Tìm hiểu CSDL đa phương tiện

Trong thời đại ngày nay, công nghệ thông tin (CNTT) đã phát triển vượt bậc đến mức ăn sâu vào cuộc sống hàng ngày của con người. Sự phát triển của CNTT gắn với các xu hướng như máy tính cá nhân được sử dụng ngày càng phổ biến; công nghệ phần cứng phát triển không ngừng mang đến các thiết bị nghe nhìn có độ phân giải cao, có khả năng hiển thị nội dung đa phương tiện tuyệt vời; bên cạnh đó hạ tầng kỹ thuật mạng được cải thiện đáng kể cho phép nội dung đa phương tiện có thể truyền tải qua mạng nhanh nhất, phục vụ các nhu cầu của người dùng từ giải trí đến công việc. Tuy nhiên, cho đến khi nhu cầu của người dùng và khả năng đáp ứng về dữ liệu đa phương tiện là rất lớn thì phát sinh một vấn đề là làm sao quản lý và khai thác dữ liệu đa phương tiện một cách tốt nhất? Các dữ liệu đa phương tiện hoàn toàn có thể lưu trữ trên đĩa và truy cập một cách truyền thống, nhưng để đáp ứng yêu cầu nêu trên thì ta cần phải tổ chức chúng thành một cơ sở dữ liệu (CSDL) đa phương tiện và cần tới một hệ quản trị CSDL đa phương tiện dùng để quản lý và hỗ trợ khai thác chúng. Vậy CSDL đa phương tiện là gì? Tại sao lại cần dùng đến CSDL đa phương tiện? Các nền tảng lý thuyết của CSDL đa phương tiện và ứng dụng của nó là gì? Các nội dung trên chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong đề tài này.

Trang 1

Nhóm 04 – Lớp SP Tin 4

Khoa Công nghệ thông tin

Môn Cơ sở dữ liệu nâng cao

Trang 3

Tổ chức nội dung trong CSDL ĐPT

TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU

ĐA PHƯƠNG TIỆN

Trang 4

CSDL đa phương tiện là một tập hợp các dữ liệu đa phương tiện có liên quan với nhau

Tích hợp audio và video

Tích hợp văn bản và hình ảnhHình ảnh

Siêu phương tiện

Văn bản

Video KTS

Ảnh vectơAudio

Dữ liệu liên tục là dữ liệu thay đổi theo thời gian Dữ liệu không liên tục là các dữ liệu không phụ thuộc

theo thời gian

4

Trang 5

Temporality Logistics

Lack of structure

Massive

Đặc trưng

Trang 6

Các dữ liệu đa phương tiện có kích thước lớn và sẽ ảnh hưởng đến việc lưu trữ, truy xuất

và truyền tải các nội dung đa phương tiện

Cấu trúc của dữ liệu đa phương tiện khác xa so với các CSDL chuẩn

Các kiểu dữ liệu có tính chất liên tục (như video và audio) không thể xử lý được trong

6

Trang 7

Trang 8

Nguyên lý tự trị (atonomy)

Nguyên lý này đảm bảo rằng với

mỗi loại dữ liệu (ảnh, video, văn

bản) đều được tổ chức theo một

cách thức phù hợp với đặc trưng

của mỗi loại dữ liệu này.

Mô hình nguyên lý tự trị

8

Trang 9

Nguyên lý tự trị (atonomy)

Các kiến trúc dựa trên nguyên lý tự trị đòi hỏi:

− tạo ra các thuật toán và cấu trúc dữ liệu của mỗi kiểu dữ liệu

− các kỹ thuật hỗ trợ cho việc liên kết chéo giữa các cấu trúc dữ liệu khác nhau

này

Các công việc này đòi hỏi tính phức tạp cao và đòi hỏi một lượng thời gian

lớn cho việc phát triển

Việc xây dựng các cấu trúc chuyên biệt hóa đem lại sự tối ưu cho việc truy xuất

và hiệu quả cao trong việc xử lý tìm kiếm

Các kỹ thuật hướng đối tượng chính là công cụ đắc lực nhất hỗ trợ cho việc triển khai theo nguyên lý này bằng cách xem mỗi loại dữ liệu nguồn là một đối tượng mà các phương thức của nó có thể truy cập được từ một CSDL đa phương tiện tổng thể.

