【正文】 性 A 屬性 B 屬性 C …… G ene r al 圖 像 文件 視頻文件 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?（ 2）擴充用戶自定義的數(shù)據(jù)類型 ?用戶自定義一個抽象數(shù)據(jù)類型作為另一關(guān)系的值，而不僅僅是采用系統(tǒng)己定義的數(shù)據(jù)類型。 ? 例如，用函數(shù)定義的擴展系統(tǒng)允許用戶將程序加到一個關(guān)系上，使系統(tǒng)的查詢語言具備調(diào)用程序的能力。這種方法旨在擴充關(guān)系數(shù)據(jù)庫，使之支持 ADT（抽象數(shù)據(jù)類型） 的定義和使用。 ? 以極小的代價拓寬的對多種媒體的管理能力。 ? 但由于基于二維構(gòu)造的多媒體數(shù)據(jù)模型無法反映各媒體之間的 空間、時間 和 語義 關(guān)系，有關(guān)的處理必須用其它應(yīng)用程序來實現(xiàn)，所以在多媒體數(shù)據(jù)的 同步和集成 方面存在很多問題，且對多媒體數(shù)據(jù)的 基于內(nèi)容的檢索和查詢 更加難以實現(xiàn)。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?3）擴充嵌套語義，采用 NF2數(shù)據(jù)模型 。 ? 傳統(tǒng)的關(guān)系模型要求關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的所有關(guān)系必須滿足 第一范式 （ FirstNormalForm， 1NF），即一個關(guān)系中的所有屬性都必須是原子型的，表中不能有表。 ? 由于 MMDB具有各種各樣的媒體數(shù)據(jù)，格式、大小都不相同，因此必須打破關(guān)系數(shù)據(jù)庫中關(guān)于范式的要求，允許表中有表，即采用 非第一范式 （ NonFirstNormalForm， NF2）模型，也叫 嵌套關(guān)系數(shù)據(jù)模型 。 NF2模型提供描述屬性嵌套定義的手段，一個對象的值也可以是一個對象。 ? 雖然 NF2方法可以利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫傳統(tǒng)優(yōu)勢，延用關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言或其他通用語言。但無法增強建模能力，不能較好地反映多媒體數(shù)據(jù)所 特有的時空關(guān)系 ，同時 多媒體對象 的存取、檢索或其它處理上仍存在相當大的困難。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?2． 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型 ? 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫建立在對象模型的基礎(chǔ)上 ， 以定義對象的屬性 、 集合 、 行為 、 狀態(tài)和聯(lián)系等為主要描述方式 ， 引入了 類、 對象 、 方法 、 消息 、 封裝 、 繼承 等概念 。 ? 面向?qū)ο蟮姆椒樾乱淮亩嗝襟w數(shù)據(jù)模型打下了良好的基礎(chǔ) ， 許多多媒體資料可以抽象為被 類型鏈 連接在一起的結(jié)點網(wǎng)絡(luò) ， 可以自然地用面向?qū)ο蠓椒ㄋ枋?。 ? 這種機制可以很好地滿足 MMDB在 建模 方面的要求 ， 并且能更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的 存儲 、 查詢 以及其他操作 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?其特點主要表現(xiàn)為： ?（ 1）面向?qū)ο竽Ｐ椭С帧?聚合 ”與“ 概括 ”的概念，從而可以更好地處理多媒體數(shù)據(jù)等復(fù)雜對象的結(jié)構(gòu)語義。 ?（ 2）面向?qū)ο竽Ｐ椭С?抽象數(shù)據(jù)類型 和 用戶定義的方法 ，便于系統(tǒng)支持定義新的數(shù)據(jù)類型和操作。 ?（ 3）面向?qū)ο笙到y(tǒng)的數(shù)據(jù)抽象、功能抽象與消息傳遞的特點使對象在系統(tǒng)中是獨立的，具有 良好的封閉性 ，封閉了多媒體數(shù)據(jù)之間的類型及其它方面的巨大差異，并且容易實現(xiàn)并行處理，也便于系統(tǒng)模式的擴充和修改。 ?（ 4）面向?qū)ο笙到y(tǒng)的對象類、類層次和繼承性的特點，不僅減少了冗余 和由此引起的一系列問題，還非常有利于 版本控制。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?（ 5）面向?qū)ο笙到y(tǒng)中實體是獨立于值存在的，因而 避免了 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中討論的 各種異常 。 ?（ 6）面向?qū)ο笙到y(tǒng)的查詢語言通常是沿著系統(tǒng)提供的內(nèi)部固有聯(lián)系進行的， 避免了 大量的 查詢優(yōu)化工作 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 MMDBMS的體系結(jié)構(gòu) ?1．