14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles Stéphane Coulondre LIRMM / Université Montpellier II

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles2/46 Contexte zLes modèles de bases de données (BD) à objets : yObject-Oriented Manifesto yODMG : standardisation zContexte : Evolution dans les BD à objets Système à objetsSystème de gestion de BD SGBD à objets

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles3/46 zTravaux sur lévolution : yévolution de schéma, migration dinstances, etc. yversionnement, vues, etc. zAspect abordé ici : évolution de (structure + comportement = rôle) dun objet Contexte

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles4/46 I. Problèmes et objectifs II. Eléments de solution III.Détails de la proposition IV.Applications V.Validation VI.Travaux relatifs VII.Conclusion et perspectives Plan

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles5/46 zLa notion de rôle est naturelle : ydans la langue, dans les Systèmes dInformations ymodélisation dune entité évolutive I. Problèmes et objectifs

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles6/46 ymodélisation dentités sous divers aspects (génie civil, gestion, électronique, informatique géographique, etc.) Un pont ? et informations communes Pour la mairiePour le géomètrePour larchitectePour lentrepreneur I. Problèmes et objectifs

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles7/46 zIl faut donc : yprendre en compte lévolution des entités en termes de gain et de perte de rôles yprendre en compte la pluralité des rôles (aspects, facettes, points de vue, etc.) zPourquoi cette étude : yadaptation des SI au monde réel yODMG : choix entre robustesse/souplesse ysouplesse nécessaire pour des impératifs techniques, scientifiques, financiers I. Problèmes et objectifs

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles8/46 zPrincipes inviolables et nécessaires du modèle ODMG : ycaractéristiques de robustesse et dexpressivité : objets complexes, identité dobjet, encapsulation, types et classes, héritage, redéfinition de méthodes et liaison dynamique, typage statique et fort, complétude dun langage, etc. ycaractéristiques relevant du stockage et du traitement : persistance orthogonale, langage de requêtes, etc. I. Problèmes et objectifs

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles9/46 I. Problèmes et objectifs zForte incompatibilité entre : ypluralité de {type, comportement} et mono-instanciation yévolution dynamique et typage statique et fort zSolutions ad-hoc, mais incompatibilité entre : yhandles et identité dobjet xproblèmes de référencement, complexité utilisateur yhéritage multiple et évolution dynamique xun seul contexte dobservation

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles10/46 zBut de la thèse : un modèle de SGBD à objets, extension dODMG, gérant les rôles de la façon la plus inhérente, sûre et intuitive possible yrespectant lintégrité de lobjet ylui permettant de jouer plusieurs rôles ypermettant lévolution dynamique I. Problèmes et objectifs Valeurs & Méthodes Valeurs & Méthodes Valeurs & Méthodes Valeurs & Méthodes Valeurs & Méthodes Valeurs & Méthodes Valeurs & Méthodes Valeurs & Méthodes

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles11/46 zContributions : ymodèle formel de données (aspect déclaratif) ylangages de définition, de requêtes, de programmation et mécanismes associés yprototype de SGBD I. Problèmes et objectifs

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles12/46 zAutres propositions I. Problèmes et objectifs Représentation des connaissances Langages de programmation SI et bases de données Rôles

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles13/46 I. Problèmes et objectifs II. Elements de solution III.Détails de la proposition IV.Applications V.Validation VI.Travaux relatifs VII.Conclusion et perspectives Plan

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles14/46 II. Eléments de solution zRéflexion de base : yla classe et la mono-instanciation sont nécessaires xrobustesse, optimisation, cohérence conceptuelle yaspects trop restrictifs pour lévolution : un seul rôle un objet un rôle une classe zProposition : un objet plusieurs rôles une classe

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles15/46 zClasses ynom ypas de type ni de méthode yensemble de rôles zRôle ydescripteur yun type yun comportement yorganisés en hiérarchie II. Eléments de solution Hiérarchies

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles16/46 II. Eléments de solution Hiérarchies

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles17/46 zHiérarchie de rôles au sein dune classe yaucune contrainte sur le type des rôles yaucune contrainte sur les signatures de méthodes indépendance des rôles zHiérarchie de classes sémantique du lien de spécialisation entre classes « revisitée » yhéritage et extension des hiérarchies de rôles ycontraintes de sous-typage entre rôles de même identificateur yspécialisation covariante des signatures de méthodes II. Eléments de solution Hiérarchies

