第6章多媒体数据库及基于内容检索多媒体数据管理环境多媒体数据库管理系统基于内容的检索技术6.1多媒体数据管理环境多媒体应用系统关键问题就是对系统中数据进行有效地管理：对多媒体数据的有效管理能尽量减少开发费用；便于综合利用、数据共享，降低成本、提高效益；对提高多媒体应用程序的执行效率和运行质量也具有十分重要的意义。1.多媒体数据的存储环境对多媒体数据的存储环境总的要求是：容量大、质量好、存取速度快、价格合适。主要有4类存储介质：1可更换的硬盘；工作介质、档案介质）2磁带备份介质；（多次使用）3光盘档案介质；4磁盘阵列。存储海量数据）2.多媒体数据的传输环境一般有3种传输方法：1使用可更换的介质进行人工传输。使用软盘、磁带、光盘、可更换硬盘等工具；2使用串行端口实行点对点传输。成本低，但难以实现多台计算机之间数据传输；3使用网络系统，实现计算机之间传输。3.多媒体数据管理的软件环境对多媒体数据资源的有效管理方法：1文件管理系统。2建立特定的逻辑目录。3传统的字符、数值数据库管理系统。4多媒体数据库管理系统。（功能）5超文本和超媒体。图6.1用传统的DBMS管理多媒体数据6.2多媒体数据库管理系统1多媒体数据库管理系统特点依据独立性原则，DBMS按层次划分为3种模式：物理模式、概念模式和外部模式。物理模式定义数据存储组织方法，如数据库文件的格式、索引文件组织方法、数据库在网络上的分布方法等存储模式。概念模式借助数据模型来描述，它定义抽象现实世界的方法。数据库模型先后经历了网状模型、关系模型和面向对象模型等阶段。外部模式又叫视图，它是概念模式对用户有用的那一部分。用户用户用户物理模式概念模式数据库外部模式图6.2DBMS的3层模式多媒体数据对数据库的影响1数据量大且媒体之间差异也极大，从而影响数据库中的组织和存储方法。2媒体种类增多增加了数据处理困难。3多媒体不仅改变了数据库的接口，使其声、文、图并茂，而且也改变了数据库的操作形式，其中最重要的是查询机制和查询方法。4传统的事务一般都是短小精悍，在多媒体数据库管理系统中也应尽可能采用短事务。为保证播放不致中断，MDBMS应增加这种处理长事务的能力。5多媒体数据库管理还有考虑版本控制的问题。2MDBMS的功能要求1MDBMS必须能表示和处理各种媒体数据，重点是不规则数据如图形、图像、声音的表示方法。2MDBMS必须能反映和管理各种媒体数据的特性，或各种媒体数据之间的空间或时间的关联。3MDBMS除必须满足物理数据独立性和逻辑数据独立性外，还应满足媒体数据独立性。物理数据独立性指当物理数据组织改变时，不影响概念数据组织。逻辑数据独立性指概念数据组织改变时，不影响用户程序使用的视图。媒体数据独立性指在MDBMS的设计和实现时，要求系统能保持各种媒体独立性和透明性。4MDBMS的数据操作功能。5MDBMS的网络功能。应解决分布在网络上的多媒体数据库中数据的定义、存储、操作问题，并对数据一致性、安全性、并发性进行管理。6MDBMS应具有开放功能，提供MDB的应用程序接口API，并提供独立于外设和格式的接口。7MDBMS还应提供事务和版本管理功能。3MDBMS的组织结构MDBMS的组织结构一般可分为3种：–集中型。–主从型。–协作型。1.集中型MDBMS由单独一个MDBMS来管理和建立不同媒体的数据库，并由这个MDBMS来管理对象空间及目的数据的集成。MDBMS图像图形音频文本…视频数据库数据库数据库数据库数据库图6.3集中型MDBMS的组织结构2.主从型MDBMS每个数据库都有自己的管理系统，称为从数据库管理系统，它们各自管理自己的数据库。这些从数据库管理系统又受一个称为主数据库管理系统的控制和管理。MDBMS主MDBMS从从从从MDBMSMDBMSMDBMSMDBMS某种MDB某种MDB某种MDB某种MDB多媒体数据库图6.4主从型MDBMS的组织结构3.协作型MDBMS协作型MDBMS也是由多个数据库管理系统来组成，每个数据库管理系统之间没有主从之分。要求系统中每个数据库管理系统称为成员MDBMS能协调地工作，但因每一成员MDBMS彼此有差异，所以在通信中必须首先解决这个问题。成员附加软件MDBMSMDBMS某种MDB多媒体数据库成员附加软件成员MDBMSMDBMS附加软件某种MDB持諱DB图6.5协作型MDBMS的组织结构4MDBMS的数据模型数据模型的概念扩充的关系数据模型1.数据模型的概念数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成，也称数据模型三要素。1）数据结构是对数据库系统静态特性的描述，是所研究的对象类型的集合。这些对象是数据库的组成成分。数据库系统通常按数据结构的类型来命名数据类型，如层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。2）数据操作是对数据库系统动态特性的描