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非結構化WEB數據庫與圖書(shū)館多媒體信息資源的組織利用論文
【內容提要】針對傳統關(guān)系數據庫在處理非結構化多媒體WEB信息中所存在的問(wèn)題，結合圖書(shū)館多媒體數據庫的特點(diǎn)及特定技術(shù)要求，介紹了非結構化WEB數據庫的技術(shù)特點(diǎn)及其在組織與利用館藏多媒體信息資源中的作用。
【摘要題】信息資源建設
【關(guān)鍵詞】非結構化WEB數據庫/多媒體/信息資源/組織利用/關(guān)系數據庫
【正文】
1 非結構化WEB數據庫簡(jiǎn)介
非結構化WEB數據庫，是指其字段長(cháng)度可變，并且每個(gè)字段的記錄又可以由可重復或不可重復的子字段構成的基于INTERNET、INTRANET的數據庫，用它不僅可以處理結構化數據（如數字、符號等信息）而且更適合處理非結構化數據（全文文本、圖象、聲音、影視、超媒體等信息）并在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布。非結構化WEB數據庫主要是針對非結構化數據而產(chǎn)生的，與以往流行的關(guān)系數據庫相比，其最大區別在于它突破了關(guān)系數據庫結構定義不易改變和數據定長(cháng)的限制，支持重復字段、子字段以及變長(cháng)字段并實(shí)現了對變長(cháng)數據和重復字段進(jìn)行處理和數據項的變長(cháng)存儲管理，在處理連續信息（包括全文信息）和非結構化信息（包括各種多媒體信息）中有著(zhù)傳統關(guān)系型數據庫所無(wú)法比擬的優(yōu)勢。
2 圖書(shū)館多媒體信息資源的特點(diǎn)及組織利用中的技術(shù)要求
2.1 圖書(shū)館多媒體信息的數據量非常大，象館藏影視資料和各種多媒體教育資料，其動(dòng)態(tài)圖象信號，每秒可達數兆字節，一段幾分鐘的MP3音樂(lè )也有幾兆字節，即使經(jīng)過(guò)壓縮、也十分巨大。如何對多媒體海量數據進(jìn)行有效地組織、存儲并構成WEB數據庫提供給用戶(hù)網(wǎng)上使用，技術(shù)要求很高。
2.2 館藏多媒體信息的數據類(lèi)型很多，包括各種圖文數據、聲音數據、影視數據、超媒體數據、多種格式的隨書(shū)光盤(pán)等等，其數據長(cháng)度不固定，結構上的差異大，使得處理這些數據十分困難，要求數據庫既能夠處理可變長(cháng)度字段又能夠處理可重復的子字段。
2.3 多媒體信息處理在時(shí)間上要求很高，多媒體信息中的聲音和動(dòng)態(tài)圖像對時(shí)間特別敏感，在使用這些信息時(shí)，必須保證其時(shí)間上的要求，否則將會(huì )使這些信息失真甚至變得毫無(wú)意義。
2.4 開(kāi)發(fā)利用館藏多媒體信息資源經(jīng)常要多種信息集成描述，比如某種多媒體，既有圖像，又有聲音，還有文字說(shuō)明，這樣就會(huì )改變傳統的數據庫操作形式和數據庫接口，尤其對圖文并茂的數據庫的建立和查詢(xún)，需要統一語(yǔ)義描述。
基于多媒體信息資源的上述特點(diǎn)，要想使館藏豐富的多媒體信息資源得到充分利用，滿(mǎn)足信息用戶(hù)不斷增長(cháng)的信息需求，對多媒體信息處理提出了不同于普通信息處理技術(shù)的新要求：
（1） 多媒體數據庫元數據存儲技術(shù)要求
我們知道音頻、圖象、視頻等多媒體信息數據是非結構化的，它們不能用簡(jiǎn)單的數字解析式表示，多媒體數據庫必須取得基于這些媒體對象內容及信息特征的解釋?zhuān)拍芡瓿纱鎯皯�，這些解釋就稱(chēng)為元數據，通過(guò)對元數據的歸類(lèi)、整理、實(shí)現標準化的存儲是多媒體信息資源組織利用的關(guān)鍵。多媒體數據庫元數據存儲技術(shù)要求包括：文本元數據的存取，語(yǔ)音元數據的存取，圖象元數據的存取，視頻元數據的存取等方面的技術(shù)要求。
