第10章 多媒体数据库技术
教学目的要求：
理解超媒体的基本组织与信息表示方法，多媒体数据库的基本概念与表示模型，多媒体信息检索的关键技术。 教学重点与难点：
数据库的模型与检索技术 教学时数：共计 2 学时 教学内容与方法： 10.1 多媒体数据库概述
多媒体数据库主要研究的多媒体数据的组织和管理，为了既能满足不同用户的需求，又能符合系统的可支持性，首先需要考虑在计算机中可以建立哪些数据形式，其次要研究如何建立便于使用的多媒体数据库的体系结构。 1.多媒体数据库中的数据
原始性数据、描述性数据、指示性数据 2.体系结构
图10-1 多媒体数据库的体系结构
10.2 多媒体数据模型 1.模型的分类
数据模型的发展，可以划分为三个阶段：第一代的网状、层次数据库系统；第二代的关系数据库系统；第三代的以面向对象模型为主要特征的数据库系统。 2.关系数据模型
在传统的关系数据库（RDB）中，满足基本关系的形式被称为第一范式（1NF），这种管理系统本身固有的局限性表现在数据模型上、性能上和扩展伸缩性三个方面。 3.面向对象模型
由于多媒体数据具有对象复杂、存储分散和时空同步等特点，传统的关系型数据模型以及采用扩展关系的方法都无法很好地体现这种多媒体所固有的特性。面向对象的方法的出现以及它在复杂数据方面的优势，渐渐引起了人们的重视。
面向对象数据库建立在对象模型的基础上，以定义对象的属性、集合、行为、状态和联系等为主要描述方式。 4.联机分析处理
联机分析处理（OLAP）的概念是由E.F.Codd于1993年提出的。Codd认为用户的决策分析需要对关系数据库进行大量计算才能得到结果，而查询的结果并不能满足决策者提出的需求。因此Codd提出了多维数据库和多维分析的概念，即OLAP。OLAP可以定义为共享多维信息的快速分析。 5.后关系数据库系统
后关系型数据库以多维数据结构和多种数据库访问方式为基础，以集成的面向对象功能为特征，能够提供事务处理应用开发所需的高性能和伸缩性，支持应用和数据的复杂性。
10.3 多媒体信息检索 1.多媒体的内容处理
多媒体数据的内容概念包括多个层次：概念内容、感知特性、逻辑关系、信号特征等。
处理过程如下：
图10-2 多媒体内容的处理
2.基于内容检索的体系结构
图10-3 基于内容的体系结构
基于内容检索系统结构如图10-7所示，由特征分析子系统、特征提取子系统、数据库、查询接口、检索引擎和索引过滤等子系统组成，同时需要相应的知识辅助支持特定领域的内容处理。
3.基于内容的检索的过程和检索的技术
在基于内容检索的过程中相关反馈是一个相当重要的过程。因为仅仅基于图像低层特征很难给出令人满意的结果，主要原因是图像低层特征和高层语义间存在着很大的差距。
图10-4 基于内容的检索过程
课后教学小结：
数据的模型与检索的基本技术 作业布置：
P233 思考题 教学后记：
多媒体数据库的存储模型与各种存储模型的特点、信息检索的基本概念、过程与多媒体内容检索的关键技术 本章小结：
介绍了多媒体数据库的基本概念与模型，介绍了多媒体信息检索的关键技术。
第11章 多媒体操作系统
教学目的要求：
认识多媒体操作系统的核心功能与支持多媒体应用的有关策略。 教学重点与难点：
多媒体系统的核心与功能 教学时数：共计 2 学时 教学内容与方法： 11.1 多媒体系统概述
操作系统是计算机软硬件资源的控制管理中心，它主要任务是合理组织和调用软硬件资源，以完成用户提交的作业。 1.操作系统分类
根据计算机体系结构可分为单机、多机、网络和分布式操作系统。根据操作系统工作的角度可分为单用户、批处理、分时和实时系统。 2.实时系统的特征
实时系统是指系统能及时响应输入，并能按需提供无延迟的输出处理。实时系统可以分为实时控制系统和实时信息系统。实时控制系统可用于生产过程中的自动控制，也可以用于监测制导性控制。实时信息系统通常指实时信息处理系统。 及时与时限性、交互性、安全可靠性、多路性 3.多媒体操作系统的类型
不同的使用规模，多媒体操作系统可分为单机、互联式和分布式 11.2 多媒体操作系统的核心和重要功能 1.体系结构
多媒体操作系统不仅要管理软、硬件资源，还需要满足多媒体数据处理的需要，提供一种高效、实时的运行环境。多媒体处理中要解决的主要问题包括中断等待、实时调度、时限和恢复管理处理和基于QoS的资源管理。 1.系统的体系结构
图11-1 操作系统的体系结构
2.中断等待
在连续媒体应用中，常常由于多任务的同时执行而引起中断等待。中断等待时间越短，系统的性能就越好。 3.实时调度
多媒体调度同时要面向非实时处理和实时处理两个方面，当有实时进程出现时，不能影响正在处理之中的非实时处理，同时又要允许实时进程剥夺非实时进程等低优先级实时进程。CPU可以通过高效实时调度进行实时处理，实时调度器以满足任务的最后期限来进行调度。对于连续媒体环境下的最后期限可以是可接受的每帧回放时间。 4.时限和恢复管理
许多具有强实时性的多媒体应用，要求在规定时间内完成其处理，同时，所处理的数据也往往是“短暂”的，即有一定的有效时间，过时则有新的数据产生。实时事务中有多种定时限制，其中最典型的是事务截止期。 5.Qos管理
多媒体网络操作系统必须具有增强的管理功能，使得能够支持更为灵活、更为动态的QoS选择，从而使用户可以对传送连接进行适当的剪裁以满足自己的特定需要。 11.3 支持连续媒体应用的有关策略 1.支持连续媒体的资源管理
为了支持连续媒体，应该采取新的资源管理模式来提供必须的系统资源，以满足一定的应用请求级，从而避免出现那些不可预见的延迟和抖动。 2.程序支持
实时线程、时限管理、实时同步、实时系统中的IPC 3.文件系统
众多的策略大体上可以分成以下三类：连续媒体单独存储、混合存储和分布式存储。
课后教学小结：
多媒体操作系统的分类与功能，以及支持连续媒体的基本策略 作业布置：
P247 思考题 教学后记：
操作系统的功能与分类以及支持连续媒体的相关技术 本章小结：
介绍了多媒体操作系统的核心功能