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面向对象的技术篇一
;摘 要:随着不同的领域对数据类型的苛刻需求,面向对象的思维模式,可以非常自然和直观地表达复杂的对象结构,操作方法与封装到数据库领域,以提高快速的数据处理能力。其独特的面向对象的特性不断冲击传统的关系数据库。文章强调面向对象数据库的特点,并讨论它们的属性数据库和未来发展趋势的发展过程中的独特优势。
关键词:面向对象;数据库系统;设计
中图分类号:tp311.13
在数据类型需求较多的计算机领域,例如:计算机辅助加工与设计、图象处理、建模工程等,要求数据类型应具有用户自定义的可扩展能力。这样,传统的关系型数据模式就显得相形见绌了。
1 面向对象数据库的概念和基本特征
面向对象的方法就是将实体模型化成对象的方式,其方法具有抽象性、封装性、多态性等特性。应用过程中,将对象定义成为类,并实现其数据类型。封装是将方法与数据集成于对象中,使数据的操作通过访问该对象本身的方式进行,应用中的对象就是一个已被封装好的类。多态是指类被其它类访问时,根据其它信息可解释为不同的含义,把实现的方法留给接收方的类,同一操作可作用于多种类型的对象,但能获得不同的结果。
1.2 面向对象数据库系统的特征
首先,它是数据库系统,具有数据库系统应具有的基本功能。存储功能:包括数据缓冲、索引维护、数据聚集、路径选择及优化等;永久性:数据保存是可持续性的;并发控制:高于系统同样级别的多个用户并发操作;恢复能力:不低于系统同样级别的从故障后的错误状态中恢复到某个正确状态;交互式:非过程化的、高效的、独立于应用的。
其次,它是一个支持面向对象的数据库模型。结构机制的使用,以支持更复杂的对象,从简单的组成复杂的物体的能力。结构能力加强其模拟客观世界的能力,容易了解和接受,挖掘进入人们的看法的方法;性交对象的身份,独立存在的对象属性的内容,可以大大提高查询速度;与对象封装对象的封装,这两种方法,封装数据和信息保护,这样用户就没有方法的详细信息,仅使用该接口来访问;具备的能力水平之类的,这个强大的支持继承和多态性质建模工具。在领域中的应用,能够支持这样的版本管理,事务管理,以及其他方面的模型推导。
在面向对象技术在数据库技术发展过程中,基本上是沿着两种途径:一种是纯粹的面向对象数据库管理系统(即oodbms)。第二种是扩展传统的关系数据库,增加面向对象的特性,使其两两结合,建立对象关系数据库管理系统(ordbms)。
2.1 面向对象数据库管理系统
面向对象数据库是以一种面向对象的语言为基础,支持持久对象和实现数据共享。由于全新的模式,不受已有模式的限制,不仅在定义许多复杂的数据类型时可以做到游刃有余,而且在应用领域的设计、研发、维护等方面有着极大的优越性。其代表性的系统是:serviologic公司下的gemstone;a1tair开发设计的o2系统;atnt的ode;日本的jusminc;mcc的orion;onto-logics的ontos等等。
一是关于基础方面,面向对象的许多概念还没有一个完全统一的模式和标准,在此基础上的面向对象数据库语言也没有完全统一,不同的面向对象系统支持的对象说明不同,所以oodbms设计实现难度大。
二是面向对象数据库技术还不广为人知。因此技术的培训需要一定的周期,培训之所以重要,是因为人们的理念方面,即从传统的关系数据库模式转为oo设计模式,需要一套新的方法使之与现有的关系型技术相结合。可以说,面向对象系统的有关原理才具有初步的设计及雏形,应用仍不广泛,需要一定的时间在成本等方面达到可接受的程度。
三是不兼容标准的sql语言的面向对象数据库系统和大多数。虽然各方面的产品面向对象的数据库,允许用户创建一个灵活的数据模型,并且可以添加在许多情况下,这种模式下的对象,但没有足够的手段从数据库中检索数据。同时,面向对象的数据模型的基础上完善的数学基础,面向对象的数据库语言没有正式的基础。此外,还有用户的各种约束,允许用户进行交互的面向对象的应用程序的不便,已经极大地限制方面。
