Projeto de Banco de Dados Orientado a Objetos com Db4objects e Java

Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 115 Projeto de Banco de Dados Orientado a Objetos com Db4objects e Java Prof Everton Castelão Tetila Universidade Federal da Grande Dourados Mestre em Engenharia de Produção pela Universidade Paulista Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia Rodovia DouradosItahum Km 12 Unidade II Caixa Postal 533 CEP 79804970 Dourados MS Brasil 1 Introdução Sistemas e modelos de dados tradicionais como relacionais de rede e hierárquicos têm tido muito sucesso no desenvolvimento das tecnologias de banco de dados exigidas para muitas aplicações de banco de dados de negócios tradicionais Porém eles têm certas deficiências quando aplicações de bancos de dados mais complexas precisam ser projetadas e implementadas por exemplo bancos de dados para projeto de engenharia e manufatura CADCAM e CIMi experimentos científicos telecomunicações sistemas de informações geográficas e multimídia Essas aplicações mais recentes possuem requisitos e características que diferem daqueles das aplicações de negócios tradicionais como estruturas mais complexas para objetos armazenados a necessidade de novos tipos de dados para armazenar imagens vídeos ou itens de texto grandes transações de maior duração e a necessidade de definir operações fora do padrão específicas da aplicação ELMASRI R NAVATHE S B 2010 O modelo de dados orientado a objetos OO apresenta a flexibilidade necessária para tratar os requisitos sem estar limitado ao tipo de dados e a linguagem de consulta de banco de dados tradicionais como a Structured Query Language SQL Isso é possível graças ao poder dado ao projetista para especificar tanto a estrutura de objetos complexos variáveis de instâncias quanto as operações que podem ser aplicadas a esses objetos métodos Segundo Silberschatz et al 2005 à medida que as bases de dados foram sendo utilizadas por um número maior de aplicações as limitações impostas pelo modelo relacional tornaramse um obstáculo Como resultado pesquisadores da área de bancos de dados inventaram novos modelos de dados que superaram as restrições do modelo relacional Uma outra razão para o uso crescente de bancos de dados OO decorrese do sucesso atual das linguagens de programação OO como C SMALLTALK e JAVA no desenvolvimento de aplicações de software Para Chaudhri Zicari 2000 e Dan Lo et al 2002 a oferta de bancos de dados OO tem aumentado principalmente por causa do crescimento de uso da plataforma Java O modelo de dados objetorelacional OR por sua vez é composto por tabelas e objetos As tabelas representam as classes e cada registro de uma tabela representa uma instância da classe correspondente ou seja um objeto Para armazenar os objetos no banco de dados é preciso utilizar um frameworkii que faça o mapeamento OR Hibernate por exemplo Esse mecanismo causa o que se costuma chamar de diferença de impedância OR Diferença de impedância é uma definição procedente da engenharia elétrica e é usada na análise de sistemas para identificar a inadequada ou excessiva capacidade de um sistema para se ajustar a outro AMBLER 2006 apud LEONE A CHEN D 2007 Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 215 A Figura 1 ilustra a diferença entre os modelos de dados OR e OO FIGURA 1 Demonstração de armazenamento de dados Banco de Dados OR versus OO Fonte DB4O 2009 A diferença de impedância OR é causada pelo fato de que a lógica OO é baseada em princípios da engenharia de software que modelam os objetos conforme o domínio do problema enquanto o modelo relacional é baseado em princípios matemáticos que organizam dados para tornar o armazenamento e a recuperação eficientes PATERSON 2004 Nesse sentido o presente trabalho apresenta o projeto de banco de dados OO Sistema de Matrículas do curso de Bacharelado em Sistemas de Informação da Universidade Federal da Grande Dourados UFGD Isto permite conceituar os tipos de dados da Linguagem de Definição de Objetos Object Definition Language ODL apresentar a Linguagem de Consulta de Objetos Object Query Language OQL e descrever o acoplamento binding com a linguagem Java 2 Metodologia Segundo GIL 2010 uma pesquisa pode ser classificada em exploratória descritiva ou explicativa A pesquisa exploratória aplicada neste trabalho envolve o levantamento bibliográfico o que proporciona maior familiaridade com o problema a fim de tornálo mais explícito Com base em procedimentos técnicos GIL 2010 classifica uma pesquisa de várias formas Neste trabalho são utilizadas as seguintes pesquisas Pesquisa