組合型結(jié)構(gòu) ?通過整合技術(shù)連接的。如圖，組合型結(jié)構(gòu)中可以擁有多個獨立的媒體數(shù)據(jù)庫，每一種媒體數(shù)據(jù)庫的設(shè)計都有自己獨立的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 用戶應(yīng)用程序 文本數(shù)據(jù)庫 音頻數(shù)據(jù)庫 圖形數(shù)據(jù)庫 圖像數(shù)據(jù)庫 視頻數(shù)據(jù)庫 文本數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 音頻數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 圖形數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 圖像數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 視頻數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 167。 MMDBMS的體系結(jié)構(gòu) ?2．集中統(tǒng)一型結(jié)構(gòu) ?各種媒體被集中統(tǒng)一地建在單一的 MMDB里，由單一的 MMDBMS統(tǒng)一管理和操縱。 ?實際較難實現(xiàn)。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 用戶應(yīng)用程序 多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 文本數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù) 167。 MMDBMS的體系結(jié)構(gòu) ?3．客戶／服務(wù)型結(jié)構(gòu) ?各種單媒體數(shù)據(jù)仍然相對獨立 ， 各用一個服務(wù)器來實現(xiàn)管理和操縱 ， 客戶與服務(wù)器之間通過特定的中間件系統(tǒng)連接 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 用戶應(yīng)用程序 用戶接口程序 多媒體數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 文本數(shù)據(jù)庫 音頻數(shù)據(jù)庫 圖形數(shù)據(jù)庫 圖像數(shù)據(jù)庫 視頻數(shù)據(jù)庫 文本服務(wù)器 音頻服務(wù)器 圖形服務(wù)器 圖像服務(wù)器 視頻服務(wù)器 167。 MMDBMS的體系結(jié)構(gòu) ?4．超媒體型結(jié)構(gòu) ?數(shù)據(jù)庫分散到網(wǎng)絡(luò)上 ， 把它看成一個信息空間 ， 只要設(shè)計好訪問工具就能夠訪問和使用這些信息 。 在多媒體的數(shù)據(jù)模型上 ， 通過超鏈接建立起各種數(shù)據(jù)的時空關(guān)系 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 媒體數(shù)據(jù)庫 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 媒體數(shù)據(jù)庫 媒體 數(shù)據(jù)庫 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 媒體數(shù)據(jù)庫 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 媒體數(shù)據(jù)庫 167。 MMDBMS的查詢管理 ?數(shù)據(jù)庫的 查詢 是數(shù)據(jù)庫最重要的功能之一 。 ?MMDBMS查詢系統(tǒng)需完成以下幾個方面的設(shè)計：用戶查詢接口 、 多媒體數(shù)據(jù)提交 、 提交過程干預(yù) 。 ?用戶查詢接口應(yīng)允許用戶根據(jù)內(nèi)容 、 實例 、 時間 、空間及其可能的組合進行查詢 。 ?對實例查詢 ， 用戶接口需從適當?shù)脑O(shè)備中獲得實例對象 （ 如實例對象可通過掃描儀或存儲的文件獲得） 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 MMDBMS的查詢管理 ?查詢生成器 產(chǎn)生一個適當?shù)目杀徊樵兲幚砥魈幚淼牟樵儯?查詢處理器 訪問需要的元數(shù)據(jù)并作出反應(yīng)； 響應(yīng)表示 模塊向用戶提供顯示和反饋 。 如果用戶對響應(yīng)不滿意 ， 可 重新 設(shè)計并生成新的查詢 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 用戶查詢接口 查詢生成器 響應(yīng)表示 查詢再生成 索引存取 數(shù)據(jù)存取 查詢處理器 MEDIA ASSET MANAGEMENT 第 7章 多媒體數(shù)據(jù)庫 技術(shù) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫概述 1 多媒體數(shù)據(jù)庫概述 2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù) 3 分布式多媒體數(shù)據(jù)庫 4 檢索技術(shù)簡介 5 167。 