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles18/46 zAvantages de la double hiérarchisation : yrôles potentiels facilement identifiables yrôles spécialisables dans les sous-classes rôles adaptés à la nature des objets ypas de confusion entre modèles abstraits classes et rôles II. Eléments de solution Hiérarchies

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles19/46 zMais : yniveau de complexité utilisateur supplémentaire zSolution originale : yrôle identifié par une assertion logique : le critère de définition ymodélisation entièrement déclarative : xfactorisation et partage de propriétés implicite/explicite xcontraintes de simultanéité implicites/explicites yimplication logique ordre partiel hiérarchie de rôles induite ypotentiel applicatif intéressant... II. Eléments de solution Hiérarchies

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles20/46 zUn objet yest instance dune classe yidentifiant unique ypossède un critère courant xce critère détermine le sous-ensemble des rôles que lobjet joue ypeut gagner ou perdre dynamiquement des rôles II. Eléments de solution Instances

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles21/46 II. Eléments de solution Instances

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles22/46 zUne vue sur un objet ybut de confidentialité ou de visibilité volontaire ypermet dagir comme un filtre sur les rôles joués par un objet ydéfinie par lutilisateur (non le concepteur), de manière déclarative ypeut être persistante II. Eléments de solution Vues

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles23/46 II. Eléments de solution Vues

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles24/46 zDifférences avec l ODMG ydouble hiérarchisation et spécialisation revisitée ydéclarativité yobjets évolutifs zDifférences avec la notion classique de vues en objets ypas de données calculées yse rapporte à un seul objet vue objet (à des collections) yest une valeur dans la base vue objet (niveau schéma) ymodifiable dynamiquement vue objet (recalculée mais non modifiée) II. Eléments de solution Vues

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles25/46 I. Problèmes et objectifs II. Eléments de solution III.Détails de la proposition IV.Applications V.Validation VI.Travaux relatifs VII.Conclusion et perspectives Plan

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles26/46 III. Détails de la proposition zModèle de données formel yincorporant les notions précédentes ylangages de définition de données extension dO2 ODL yexemples de critère de définition :

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles27/46 zMécanismes communs aux langages yaccès aux attributs et envoi de messages xen spécifiant un ou des rôles xpar lintermédiaire dun critère daccès <> critère courant détermine de manière déclarative les rôles concernés yenvoi de messages avec liaison statique ou dynamique III. Détails de la proposition Mécanismes communs aux langages

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles28/46 III. Détails de la proposition Envoi de messages

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles29/46 zLangage de requêtes VOQL yextension dODMG OQL ysyntaxe et sémantique formelle ysécurisation des requêtes yexemple de requête dans le calcul : yexemple VOQL : SELECT x FROM x in Tout WHERE ROLES(x, état (physique))->poids < III. Détails de la proposition

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles30/46 zLangage de programmation VOPL yextension dO2 O2C ysyntaxe et sémantique formelle yspécificités par rapport à VOQL : xmodification des racines de persistances xinstanciation xajout et suppression de rôle xauto référence (dans les méthodes) III. Détails de la proposition

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles31/46 I. Problèmes et objectifs II. Eléments de solution III.Détails de la proposition IV.Applications V.Validation VI.Travaux relatifs VII.Conclusion et perspectives Plan

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles32/46 IV. Applications zApplication à la sécurité yModélisation possible de xdroits par identité xdroits par niveau xdroits temporels ydifférence fondamentale : droits non révocables exemple de critère de définition : infos(medicales) et niveau(N) et N>=8 et jour(J) et J<>vendredi exemple de critère daccès : infos(medicales) et niveau(9) et jour(mardi)

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles33/46 zSimulation du versionnement de schéma exemple de critère de définition: date(D) et D>14/12/1999 et D<14/12/2000 exemple de critère d accès : date(18/01/2000) ycohabitation de plusieurs versions yversionnement alternatif et/ou temporel yréversibilité ytravaux en cours avec lUniversité de Bologne IV. Applications