Trang 10

Nguyên lý đồng nhất (uniformily)

Mô hình nguyên lý đồng nhất

Trình bày tất cả các đối tượng khác nhau trong một cấu trúc dữ

liệu duy nhất và qua đó phát triển các thuật toán để truy vấn cấu

trúc dữ liệu này

Trái ngược với nguyên lý tự trị, nguyên lý đồng nhất đòi

hỏi chúng ta phải tìm ra được một cấu trúc dữ liệu chung

mà có thể dùng để lưu trữ các thông tin về nội dung của

các kiểu dữ liệu khác nhau

10

Trang 11

Nguyên lý đồng nhất (uniformily)

Dễ dàng triển khai và các thuật toán thường được thực hiện rất nhanh

− Các sự chú giải phải được tạo ra theo một cách riêng nào đó,

thường là được tạo ra một cách thủ công hoặc là tự động 

tốn nhiều thời gian cũng như chi phí

− thường xảy ra sự mất mát thông tin

Trang 12

Nguyên tắc lai ghép (hybrid)

Mô tả nguyên lý lai ghép

Ý tưởng của nguyên lý này là dựa trên sự kết hợp của 2 nguyên lý

12

Trang 13

Nguyên tắc lai ghép (hybrid)

Nguyên lý lai tạo tập hợp được các ưu điểm của cả hai nguyên lý nêu trên, đồng thời giảm thiểu được một số các nhược điểm của chúng

− Phần 1: tận dụng được lợi thế của các chỉ số và mã

nguồn sẵn có Nguyên lý tự trị

Phần 2: tập các dữ liệu không có nguồn sẵn, các chỉ số của mình

Nguyên lý đồng nhất

Xây dựng các thuật toán cần thiết để kết hợp các nguồn dữ liệu khác nhau lại bằng việc sử dụng các tập chỉ số riêng của chúng

Thừa kế được tối đa các tài nguyên có sẵn, đồng thời giảm thiểu được các công việc phải thực hiện thêm

Trang 15

Có 2 phương pháp truy vấn:

Ngôn ngữ truy vấn

dữ liệu đa phương tiện

Sử dụng các thông tin được nhập thủ công hay bao gồm trong thiết kế của bảng, như tiêu đề, các từ khóa mô tả

Thứ nhất, truy xuất dựa trên thuộc tính

Sử dụng các đặc trưng được rút trích từ nội dung của đối tượng đa phương tiện và sự nhận diện đối tượng để phân loại nội dung dữ liệu đa phương tiện

Thứ hai, truy xuất dựa trên nội dung

Trang 16

Các hàm cơ bản của SMDSs:

Truy vấn SMDSs (Mô tả đồng nhất)

 FindType(Obj): hàm này dùng đối tượng Obj như là dữ liệu đầu vào và trả về kiểu của đối tượng, ví dụ:

 FindObjWithFeature(f): hàm này này sử dụng đặc trưng f là giá trị đầu vào và trả về một tập tất cả các

loại đối tượng media mà có chứa đặc trưng f, ví dụ:

Trang 17

 FindObjWithFeatureandAttr(f,a,v): hàm này sử dụng đặc trưng f, một thuộc tính tên a kết hợp với đặc

trưng này và một giá trị v là đầu vào Giá trị trả về sẽ là tất cả các đối tượng obj có chứa đặc trưng và giá trị của thuộc tính a trong đối tượng obj là v Ví dụ:

o FindObjWithFeatureandAttr(Big Spender,suit,blue)

