多媒体技术——多媒体数据库

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（3） 关系模型
数字 字符 男女 系名 数字 字符
域
关 系
学号 9919101 9919102 9919103 9919104 ∶ 9919120
姓名 李敏 金华 王平 陈丽 ∶ 洪小明
性别 男 女 男 女 ∶ 男
系别 计算机 计算机 计算机 计算机 ∶ 计算机
年龄 20 20 20 20 ∶ 20

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（4） 面向对象模型


面向对象数据模型语义丰富，描述能力强， 不但可以描述数据的静态结构，而且还可以 描述数据的动态行为，并且它是可扩充的， 可以方便地让用户定义新的数据类型及其操 作。 面向对象模型的几个基本概念： 1）对象

对象是现实世界中具有某些特性的事物实体。


3. 数据库系统及组成
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7.1.1 基本概念
数据库系统是指具有管理和控制数据库功能 的计算机系统。 数据库系统由5部分组成：

（ 1 ）硬件系统是整个数据库系统的基础，需 要有足够大容量的内存和磁盘等存取设备等。 （ 2 ）数据库集合是若干个设计合理、满足应 用需要的数据库。 （ 3 ）数据库管理系统是为数据库的建立、使 用和维护而配置的软件，是数据库系统的核心 组成部分。
图7-1
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数据处理的三个世界
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1. 数据处理的三个世界

信息世界常用的几个术语如下：

1） 实体

客观存在并可以相互区别的事物称为实 体，同一类实体的集合称为实体集。 描述实体的特性称为属性，如学生实体 用若干属性（学号、姓名、性别、出生日 期）来描述。属性的具体取值称为属性值， 用以表示一个具体实体，如属性组合 （9901，王斌，男，10/03/79）。

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（3） 关系模型

BLOB有两种类型：
文本BLOB类型由有效的文本字符组成。 字节 BLOB 类型是二进制数据流，这种含 有与记录中其他列分开存放在盘的不同分 区上的 BLOB 列的数据库的逻辑区域叫做 BLOB区。


有两个优点：
① 保证仍然可以以最佳速度执行大量的 没有大二进制对象的程序。 ② 可以用便宜的存储介质来存储BLOB。

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7.1.1 基本概念
（4）相关软件是支持软件，如操作系统等。 （ 5）数据库管理员是全面负责建立、维护 和管理数据库系统的人员；用户是最终系 统的使用和操作人员。


4. 数据库管理系统DBMS
数据库管理系统是用于建立、使用和维护 数据库的一组软件。 数据库管理系统使用户能方便地定义数据 和操纵数据，并能够保证数据的安全性、 完整性、多用户对数据的并发使用及发生 故障后的系统恢复。

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（3） 关系模型
学生 学号 姓名 性别 年龄 课程 课程号 课程名 学时数
选课
学号 课程号 分数
图7-4

学生课程网状模型
（3）关系模型

关系模型是用二维表格结构来表示实体以 及实体之间联系的数据模型，每个二维表可 称为关系，关系模型是“关系”组成的集合。
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7.1.4 时空编组



表达是指把各种媒体信息（实体）传达给用 户的活动。 表达涉及到对多媒体对象从时间与空间两个 维度进行控制。我们把对多媒体对象进行的 时间表达控制，叫做时间编组，而把对多媒 体对象进行的空间表达控制，叫做空间编组， 两者统称为多媒体对象的时空编组。 空间编组实质上是在空间上将各种媒体信息 单元编排组合以便形成可视听的多媒体对象 的过程（空间布局合理，时态关系同步）。
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2） 属性

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1. 数据处理的三个世界

3）关键字

某个属性或属性组合的值能够唯一地标 识实体集中的每个实体，可以选作关键字。 例如，学号可以作为关键字。

4）联系
实体集之间的对应关系称为联系。联系 分为两种： ① 是实体内部各属性之间的联系。 ② 另一种是实体之间的联系。
（3） 关系模型
关系模型定义了关系的结构以及引用完 整性限制等特性，同时定义了选择、投 影、连接和关系的集合运算等关系运算 以及更新、定义数据等操作。 在关系数据库的基础上增加一种大二进 制对象 BLOB 字段来支持对多媒体数据对 象的存取，对关系数据模型的基本结构 不作任何改动。但用户只能对 BLOB 字段 的存在进行查询，不能根据 BLOB 字段的 内容进行查询。
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（1） 层次模型
系 系号 系名
教数
课程
教师
姓名
性别
职称
年龄
图7-3
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教育层次模型
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（2） 网状模型
用网状结构表示实体及其之间联系的 模型称为网状模型。网中的每一个结 点代表一个记录类型，联系用链接指 针来实现。广义地讲，任何一个连通 的基本层次联系的集合都是网状模型。 网状模型的特征是：允许结点有多于 一个的父结点；也可以有一个以上的 结点没有父结点。

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1. 数据处理的三个世界
实体之间的联系有三种类型
班级 1
班长 1 班长 n 1 班级 课程
m 组成
n 选修
学生
学生
（a）1∶1联系
（b）1∶n联系
（c）m∶n联系
图7-2
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实体之间三种类型的联系
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1. 数据处理的三个世界

（3）计算机世界
多媒体信息经过编码处理存入计算机后 变成了数字化信息。 计算机世界研究的对象是“记录”，它 由相关的数据项（字段）所组成。相关数 据项值的集合为一个记录值，同类记录值 的集合组成文件，相关文件的集合构成一 个数据库。 计算机世界的几个常用术语： 1） 数据项
籍贯 上海 北京 北京 上海 ∶ 北京
属性名 元 组
（行）
主码
图7-5
关系模型
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（3） 关系模型
1）关系 2）元组 3）属性 4）主码 5）域