面向?qū)ο?的數(shù)據(jù)庫技術(shù) ?面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng) （ OODB） 的思想產(chǎn)生于上世紀 80年代初 。 結(jié)合特定應(yīng)用領(lǐng)域 ， 分為： 多媒體數(shù)據(jù)庫 （ 結(jié)合多媒體技術(shù) ） 、 空間數(shù)據(jù)庫 （ 結(jié)合空間信息學(xué)和 GIS） 、 演繹數(shù)據(jù)庫 （ 結(jié)合人工智能 ） 、 工程數(shù)據(jù)庫 （ 結(jié)合軟件工程 ） 等 。 ?與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相比 ， 它們既具有 多樣性 （ 學(xué)科交叉的必然結(jié)果 ） ， 又有 統(tǒng)一性 ， 建立它們的主要目的是為了 處理海量信息 和 復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 新型數(shù)據(jù)庫 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 改進 擴充 167。 面向?qū)ο?的數(shù)據(jù)庫技術(shù) ?與擴充的 RDB不同， OODB傾向于以數(shù)據(jù)模型入手，重新考慮 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 、對象類層次的 存儲結(jié)構(gòu) 、 存取方法 和 繼承性 的實現(xiàn)方法、用戶定義的數(shù)據(jù)類型和方法的處理策略、必要的版本控制和友好的用戶界面，建立一個 全新的 DBMS。 ?對于大型應(yīng)用而言， OODB技術(shù)是解決多媒體數(shù)據(jù)庫中復(fù)雜關(guān)系的 最根本的解決辦法 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 OODB的特點 ?首先 ， 它是一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) ， 具有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本功能： ? 一是 永久性 ， 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)永久保存； ? 二是 存儲管理 ， 包括索引管理 、 數(shù)據(jù)聚集 、 數(shù)據(jù)緩沖 、 存取路徑選擇 、 查詢優(yōu)化等； ? 三是 能并發(fā)控制 ， 提供高于當前已有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)同樣級別的 、 對多個用戶并發(fā)操作的支持； ? 四是 故障恢復(fù)能力 ， 提供不低于當前已有的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)同樣級別的 、 將數(shù)據(jù)庫從故障后的錯誤狀態(tài)中恢復(fù)到某個正確狀態(tài)的功能； ? 五是 交互式查詢功能 ， 且是非過程化的 、 高效的 、 獨立于應(yīng)用的 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 OODB的特點 ?其次 ， 它是一個 面向?qū)ο蟮南到y(tǒng) ， 具有支持 OODB模型 ， 支持復(fù)雜對象 ， 具有運用各種構(gòu)造機制從簡單對象組成復(fù)雜對象的能力 。 ?復(fù)雜對象構(gòu)造能力加強了對客觀現(xiàn)實世界的模擬能力 ， 且 方法自然 、 易理解 、 具有對象標識 ， 對象標識獨立于其值而存在的特性 ， 可以極大地加快查詢速度 。 ?對象既封裝了 數(shù)據(jù) ， 又封裝 操作 ， 實現(xiàn)了 信息隱藏 ， 使用戶不必知道操作的實現(xiàn)細節(jié) ， 只利用設(shè)計者提供的消息即可訪問對象 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 OODB的特點 ? OODB與傳統(tǒng)的 RDB相比 ， 其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在： ? 1. OODB更易于掌握 ? OODB可 基于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言 ， 如 C++。 熟悉面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言的人能很方便地掌握并使用這類系統(tǒng) 。 ? 2. 支持復(fù)雜應(yīng)用 ? 面向?qū)ο竽Ｐ椭饕糜趶?fù)雜應(yīng)用 。 