Objektpropagation in einem objektorientierten Datenbanksystem mit Schemaversionierung

Zunächst wurde die Notwendigkeit von Schemaänderungen erläutert und verschiedene Ansätze aus der Literatur beschrieben, Schemaänderungen in laufenden Systeme so durchzuführen, dass eine möglichst einfache und automatisch stattfindende Konvertierung der betroffenen Datenobjekte erfolgen kann. Beim Vergleich erweist sich das Konzept der Schemaversionierung als die leistungsfähigste Lösung. Der Grundgedanke der Schemaversionierung ist, durch jede Schemaänderung eine neue Schemaversion zu erstellen, wobei die alte Schemaversion weiterhin benutzt werden kann. Die Datenobjekte liegen ebenfalls in mehreren Versionen vor und die Schemaänderung wird auf Objektebene nachempfunden, indem Datenänderungen propagiert, d.h. die Daten automatisch konvertiert werden. Für die Propagation werden die Beziehungen zwischen den Schemaversionen ausgenutzt. Mit dem Konzept der Schemaversionierung ist es möglich, mehrere Versionen eines Schemas parallel zu benutzen und nur die auf die Datenbank zugreifenden Applikationen anzupassen, die auch wirklich von der Schemaänderung betroffen sind. Diese Diplomarbeit ist Teil des COAST-Projekts, das die Schemaversionierung als Prototyp umsetzt. In COAST existierte vor dieser Diplomarbeit nur die Möglichkeit, einfache Schemaanderungen durchzuführen. Neu wurden komplexe Schemaanderungsoperationen eingeführt und das Konzept der Propagation entsprechend erweitert. Komplexe Schemaänderungen unterscheiden sich von einfachen Schemaänderungen dadurch, dass sie Attribute aus mehreren Quellklassen in einer Zielklasse (oder andersherum) vereinen können. Die bereits in kurz angeschnittenen Default-Konvertierungsfunktionen wurden genauer untersucht und konkret eingeführt. Es wurden mehrere typische Schemaänderungsoperationen vorgestellt und darauf untersucht, ob sie mit den bisherigen einfachen Schemaänderungsoperationen durchführbar waren oder ob dazu komplexe Schemaänderungsoperationen nötig sind. Außerdem wurde analysiert, ob das System für die entsprechenden Operationen automatisch sinnvolle Defaultkonvertierungsoperationen generieren kann oder ob ein Eingriff des Schemaentwicklers notwendig ist. Dazu wurden sie in eine von vier Kategorien eingeteilt, die aussagen, ob einfache oder komplexe Schemaänderungsoperationen nötig sind und ob sinnvolle Default-Konvertierungsfunktionen ohne Eingriff des Schemaentwicklers erzeugt werden können oder nicht. Zu jeder der aufgezahlten Schemaänderungsoperationen wurde die entsprechende vom System erzeugte Default-Konvertierungsfunktion aufgeführt und im Falle, dass sie der Schemaentwickler uberprüfen muss, angegeben, wo noch potenzieller Bedarf für manuelle Änderungen vorliegt. Die Auswirkungen der Einführung von komplexen Schemaänderungsoperationen auf die Propagation wurde im nächsten Kapitel analysiert und dabei festgestellt, dass das bisherige Konzept der Propagationskanten zwischen je zwei Objektversionen desselben Objekts nicht mehr ausreicht. Entsprechend wurde das neue Konzept von kombinierten Propagationskanten entwickelt, das Kanten zwischen mehr als nur zwei Objektversionen zulässt. Dazu wurden verschiedene Lösungsmöglichkeiten miteinander verglichen. Weiter wurden verschiedene Ansätze fur die Darstellung und Speicherung von Konvertierungsfunktionen vorgestellt und entschieden, die Konvertierungsfunktionen konkret in textueller Darstellung in den Propagationskanten zu speichern. Fur die Spezifizierung der gewünschten Konvertierungen bei der Propagation wurde eine Konvertierungssprache entwickelt und nach verschiedenen Gesichtspunkten konzipiert. Diese Gesichtspunkte umfassen sowohl den nötigen Funktionsumfang der Sprache wie auch entwurfstechnische Aspekte. Sämtliche Befehle der entwickelten Sprache wurden detailliert vorgestellt und abschließend die Sprache in BNF (Backus-Naur-Form) präsentiert. COAST ist inzwischen als Prototyp implementiert und wurde u.a. auf der CeBIT '99 vorgestellt (s. [Lau99b] und [LDHA99]). Nach einer Beschreibung der Funktionsweise und des Aufbaus von COAST und insbesondere des Propagationsmanagers wurden einige Implementierungsdetails vorgestellt und verschiedene Betrachtungen zur moglichen Optimierung beschrieben. Die Ziele der Diplomarbeit wurden damit erreicht: Die Schemaevolution kann mit den Vorzügen der Versionierung durchgeführt werden. Komplexe Schemaänderungen sind nun möglich und wurden ins Modell integriert. Die Propagation wurde entsprechend erweitert und eine Sprache zur Spezifikation der Propagation entwickelt

Managing complex taxonomic data in an object-oriented database.

This thesis addresses the problem of multiple overlapping classifications in object-oriented databases through the example of plant taxonomy. These multiple overlapping classifications are independent simple classifications that share information (nodes and leaves), therefore overlap. Plant taxonomy was chosen as the motivational application domain because taxonomic classifications are especially complex and have changed over long periods of time, therefore overlap in a significant manner. This work extracts basic requirements for the support of multiple overlapping classifications in general, and in the context of plant taxonomy in particular. These requirements form the basis on which a prototype is defmed and built. The prototype, an extended object-oriented database, is extended from an object-oriented model based on ODMG through the provision of a relationship management mechanism. These relationships form the main feature used to build classifications. This emphasis on relationships allows the description of classifications orthogonal to the classified data (for reuse and integration of the mechanism with existing databases and for classification of non co-operating data), and allows an easier and more powerful management of semantic data (both within and without a classification). Additional mechanisms such as integrity constraints are investigated and implemented. Finally, the implementation of the prototype is presented and is evaluated, from the point of view of both usability and expressiveness (using plant taxonomy as an application), and its performance as a database system. This evaluation shows that the prototype meets the needs of taxonomists