目前,odmg(object data management group,对象数据管理组,简称odmg,是以指定对象管理标准为目的的工业协会)作为一个强大的支持对象数据库标准,这有助于减少各种标准化工作随机数据库供应商性,标准化,以一定的标准在该领域赢得了广泛的知名度和支持面向对象的数据库,而且还帮助开发面向对象的数据库,数据库和当前的供应商工厂接受。
2.2 关系与对象相结合的数据库管理系统
一是直接在关系数据库应用上的以接口的方式加以扩充,类似于中间件的部份功能,在对象和关系之间加以转换,将应用层的面向对象模式转换为关系应用模式,与关系数据进行交互。这样,在面向对象的应用中,关系数据库的模型对用户是黑盒子、透明的,用户通过标准的面向对象数据库语言进行数据处理。数据库管理系统在应用层面将面向对象数据库语言转换成关系数据库语言,对关系存储模式进行信息的交互处理,再将结果以对象的方式返回给使用者。这种方式实现简单,但确是以相对较低的执行效率为代价。
第二种方式是开放关系数据库系统的数据类型,使表中的属性/值包含对象的指针,目的就是在关系表中构建一种新的数据类型,对象的数据操作将在数据库系统之外进行。简单的说,就是修改现有的关系型数据库,把关系型数据的结构修改成能提供面向对象使用的模式。这种方式避免了第一种模式在面向对象和关系型数据库之间转换带来的系统开销,但在使用对象查询过程中的功能受到一定的限制。
以上两种方式,均是要求面向对象模式与关系型模式相结合,其优点在于,可以借助于关系型数据库现有的成熟方式,与关系数据库共享信息。缺点是由于这种模式,均用到中间转换,将损失面向对象自有的性能方面的优势。但数据厂商仍然抵挡不住面向对象模式与关系模式相结合的优势,吸引着他们竞相研究开发。如何在当前关系型数据库的产品中加入面向对象技术,即研发面向对象的关系型数据库已成为了数据库厂商得以生存的竞争焦点。并且已经有许多的关系数据库厂商在此方面有了突破性的进展。例如,ingre公司推出了ngres object management intelligent database。hp公研发的iris,oracle研发的orcle面向对象扩充版本,sybase公司在其产品中,以触发器及将方法作为数据库的成分进行存储来实现类似面向对象的功能。
3 总结
尽管当前对面向对象的工作已大量的深入不同的应用领域,但面向对象数据库技术成熟的过程仍有更多的工作来完善、解决。无论是关系与对象相结合的数据库模式还是面向对象的数据库模式,面向对象的方式和方法是其不可或缺的。哪种模式更适合,更能满足数据库应用领域的需求,有待于在今后的实际应用中加以验证。
参考文献:
[1]杜文静.面向对象数据库的探讨[j].电脑报,2007,5.
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(2)从数据世界:一组数据以施加在这组数据上的一组操作
(3)从系统观点:对象是系统中用来描述客观事物的一个实体,它是构成系统的一个基本单位,一个对象是由一组属性和对整个属性进行操作的一组服务构成的。(p19)
2.持久对象:生存期可以超越程序的执行时间而长期存在的对象。(p24)
2.主动对象(3种解释):(1)一个能够启动消息传递的对象。(2)一个能为其他对象提供服务的对象,能被拷贝成代理,并且需要并发控制。(3)其方法(操作)由自身状态的改变而激活。(p25)
3.被动对象:其内部的操作需要通过外部消息驱动才能执行的对象。(p25)
4.类:一组具有相同性质(属性和操作)的对象的抽象。(p20)
5.主动类:主动类的对象至少拥有一个进程或线程,因此它能够自主执行(p65)
6.接口:描述一个类或构件的一个服务的操作集(p64)
7.用况:用况是对业务过程所包含的一组动作序列的描述,系统执行这些动作将产生一个对特定的参与者有价值且可观察的结果。(p42)
8.协作:协作定义了一个交互,它是由一组共同工作以提供某协作行为的角色和其他元素构成的一个群体,这些协作行为大于所有元素的各自行为的综合(p64)
