 않는다.

도 2의 예제 스키마에 대하여 도 3의 예제 질의문의 변환 과정(도 4, 도 5 참조)에서 볼 수 있듯이 경로식을 부질의문으로 재작성하면 기존의 질의어 변환 블록과 최적화 블록을 변경하지 않고 그대로 이용하여 실행 계획 생성이 가능하다. 따라서 본 발명은 도 6과 같이 질의 처리 과정에 경로식 제거(경로식을 중첩 질의로 변환) 과정을 삽입하여 질의를 처리하게 하였다.

즉, 질의 처리 모듈은 사용자 질의문을 입력으로 받아서 구문 검사(S61), 정당성 검사(S62), 경로식 제거(S63), 질의어 변환(S64) 및 최적화 단계(S65)를 거쳐서 실행을 위한 질의 처리 계획을 생성한다.

도 7은 도 6의 경로식 제거 과정을 보다 자세히 설명하는 흐름도이다. 흐름도 설명을 위해 다음과 같이 기호를 정의한다.

a) S.a1..a2..a3ㅇ.aiㅇ..an op val : 경로식,

b) ai, (i=1..n) : 경로식에 참여하는 어트리뷰트,

c) Di, (i=0..n) : ai 가 속하는 도메인 혹은 클래스,

d) S : 시작 클래스, a1은 S의 한 어트리뷰트,

e) ..: 경로식 표시 연산자,

f) : 상속 클래스 표시 연산자,

g) OID : 객체 식별자에 대한 키워드이다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 경로식 제거 단계를 설명한다.

본 발명은 경로식을 제거하기 위해 시작 클래스 S의 어트리뷰트 a1을 왼쪽 피연산자로 넣는다.(S71)

그리고, 각각의 ..ai(1 <= i <= n)에 대해서 i=1부터 n까지 다음을 수행하면서 ai+1이 존재하는지 검색하며, 만약, ai+1이 존재하지 않으면 단계 80과 같이 연산자 op를 넣고 다음 단계를 진행하며, 존재할 경우에는 단계 74부터 단계 79까지의 과정을 하나씩 증가시키면서 경로식을 제거한다.(S72,S73)

본 발명은 단계 73에서 판단한 결과 ai+1이 존재할 경우 1)연산자로 "=" 을 삽입(S74), 2) "(" 를 삽입(S75), 3) 오른쪽 피연산자 부분에 다음을 "SELECT"와 "Di.OID" 를 삽입(S76), "FROM"과 "Di*" 를 삽입(S77), "WHERE"와 "Di*.ai+1" 을 삽입한다.(S78)

이후, 단계 79에서는 경로식에 참여하는 어트리뷰트를 하나씩 증가시켜 단계 73부터 단계 78을 반복 처리한다.

그리고, 더 이상 ai+1이 존재하지 않을 경우 다음의 단계 80부터 단계 82의의 과정을 수행한다.

즉, 본 발명은 단계 78을 처리한 후 연산자 op를 삽입(S80), 오른쪽 피연산자로 val을 삽입(S81), 마지막으로 n-1개의 ")"를 삽입하는 것에 의해 경로식을 제거하게 된다.(S82)

상기와 같은 본 발명의 객체 지향 DBMS에서 경로식의 부질의 변환을 통한 질의 처리 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 이러한 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록매체를 포함하는 것으로, 그 예로는 씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등에 저장될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 클래스, 객체, 객체 식별자, 복합 객체, 상속 등의 개념을 지원하는 객체 지향 DBMS에서 기존의 중첩 질의 변환 기능과 죠인 처리 기능을 이용하여 조건절에 있는 경로식을 처리하기 위한 방법으로 다음과 같은 효과가 있다. 첫째, 기존 DBMS 기능을 이용하여 쉽게 경로식을 지원할 수 있고, 둘째, 경로식이 사용되는 클래스들 간에 반드시 색인을 생성할 필요가 없으며, 셋째, 기존 DBMS의 다양한 질의 최적화 기법을 그대로 활용하여 효율적인 질의 처리 계획이 작성되므로 별도의 알고리즘을 개발할 필요가 없다.

Claims (4)

1. 클래스, 객체, 객체 식별자 등 일반적인 객체 지향 데이터베이스 모델을 지원하는 DBMS에서 사용자의 질의를 처리하는 방법에 있어서,

   입력된 질의문에 구문을 검사하는 구문 검사 단계;

   사용자 질의문을 입력으로 받아서 파스 트리를 생성하는 구문 검사단계;

   테이블 명, 컬럼 명, 사용자 권한 등이 올바른지를 검사하는 정당성 검사단계;

   중첩 질의로 변환하는 것에 의해 경로식을 제거하는 경로식 제거단계;

   정규화나 부질의 변환 등을 수행하는 질의어 변환단계; 및

   최적의 테이블 접근 경로를 선택하여 질의 처리 계획을 작성하는 최적화 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 지향 DBMS에서 경로식의 부질의 변환을 통한 질의 처리 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 중첩 질의로 변환하는 것에 의해 경로식을 제거하는 경로식 제거단계는,

   객체식별자를 위한 키워드를 사용하는 것과 상속 클래스를 표현을 위한 문자를 사용하는 것을 특징으로 하는 객체 지향 DBMS에서 경로식의 부질의 변환을 통한 질의 처리 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 경로식 제거 단계는,

   a) 시작 클래스의 어트리뷰트를 왼쪽 피연산자로 넣는 단계,

   b) 각각의 경로에 대해서 1)연산자로 = 을 넣고, 2) '('를 넣고, 3) 오른쪽 피연산자 부분에 <SELECT Di.OID FROM Di* WHERE Di*.a i+1> 넣는 단계,

   c) 연산자 op를 넣는 단계,

   d) 오른쪽 피연산자로 val을 넣는 단계 및,

   e) n-1개의 ')'를 넣는 단계를 통해 경로식을 제거하는 것을 특징으로 하는 객체 지향 DBMS에서 경로식의 부질의 변환을 통한 질의 처리 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 객체 지향 DBMS에서 경로식의 부질의 변환을 통한 질의 처리 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.

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