属性的取值范围。
元组中的一个属性值。
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6）分量

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（3） 关系模型

7）关系模式
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1. 数据处理的三个世界
又称字段，是数据库中可以命名的最小逻辑数 据单位。它可以是一个数或一个字符串，用来 描述属性的数据。

2）记录
是数据项的有序集，即一个记录是由若干个数 据项或字段组成的，用它描述实体。例如一个 学生记录通常包含学号、姓名、性别、出生日 期等数据项。
第7章

多媒体数据库

研制和开发新一代数据库管理系统即多 媒体数据库管理系统。 支撑多媒体数据库管理系统的相关技术 主要包括：

大容量可读写的光盘、磁盘存储器、高 速通信网络、计算机图形学、图像和声 音处理、数据压缩、关系型和面向对象 的数据库以及用户接口技术等。
陈文华 3
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7.1 概 述

3）文件
文件是一个具有符号名的一组同类记录的集合。
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2. 数据模型的分类

表示实体以及实体之间（存储和管理数 据、处理数据）联系的数据库的数据结 构称为数据模型，目前基本的数据模型 有几类：

（1）层次模型

数据结构是一棵“有向树”，层次模型 的特征是：有且仅有一个结点没有父结点， 它就是根结点；其他结点有且仅有一个父 结点。

2）属性

属性用来描述对象的外观和行为的特征。
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（4） 面向对象模型

3）方法

方法是对象的一组操作，方法体现了对 象的行为能力。 消息传送相当于一个间接的过程调用。

4）消息


5）类

类描述的是具有相似性质的一组对象， 具有相同的属性名和定义在这些属性上的 方法。有了对象类的概念就可以一次定义 系统中同类所有对象的属性和方法。
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7.1.1 基本概念


数据与信息之间的关系可以表示为：
信息 = 数据＋数据处理

2. 数据库
数据库是长期储存在计算机外存、有组 织的、可共享的数据集合。 数据库中的数据按一定的数据模型组织、 描述和储存，具有较小的冗余度，较高的 数据独立性和易扩展性，并可被多个用户 共享使用。

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7.1.1 基本概念

5. 多媒体数据库管理系统MDBMS

数据库管理系统是用于建立、使用和维 护多媒体数据库的一组软件。 管理信息系统是由若干子系统构成的一 个集成的人机系统，从组织的全局出发， 实现数据共享，提供分析、计划、预测和 控制等方面的综合信息。

6. 管理信息系统MIS
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（4） 面向对象模型

6）类层次和继承
用结点表示对象类，用连接两结点的边 表示两个对象类的概括关系，则具有概括 关系的对象类形成一个层次结构，称为类 层次。 其中高层结点是低层结点的概括，称为 低层结点的父类； 低层结点是对其高层结点的具体化，称 为高层结点的子类。子类不仅可以继承其 父类对象的部分或全部属性和方法，还可 以拥有自己的属性和方法。
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7.1.4 时空编组（时态关系）
关系 A before B A meets B A A A T A during B A starts B A finishes B A equal B 2019/2/25 陈文华 T B A B 图示 T B B
A overlaps B
实现数据共享，减少数据冗余；采用特 定的数据模型；具有较高的数据独立性； 有统一的数据控制功能和较高的数据安全 性。
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3. 数据库系统阶段

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7.1.3 数据模型结构

数据模型是指表示实体以及实体之间联 系的数据库的数据结构。

1. 数据处理的三个世界

（1）现实世界


1. 数据与信息
数据实际上是描述事物的符号记录。 信息是人们消化理解了的有价值的数据， 是能够反映事物或现象的本质和特征及其 内在联系的数据。


数据处理是指将数据转换成信息的过程。

在数据处理的一系列活动中，数据收集、 存储、传播、检索、分类等操作是基本环 节，这些基本环节统称为数据管理。
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7.1.1 基本概念 7.1.2 数据库技术的产生与发展 7.1.3 数据模型结构


1. 数据处理的三个世界 2. 数据模型的分类


7.1.4 时空编组 7.1.5 多媒体数据库系统结构


1. 数据库系统的层次模式结构 2. 多媒体数据库的体系结构
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7.1.1 基本概念
现实世界是指客观存在的世界中的事实 及其联系。 信息世界（或概念世界）是现实世界在 人们头脑中的反映，是对客观事物及其联 系的一种抽象描述，一般采用实体 —联系 方法表示。
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（2）信息世界

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1. 数据处理的三个世界
现实世界 收集、分类和抽象 信息世界 加工转换 计算机世界

对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1， 属性2，…，属性n）。

在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用 关系来表示的。例如，学生、课程、学生与课 程之间的多对多联系可以表示如下：


学生（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯） 课程（课程号，课程名，学分） 选修（学号，课程号，成绩）
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A
B
T
B A B
A
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7.1.5 多媒体数据库 系统结构


从数据库管理的角度来看，通常采用多 层次模式结构。 从数据库最终用户角度看，通常采用数 据库系统的体系结构，可以分为单用户 结构、主从式结构、分布结构和客户/服 务器结构。
多媒体技术
电子教学课件
第 7章
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第7章

多媒体数据库


多媒体数据库介绍 7.1 概述 7.2 多媒体数据库的特点 7.3 多媒体数据对数据库的影响 7.4 多媒体数据库系统的功能 7.5 基于内容的多媒体检索技术 7.6 基于内容检索的过程
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其主要目的是发挥系统的综合效益，提 高管理水平。
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7.1.2 数据库技术的 产生与发展

1. 人工管理阶段

数据和程序不具有独立性；数据不能长 期保存。

2. 文件系统阶段

程序和数据有了一定的独立性，程序和 数据分开存储。但数据冗余度大，缺乏数 据独立性，数据不能集中管理。