9.构件:构件是系统中物理的、可替代的部件,它遵循且提供一组接口的实现。(p65)
10.节点:节点也是物理的,是在系统运行时存在的物理元素,它表示了一种可计算的资源,通常至少有一些记忆能力和处理能力。(p65)
11.一般类和12.特殊类:如果类a具有类b的全部属性和服务(操作),而且具有自己特有的某些属性和服务,则类a叫做类b的特殊类,b叫做a的一般类。(p22)
13.关联(关系):事物(类)之间的一种结构关系,或者说是对象之间连接的抽象,用来描述对象之间的相互作用(p67)
14.关联类:关联类是一种具有关联特性和类特性的建模元素,可以将其看出是具有类特性的关联,或者具有管理特征的类(p116)
15.依赖(关系):依赖是两个事物之间的一种语义关系,其中的一个事物的改变会影响另一个事物,反之未必(p106)
16.泛化(关系):泛化是一种“特殊/一般”关系,即特殊事物和一般事物之间的关系。(p108)
17.实现(关系):类元之间的语义关系(p16)
18.链和链属性:对象之间的关联或相互作用表现出不同的类的对象的实例之间的实际的或概念上的联系,称为链。链属性:??(p110)
20.问题域:是指特定应用系统的应用领域,即在现实世界中由该系统进行处理的业务范围。(p47)
21.系统责任:指系统应该具备的职能。(p47)
22.消息:消息定义为向对象发出的服务请求(p23和p127)
23.交互:交互是发生在对象之间后对象内部的消息传递行为(p66)
24.事件:一个触发行为成为一个事件,换句话说,所谓事件是指特定时刻内发生的动作。(p139)
25.事件流:(p84)
26.状态:指在对象的生命期中的一个条件或状况(通过属性值体现),在此期间,对象将满足某些条件、执行某些活动或等待某些事件。(p141)
27.状态机:状态机描述了一个对象或一个交互在生命期内响应事件所经历的状态序列,即描述其状态变迁。(p66)
28.封装:封装是对拥有结构和行为的一个对象的元素进行划分的过程,封装完成抽象的契约接口和对象实施的分离(p28)
29.继承:特殊类拥有一般类的全部属性和服务(操作),称为特殊类对一般类的继承(p29)多态:在一般类中定义的属性被特殊类继承之后,可以具有不同的数据类型;同理,一般类中定义的操作,可以在特殊类中具有不同的实现方法。(p31)
31.抽象:抽象即指通过思考进行分离的行为。另一种解释:表示某事物的本质特征(p27)
32.角色:当一个类位于关联的某一端时,该类(的某些实例)就在这个关系中扮演了特定的角色。(这个算??)(p111)
33.限定词(修饰关联):限定词是关联的一个特定的属性,它的值划分了一个关联与一个对象相关的对象集。(p116)
的公共机制(详述、修饰、通用划分、扩展机制(构造型、标记值、约束))
37.准则包括标准与原则,模块化设计的标准包括:可分解性、组合性、可理解性、连续性、保护性;设计上应遵循的原则为:语言模块单元、接口很少、小接口、显示接口、信息隐蔽等。
38.面向对象的四个基本要素:面向对象系统是由对象组成的、组成系统的对象抽象成类、类之间存在泛化关系,此种关系支持继承、对象之间通过消息获取对方的服务。
39.应用开发过程六个阶段:需求描述、分析、设计、实现、测试、维护。
对软件密集型系统的制品进行下述工作:可视化、详述、构造、文档化。三大建模元素:事物、关系、图,事物分为:角色、实现结构。结构事物、行为事物、分组事物、注释事物,结构事10.简述描述类的基本特征(名称、属性等)并举例物分为:类、接口、协作、用况、主动类、构件、节说明之。点。名称:一个字符串;属性:已被命名的类的42.提交一个应用系统的过程包括:计划和细化、构造、特性;操作:一个服务的实现,该服务可以由类的任实施。何对象,甚至其他类的对象所请求,以影响其行为; 职责:类的契约或责任。
面向对象的技术篇三
1、oo法与人类认识客观世界的思维方式一致。
2、面向对象方法中分析与设计运用的概念是完全一致的,设计是分析模型的进一步深化和拓展,过渡是平滑的.、自然的、无缝的。两个阶段人员的交流毫无问题。