bibliográfica É desenvolvida com base em material já elaborado constituído principalmente de livros e artigos científicos Esta pesquisa é a base para a obtenção dos conhecimentos científicos e técnicos para desenvolver o projeto de banco de dados OO proposto por este trabalho Pesquisaação Consiste em um tipo de pesquisa com base empírica que é concebida e realizada em estreita associação com uma ação ou com a resolução de um problema coletivo e no qual os pesquisadores e participantes representativos da situação ou do problema estão envolvidos de modo cooperativo ou participativo Marconi 2007 informa que uma pesquisa quanto ao objeto pode ser classificada em bibliográfica de laboratório e de campo Uma pesquisa de campo foi realizada com a Universidade Federal da Grande Dourados UFGD para mostrar os conceitos e relatar a experiência dos bancos de dados OO Os dados coletados foram baseados nos modelos da Unified Modeling Language UML utilizados para criar o projeto de banco de dados OO e os resultados foram analisados com base na experiência pessoal dos participantes do estudo Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 315 3 Conceitos de bancos de dados orientados a objetos Um banco de dados orientado a objetos BDOO é uma coleção de dados na forma de objetos os quais só podem ser manipulados por métodos definido para a classe a qual eles pertencem Os conceitos de BDOOs são semelhantes às definições das linguagens de programação OO a diferença está na persistência dos objetos A persistência dos objetos consiste no armazenamento de dados em memória secundária de modo a garantir a permanência das informações BDOOs são projetados para serem integrados diretamente com aplicações que utilizam a linguagem de programação OO Com isso o armazenamento de objetos ocorre de forma transparente não existindo a necessidade de mapear código como no modelo OR Além disso BDOOs são adequados para trabalhar com objetos complexos como imagens e textos longos 31 Identidade de objeto estrutura de objeto e construtores de tipos O sistema de gerenciamento de banco de dados orientado a objetos SGBDOO garante que cada objeto tenha uma identidade única gerada por ele o Identificador de Objeto ou Object Identifier OID Para garantir que este OID seja único ele não depende dos dados armazenados no objeto O OID não é visível aos usuários externos mas é usado pelo sistema para identificar o objeto criar e gerar referência entre eles Um modo formal de representar os objetos em bancos de dados OO é visualizar cada objeto como uma tripla i c v na qual i é o identificador único do objeto OID c é o construtor de tipo ele indica como o estado do objeto é construído e v é o estado do objeto ou valor corrente ELMASRI R NAVATHE S B 2005 O modelo de dados normalmente inclui vários construtores de tipos Os construtores de tipos mais comuns são atom tuple set bag list e array O tipo atom é formado por um valor atômico como inteiros números reais cadeias de caracteres boleanos e outros tipos básicos que o sistema tenha suporte Objetos do tipo tuple são construídos através da união de atributos como tuplas tipos de registro no modelo relacional básico Por exemplo um tipo estruturado que pode ser criado é struct NomePrimeiroNomestring InicialMeio char Sobrenome string Os construtores Set Bag List e Array são conhecidos como Tipos Coleção ou Tipos Empilhados Set e Bag são representados pelo conjunto de objetos e formado pelo conjunto dos OIDs dos objetos referenciados Set só aceita valores distintos e em Bag os valores podem se repetir Os tipos List e Array também são formados por um conjunto de OIDs mas são ordenados A principal diferença é que o tipo List comporta um número indeterminado de valores e em Array esta quantidade deve ser préestabelecida 32 Encapsulamento de operações métodos e persistência O conceito de encapsulamento é uma das principais características das linguagens e sistemas OO Nos bancos de dados tradicionais porém ele não é aplicado pois toda a estrutura do banco está visível e existem operações padronizadas que são aplicáveis a todos os tipos de objetos Em BDOO este conceito é aplicado separando os atributos em visíveis e ocultos Os Atributos Visíveis podem ser acessados diretamente já os Atributos Ocultos só são acessados através de métodos específicos para cada classe os quais são predefinidos pelo programador Atributos visíveis e ocultos são semelhantes à denominação de atributos public e private na programação OO Os métodos são utilizados para manipular os dados ocultos do banco de dados eles podem ser utilizados para