객체 지향 데이터베이스

3. 기술적 특징

객체 지향 데이터베이스 관리 시스템(OODBMS)은 ODBMS(객체 데이터베이스 관리 시스템)라고도 불리며, 데이터베이스 기능과 객체 지향 프로그래밍 언어 기능을 결합한 것이다. OODBMS를 사용하면 객체 지향 프로그래머가 제품을 개발하고, 이를 객체로 저장하며, 기존 객체를 복제하거나 수정하여 OODBMS 내에서 새로운 객체를 만들 수 있다.^[3]

인트라넷과 엑스트라넷의 구현으로 웹 기반 기술의 사용이 증가함에 따라, 기업들은 복잡한 데이터를 표시하기 위해 OODBMS에 대한 관심을 갖게 되었다. 데이터를 객체로 저장하도록 특별히 설계된 DBMS를 사용하면 멀티미디어 프레젠테이션에 중점을 둔 회사나 컴퓨터 지원 설계(CAD)를 활용하는 조직에 유리하다.^[3]

대부분의 객체 지향 데이터베이스는 선언적 프로그래밍 방식을 사용하여 객체를 찾을 수 있도록 하는 일종의 쿼리 언어도 제공한다. ODMG는 객체 쿼리 언어(OQL)를 사용하여 표준화를 시도했다. 객체는 포인터를 따라 검색할 필요 없이 직접 검색할 수 있으므로 데이터 접근이 빠르다. 데이터와 관련된 클래스 메서드가 해당 데이터를 올바르게 해석하므로 멀티미디어 애플리케이션 개발이 용이하다.

예를 들어 Gemstone 또는 VOSS와 같은 많은 객체 데이터베이스는 버전 관리를 지원한다. 객체는 모든 버전의 집합으로 볼 수 있으며, 각 버전은 자체적으로 객체로 취급될 수 있다. 일부 객체 데이터베이스는 액티브 데이터베이스의 기반인 데이터베이스 트리거 및 제약 조건에 대한 체계적인 지원도 제공한다. 이러한 데이터베이스의 효율성은 한 항목에 대한 방대한 양의 데이터를 요구하는 영역에서 크게 향상된다. 예를 들어, 은행은 사용자의 계정 정보, 거래, 계정 정보 항목 등과 같은 광범위한 정보를 효율적으로 제공할 수 있다.

데이터베이스를 사용하는 사람들에게 ODBMS가 필요한 배경에는 주로 두 가지 요인이 있었다.

# 기존 관계형 데이터베이스에서 복잡한 구조를 가진 데이터를 다루는 것이 번거롭고 비효율적이며 다루기 어렵다는 점이 데이터베이스 관련자들에게 인식되기 시작했다.

# 최근 데이터를 다루는 애플리케이션 소프트웨어를 객체 지향 프로그래밍 언어 (스몰토크, C++, 자바, 델파이, 루비, 파이썬, C# 등)로 기술하는 경우가 많아졌다.

이러한 상황에서 관계형 데이터베이스를 사용하면 애플리케이션 소프트웨어에서 객체로 표현된 데이터와 관계형 모델에 기초한 관계형 데이터베이스의 관계 (테이블 구조) 데이터를 상호 변환하는 처리를 프로그래머가 직접 기술해야 했다. 이러한 객체 지향 프로그래밍 언어와 관계형 데이터베이스 간의 불일치를 임피던스 불일치라고 한다.

애플리케이션 소프트웨어는 내비게이션 데이터베이스처럼 내비게이션 방식으로 객체 데이터베이스에 저장된 객체에 대한 참조를 취득할 수 있다. 객체는 다른 객체에 대한 참조를 가질 수 있다. 이를 이용하여 애플리케이션 소프트웨어는 객체 간의 참조 관계를 따라가서 목적하는 객체에 대한 참조를 취득할 수 있다.

ODBMS의 검색 속도는 관계(테이블 구조)로 구현하는 RDBMS에 비해 빨라질 가능성이 있다. ODBMS에서는 RDBMS와 달리 조인(join)과 같은 처리를 거의 수행하지 않고, 객체의 참조를 통해 직접 목적 객체에 대한 참조를 취득할 수 있기 때문이다.

