Объектно-ориентированный подход к разработке моделей данных
Authors: Емельченков Е.П. , Мунерман В.И. , Мунерман Д.В. , Самойлова Т.А. 
Published: December 2024

Современное понимание объектно-ориентированного подхода концентрируется на одной из основных проблем программирования – его автоматизации. В этом направлении достигнуто много важных и практически полезных результатов. Разработаны методы создания объектных библиотек и технологии программирования, существенно облегчающие разработку программного обеспечения. Особенно это проявляется в разработке WEB-приложений. Технология MVC позволила повысить эффективность разработки программ, связывающих удаленные базы данных с клиентскими приложениями. Однако этой и аналогичным ей технологиям присущ один существенный недостаток, проявляющийся в том, что время получения данных их базы часто не удовлетворяет требованиям как разработчика, так и пользователя. На протяжении длительного времени в интернете постоянно ведутся дискуссии на эту тему. Предлагаются различные методы ускорения обращений к БД, которые, как правило, усложняют программирование и представляют собой искусственные приемы, выходящие за рамки основной технологии, применимые при решении частных задач и требующие существенной переработки в каждом конкретном случае. В статье предполагается, что причина возникновения этих проблем кроется в том, что в программистском сообществе укрепилось мнение, суть которого состоит в том, что реляционная модель данных, служащая основой большинства современных СУБД, не имеет ничего общего с объектно-ориентированной парадигмой. Поэтому разработчики технологий программирования используют промежуточную технологию, называемую объектно-реляционным отображением (ORM), которая, по их мнению, должна связать необъектную БД и объектную программу, обеспечивающую связь клиентского приложения с базой данных. На самом деле, любой способ организации систем баз данных полностью соответствует объектно-ориентированной парадигме. Исходя из этих посылок в статье рассматривается объектный метод разработки моделей данных. Для этой цели формулируются свойства моделей данных, необходимые для того, чтобы они были объектными и обеспечивали высокую производительность программ, реализующих обработку данных на их основе. Вводится понятие абстрактной алгебраической машины, которая представляет собой двухосновную алгебраическую систему. Приведены примеры, иллюстрирующие применение абстрактной алгебраической машины для решения различных задач. Рассмотрена возможность и предложен метод для построения алгебраических систем для сложных структур данных, а именно, кортежей, которые могут рассматриваться как элементы таких агрегатов данных как многомерные матрицы, отношения, файлы. В заключении сделан вывод о том, что предложенный подход позволяет доказать соответствие различных моделей данных, что, в свою очередь, дает возможность эффективной реализации параллельной обработки различных БД на программно-аппаратных комплексах, архитектура которых основана на многомерно-матричной модели вычислений.

The modern understanding of the object-oriented approach focuses on one of the main problems of programming – its automation. Many important and practically useful results have been achieved in this direction. Methods for creating object libraries and programming technologies have been developed, which greatly facilitate software development. This is especially evident in the development of WEB-applications. MVC technology has improved the efficiency of developing programs that link remote databases to client applications. However, this and similar technologies have one significant drawback, which is manifested in the fact that the time of obtaining data from their database often does not meet the requirements of both the developer and the user. For a long time, there have been ongoing discussions on this topic on the Internet. Various methods are proposed to speed up database calls, which, as a rule, complicate programming and are artificial methods that go beyond the basic technology, which are applicable to solving particular problems and require significant processing in each specific case. The article assumes that the reason for these problems lies in the fact that in the programming community there is a solidified opinion, the essence of which is that the relational data model, which serves as the basis for most modern DBMS, has nothing to do with the object-oriented paradigm. Therefore, developers of programming technologies use an intermediate technology called object-relational mapping (ORM), which, in their opinion, should connect the non-object database and the object program that provides the client application with the database. In fact, any way you organize your database systems is in the object-oriented paradigm. Based on these premises, the article discusses the object method of developing data models. For this purpose, the properties of data models are formulated, which are necessary for them to be object and to ensure high performance of programs that implement data processing on their basis. The concept of an abstract algebraic machine is introduced, which is a two-base algebraic system. Examples are given that illustrate the use of an abstract algebraic machine for solving various problems. The possibility is considered and a method is proposed for constructing algebraic systems for complex data structures, namely, tuples, which can be considered as elements of such data aggregates as multidimensional matrices, relations, files. In conclusion, it is concluded that the proposed approach allows one to prove the correspondence of various data models, which, in turn, makes it possible to effectively implement parallel processing of various databases on software and hardware complexes, the architecture of which is based on a multidimensional matrix computation model.