criar destruir recuperar fazer cálculos e atualizar os dados Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 415 Nas aplicações desenvolvidas em linguagens de programação OO os objetos são criados pelos construtores da classe que ele pertence mas nem todos os objetos são armazenados no banco de dados Os objetos que deixam de existir quando a aplicação é encerrada são chamados de Objetos Transientes Porém objetos transientes podem ser armazenados no banco de dados e a partir disso tornamse Objetos Persistentes Há duas maneiras de tornar um objeto transiente em persistente por nomeação e por alcançabilidade Persistência por Nomeação consiste em dar um nome persistente ao objeto todos os nomes devem ser únicos para cada objeto em um banco de dados OO o nome persistente será utilizado para iniciar o acesso ao banco de dados Como não é interessante dar nomes únicos para todos os objetos em um banco de dados de grande porte devido à quantidade de nomes que seriam necessários a maioria dos objetos é persistida através do mecanismo de Alcançabilidade Por meio deste mecanismo todos os objetos que forem alcançados através de um objeto persistente também se tornam persistentes Por exemplo se existir um objeto A construído através de um construtor Set que seja uma coleção de todos os objetos de uma classe B e este objeto A for nomeado tornandoo persistente todos os objetos de B que fazem parte ou forem adicionados a este conjunto também se tornarão persistentes pois podem ser alcançáveis através de A 33 Hierarquias de tipo e herança Um banco de dados OO pode identificar os objetos que pertencem ao mesmo tipo ou classe e também pode definir novos tipos com base nos tipos predefinidos Um tipo é chamado de Subtipo quando parte desse tipo pode ser definido através de um tipo que deu origem a ele ou seja o seu Supertipo Um subtipo herda todos os métodos e atributos que estejam definidos para o seu supertipo assim não há a necessidade de definilo novamente apenas acrescentamse os métodos e atributos necessários para o subtipo Dessa forma é possível criar uma hierarquia de tipos para mostrar os relacionamentos de supertipo e subtipo entre todos os tipos declarados no sistema 34 Objetos complexos Uma das grandes vantagens dos bancos de dados OO é a facilidade para lidar com Objetos Complexos Os objetos complexos podem ser divididos em estruturados e não estruturados Os objetos complexos Nãoestruturados são basicamente objetos que exigem grande espaço de armazenamento como imagens e textos longos documentos São chamados de nãoestruturados pois o SGBDOO não conhece a sua estrutura Os softwares do SGBDOO não possuem capacidade para processar diretamente condições de seleção e outras operações baseadas em valores desses objetos a não ser que a aplicação forneça o código para realizar as operações de comparação necessárias para a seleção Em um SGBDOO isso pode ser obtido definindose o novo tipo de dado abstrato para os objetos não interpretados e fornecendo os métodos para seleção comparação e apresentação desses objetos Por exemplo considere objetos que são imagens bitmap bidimensionais Suponha que a aplicação precise selecionar a partir de uma coleção de tais objetos somente aqueles que incluam certo padrão Nesse caso o usuário deve fornecer o programa de reconhecimento do padrão como um método em objetos do tipo bitmap O SGBDOO recupera então um objeto do banco de dados e aplica nele o método para reconhecimento do padrão para determinar se o objeto adere ao padrão desejado ELMASRI R NAVATHE S B 2005 Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 515 Já os objetos complexos Estruturados têm suas estruturas conhecidas pois são objetos derivados do uso recursivo dos construtores existentes fornecidos pelo SGBDOO formando assim vários níveis de recursão Existem dois tipos de semântica para referenciar os objetos complexos e seus componentes de cada nível A Semântica de Propriedade ou épartede e écomponentede os subobjetos são tratados como parte do objeto complexo Dessa maneira estes subobjetos não possuem OIDs e tem que ser acessados por métodos no objeto proprietário Como são parte do objeto proprietário se este for excluído os subobjetos também serão Na Semântica de Referência ou éassociadocom os componentes dos objetos complexos são tratados como objetos independentes que podem ser referenciados pelo objeto complexo Sendo assim os objetos que compõem o objeto complexo possuem os seus próprios OIDs e métodos Além disso não são excluídos se o objeto complexo for excluído e quando o objeto complexo precisar