 FindObjWithFeatureandAttr(f,a,v): hàm này sử dụng đặc trưng f, một thuộc tính tên a kết hợp với đặc

trưng này và một giá trị v là đầu vào Giá trị trả về sẽ là tất cả các đối tượng obj có chứa đặc trưng và giá trị của thuộc tính a trong đối tượng obj là v Ví dụ:

o FindObjWithFeatureandAttr(Big Spender,suit,blue)

 FindFeaturesinObj(Obj): câu truy vấn này đòi hỏi phải tìm tất cả các đặc trưng có mặt trong một

đối tượng media đã cho Kết quả trả về là một tập bao gồm tất cả các đặc trưng Ví dụ:

Trang 18

 FindFeaturesandAttrinObj(Obj): có chức năng tương tự như hàm trước ngoại trừ việc nó trả

về một quan hệ có schema là (Feature, Attribute,Value) Ví dụ:

o FindFeaturesandAttrinObj(iml.gif)

 FindFeaturesandAttrinObj(Obj): có chức năng tương tự như hàm trước ngoại trừ việc nó trả

về một quan hệ có schema là (Feature, Attribute,Value) Ví dụ:

o FindFeaturesandAttrinObj(iml.gif)

18

Trang 19

SMDS-SQL câu lệnh

chuẩn của SQL

câu lệnh chuẩn của SQL

một số đặc trưng của DL ĐPT

Một số đặc trưng của DL đa phương tiện bổ sung vào SQL:

<media><source><M>

term IN func_call

Trang 21

Truy vấn dữ liệu ĐPT

mô tả dưới kiến trúc lai tạo

 Trong kiến trúc lai tạo, các dữ liệu nguồn được

truy vấn gồm cả SMDSs và non-SMDS.

 Trong kiến trúc lai tạo, các dữ liệu nguồn được

truy vấn gồm cả SMDSs và non-SMDS.

 Cách thức mô tả DL kiểu lai tạo có 2 phần chính:

• Một tập các đối tượng media được mô tả dưới dạng đồng nhất

• Một tập các kiểu media khác nhau mà có cấu trúc để truy nhập và truy vấn riêng

Cách thức mô tả DL kiểu lai tạo có 2 phần chính:

• Một tập các đối tượng media được mô tả dưới dạng đồng nhất

• Một tập các kiểu media khác nhau mà có cấu trúc để truy nhập và truy vấn riêng

Trang 22

DL SMDS và non-SMDS

HM-SQL phải có cơ chế “joins” hoặc các thao tác đại số nhị phân có trách nhiệm “joins” giữa 2 nguồn

Trang 23

Ngôn ngữ HM-SQL: tương tự như ngôn ngữ SQL chuẩn và Select, From, Where

được mở rộng như sau:

Ngôn ngữ HM-SQL: tương tự như ngôn ngữ SQL chuẩn và Select , From, Where được mở rộng như sau:

Mệnh đề SELECT và FROM được mở rộng giống như với ngôn ngữ SMDS- SQL

Mệnh đề WHERE cho phép sự có mặt của biểu thức có dạng

Term IN MS: func_call

Truy vấn dữ liệu ĐPT

mô tả dưới kiến trúc lai tạo

Trang 24

FROM smds video1, videodb video2

WHERE M IN smds:FindObjWithFeature(Denis Hopeman)

OR

M IN videodb:FindVideoWithObject(Denis Hopeman)

FROM smds video1, videodb video2

WHERE M IN smds:FindObjWithFeature(Denis Hopeman)

Trang 25

Khái niệm

1

Kiến trúc của Hệ QT CSDL ĐPT

2

HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU

3 Các yêu cầu của Hệ QT CSDL ĐPT

Các vấn đề của CSDL ĐPT

4

Trang 26

Hệ quản trị CSDL đa phương tiện (Multimedia Database Management System) là một hệ quản trị CSDL hỗ trợ việc tạo lập , cập nhật và khai thác

CSDL đa phương tiện

Khái niệm

26

Trang 27

Tính năng

MDBMS

một số chức năng mới và tính năng nâng cao

các phương thức đặc biệt để tối ưu hoá việc lưu trữ, truy cập, chỉ số hoá và khai thác.