（2） 多媒體數據庫結構字段設計與數據記錄處理方面的要求
a.允許可變長(cháng)字段、可重復字段、子字段和MARC字段。
b.數據庫記錄的數目與記錄長(cháng)度，字段數目與字段長(cháng)度，字段可重復次數不應受到限制。
c.允許建立可以快速存取的倒排文件和多媒體、多語(yǔ)言記錄表。
d.數據庫可自動(dòng)接受和產(chǎn)生MARC和ISO2709記錄格式的文件，并且滿(mǎn)足對MEDADATA數據模式的支持功能。
（3） 基于WEB的多媒體信息檢索與信息發(fā)布的技術(shù)要求
隨著(zhù)用戶(hù)對于信息需求的大量增加，以及對于多媒體信息的實(shí)效性要求，基于WEB的數據庫信息存儲的檢索越來(lái)越傾向于多媒體全文信息檢索的查詢(xún)語(yǔ)言，并且對于檢索結果的需求也側重于多媒體全文信息的獲取。與此同時(shí)，WEB數據庫的信息發(fā)布形式開(kāi)始更多地過(guò)渡到通過(guò)網(wǎng)絡(luò )瀏覽器以多媒體電子文檔的方式（B/S）傳輸給網(wǎng)上用戶(hù)。也要求利用多媒體WEB傳輸技術(shù)，向用戶(hù)提供主動(dòng)的特定多媒體信息的推送服務(wù)。
3 非結構化WEB數據庫的特點(diǎn)及其在組織與利用多媒體信息資源中的作用
3.1 豐富的數據類(lèi)型與靈活的數據結構，滿(mǎn)足多種類(lèi)型館藏多媒體數據結構組織
根據非結構化多媒體數據信息的特殊性，非結構化WEB數據庫在進(jìn)行存儲和管理多媒體信息時(shí)，整個(gè)數據庫的管理機制擯棄了傳統結構化關(guān)系數據庫對于信息采取定長(cháng)和結構化定義和管理的局限，它從多媒體數據模型入手，采用子字段、多值字段以及變長(cháng)字段的機制，允許創(chuàng )建許多不同類(lèi)型的非結構化或任意格式的字段，從而突破了關(guān)系數據庫非常嚴格的表結構，解決了關(guān)系數據庫模型過(guò)于簡(jiǎn)單，不便于表達復雜嵌套的問(wèn)題。非結構化WEB數據庫在數據類(lèi)型上不僅支持字符型、數值型數據，而且由于具有很強的外部文件支持功能，使其可以支持如超長(cháng)文本、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等多種多媒體擴展數據類(lèi)型。與傳統關(guān)系數據庫相同之處是非結構化WEB數據庫的數據結構也是建立在二維表的基礎之上的，但它與關(guān)系數據庫不同的是：（1）非結構化WEB數據庫二維表的屬性長(cháng)度是不可變的，在列的維度上可以隨意擴展，這就能較好地滿(mǎn)足多媒體數據處理時(shí)，需要靈活的可變長(cháng)字段的要求。（2）非結構化WEB數據庫由于支持重復字段、子字段，使其可以在數據庫記錄中實(shí)現二維嵌套，解決了非結構化多媒體數據結構復雜、可能存在重復字段和多個(gè)嵌套子字段的問(wèn)題。（3）非結構化WEB數據庫一個(gè)字段可以存放關(guān)系數據庫的一張表，它可以在一張表中壓縮關(guān)系數據庫中一對多的關(guān)系，因此利用非結構化WEB數據庫能很好地實(shí)現多種多媒體數據庫的集中組織與管理。
3.2 基于廣域網(wǎng)的圖書(shū)館海量多媒體數據庫存儲管理機制的實(shí)現
圖書(shū)館多媒體信息資源數據庫是海量數據庫，支持基于廣域網(wǎng)的海量多媒體信息存儲和管理是非結構化WEB數據庫管理系統的主要功能之一，不僅存儲數據量大，而且存取速度快，同時(shí)檢索功能強、檢索速度快，在檢索速度方面一般不受信息量大的影響。以IBASE非結構化數據庫為例，每個(gè)數據庫最大的記錄數可達到1000萬(wàn)條，每條記錄的最大長(cháng)度可達64000字節。每個(gè)數據庫最多可有800個(gè)字段。
