多媒体数据库技术

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1、第10章多媒体数据库技术数据管理技术的发展可以大体归为三个阶段：人工管理文件系统数据库管理系统。人工管理这一阶段（20世纪50年代中期以前），计算机主要用于科学计算。外部存储器只有磁带、卡片和纸带等还没有磁盘等直接存取存储设备。软件只有汇编语言，尚无数据管理方面的软件。数据处理方式基本是批处理。这个阶段有如下几个特点：1.计算机系统不提供对用户数据的管理功能。用户编制程序时，必须全面考虑好相关的数据，包括数据的定义、存储结构以及存取方法等。程序和数据是一个不可分割的整体。数据脱离了程序就无任何存在的价值，数据无独立性。2.数据不能共享。不同的程序均有各自的数据

2、，这些数据对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组数据，这些数据也不能共享，程序中仍然需要各自加人这组数据，谁也不能省略。基于这种数据的不可共享性，必然导致程序与程序之间存在大量的重复数据，浪费了存储空间。3.不单独保存数据。基于数据与程序是一个整体，数据只为本程序所使用，数据只有与相应的程序一起保存才有价值，否则就毫无用处。所以，所有程序的数据均不单独保存。文件系统在这一阶段（20世纪50年代后期至60年代中期）计算机不仅用于科学计算，还利用在信息管理方面。此时，外部存储器已有磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。软件领域出现了操作系统

3、和高级软件。操作系统中的文件系统是专门管理外存的数据管理软件，文件是操作系统管理的重要资源之一。数据处理方式有批处理，也有联机实时处理。这个阶段有如下几个特点：1.数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁盘上。。2.数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简单。程序与数据之间具有“设备独立性”，即程序只需用文件名就可与数据打交道，不必关心数据的物理位置。由操作系统的文件系统提供存取方法（读／写）。3.文件组织已多样化。有索引文件、链接文件和直接存取文件等。但文件之间相互独立、缺乏联系。数据之间的联系要通过程序去构造。4.数据不再属于某个特定的程序，可以重复

4、使用，即数据面向应用。但是文件结构的设计仍然是基于特定的用途，程序基于特定的物理结构和存取方法，因此程序与数据结构之间的依赖关系并未根本改变。5.对数据的操作以记录为单位。这是由于文件中只存储数据，不存储文件记录的结构描述信息。文件的建立、存取、查询、插人、删除、修改等所有操作，都要用程序来实现。随着数据管理规模的扩大，数据量急剧增加，文件系统显露出一些缺陷：a.数据冗余。由于文件之间缺乏联系，造成每个应用程序都有对应的文件，有可能同样的数据在多个文件中重复存储。b.不一致性。这往往是由数据冗余造成的，在进行更新操作时，稍不谨慎，就可能使同样的数据在不同的文件

5、中不一样。数据联系弱。这是由于文件之间相互独立，缺乏联系造成的。c.文件系统阶段是数据管理技术发展中的一个重要阶段。在这一阶段中，得到充分发展的数据结构和算法丰富了计算机科学，为数据管理技术的进一步发展打下了基础，现在仍是计算机软件科学的重要基础。数据库管理系统这一阶段（60年代后期），数据管理技术进入数据库系统阶段。数据库系统克服了文件系统的缺陷，提供了对数据更高级、更有效的管理。这个阶段的程序和数据的联系通过数据库管理系统来实现（DBMS）近年来，随着多媒体数据库的引入，对数据的管理方法又开始酝酿新的变革。我们知道，传统数据库的模型主要针对整数、实数、定

6、长字符等规范数据。数据库的设计者必须把真实的世界抽象为规范数据，这要求设计者具有一定的技巧，而且在一定情况下，这项工作会特别的困难。即使抽象完成了，抽象得到的结果往往会损失部分的原始信息，甚至会出现错误。当图像、声音、动态视频等多媒体信息引入计算机之后，可以表达的信息范围大大扩展，但又带来许多新的问题。在这种情况下，如何使用数据库系统来描述这些数据呢？另一方面，传统数据库可以在用户给出查询条件之后迅速地检索到正确的信息，但那是针对使用字符数值型数据的。现在，我们面临着这样的问题：如果基本数据不再是字符数值型，而是图像、声音，甚至是视频数据，那我们将怎样检索？

7、如何表达多媒体信息的内容？我们应该如何组织这些数据呢？查询应该如何进行？这些都是我们不得不考虑的。多媒体数据库是数据库技术与多媒体技术结合的产物。多媒体数据库不是对现有的数据进行界面上的包装，而是从多媒体数据与信息本身的特性出发，考虑将其引入到数据库中之后而带来的有关问题。多媒体数据库从本质上来说，要解决三个难题。第一是信息媒体的多样化，不仅仅是数值数据和字符数据，要扩大到多媒体数据的存储、组织、使用和管理。第二要解决多媒体数据集成或表现集成，实现多媒体数据之间的交叉调用和融合，集成粒度越细，多媒体一体化表现才越强，应用的价值也才越大。第三是多媒体数据与人之间

8、的交互性。没有交互性就没有多媒体，要改