3、oo法则侧重于对象建模,对象是系统中比较稳定的因素,因此该方法对变化的适应能力较好。
4、面向对象方法:对复用支持程度高,本身提供了一些支持复用的机制(如继承),有复用的标准。
面向对象的技术篇四
;【摘 要】随着计算机技术的发展,计算机的应用领域日益广泛,从科学计算逐步发展为处理社会事务数据的工具。数据库理论在近几年来不断的完善和发展,并且在商业化推广应用上取得了瞩目的成绩,数据库技术已经成为了计算机技术的重要基础领域之一。本文主要是对面向对象的数据库技术的发展状况进行了系统地分析。
【关键词】数据库技术;面向对象数据库;对象关系数据库
近十几年来,将其他技术渗透到数据库系统中的研究和实践得到了快速发展,其中最重要的成果就是面向对象的数据库技术。面向对象的数据库将面向对象方法和数据库技术紧密的结合在了一起,并且已经有了一些理论和实践的成果。
1 数据库的发展
随着计算机技术的发展,计算机的应用领域也不断的扩大逐渐的从科学计算发展到社会事务的数据处理,在这样的背景下数据库也就产生了。现在数据库已经发展成为计算机技术的主要领域之一。数据库产生于20世纪60年代中期,至今为止共经历了三次具有历史意义的飞跃。第一次是数据模型概念的产生,在计算机算计操作系统产生之后,人们为了建立一套数据组织操作系统加强了对数据文件组织、管理等方面的研究,它产生的基础是一层次模型和网络模型。在“大型共享数据库的关系模型”的论文中,系统的提出了数据库关系模型,这一套理论为数据库的进一步发展奠定了充足的理论基础。第二次是以关系数据库为代表,到了80年代已经出现了众多关系型的商品化系统,使数据库更加广泛的应用于企业管理、辅助决策等社会事务数据的处理中。这些商业数据库系统,使数据库更加广泛的应用到企业管理、情报检索,辅助决策等。第三次是面向对象数据库、知识库、媒体库。计算机技术不断的发展,应用领域也在不断的壮大,数据库越来越多的和通讯网络、人工智能、多媒体技术融合,相信第三代数据库即将到来。
面向对象数据库设计思想主要由两部分构成:一方面,将面向对象的语言向数据库的方向发展,通过使用一系列的程序对这些对象进行处理,并在数据库这种无限的虚拟空间当中储存。另一方面,不断的扩展数据库系统,通过建立一种综合的语义数据概念集,在现实实体和数据库之间搭建一种桥梁。对于面向对象数据库的方法不同的人有不同的理解,如何将面向对象的方法与数据库结合在一起,不同的人有不同的方法,具体的策略有以下几种:第一,建立一套全新的数据库模型和数据语言模型,这种模型不借助现有的任何系统,现阶段许多的研究性面向对象数据库多采用这种方案。第二,利用对象的某一种能力来拓宽数据库语言,像c++语言就是从c这种语言扩展而来的,因此,在下一代数据库产品中也可以加入对象机制。这种方式在面向对象程序语言的基础上增加数据的功能。第三,提供一个可以扩充的面向对象的数据库系统。第四,借助数据库的能力扩充面向对象的程序设计语言。在面向对象的语言中加入持久性、事务管理、查询等数据库的特征,使其具有数据库的特性。第五,在传统的宿主语言中融入面向对象的语言结构。目前,对面向对象数据库存在着两种理解,一种是广义的将使用面向对象的数据库系统都统一称作面向对象数据库系统,另一种是理解相对狭隘一点,主要是一种革命化的方法全面引进对象的概念和技术。
3 传统数据库的局限性
传统的数据库与面向对象的数据库相比具有较强的局限性。首先,传统的数据库中大多都采用数据模型,因而结构化较强主要是面向机器语法的数据模型,它只能够储存有限的零散数据关系。现实中的对象结构往往是比较复杂的,对象与对象之间有着密切的联系,这种复杂性也就决定了传统的数据库并不能对这些对象进行数据处理。传统的数据库并不能解释数据之间更深层次的联系,不能对数据进行抽象化处理。其次,传统的数据库只能解决一些简单固定的数据类型,更加复杂的数据类型要通过用户编写程序借助高级语言来完成。再次,结构与行为存在完全分开的现象。传统的关系数据库技术的功能仅仅局限于正文、数字型的事物处理。从程序员的角度来看标识对象一般包括结构表示和行为规格说明这两方面的内容。