3. 1. 주요 특징

• 데이터 접근 속도: 포인터를 통해 직접 객체를 검색하여 데이터 접근 속도가 빠르다.
• 스키마 정의: 프로그래밍 언어와 데이터베이스 스키마가 동일한 유형 정의를 사용한다.
• 멀티미디어 처리: 데이터와 관련된 클래스 메서드가 데이터를 올바르게 해석하여 멀티미디어 애플리케이션 개발에 용이하다.
• 버전 관리: (예: Gemstone, VOSS) 객체의 모든 버전 집합을 관리하고, 각 버전을 객체로 취급한다.
• 데이터베이스 트리거 및 제약 조건: (일부 OODBMS) 액티브 데이터베이스의 기반이 되는 기능을 지원한다.
• 대용량 데이터 처리 효율성: 은행의 사용자 계정 정보처럼 한 항목에 대한 방대한 데이터가 필요한 영역에서 효율적이다.
• 객체 지향 프로그래밍 언어와의 연동: ODBMS는 객체 지향 프로그래밍 언어의 기능을 확장한 것으로, 투명한 데이터 영속성, 병행성 제어, 데이터 복구, 조인 쿼리 등을 제공한다.
• 객체 질의 언어: 대부분의 객체 지향 데이터베이스는 선언적 프로그래밍 방식의 쿼리 언어를 제공하여 객체를 찾는다. ODMG는 객체 쿼리 언어인 OQL을 통해 표준화를 시도했다.

3. 2. 관계형 데이터베이스(RDBMS)와의 비교

4. 활용 분야

객체 지향 데이터베이스는 객체 지향 프로그래밍 언어와 결합하여 복잡한 데이터를 처리하는 데 강점을 보인다. 특히 웹 기반 기술의 발전으로 복잡한 데이터 처리에 대한 요구가 증가하면서, 객체 지향 데이터베이스 관리 시스템(OODBMS)에 대한 관심이 높아졌다.

컴퓨터 지원 설계(CAD)나 멀티미디어 프레젠테이션과 같이 복잡한 데이터를 다루는 분야에서 OODBMS가 유용하게 활용될 수 있다.^[3]

객체 지향 데이터베이스는 공학, 공간, 전기 통신, 자연 과학 분야의 데이터베이스로 사용되어 왔으며, 금융업의 몇몇 특정 분야에서도 사용된다. 특히, 스탠퍼드 선형 가속기 센터의 객체 데이터베이스는 세계 최대 용량 및 데이터 증가 속도 기록을 보유하고 있다. 또한, 장비, 패키지 소프트웨어, 실시간 시스템에 내장되어 사용되기도 한다.

4. 1. 주요 활용 분야

• 공학 데이터베이스
• 공간 데이터베이스
• 전기 통신 데이터베이스
• 고에너지 물리학, 분자 생물학(생물 정보학) 등 자연 과학 분야

5. 표준화 및 네이티브 쿼리

객체 데이터 관리 그룹(Object Data Management Group, ODMG)은 객체 데이터베이스 표준화를 위해 노력했지만, 2001년 활동을 중단했다. 이후 객체 지향 데이터베이스 개념은 SQL:1999에 일부 반영되었고, 객체-관계형 데이터베이스(object–relational database) 제품에서 다양하게 구현되었다.

2005년에는 객체 지향 프로그래밍 언어 자체를 쿼리 표현에 사용하는 네이티브 쿼리(Native Queries) 방식이 제안되었다. 마이크로소프트는 Language Integrated Query(LINQ)를 통해 이 방식을 채택했다.

객체 관리 그룹(Object Management Group, OMG)은 ODMG의 뒤를 이어 객체 데이터베이스 기술 표준화를 시도했으나, 2009년에 중단되었다. 한편, 월드 와이드 웹 컨소시엄(World Wide Web Consortium)의 XQuery와 같은 기술은 XML 데이터 처리에 활용되며 객체 데이터베이스와 경쟁했다. JSON 형식의 부상과 PostgreSQL의 JSONB 지원은 객체 데이터베이스 기술의 새로운 흐름을 보여주었다.

