Oberseminar Datenbanken

1. Oberseminar Datenbanken Multimediale Datenbanken Christian Völschow

2. Übersicht (Einleitung) • Was ist Multimedia • Anwendungsfelder Multimedia • Objektorientierte Datenbanksysteme

3. 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

4. I. Einleitung

5. 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:

6. Zeitunabhängige Medien: • Text • Graphik • (Raster-)Bilder

7. Zeitabhängige Medien: • Animation • Audio • Video

8. Klassifikation von Medien

9. 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.

10. 2. Anwendungsfelder MM • Information, Präsentation, Archivierung • Kommunikationssysteme • Ausbildung und Training • Analyse und Entwurf • Überwachung • Freizeitgestaltung

11. 3. Objektorientierte DBS

12. II. Hauptteil

13. 1. Multimediale Anforderungen • Datentypen • Komplexe Datenstrukturen • Leistungsverhalten • Speicherung • Unterstützung der Abfrage und Suche • Entwicklungs- und Manipulationstools

14. Datentypen • mit typspezifischen Operatoren • Erweiterbarkeit

15. Komplexe Datenstrukturen • Beziehungen zwischen SMOs • Aggregation • Substitution • Attributbeziehung • ...

16. Leistungsverhalten • sehr große Datenmengen • Realtime-Verarbeitung • schneller Zugriff • effiziente Speicherverwaltung

17. Speicherung • große Speicheranforderung(Video, Audio,...) • Datenkompression • Geräteunabhängigkeit

18. Speicherbedarf einzelner Medienarten

19. Unterstützung der Abfrage und Suche • assoziative Abfrage • Inhaltssuche (Bild mit Bäumen) • Deskriptoren

20. Entwicklungs- und Manipulationswerkzeuge • Medien aufnehmen • Medien verwalten • über alle Phasen

21. 2. Analyse der Eignung von DB • Datentypen • Komplexe Datenstrukturen • Leistungsverhalten • Speicherung • Unterstützung der Abfrage und Suche • Entwicklungs- und Manipulationstools

22. Datentypen • BLOB (binary large object) • RDBS -> keine Datenabstraktion • OODBS -> abstrakte Datentypen • MADT mit eigenem Datentyp (z.B. SOUND, IMAGE) • Klassen und Methoden (OODBS)

23. Klassen- und Aggregationshierarchie

24. Komplexe Datenstrukturen • Attributbeziehungen • Aggregationsbeziehungen (Abb. 5) • Synchronisationsbeziehungen • Äquivalenzbeziehungen

25. Objektspeicherung im RDBS und ODBS (Abb.5)

26. Leistungsverhalten • geeigneten Maßstab zum Vergleich • Engineering Benchmark • Join-Operationen (RDBS) -> langsam • realitätsnahe Modellierung (ODBS) -> schneller

27. Speicherung • genügend große Speichermedien • Geräteunabhängikeit (RDBS + ODBS) • Formatunabhängigkeit(BLOB, ADT) • !! BLOBs (Bitfolgen) !! • Versionen- und Variantenverwaltung (ODBS)

28. 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

29. Entwicklungs- und Manipulationswerkzeuge • built-in application • Programmiersprache <--> RDBS • ODBS + Programmiersprache =

30. Weitere Datenbankaspekte • Integrität • Transaktionsmanagement • Echtzeitarbeit

31. 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

32. 4. Oracle interMedia Audio, Image, Video • Komponente von Oracle8i interMedia • Objekt-Typen (benutzerdefiniert) • erweiterbar • Unterstützung Audio-,Image- und Video-Daten-Eigenschaften • keine Endbenutzer-Anwendung

33. Was leistet das System? • Speicherung Volltexte • Speicherung Multimedia-Daten • Unterstützung strukturierter Dokumente (XML, HTML,...) • Abfrage der Elemente: about • phonetische Ähnlichkeit: soundex • ...

34. Was leistet das System nicht? • kein Plus-Operator • kein Operator für Verweise • Probleme: • Preis • komplexe Administration • Datenformate ändern sich oft

35. III. Schlußbetrachtung

36. 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.