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles34/46 zDiffusion de composants logiciels ymême composant selon un point de vue particulier (ex. composants de gestion pour différents métiers) exemple de critère de définition : module(paie) et métier(santé) et spécialité(ambulancier) yversions pouvant cohabiter au sein dun composant exemple de critère de définition : version(2) et sousversion(3) et statut(beta) ytravaux en cours dans l équipe IV. Applications

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles35/46 zApplication à la multi-représentation yun élément admet plusieurs représentations exemple : un pont 1/1000 échelle(E) et E>=1/1000 1/10000 échelle(E) et E>=1/10000 et E<1/1000 1/ échelle(E) et E>=1/ et E<1/10000 exemple de critère d accès : échelle(1/5000) ytravaux en cours avec lUniversité de Nottingham IV. Applications

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles36/46 I. Problèmes et objectifs II. Eléments de solution III.Détails de la proposition IV.Applications V.Validation VI.Travaux relatifs VII.Conclusion et perspectives Plan

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles37/46 zPrototype de SGBD Objet avec rôles : Samovar yen C++, O2C et Java yarchitecture client/serveur zConstruit au dessus dO2 mais : ysystème de types différent ynotions de classe, dhéritage, et mécanismes daccès et denvoi de messages différents zDocumentation utilisateur zEnsemble dexemples en VODL, VOPL et VOQL V. Validation

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles38/46 V. Validation Hiérarchie de classes Hiérarchie de rôles de la classe Type associé au rôle Méthodes associées au rôle

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles39/46 I. Problèmes et objectifs II. Eléments de solution III.Détails de la proposition IV.Applications V.Validation VI.Travaux relatifs VII.Conclusion et perspectives Plan

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles40/46 VI. Travaux relatifs zApproches marquantes relevant des langages (Pas daspects SGBD) yClovers (1989) [Stein et Zdonik] yMultiple Views (1989) [Shilling et Sweeney] yROME (1989, 90) [Carré][Carré et Geib] yObjets morcelés (1996) [Bardou et Dony] } Typage dynamique Pas de liaison dynamique } } Pas dévolution

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles41/46 VI. Travaux relatifs zApproches relevant des bases de données yIris (1987) [Fishman et al.] yAspects (1991) [Richardson et Schwarz] yFibonacci (1993, 95) [Albano et al.] yIQL(2) (1995) [Abiteboul et Dos Santos] yExtended Smalltalk (1996) [Gottlob et al] yORM (1997) [Papazoglou et Krämer] yDOOR (1997) [Wong et al.] } Comportement global } Classes non hiérarchisées Liaison dynamique empirique } L iaison dynamique possible sur les schémas stricts } Pas dunicité dOID Pas de liaison dynamique } Pas de liaison dynamique } Liaison dynamique ? } Pas dunicité dOID

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles42/46 zSamovar fournit, en plus du respect de lODMG yune synthèse des apports xlhéritage multiple (rôles et classes) : présent dans DOOR xles vues : présentes dans IQL(2) mais notion classique xdouble hiérarchisation : présente dans Extended Smalltalk et DOOR ylaspect original de la déclarativité xapplications à de nombreuses situations VI. Travaux relatifs

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles43/46 I. Problèmes et objectifs II. Eléments de solution III.Détails de la proposition IV.Applications V.Validation VI.Travaux relatifs VII.Conclusion et perspectives Plan

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles44/46 VII. Conclusion Objectif atteint zODMG respecté : yrobustesse ynécessaire pour la migration des bases existantes zLa fonctionnalité dévolution est inhérente zApplication à diverses problématiques zPrototype en-ligne implantant : yle modèle de données et son langage de définition yles langages de programmation et de requêtes, et les mécanismes mis en jeu

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles45/46 Niveau Modèle zContraintes yrôles exclusifs et plus généralement contraintes dintégrité exemple : employé et chômeur ymasquage/encapsulation de rôles ? zRaccourcis syntaxiques des critères, inférences ? zVersionnement de létat des objets VII. Conclusion - Perspectives Perspectives

14 déc 2000 Samovar : un modèle pour les objets persistants avec rôles46/46 Niveau réalisation zPrototype application yidéal : un SGBD open-source ( -DB ?) yimplantation dans un langage de programmation zTravaux en cours ymulti-représentation yversionnement de schéma ycomposants logiciels VII. Conclusion - Perspectives