acessar os seus dados deve ser feito através de seus métodos predefinidos 4 Padrões de Banco de Dados de Objetos Esta seção apresenta o padrão Object Data Management Group ODMG O padrão é composto pelos componentes modelo de objetos Object Definition Language ODL e Object Query Language OQL descritos a seguir 41 O Modelo de Objetos ODMG O modelo de objetos ODMG fornece os tipos de dados os tipos construtores e outros conceitos que podem ser utilizados na ODL para especificar esquemas de bancos de dados de objetos Assim ele deve fornecer um modelo de dados padrão para banco de dados orientados a objetos da mesma forma que a SQL descreve um modelo de dados padrão para bancos de dados relacionais No modelo de objetos ODMG objetos e literais são os blocos de construção básicos do modelo de objetos A principal diferença entre os dois é que um objeto possui um OID e um estado ou valor atual enquanto um literal possui somente um valor mas não um OID Um Objeto é composto por identificador nome tempo de vida e estrutura O Identificador é um componente que possui uma identificação única para o objeto em todo o banco de dados OID Todo objeto deve possuir um identificador Opcionalmente pode ser dado um Nome único em todo o banco de dados para um objeto pelo qual o sistema é capaz de localizálo os nomes são utilizados como ponto de partida em um banco de dados OO Localizando um objeto pelo nome o usuário pode localizar outros objetos que são referenciados por ele O Tempo de Vida por sua vez define se os objetos são persistentes ou transientes E a Estrutura especifica como ele é construído pelos construtores de tipos A estrutura define se um objeto é atômico inteiro real caracteres boleanos etc ou coleção set bag list e array Um Literal é um valor que não possui um OID Os literais podem ser atômicos estruturados ou coleção Atômicos são aqueles valores de dados básicos e são predefinidos Estruturados são aqueles valores construídos a partir de tuplas estruturas embutidas como Date Interval Time e Timestamp e estruturas definidas pelo usuário Literais Coleção especificam um valor que corresponde a uma coleção de objetos ou de valores mas a coleção propriamente dita não possui um OID Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 615 São considerados objetos atômicos todos os objetos definidos pelo usuário que não sejam objetos de coleção desse modo também inclui objetos estruturados criados com o uso do construtor struct A maioria desses objetos serão estruturados possuirão uma estrutura complexa com vários atributos relacionamentos e operações mas ainda assim por não serem objetos coleção serão considerados objetos atômicos Eles são definidos com o uso da palavrachave class na ODL e possuem três componentes básicos atributos relacionamentos e operações Um Atributo é uma propriedade que descreve algum aspecto de um objeto Atributos possuem valores os quais normalmente são literais com uma estrutura simples ou complexa que são armazenados dentro do objeto Porém os valores de atributos também podem ser OIDs de outros objetos Um Relacionamento é uma propriedade que especifica que dois objetos no banco de dados estão relacionados No modelo de objeto do ODMG somente relacionamentos binários são representados explicitamente e cada relacionamento binário é representado por um par de referências inversas especificadas por meio da palavrachave relationship Além dos atributos e relacionamentos o projetista pode incluir Operações nas especificações de tipo de objeto classe Cada tipo objeto pode possuir uma série de assinaturas de operação que especificam o nome da operação seus tipos de argumento e seu valor retornado se for o caso Os nomes de operação são exclusivos dentro de cada tipo de objeto mas eles podem ser sobrecarregados fazendo que o mesmo nome de operação apareça em tipos de objetos distintos ELMASRI R NAVATHE S B 2010 42 Object Definition Language ODL Linguagem de Definição de Objetos A ODL é projetada para dar suporte às construções semânticas do modelo de objeto ODMG e é independente de qualquer linguagem de programação em particular Seu uso principal é para criar especificações de objetos ou seja classes e interfaces Logo a ODL não é uma linguagem de programação completa Um usuário pode especificar um esquema de banco de dados na ODL independentemente de qualquer linguagem de programação e depois utilizar os bindings da linguagem específica para indicar como as construções ODL podem ser mapeadas em construções nas linguagens de programação específicas como C SMALLTALK e JAVA ELMASRI R NAVATHE S B 2010 