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Oberseminar Datenbanken
Multimediale DatenbankenChristian Völschow
Übersicht (Einleitung)
Was ist Multimedia Anwendungsfelder Multimedia Objektorientierte Datenbanksysteme
Übersicht (Hauptteil)
Multimediale Anforderungen an DB Analyse der Eignung von DB für MM-
Anwendungen DB-Einsatz in kommerziellen MM-
Anwendungen Oracle interMedia Audio, Image, Video
I. Einleitung
1. Was ist Multimedia
Medium Unter einem Medium wird allgemein ein Mittel zur Darstellung von Informationen verstanden. Für den praktischen Einsatz in Informations- und Kommunikationssystemen sind primär optische und akustische Medien relevant (Text, Graphik, Animation, Ton, Standbild und Bewegtbild).Dabei kann es zu einer Aufteilung in zeitunabhängige und zeitabhängige Medien kommen:
Zeitunabhängige Medien:
Text Graphik (Raster-)Bilder
Zeitabhängige Medien:
Animation Audio Video
Klassifikation von Medien
Bild(S/W, Farbe,...)
Video(S/W, Farbe,...)
Audio(Mono, Stereo,...)
Graphik(Vektorgraphik, Postscript,...)
Animation(Geschwindigkeit, Auflösung)
Text(formatiert, unformatiert,...)
zeitunabhängig zeitabhängig
Multimedia
Wie der Name schon sagt, kommen hierbei mehrere Medien gleichzeitig zum Einsatz. Allerdings konstituiert nicht jede Kombination verschiedener Medien (z.B. Text und Graphik) ein Multimediasystem. Im folgenden soll unter Multimedia die “rechnergesteuerte, integrierte Verarbeitung, Speicherung, Darstellung, Kommunikation, Erzeugung und Manipulation von unabhängigen Informationen mehrerer zeitunabhängiger und zeitabhängiger Medien” verstanden werden.
2. Anwendungsfelder MM
Information, Präsentation, Archivierung Kommunikationssysteme Ausbildung und Training Analyse und Entwurf Überwachung Freizeitgestaltung
3. Objektorientierte DBS
II. Hauptteil
1. Multimediale Anforderungen
Datentypen Komplexe Datenstrukturen Leistungsverhalten Speicherung Unterstützung der Abfrage und Suche Entwicklungs- und Manipulationstools
Datentypen
mit typspezifischen Operatoren Erweiterbarkeit
Komplexe Datenstrukturen
Beziehungen zwischen SMOs Aggregation Substitution Attributbeziehung ...
Leistungsverhalten
sehr große Datenmengen Realtime-Verarbeitung schneller Zugriff effiziente Speicherverwaltung
Speicherung
große Speicheranforderung(Video, Audio,...)
Datenkompression Geräteunabhängigkeit
Speicherbedarf einzelner Medienarten
0 100 200 300 400 500 600
1 Seite Text, A4, S/W
1 Seite Graphik,24 bit/Bildelement
1 Sekunde Audio(Stereo), kompr.
1 Sekunde Audio(Stereo)
1 Sekunde Video,komprimiert
Video Standbild 500
150
88
22
50
2
Speicherbedarf in KB
Unterstützung der Abfrage und Suche
assoziative Abfrage Inhaltssuche (Bild mit Bäumen) Deskriptoren
Entwicklungs- und Manipulationswerkzeuge
Medien aufnehmen Medien verwalten über alle Phasen
2. Analyse der Eignung von DB
Datentypen Komplexe Datenstrukturen Leistungsverhalten Speicherung Unterstützung der Abfrage und Suche Entwicklungs- und Manipulationstools
Datentypen
BLOB (binary large object) RDBS -> keine Datenabstraktion OODBS -> abstrakte Datentypen MADT mit eigenem Datentyp
(z.B. SOUND, IMAGE) Klassen und Methoden (OODBS)
Klassen- und Aggregationshierarchie
Medienobjekt
zeitunabh. Medien zeitabh. Medien
Text Graphik Bild Audio
Animation Video
Aggregation
Generalisierung
Komplexe Datenstrukturen
Attributbeziehungen Aggregationsbeziehungen (Abb. 5) Synchronisationsbeziehungen Äquivalenzbeziehungen
Objektspeicherung im RDBS und ODBS (Abb.5)
Leistungsverhalten
geeigneten Maßstab zum Vergleich Engineering Benchmark Join-Operationen (RDBS) -> langsam realitätsnahe Modellierung (ODBS) ->
schneller
Speicherung
genügend große Speichermedien Geräteunabhängikeit (RDBS + ODBS) Formatunabhängigkeit(BLOB, ADT) !! BLOBs (Bitfolgen) !! Versionen- und Variantenverwaltung
(ODBS)
Unterstützung der Abfrage und Suche
Verfahren sollte Medium angepaßt sein RDBS -> mengenorientierte Abfrage ODBS -> individuelle Methoden Mustererkennung (pattern matching) Bilder -> QPE (query by pictoral
example), QPIC (query by image content)
Inhaltsbeschreibung
Entwicklungs- und Manipulationswerkzeuge
built-in application Programmiersprache <--> RDBS ODBS + Programmiersprache =
Weitere Datenbankaspekte
Integrität Transaktionsmanagement Echtzeitarbeit
3. DB-Einsatz in kommerziellen MM-Anwendungen
in Praxis: vor allem RDBS AIC -> Oracle relationale Eigenentwicklungen RDBS -> Verzicht auf Audio und Video OODBS besser geeignet OODBS -> Forschung
4. Oracle interMedia Audio, Image, Video
Komponente von Oracle8i interMedia Objekt-Typen (benutzerdefiniert) erweiterbar Unterstützung Audio-,Image- und
Video-Daten-Eigenschaften keine Endbenutzer-Anwendung
Was leistet das System?
Speicherung Volltexte Speicherung Multimedia-Daten Unterstützung strukturierter Dokumente
(XML, HTML,...) Abfrage der Elemente: about phonetische Ähnlichkeit: soundex ...
Was leistet das System nicht?
kein Plus-Operator kein Operator für Verweise Probleme:
– Preis– komplexe Administration– Datenformate ändern sich oft
III. Schlußbetrachtung
Eine MM-Datenbank muß medienspezifische Datentypen für eine angemessene Aufnahme der Daten zur Verfügung stellen. Es sollte aber auch die Verwaltung der verschiedenen Beziehungen zwischen den Medienobjekten gewährleisten und, insbesondere für die Verarbeitung zeitabhängiger Medien, ein hohes Leistungsverhalten aufweisen. Wichtige Kriterien sind außerdem die Format- und Geräte-unabhängigkeit, die Bereitstellung von effizienten, optimierbaren Verfahren zur Suche und Abfrage sowie die Unterstützung von Entwicklungs- und Manipulations-werkzeugen. Eine MM-Datenbank muß natürlich auch den allgemeinen Anforderungen (z.B. Gewährleistung Datensicherheit und –integrität) entsprechen.
RDBS sind letztlich nicht auf die Verwaltung unstrukturierter Daten ausgelegt. In summa erweisen sich OODBS prinzipiell als das geeignetere System für eine Medienunterstützung in MM-Anwendungen.
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