5. 1. 표준화 노력 (ODMG)

5. 2. 네이티브 쿼리 (Native Queries)

5. 3. 기타 표준화 동향

6. 비판 및 과제

벤치마크를 통한 성능 비교에서 일부 처리 형태에서 ODBMS가 RDBMS보다 뛰어난 성능을 보이기도 한다. 이는 ODBMS가 많은 처리를 선언적 지시가 아닌 네비게이션 지시를 기반으로 실행하기 때문이다. 객체 데이터베이스에 대한 네비게이션 접근은 대부분의 경우 참조를 따라 대상 객체를 획득하는 효율적인 방법으로 구현된다.^[23]

하지만 많은 사람들은 객체 데이터베이스 기술의 본질적인 방향성은 현 시점에서도 유효하다고 생각한다. 현재도 객체 데이터베이스 기술을 포함하여 데이터베이스 기능을 밀접하게 객체 지향 프로그래밍 언어와 통합하려는 노력이 연구자와 개발자 커뮤니티 모두에서 계속되고 있다.

6. 1. 비판

6. 2. 과제

참조

_[1] 웹사이트 Data Integration Glossary http://knowledge.fhw[...] U.S. Department of Transportation 2001-08
_[2] 웹사이트 ODBMS.ORG :: Object Database (ODBMS) | Object-Oriented Database (OODBMS) | Free Resource Portal http://odbms.org/Int[...] 2013-08-31
_[3] 서적 Management Information Systems McGraw-Hill/Irwin 2009
_[4] 논문 Three example references from 1985 that use the term
_[5] 서적 Introduction to Object-Oriented Databases The MIT Press 1990
_[6] 서적 Building an Object-Oriented Database System: The Story of O2 Morgan Kaufmann Publishers 1992
_[7] 간행물 TORNADO: a DBMS for CAD/CAM systems 1981-07
_[8] 웹사이트 SpringSource to Acquire Gemstone Systems Data Management Technology https://web.archive.[...] WMware 2014-08-05
_[9] 웹사이트 GemTalk Systems Acquires GemStone/S Products from VMware https://web.archive.[...] PRWeb 2014-08-05
_[10] 웹사이트 restructuring our Versant Community Website http://supportservic[...]
_[11] 웹사이트 Realm Releases Object Database for Node.js https://www.infoq.co[...]
_[12] 웹사이트 Object Database Ranking on DB-Engines https://db-engines.c[...] 2021-05-21
_[13] 웹사이트 Stanford Linear Accelerator (SLAC) https://www.service-[...]
_[14] 서적 Addendum to the proceedings on Object-oriented programming systems, languages, and applications (Addendum) - OOPSLA '92
_[15] 웹사이트 BaseX XQuery Processor https://basex.org/ba[...]
_[16] 웹사이트 XQuery in eXist-db https://exist-db.org[...]
_[17] 웹사이트 Saxon - Using XQuery https://www.saxonica[...]
_[18] 웹사이트 PostgreSQL: Documentation: 10: 9.15. JSON Functions and Operators https://www.postgres[...]
_[19] 간행물 So what the Hell is ODBMS?
_[20] 간행물 OODBMSs gaining MIS ground but RDBMSs still own the road 1994
_[21] 서적 Introduction to Object-Oriented Databases The MIT Press 1990
_[22] 서적 Building an Object-Oriented Database System: The Story of O2 Morgan Kaufmann Publishers 1992
_[23] 웹사이트 オブジェクトデータベースがどのように動くかを示すアニメーション http://www.service-a[...]
_[24] 서적 Object Storage Fact Books: Object DBMSs and Object-Relational Mapping http://www.barryanda[...] Barry & Associates, Inc. 2001
_[25] 웹사이트 Data Integration Glossary http://knowledge.fhw[...] U.S. Department of Transportation 2001-08
_[26] 웹사이트 ODBMS.ORG :: Object Database (ODBMS) | Object-Oriented Database (OODBMS) | Free Resource Portal http://odbms.org/Int[...] 2013-08-31