43 Object Query Language OQL Linguagem de Consulta de Objetos A OQL foi projetada para trabalhar de perto com as linguagens de programação para as quais um binding ODMG é definido como C SMALLTALK e JAVA Logo uma consulta OQL embutida em uma dessas linguagens de programação pode retornar objetos que combinam com o sistema de tipos dessa linguagem Além disso as implementações de operações de classe em um esquema ODMG podem ter seu código escrito nessas linguagens de programação A sintaxe OQL para consultas é semelhante à sintaxe da linguagem de consulta do padrão de consulta relacional SQL com recursos adicionais para os conceitos ODMG como identidade de objeto objetos complexos operações herança polimorfismo e relacionamentos ELMASRI R NAVATHE S B 2010 5 Db4objects Db4o O Db4objects Db4o é um banco de dados orientado a objetos desenvolvido como projeto software livre de código aberto opensource projetado para aplicações do tipo embarcada clienteservidor e desktop O banco de dados também é distribuído em uma licença comercial Um serviço baseado em assinatura custa 120000 dólares por ano MITCHELL R L 2005 Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 715 O Db4o permite armazenar os objetos diretamente no banco de dados sem precisar utilizar comandos SQL ou qualquer tipo de framework que faça o mapeamento objeto relacional De acordo com o site do fabricande avaliações de banco de dados mostram que o Db4o pode ser até 44 vezes mais rápido que o Hibernate e MySQL uma combinação popular de mapeador objetorelacional e banco de dados DB4OBJECTS 2009 Empresas como a Bosch Hertz BMW Intel Seagate entre outras utilizam o Db4o São inúmeras as vantagens em relação ao banco de dados relacional o banco de dados é nativo em Java ou Net oferece rapidez de inserção e consulta processamento de 200 mil objetos por segundo utiliza pouco recurso computacional tem fácil aprendizado não possui nenhuma linha de código SQL para Create Read Update e Delete CRUD e disponibiliza acesso direto ao banco de dados sem utilizar mapeamento objetorelacional GUERRA 2007 51 Operações CRUD A seguir serão demonstradas as operações Create Read Update e Delete para a manipulação de objetos no Db4O Maiores detalhes podem ser observados em DB4OBJECTS 2011 Para configurar o banco de dados Db4O 80 crie um novo projeto no NetBeans IDE 71 e adicione a biblioteca db4o8018415484alljava5 à sua aplicação exemplo BibliotecasAdicionar JARpastadb4o8018415484alljava5 Esse é o único arquivo necessário para a aplicação comunicarse com o banco de dados Para demonstrar a manipulação dos objetos no banco de dados será utilizada a classe Aluno a seguir 1 public class Aluno 2 private int codigo 3 private String nome 4 public Alunoint codigo String nome 5 thiscodigo codigo 6 thisnome nome 7 8 public int getCodigo 9 return codigo 10 11 public void setCodigoint codigo 12 thiscodigocodigo 13 14 public String getNome 15 return nome 16 17 public void setNomeString nome 18 thisnomenome 19 20 public String toString 21 return Código codigo Nome nome 22 23 Para abrir o banco de dados a classe Db4oEmbedded possui o método estático openFile No código abaixo o método openFile é o método responsável por abrir o banco de dados BDyap linha 5 Caso o banco de dados não exista ele irá criálo no caminho especificado A interface ObjectContainer por sua vez fornece os métodos para armazenar consultar alterar e excluir objetos Dentro do bloco de código try linhas 6 a 8 serão realizadas as operações CRUD Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 815 1 import comdb4oDb4oEmbedded 2 import comdb4oObjectContainer 3 public class Main 4 public static void mainString args 5 ObjectContainer db Db4oEmbeddedopenFileCprojetoBDyap 6 try 7 Códigos para as operações CRUD 8 finally 9 dbclose 10 11 12 No código abaixo é realizada a operação de inserção Para isso é instanciado um objeto da classe Aluno definido através do construtor Para armazenar o aluno no banco de dados é necessário passar o objeto como parâmetro para o método store linha 8 1 import comdb4oDb4oEmbedded 2 import comdb4oObjectContainer 3 public class Main 4 public static void mainString args 5 ObjectContainer db Db4oEmbeddedopenFileCprojetoBDyap 6 try 7 Aluno novo new Aluno1 Danilo Pedroso 8 dbstorenovo 9 SystemoutprintlnAluno armazenado novo 10 finally 11 dbclose 12 13 14 Como resultado do código acima têmse como saída Aluno armazenado Código 1 Nome Danilo Pedroso Para recuperar objetos no Db4o existem três formas possíveis através da QueryBy Example QBE Native Queries NQ e Simple Object Data Access SODA DB4OBJECTS 