Trang 28

Kiến trúc của hệ quản trị CSDL đa phương tiện

Navigation

Tool

Multimedia International/ Media composition & Integration meta - model Query processing

Text DBMS Images DBMS Audio

DBMS

Video DMBS

Images Audio Video

Interactive Layer

Layer 2

Multimedia Object Management Layer and Query Processing

Layer 1

monomedia management layer

database-Cung cấp các chức năng cần thiết cho việc quản lý các phương tiện đơn lẻ hoặc cá thể (individual

media)

Mục tiêu: xử lý các truy vấn dựa

trên nội dung và tạo thuận lợi cho

sự truy xuất của các mảnh phù hợp của dữ liệu đơn phương tiện

Mục tiêu: tích hợp đơn phương

tiện để tạo ra các tài liệu đa phương tiện và liên kết chéo tới các thông tin được lưu trữ trong các CSDL đơn phương tiện

duy trì một mô hình tích hợp đơn phương tiện đa chiều, dưới hình thức của một siêu lược đồ (meta-

schema)

xử lý các truy vấn của người dùng cho việc tổng hợp các thông tin

đa phương tiện và tạo ra các truy vấn con (subqueries) cho các CSDL đơn phương tiện

gồm nhiều phương tiện giao tiếp người dùng nhằm hỗ trợ các chức năng trình diễn đa phương tiện

28

cung cấp sự phối hợp giữa các CSDL đơn phương tiện nếu chúng được phân phối

Trang 29

Các yêu cầu của Hệ QT CSDL đa phương tiện (MDBMS)

Đầy đủ các khả năng của một DBMS truyền thống

Có khả năng lưu trữ lớn

Có khả năng khai thác dữ liệu thuận tiện

Có khả năng tích hợp, tổng hợp và thể hiện

Hỗ trợ truy vấn đa phương tiện

Trang 30

Các vấn đề của

CSDL đa phương

tiện

Mô hình hóa dữ liệu đa phương tiện

Lưu trữ đối tượng đa phương tiện

Chỉ số hóa đa phương tiện

Hỗ trợ truy vấn đa phương tiện, khai thác và duyệt

32

Trang 31

Mô hình hóa dữ liệu đa phương tiện

Mô hình dữ liệu là đơn vị trung tâm của một hệ thống CSDL đa phương tiện;

Một mô hình dữ liệu cần phải tách rời người dùng ra khỏi chi tiết của việc quản lý các thiết bị lưu trữ và cấu trúc lưu trữ Đòi hỏi mô hình tương ứng để tổ chức các kiểu dữ liệu khác nhau;

Mô hình dữ liệu cung cấp các khuôn mẫu cơ bản cho việc phát triển các công cụ cần thiết

để sử dụng dữ liệu đa phương tiện.

xây dựng một mô hình dữ liệu đa phương tiện trên

nền tảng của mô hình dữ liệu của một CSDL truyền

thống

xây dựng một mô hình dữ liệu đa phương tiện trên

nền tảng của mô hình dữ liệu của một CSDL truyền

Trang 32

Lưu trữ đối tượng đa phương tiện

Yêu cầu lưu trữ

Các cơ chế nén dữ liệu + cơ chế chuyển đổi dữ liệu

làm giảm các yêu cầu khổng lồ về mặt lưu trữ, loại bỏ

sự dư thừa của dữ liệu gốc

Các quá trình giải nén sẽ làm nhiệm vụ chuyển đổi ngược các dữ liệu này về dạng gốc của nó, và quá trình này dẫn đến mất mát dữ liệu nhưng trong giới hạn cho phép.

34

cách phân chia dữ liệu thành các đối tượng đa phương tiện nhỏ hơn

để có thể lưu trữ trong các đơn vị lưu trữ nhỏ hơn.