传统的数据库是一种语法数据库,比较注重数据的独立性,难以抽象的模拟某些行为,对象的行为特征在传统的数据库中只能通过某些程序来表示,大量的语义难以从毫无意义的编码中恢复完整,这也就导致了结构与行为的分离。最后,传统的数据库存在着阻抗失配的现象。主要表现为编程模式不同和类型系统不同,这样的数据库可能会出现信息丢失的现象。此外,传统的数据库不能为层次数据提供结构支持,缺乏对版本配置的管理,并且程序语言和数据库语言之间存在着不协调现象。传统数据库的这些特性也就制约了它在更大范围发挥作用。传统的数据库能够处理的对象有限,难以适应新领域的新要求,二者之间产生了不可调和的矛盾,正是这种矛盾推动技术的革新和发展。
4 面向对象的数据库具有的新特征
随着数据库的快速发展,社会其他领域也扩大了对数据库技术的需求,这些领域在为数据库开辟了广阔天地的同时,也向数据库提出了更高的要求。面向对象的数据库,是在面向对象的模型与先进的数据库结合形成的一种新型的数据库类型。
新的应用领域所处理的对象一般结构较为复杂,用二维的关系结构图难以全面完整的表示出来,结构往往更加复杂有层次。在新的领域中对某一对象的处理经常会涉及到时间的变化,并且要保存大量的数据,部件还要具有可重用性。处理的数据量往往比较大,可能会有超长的正文数据、图形、图像、声音等数据。在20世纪80年代,atkinson根据自己的研究经验发表了一篇宣言,这是第一次对面向对象数据库系统的概念和特征进行概述,可总结概括为三个方面的特征。第一,必备的,复杂对象、对象表示、可扩充、计算完备、恢复性和持久性等。第二,可选类,这一类的特性是为了让系统更加完备,多重继承性、设计事务所处理版本、类型检查等。第三,开放的。设计人员可以根据具体的需求可选择的需求,分别是设计范型、表示系统、系统的单一性。
面向对象的数据库要具有以下几个特征:首先,由属性和操作共同组成的对象。其次,能够进行归类,可以将几个有着共同特性的对象归为不同的类型。再次,可扩充性,当数据库增加一种新的对象后不会对原有的对象的应用产生影响。最后,多态性。面向对象的数据库能够针对不同的对象对相同的信息做出的不同反应做出不同的处理,并且能够充分的理解信息内容。
面向对象数据库是面向对象技术和数据库结合的产物,它一直备受工业界和学术界的关注。面向对象数据库与传统的数据库相比具有很多的优势,能够对构造复杂的对象进行处理,它集成和发展了类层技术使软件能够进行重用。第一代数据库和第二带数据库都得到了蓬勃发展,随着科学技术的发展和数据库应用范围的扩大,不同的应用领域对数据库提出了更高的要求。
面向对象技术和数据据库的结合一般是沿用四种种发展途径,第一种是建立单纯的面向对象数据库管理系统,这种途径在面向对象的语言的基础上增加数据库的功能,支持持久对象和信息共享。面向对象数据库能够通过利用类来处理多媒体类型的数据,还能够利用继承性的特点来实现对象结构和方法的重用。面向对象的数据库与传统的数据库相比在开发速度和系统维护方面有很强的优越性。第二种实现方法是将传统的数据库的功能进行扩展,增加数据库面向对象的特性。这种系统一方面具有很强的通用性,能够支持被广泛使用的sql,另一方面能够面向对象,能够支持较为复杂的对象的复杂行为,这两方面的优势也就体现了数据库和面向对象技术的最好的结合。第三种是扩充关系数据库系统,这是一种在传统的数据库基础上形成的,将数据库的系统开放,允许由用户定义的抽象的数据类型加入到系统中来。第四,数据库系统工具包,这种方法的出发点是认为没有任何一种dbms能够满足下一代应用所有的需求,因此要通过提供工具包,使每个层次上的数据库都能够进行扩充,从而满足不同的需求。对象技术和数据库技术的结合的优点,吸引着全球的数据库开发商竞相研究,如何实现二者的结合是竞争的焦点。
6 面向对象技术和数据库技术结合的进展
现阶段,我们通过对扩充关系数据库、支持持久对象的程序设计语言、面向对象的数据库系统、数据库系统工具包,这四个方向进行研究和开发,已经取得不少的成果,但是这4方面的发展是不平衡的,一些方向上获得了主导性收获,而另外一些收获甚少甚至没有了发展的必要,于此同时也有了新的发展方向。