2011 A seguir será demonstrado como recuperar objetos através da QBE Conforme Parsaye el al 1989 a QBE foi projetada para que consultas fossem construídas interativamente Ela permite realizar uma consulta em que o usuário especifica os valores dos atributos que ele deseja que sejam recuperados construindo um exemplo da operação desejada Por exemplo o código abaixo seleciona todos os alunos com o nome Danilo Pedroso independente do número de seu código atributo Neste caso devese utilizar o valor zero para o atributo código de forma que este não precise ser especificado zero é o valor padrão para números inteiros 1 import comdb4oDb4oEmbedded 2 import comdb4oObjectContainer 3 import comdb4oObjectSet 4 public class Main 5 public static void mainString args 6 ObjectContainer db Db4oEmbeddedopenFileCprojetoBDyap 7 try 8 Aluno novo new Aluno0Danilo Pedroso 9 ObjectSetAluno lista dbqueryByExample novo 10 while listahasNext 11 Systemoutprintlnlistanext 12 Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 915 13 finally 14 dbclose 15 16 17 No código abaixo é realizada a operação de alteração Para isso é necessário utilizar o método store para alterar o objeto no banco de dados O Db4o é capaz de identificar se o objeto existe no banco de dados para ser alterado caso contrário ele irá armazenar um novo objeto no banco de dados 1 import comdb4oDb4oEmbedded 2 import comdb4oObjectContainer 3 import comdb4oObjectSet 4 public class Main 5 public static void mainString args 6 ObjectContainer db Db4oEmbeddedopenFileCprojetoBDyap 7 try 8 ObjectSetAluno lista dbqueryByExample new Aluno 1Danilo 9 Pedroso 10 Aluno aluno listanext 11 alunosetNomeDanilo Pedroso Vargas 12 dbstorealuno 13 lista dbqueryByExample Alunoclass 14 while listahasNext 15 Systemoutprintlnlistanext 16 17 finally 18 dbclose 19 20 21 No código acima primeiro é selecionado o aluno Danilo Pedroso de código 1 linhas 8 e 9 Logo após é possível recuperar o aluno para ser alterado linha 10 Depois disso é alterado o nome do objeto aluno para Danilo Pedroso Vargas linha 11 Na linha 12 o banco de dados é atualizado Finalmente é mostrado o resultado da alteração nas linhas 13 a 16 O processo de exclusão é semelhante ao de atualização Primeiro retirase o objeto do banco depois aplicase o método delete 1 import comdb4oDb4oEmbedded 2 import comdb4oObjectContainer 3 import comdb4oObjectSet 4 public class Main 5 public static void mainString args 6 ObjectContainer db Db4oEmbeddedopenFileCprojetoBDyap 7 try 8 ObjectSetAluno lista dbqueryByExample new Aluno 1Danilo 9 Pedroso Vargas 10 Aluno aluno listanext 11 dbdeletealuno 12 lista dbqueryByExample Alunoclass 13 while listahasNext 14 Systemoutprintlnlistanext 15 16 finally 17 dbclose 18 19 20 Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 1015 No código acima primeiro é selecionado o aluno Danilo Pedroso de código 1 linha 8 e 9 Logo após é possível recuperar o aluno para ser excluído linha 10 Depois disso é excluído o objeto aluno do banco de dados linha 11 Finalmente é mostrado o resultado nas linhas 12 a 15 Para armazenar objetos relacionados utilizase o método store no objeto que determina a relação entre objetos Por exemplo para armazenar o curso de um determinado aluno é preciso armazenar apenas o objeto aluno pois curso é uma variável de aluno Para isso devese modificar a classe aluno adicionando um relacionamento entre as classes Aluno e Curso A seguir segue a nova classe Curso e a classe Aluno alterada 1 public class Curso 2 private String nome 3 private String periodo 4 public CursoString nome String periodo 5 thisnome nome 6 thisperiodo periodo 7 8 public String getNome 9 return nome 10 11 public void setNomeString nome 12 thisnomenome 13 14 public String getPeriodo 15 return periodo 16 17 public void setPeriodoString periodo 18 thisperiodoperiodo 19 20 public String toString 21 return Nome nome Periodo periodo 22 23 1 public class Aluno 2 private int codigo 3 private String nome 4 private Curso curso 5 public Alunoint codigo String nome 6 thiscodigo codigo 7 thisnome nome 8 9 public int getCodigo 10 return codigo 11 12 public void setCodigoint codigo 13 thiscodigocodigo 14 15 public String getNome 16 return nome 17 18 public void setNomeString nome 19 thisnomenome 20 21 public Curso getCurso 22 return curso 23 24 public void setCursoCurso curso 25 thiscurso curso Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 1115 26 27 public String toString 28 return Código codigo Nome nome Curso 29 cursogetNome 30 31 O código abaixo armazena os objetos relacionados aluno e curso utilizando para isso o