3.3 利用多種索引方式，實(shí)現多媒體全文檢索、媒體特征檢索等多種檢索策略
館藏多媒體信息資源組織利用的關(guān)鍵是要實(shí)現多種方式的多媒體全文檢索，而要實(shí)現多種檢索方式，建立索引是前提，傳統關(guān)系數據庫支持的索引只限于單字段索引、復合索引等幾種方式，受其限制，關(guān)系數據庫檢索能力也受到很大限制。非結構化WEB數據庫由于有著(zhù)靈活的數據結構，在其底層存儲機制變革的基礎上，采用先進(jìn)的索引倒排擋技術(shù)，使它支持的索引方式比關(guān)系數據
庫要豐富得多，可以滿(mǎn)足極其復雜檢索的需要，實(shí)現對于海量多媒體信息的快速全文檢索功能，它支持字段索引、子字段索引和全文索引甚至可以支持人工標引索引，中英文混合索引等方式。配合非結構化數據庫的格式化語(yǔ)言，可以對同一字段進(jìn)行若干種不同的索引，以滿(mǎn)足特殊檢索的需求，實(shí)現多種檢索策略。例如IBASE非結構化數據庫管理系統目前支持8種不同的索引方式，可以涵蓋所有關(guān)系數據庫所提供的90％以上的檢索方式，同時(shí)還提供了包括簡(jiǎn)單檢索、組合檢索、字段檢索、右截斷檢索、全文檢索、擴展檢索、相關(guān)檢索、集合檢索、媒體特征檢索等等大量關(guān)系數據庫所不具備的檢索方式和檢索策略。
3.4 集成WEB服務(wù)器和數據庫服務(wù)器，實(shí)現多媒體網(wǎng)絡(luò )信息發(fā)布與多種服務(wù)功能
關(guān)系數據庫在基于因特網(wǎng)應用時(shí)，由于結構模型等原因的限制，不能與因特網(wǎng)完全地融合，需在WEB服務(wù)器與數據庫之間加入大量的中間件，從而在無(wú)形中加大了數據庫基于網(wǎng)絡(luò )應用的難度，給數據庫在因特網(wǎng)應用帶來(lái)了新的網(wǎng)絡(luò )瓶頸，應用服務(wù)器由于與數據庫頻繁交互，其本身的效率和數據庫檢索效率易造成因特網(wǎng)應用的阻塞。非結構化數據庫模型全部是基于因特網(wǎng)，采用WEB服務(wù)器和數據庫服務(wù)器緊密集成的方法，可以將目前傳統數據庫廠(chǎng)商由C/S結構擴展來(lái)的瀏覽器/WEB服務(wù)器加應用服務(wù)器/數據庫服務(wù)的三層體系結構，集成瀏覽器/WEB數據庫發(fā)布系統（B/S）的因特網(wǎng)計算結構，使多媒體數據庫系統成為WEB的一個(gè)重要有機組成部分，實(shí)現在單一平臺上融合所有多媒體數據庫和應用服務(wù)器的功能，這不僅大大減少了用戶(hù)對多媒體數據庫額外硬件、中間件和其他昂貴的集成業(yè)務(wù)的需求，而且極大地縮短了用戶(hù)開(kāi)發(fā)和采用基于因特網(wǎng)應用的時(shí)間，有利于用戶(hù)把更多時(shí)間用于多媒體信息資源的開(kāi)發(fā)和描述，非結構化數據庫管理系統可以為系統建設者提供快速有效的方法實(shí)現基于WEB的多媒體數據庫的建立和信息檢索發(fā)布，實(shí)現網(wǎng)上多媒體信息檢索、在線(xiàn)點(diǎn)播、閱讀，圖書(shū)館多媒體資源聯(lián)合編目和聯(lián)合建庫。同時(shí)，利用非結構化WEB數據庫還可以實(shí)現許多新的多媒體信息服務(wù)功能，如采用多媒體信息推送技術(shù)和郵件服務(wù)器功能實(shí)現定題服務(wù)和個(gè)性化多媒體信息服務(wù)。
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