6.1 扩充性关系数据库
这种方法是最占优势,它能够最全面的满足社会对面向对象数据库的各项要求。
6.2 支持持久对象的程序语言
在这个方向上的研究也取得了一些具有重要意义的成果,从社会角度而且它仍然具有很强的开发的必要,但是从商业实践的角度来看,它并不成功,它只能是一种纯粹的程序设计语言。不过在这个方向上取得的成果对对象数据库的研究和发展产生了积极的影响。现在许多的导航式的程序设计的界面都受到了持久的程序设计语言的影响,并且持久数据的收集模式的研究成果可以直接应用到面向对象的数据库的研究中去。
在面向对象的数据库系统的研究方向的研究是十分活跃的,许多的专家学者都专注于这一方面的研究。atkinson在1989年发表的“面向对象数据库系统宣言”,系统的陈述了面对对象数据库的必备特性。经过多年的研究和发展面向对象的数据库系统取得了许多的成就,其中包括基本对象模型、对复杂的对象支持、以及模式化演化等。一些新兴的公司推出了oodb的产品。
6.4 数据库系统工具包
这种方法的发展并不如预期的效果好,现在已经很少人用了。这类工具包相对比较繁琐,不能够根据对象的具体特点进行灵活的处理。并且,面向对象的数据库已经具备了可扩充性,不用在设计构建一个数据管理设施了。
这是一种全新的将面向对象技术和数据库结合在一起的方式,这种方法在关系数据库的基础之上加上一层对象包装层,这样在面向对象的客户端就可以在传统的数据库基础上运行了。这些产品一般都会生成几个类,这些类就能够将程序员和底层的数据库连接在一起。
7 面向对象数据库在人事工资系统的应用
人事工资信息管理是人事部门最繁琐的日常项目,它不仅仅涉及到员工的具体信息,还要查阅大量的工资政策和历史条款和工资套改情况。我国的人事工资系统的开发和应用时从20世纪80年代开始的,一共经历了三个阶段。第一个阶段是80年代末至90年代初,这一阶段管理信息仅仅只能提供一些简单的查询和打印,工资信息处理也仅仅局限于输入员工的信息进行查询。第二个阶段,是90年代中期这时我国的工资管理信息系统开始引入工资标准这一内容,能够提供简单的工资变动功能,系统不能取代人工为用户确定工资档次。第三阶段是,近几年来我国逐渐构建了一套认识工资信息系统,将人事部门从繁琐的工资调整事务中摆脱出来。
要想在人事工资系统中应用面向对象的数据库,就必须先要确定问题域和系统边界,然后再识别对象的关联,添加对象类的关联属性,最后识别对象的方法来确定对象事件。人事工资信息的问题,首先要根据各种信息筛选出所有可能的对象,并对新进员工进行分类,通过关联分析,确定几个对象之间的相互依赖,相互作用的关系,发现边缘情况。确定新进员工的编号、姓名、学历等信息属性,职务级别异动要确定人员、级别、异动时间等属性。利用适当的继承关系,把类组成一个有层次继承性的系统,每个类的上层都有父层,下边有子层。对象模型建立后还要向数据库的模型进行映射,这是一个复杂的过程。面向对象的设计方法使数据库变成了一个相互关联的复杂对象的集合,通过面向对象的数据库可以模拟现实世界的实体关系,使这种模型自然而然的和现实世界产生了密切的联系。这样一方面大大减轻了人事部门的工作难度;另一方面,提高了数据的准确度,如果程序内大对象发生了变化后,它不会对程序的其他编码产生影响。
8 结语
随着计算机技术的不断的发展,面向对象技术与数据库技术结合在一起并得到了充分的发展。面向对象的数据库弥补了传统数据库的缺陷,把时间和对象的操作融合到数据库中,能够有效的记录并对相关的数据进行系统的处理和分析。
【参考文献】
[责任编辑:汤静]
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;[摘要]提出一个以开发大学课程管理系统(cms)为原型,并把使其运行在windows操作系统为目标的项目。描述该原型系统如何应用面向对象数据库开发技术来设计和实现的,并对该技术的未来做个展望和总结。
[关键词]对象数据库技术课程管理系统cms
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