método store Primeiro são criados o objeto aluno Danilo Pedroso Vargas de código 1 linha 8 e o objeto curso Sistema de Informação período Noturno linha 9 Logo após o objeto curso é relacionado ao objeto aluno linha 10 Depois disso é atualizado o banco de dados linha 11 1 import comdb4oDb4oEmbedded 2 import comdb4oObjectContainer 3 import comdb4oObjectSet 4 public class Main 5 public static void mainString args 6 ObjectContainer db Db4oEmbeddedopenFileCprojetoBDyap 7 try 8 Aluno aluno new Aluno1Danilo Pedroso Vargas 9 Curso curso new CursoSistemas de InformaçãoNoturno 10 alunosetCursocurso 11 dbstorealuno 12 finally 13 dbclose 14 15 16 Para recuperar objetos relacionados utilizase o método query O código abaixo recupera o curso ao qual o aluno Danilo Pedroso Vargas pertence 1 import comdb4oDb4oEmbedded 2 import comdb4oObjectContainer 3 import comdb4oObjectSet 4 import comdb4oqueryQuery 5 public class Main 6 public static void mainString args 7 ObjectContainer db Db4oEmbeddedopenFileCprojetoBDyap 8 try 9 Query query dbquery 10 queryconstrainAlunoclass 11 querydescendnomeconstrainDanilo Pedroso Vargas 12 Aluno aluno Aluno queryexecutenext 13 Systemoutprintln alunogetCurso 14 finally 15 dbclose 16 17 18 6 Projeto de banco de dados OO com Java e Db4o Esta seção apresenta o projeto de banco de dados OO para o Sistema de Matrículas do curso de Bacharelado em Sistemas de Informação BSI da UFGD Para a realização deste projeto foram utilizados os seguintes aplicativos NetBeans IDE 71 disponível em NETBEANS 2012 Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 1215 Banco de dados OO Db4o 80 disponível em DB4OBJECTS 2012 Java SE Development Kit JDK 7u2 disponível em ORACLE 2012 61 Descrição de requisitos O curso de BSI da UFGD deseja informatizar o seu sistema de matrículas para uma abordagem de banco de dados orientado a objetos Com isso será possível especificar tanto a estrutura de objetos complexos quanto às operações que podem ser aplicadas à esses objetos sem estar limitado ao tipo de dados e linguagens de consulta disponíveis em sistemas de banco de dados tradicionais O banco de dados UFGD registra o coordenador os docentes os discentes as disciplinas e as turmas do curso de BSI Depois da fase de levantamento e análise de requisitos foi definida a seguinte descrição do minimundo a parte do sistema que será representada no banco de dados O Coordenador do curso de BSI define as disciplinas que serão ofertadas no curso em um determinado semestre letivo Diversas disciplinas podem ser ofertadas no curso de BSI Mais de uma turma pode ser aberta para uma mesma disciplina Discentes selecionam as disciplinas e se matriculam nas turmas conforme os horários disponíveis Docentes usam o sistema para obter a lista de alunos matriculados nas disciplinas que ministram aulas Todos os usuários do sistema devem ser validados com login e senha 62 Principais Funcionalidades Requisito funcional 1 Matricular o discente o sistema deve permitir que o discente matriculese nas disciplinas ofertadas pelo curso e deve impedir que haja colisão de horários entre as disciplinas ofertadas Requisito funcional 2 Aprovar matrícula o sistema deve permitir que o coordenador do curso aprove a matrícula realizada pelo discente Somente após a aprovação do coordenador o aluno é adicionado nas turmas ofertadas Requisito funcional 3 Retirar o discente de uma turma o sistema deve permitir ao coordenador do curso retirar o discente de uma determinada turma Requisito funcional 4 Imprimir os discentes matriculados em uma turma o sistema deve exibir ao docente a listagem dos discentes matriculados em uma determinada turma Requisito funcional 5 Imprimir os horários do discente o sistema deve exibir ao discente os horários das disciplinas que ele possui aula 63 Diagrama de Caso de uso O diagrama de caso de uso representa as principais funcionalidades do sistema OMG 2011 A Figura 2 apresenta o diagrama de caso de uso do Sistema de Matrículas Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 1315 FIGURA 2 Diagrama de Caso de Uso do Sistema de Matrículas 64 Diagrama de Classe O diagrama de classe representa a estrutura e as relações das classes OMG 2011 A Figura 3 apresenta o diagrama de classe do Sistema de Matrículas FIGURA 3 Diagrama de Classes do Sistema de Matrículas 65 Implementação O códigofonte do Sistema de Matrículas está disponível para download em UFGD 2012 7 Conclusão Este trabalho apresentou o projeto de banco de dados OO para o Sistema de Matrículas do curso de Bacharelado em Sistemas de Informação da UFGD O projeto de banco de dados OO