Trang 33

Chỉ số hóa đa phương tiện

Sử dụng các từ khoá là phương pháp

chiếm ưu thế để chỉ số hoá dữ liệu đa

phương tiện Lựa chọn từ khóa từ tập các

Trang 34

Hỗ trợ truy vấn đa phương tiện, khai thác và duyệt

Các truy vấn của người dùng thường được xử lý bằng cách sử dụng các chỉ số có sẵn Tuy nhiên, tính chính xác trong tìm kiếm đối với dữ liệu đa phương tiện không phải là chính xác tuyệt đối

nhiều nghiên cứu đi sâu vào việc tìm ra một phương pháp thích hợp trợ giúp người dùng khai thác hiệu quả, chẳng hạn cung cấp các giao diện thích hợp.

Phương thức chính để truy vấn đối với CSDL đa phương tiện là Truy vấn bằng ví dụ (Query-by-Example)  giao diện

được sử dụng để nhập truy vấn vào hệ thống trở thành một vấn đề cần phải quan tâm

36

Trang 35

Giới thiệu

1

Công nghệ quan hệ - đối tượng

2

3 Lưu trữ và truy vấn đa phương tiện

Nạp dữ liệu đa phương tiện

4

ORACLE MULTIMEDIA

Trang 36

L Ý

TRUY XUẤT

Reliability Availability Data management

Trang 37

Công nghệ quan hệ đối tượng

Công nghệ QH-ĐT vừa cung cấp khả năng quản lý an toàn và hiệu quả dữ

liệu quan hệ, vừa cung cấp các định nghĩa về đối tượng

Công nghệ QH-ĐT vừa cung cấp khả năng quản lý an toàn và hiệu quả dữ

liệu quan hệ, vừa cung cấp các định nghĩa về đối tượng

Công nghệ này hỗ trợ tích hợp các BLOB để cung cấp cơ sở cho việc bổ sung các

đối tượng phức tạp: ORDAudio, ORDVideo, ORDImage, ORDDoc

Công nghệ này hỗ trợ tích hợp các BLOB để cung cấp cơ sở cho việc bổ sung các

đối tượng phức tạp: ORDAudio, ORDVideo, ORDImage, ORDDoc

Trang 38

Vài ứng dụng của Oracle Multimedia

Hồ sơ sức khỏe điện tử

Tổng đài điện thoại

Học từ xa và học trực tuyến

Tiếp thị bất động sản

Phòng trưng bày nghệ thuật kĩ thuật số

Lưu trữ các web nhạc và video

Trang 39

Lưu trữ dữ liệu đa phương tiện

OM có thể lưu trữ DL ĐPT ở dạng nội bộ hoặc như một nguồn bên ngoài

Các BLOB được lưu trữ trong các tablespace và locator của nó được lưu trữ trong hàng

Các BFILE không đặt trong kiểm soát giao tác nên dễ gây ra mâu thuẫn với locator khi cập nhật nó

Trang 40

hoặc đặc trưng nội dung

Trang 41

Nạp dữ liệu đa phương tiện

Có 2 công cụ để thực hiện:

SQL*Loader là một công cụ của Oracle cho phép nạp

dữ liệu từ các tập tin ĐPT bên ngoài vào các các bảng

có cột kiểu đối tượng OM

Ưu điểm: dễ kiểm soát hoạt động nạp dữ liệu qua

logfile

PL/SQL là ngôn ngữ lập trình bậc cao thế hệ thứ 4 của Oracle, là

sự mở rộng của SQL.

Ưu điểm: có thể gọi các phương thức khi tải dữ liệu để tạo ra các

hình ảnh thu nhỏ, hoặc trích xuất thuộc tính

Trang 42

Thực hiện: Nhóm 04 – Lớp SP Tin 4

CẢM ƠN THẦY

VÀ CÁC BẠN

ĐÃ THEO DÕI!

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	2,26 MB
File đính kèm	BaoCaoCSDLDaPhuongTien_Nhom04_Tin4.rar (3 MB)