多媒體數(shù)據(jù)庫技術

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1、第10章多媒體數(shù)據(jù)庫技術數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展可以大體歸為三個階段：人工管理文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。人工管理這一階段（20世紀50年代中期以前），計算機主要用于科學計算。外部存儲器只有磁帶、卡片和紙帶等還沒有磁盤等直接存取存儲設備。軟件只有匯編語言，尚無數(shù)據(jù)管理方面的軟件。數(shù)據(jù)處理方式基本是批處理。這個階段有如下幾個特點：1.計算機系統(tǒng)不提供對用戶數(shù)據(jù)的管理功能。用戶編制程序時，必須全面考慮好相關的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)的定義、存儲結構以及存取方法等。程序和數(shù)據(jù)是一個不可分割的整體。數(shù)據(jù)脫離了程序就無任何存在的價值，數(shù)據(jù)無獨立性。2.數(shù)據(jù)不能共享。不同的程序均有各自的數(shù)據(jù)

2、，這些數(shù)據(jù)對不同的程序通常是不相同的，不可共享；即使不同的程序使用了相同的一組數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也不能共享，程序中仍然需要各自加人這組數(shù)據(jù)，誰也不能省略?；谶@種數(shù)據(jù)的不可共享性，必然導致程序與程序之間存在大量的重復數(shù)據(jù)，浪費了存儲空間。3.不單獨保存數(shù)據(jù)?；跀?shù)據(jù)與程序是一個整體，數(shù)據(jù)只為本程序所使用，數(shù)據(jù)只有與相應的程序一起保存才有價值，否則就毫無用處。所以，所有程序的數(shù)據(jù)均不單獨保存。文件系統(tǒng)在這一階段（20世紀50年代后期至60年代中期）計算機不僅用于科學計算，還利用在信息管理方面。此時，外部存儲器已有磁盤、磁鼓等直接存取的存儲設備。軟件領域出現(xiàn)了操作系統(tǒng)

3、和高級軟件。操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)是專門管理外存的數(shù)據(jù)管理軟件，文件是操作系統(tǒng)管理的重要資源之一。數(shù)據(jù)處理方式有批處理，也有聯(lián)機實時處理。這個階段有如下幾個特點：1.數(shù)據(jù)以“文件”形式可長期保存在外部存儲器的磁盤上。。2.數(shù)據(jù)的邏輯結構與物理結構有了區(qū)別，但比較簡單。程序與數(shù)據(jù)之間具有“設備獨立性”，即程序只需用文件名就可與數(shù)據(jù)打交道，不必關心數(shù)據(jù)的物理位置。由操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)提供存取方法（讀／寫）。3.文件組織已多樣化。有索引文件、鏈接文件和直接存取文件等。但文件之間相互獨立、缺乏聯(lián)系。數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系要通過程序去構造。4.數(shù)據(jù)不再屬于某個特定的程序，可以重復

4、使用，即數(shù)據(jù)面向應用。但是文件結構的設計仍然是基于特定的用途，程序基于特定的物理結構和存取方法，因此程序與數(shù)據(jù)結構之間的依賴關系并未根本改變。5.對數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。這是由于文件中只存儲數(shù)據(jù)，不存儲文件記錄的結構描述信息。文件的建立、存取、查詢、插人、刪除、修改等所有操作，都要用程序來實現(xiàn)。隨著數(shù)據(jù)管理規(guī)模的擴大，數(shù)據(jù)量急劇增加，文件系統(tǒng)顯露出一些缺陷：a.數(shù)據(jù)冗余。由于文件之間缺乏聯(lián)系，造成每個應用程序都有對應的文件，有可能同樣的數(shù)據(jù)在多個文件中重復存儲。b.不一致性。這往往是由數(shù)據(jù)冗余造成的，在進行更新操作時，稍不謹慎，就可能使同樣的數(shù)據(jù)在不同的文件

5、中不一樣。數(shù)據(jù)聯(lián)系弱。這是由于文件之間相互獨立，缺乏聯(lián)系造成的。c.文件系統(tǒng)階段是數(shù)據(jù)管理技術發(fā)展中的一個重要階段。在這一階段中，得到充分發(fā)展的數(shù)據(jù)結構和算法豐富了計算機科學，為數(shù)據(jù)管理技術的進一步發(fā)展打下了基礎，現(xiàn)在仍是計算機軟件科學的重要基礎。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)這一階段（60年代后期），數(shù)據(jù)管理技術進入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)克服了文件系統(tǒng)的缺陷，提供了對數(shù)據(jù)更高級、更有效的管理。這個階段的程序和數(shù)據(jù)的聯(lián)系通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來實現(xiàn)（DBMS）近年來，隨著多媒體數(shù)據(jù)庫的引入，對數(shù)據(jù)的管理方法又開始醞釀新的變革。我們知道，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的模型主要針對整數(shù)、實數(shù)、定

6、長字符等規(guī)范數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫的設計者必須把真實的世界抽象為規(guī)范數(shù)據(jù)，這要求設計者具有一定的技巧，而且在一定情況下，這項工作會特別的困難。即使抽象完成了，抽象得到的結果往往會損失部分的原始信息，甚至會出現(xiàn)錯誤。當圖像、聲音、動態(tài)視頻等多媒體信息引入計算機之后，可以表達的信息范圍大大擴展，但又帶來許多新的問題。在這種情況下，如何使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來描述這些數(shù)據(jù)呢？另一方面，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可以在用戶給出查詢條件之后迅速地檢索到正確的信息，但那是針對使用字符數(shù)值型數(shù)據(jù)的?，F(xiàn)在，我們面臨著這樣的問題：如果基本數(shù)據(jù)不再是字符數(shù)值型，而是圖像、聲音，甚至是視頻數(shù)據(jù)，那我們將怎樣檢索？

7、如何表達多媒體信息的內容？我們應該如何組織這些數(shù)據(jù)呢？查詢應該如何進行？這些都是我們不得不考慮的。多媒體數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫技術與多媒體技術結合的產物。多媒體數(shù)據(jù)庫不是對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進行界面上的包裝，而是從多媒體數(shù)據(jù)與信息本身的特性出發(fā)，考慮將其引入到數(shù)據(jù)庫中之后而帶來的有關問題。多媒體數(shù)據(jù)庫從本質上來說，要解決三個難題。第一是信息媒體的多樣化，不僅僅是數(shù)值數(shù)據(jù)和字符數(shù)據(jù)，要擴大到多媒體數(shù)據(jù)的存儲、組織、使用和管理。第二要解決多媒體數(shù)據(jù)集成或表現(xiàn)集成，實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)之間的交叉調用和融合，集成粒度越細，多媒體一體化表現(xiàn)才越強，應用的價值也才越大。第三是多媒體數(shù)據(jù)與人之間

8、的交互性。沒有交互性就沒有多媒體，要改