foi definido com base nos aplicativos Db4o 80 e Netbeans IDE 71 A partir da combinação dos aplicativos verificouse que ambos mantêm uma correspondência entre os conceitos usados no programa e sua representação no banco de dados os modelos de dados adotados no Db4o e no Java são idênticos Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 1415 Segundo Elmasri e Navathe 2010 os bancos de dados OO são projetados de modo que possam ser integrados diretamente ou transparentemente ao software desenvolvido usando linguagens de programação OO Uma pesquisaação foi proposta para mostrar os conceitos dos bancos de dados OO experimentar as ações do projeto de banco de dados OO e relatar a experiência Os resultados demonstraram que a principal vantagem encontrada no projeto de banco de dados OO é a facilidade de especificar mudanças à medida que elas ocorram ou criar novas classes sem ter que se preocupar com o armazenamento no banco de dados No Db4o as modificações são transparentes não existindo a necessidade de reestruturação o que diminui consideravelmente o tempo de implementação e manutenção no banco de dados Esperase com isso que o Projeto de banco de dados OO apresentado venha contribuir com o desenvolvimento de novos projetos de software que utilizem a abordagem de banco de dados OO 8 Referências Bibliográficas AMBLER S W The ObjectRelational Impedance Mismatch Ambysoft Inc 2006 Disponível em httpwwwagiledataorgessaysimpedanceMismatchhtml Acesso em 18 jan 2012 CHAUDHRI A B ZICARI R Succeeding with Object Databases A Practical Look at Todays Implementations with Java and XML 1 ed Wiley 2000 464p DAN LO C T CHANG M FRIEDER O GROSSMAN D The Object Behavior of Java ObjectOriented Database Management Systems Information Technology Coding and Computing 2002 Proceedings 247253p DB4OBJECTS Db4o 80 for Java 2012 Disponível em httpwwwdb4ocomDownload Nowaspx Acesso em 06 jan 2012 Db40 Banco de objetos de código aberto 2009 Disponível em httpwwwdb4ocomportuguesdb4o20Product20Information20V50Portuguesepdf Acesso em 06 out 2011 Db4o tutorial 2011 Disponível em httpcommunityversantcomDocu mentationReferencedb4o80javatutorial Acesso em 27 de outubro de 2011 ELMASRI R NAVATHE S B Sistemas de Banco de Dados 4 ed São Paulo Pearson Addison Wesley 2005 724p Sistemas de Banco de Dados 6 ed São Paulo Pearson Addison Wesley 2010 788p FAYAD M E SCHMIDT D C Objectoriented Application frameworks Communications of the ACM vol 40 10 p 1997 GIL A C Como elaborar projetos de pesquisa 5 ed São Paulo Atlas 2010 200 p GUERRA Glaucio DB4Objects na terra de gigantes do BD relacional com Java Parte I SQL Magazine 2007 Disponível em httpwwwdevmediacombrarticlesview compaspcomp4121 Acesso em 05 de novembro de 2011 LEONE A CHEN D Implementation of an object oriented data model in an information system for water catchment management Java JDO and Db4o Object Database Environmental Modelling Software vol 22 p18051810 2007 Prof Everton Castelão Tetila International Journal of Engineering Research and Applications IJERA ISSN 22489622 wwwijeracom Vol 2 Issue 5 September October 2012 pp540549 540 1515 MARCONI M A Metodologia do Trabalho Científico 7 ed São Paulo Atlas 2007 225 p MITCHELL R L Db4o Database Upgrade Debuts Computerworld 30 p 2005 NETBEANS NetBeans IDE 71 2012 Disponível em httpnetbeansorgdownloads Acesso em Acesso em 06 jan 2012 OMG OBJECT MANAGEMENT GROUP OMG Unified Modeling LanguageTM OMG UML Superstructure 2011 versão 241 Disponível em httpwwwomgorgspecUML241SuperstructurePDF Acesso em 08 out 2011 ORACLE Java SE Development Kit JDK 7u2 Disponível em httpwwworaclecomtechnetworkjavajavasedownloadsindexhtml Acesso em 06 out 2011 PARSAYE K CHIGNELL M KHOSHAFIAN S WONG H Intelligent databases objectoriented deductive hypermedia technologies New York John Wiley Sons 1989 PATERSON Jim Simple Object Persistence with the db4o Object Database OReilly Sebastopol California 2004 Disponível em httponjavacompubaonjava20041201db4ohtml Acesso em 17 jan 2012 SILBERSCHATZ A KORTH H SUDARSHAN S Database System Concepts 5 ed McGrawHill 2005 1168p UFGD Sistema de Matrículas Disponível em httpwwwdoufgdedubrevertontetila sistemaMatriculaszip Acesso em 07 jan 2012 i ComputerAided DesignComputerAided Manufacturing projeto auxiliado por computadorfabricação auxiliada por computador e Integrated Manufacturing fabricação integrada ao computador ii Frameworks representam uma estrutura formada por blocos préfabricados de software que os programadores podem usar estender ou adaptar para uma solução específica e linguagens de padrões FAYAD M E SCHMIDT D C 1997