將特定對象放入高緩沖區(qū)或內(nèi)存 ，使系統(tǒng)性能得到優(yōu)化 。 ? 3. 存儲大型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? OODB不僅能存儲復(fù)雜的應(yīng)用數(shù)據(jù)，而且還能 存儲較大的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。OODB不會因為有大量對象的存在而降低了性能。 ? 4. 直接引用對象 ? OODB支持對象的直接引用 ，減少了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余，提供了數(shù)據(jù)共享能力，有利于數(shù)據(jù)完整性維護，同時還大大提高了搜索和導(dǎo)航訪問能力。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 OODB的特點 ? 5. 優(yōu)良的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境 ? RDB的應(yīng)用開發(fā)離不開數(shù)據(jù)操作語言和相應(yīng)的宿主語言等。 OODB的應(yīng)用開發(fā)并沒有這些限制。 ? 6. 簡化并發(fā)控制 ? 在 RDB中，并發(fā)控制理論實現(xiàn)起來卻比較復(fù)雜。而 OODB的并發(fā)控制以對象為封鎖單位，相關(guān)數(shù)據(jù)由對象本身的結(jié)構(gòu)決定，一些控制可由對象的方法和觸發(fā)器完成，并發(fā)控制簡單而有效。 ? 7. 實現(xiàn)無縫連接 ? OODB的產(chǎn)生主要是為了解決“阻抗失配”，它強調(diào)高級程序設(shè)計語言與數(shù)據(jù)庫的無縫連接。由于實現(xiàn)了無縫連接，使得 OODB能夠支持非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型，從而特別適用于工程設(shè)計領(lǐng)域。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 OODB的特點 ? OODB技術(shù)可望成為繼 RDB技術(shù)之后的 新一代 數(shù)據(jù)管理技術(shù)。 ?存在的問題如下： ? 1. 性能方面： 由于 OODB中數(shù)據(jù)被存放在許多地方，因此，有效對象聚集是性能好壞的關(guān)鍵因素。 ? 2. 模式修改： 當需要 OODB的升級或新版本時，數(shù)據(jù)庫的模式修改或重構(gòu)將是個問題。 ? 3. 標準化： 標準化和形式化是 OODB研究和發(fā)展的一個重要方向。 ? 4. 技術(shù)仍須趨向成熟： OODB的發(fā)展有賴于面向?qū)ο笳Z言的發(fā)展。隨著面向?qū)ο笳Z言的發(fā)展， OODB將趨于成熟。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 OODB的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ?現(xiàn)有 OODB管理系統(tǒng)功能各異，因而有各種不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。下面介紹一種由 美國 MCC公司 研制的ORION系統(tǒng) 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 ?ORION系統(tǒng) 由 4個子系統(tǒng)構(gòu)成： MEDIA ASSET MANAGEMENT 消息處理子系統(tǒng) 對象子系統(tǒng) 事務(wù)子系統(tǒng) 存儲子系統(tǒng) 167。 OODB的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ?ORION系統(tǒng) 由 4個子系統(tǒng)構(gòu)成： ? （ 1） 消息處理子系統(tǒng) ：處理發(fā)送到系統(tǒng)中的所有消息。 ? （ 2） 對象子系統(tǒng) ：提供高級數(shù)據(jù)管理功能，包括查詢優(yōu)化、模式管理、長數(shù)據(jù)管理（包括全文檢索），以及支持版本對象、復(fù)合對象和多媒體對象。 ? （ 3） 存儲子系統(tǒng) ：完成對存儲在磁盤上對象的存取，它包括兩個子系統(tǒng) ——頁緩沖區(qū)管理和磁盤段管理，分別負責(zé)內(nèi)存頁緩沖區(qū)管理和磁盤中頁段管理。 ? （ 4） 事務(wù)管理子系統(tǒng) ：采用鎖和日志技術(shù)協(xié)調(diào)系統(tǒng)的并發(fā)控制與恢復(fù)機制。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 OODB的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ?ORION系統(tǒng)的客戶機 /服務(wù)器視圖 ： MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 OODBS的存儲管