河北化工医药职业技术学院-数据库技术在信息时代的应用

1、半级学号河北化学医学职业技术学院毕业论文信息时代数据库技术的应用名字专业人士导师河北化学医学专业技术学院信息工程系2017年12月目录第一章多媒体数据库31.1功能级别31.2体系结构31.3研究路径31.4特性41.5功能4佐原健二移动数据库52.1移动数据库概述52.2移动数据库体系结构52.3移动数据库的关键技术62.4移动数据库管理系统的特点62.5移动数据库研究目标和重要性7第三章空间数据库93.1空间数据库的特征93.2空间数据库设计9第四章信息检索系统134.1开发134.2目标144.3结构14第五章分布式信息检索155.1信息检索技术开发课程155.2信息检索基本技术15第一

2、章多媒体数据库1.1功能级别(1)物理层：多媒体数据库的物理存储说明。即，描述多媒体数据如何存储在计算机的物理存储设备上。对于多媒体数据库，实际数据可以徐璐分布在其他数据库中。例如，在多媒体的人事文件管理中，某人的声音和照片可以存储在声音数据库和图像数据库中，而他的其他人事记录可以存储在关系数据库中。(2)概念层：代表现实世界的抽象结构，是对现实世界中事物的描述。多媒体应用程序开发人员可以通过该层提供的数据库语言对存储在多媒体数据库中的各种多媒体数据进行集成管理。概念层由一组概念对象组成。与概念对象相关的对象可以来自多个数据库。例如，人被描述为人事记录、照片等，它们可以分别来自一般关系数据库和

3、图像数据库。在概念层次中，必须根据多个数据库的概念架构定义架构。(3)表达标高：可以分为视图标高和用户标高。用户层是多媒体数据库的外部表示，即用户可以看到的表单、图形、屏幕、播放的声音等。用户层可以用特殊的多媒体布局规范说明语言描述，为用户提供使用界面。多媒体数据管理系统的表达模型是多媒体数据库系统研究中需要重视的问题。由于未格式化数据的表示形式多种多样，并且徐璐相关，因此表示层次结构在多媒体数据库系统中出现的次数比传统数据多。(David aser，Northern Exposure，未格式化的数据)1.2体系结构(1)联邦结构多媒体数据管理是单独进行的，每个媒体数据库不必考虑与其他媒体的匹

4、配和协调。(2)集中式整合结构只有一个多媒体数据库和一个多媒体数据库管理系统。各种媒体统一建模，对各种媒体的管理和操作集中在一个数据库管理系统上，各种用户的需求统一在一个多媒体用户界面上，多媒体的祖怀搜索结果可以统一表达。(3)客户/服务结构各种单介质数据仍然相对独立，系统将每个介质的管理系统和操作作为一台服务器进行，此体系结构可以轻松扩展到网络环境。21.3研究路径多媒体数据库的研究路径很多种，常用的方法有五种。(1)改进面向对象的数据库，使其适合多媒体数据处理，使其逐步可供用户接受。(2)在现有关系数据库中构建多媒体MIS和GIS。(3)简单地扩展关系数据库，以便使用最简单的多媒体功能，如

5、Oracle、Sybase等。扩展最大2GB的长字段类型，以存储各种多媒体数据。但是，这些扩展仅将多媒体数据存储为字符，不能解决多媒体信息检索和处理的问题。(4)将关系数据库的理论和技术与面向对象数据库的理论和技术相结合，利用关系数据库现有的成熟技术，可以快速经济地实现。另一方面，将面向对象数据库的某些技术扩展到关系数据库，提供面向对象数据库的一些基本功能。(5)引入超媒体机制。1.4功能多媒体数据与传统的数据库数据有很大的不同，多媒体数据库具有以下特点：数据杨怡多，介质之间的数量差异明显，库中组织数据的方法和存储方法很复杂。媒体种类多，数据处理变得很复杂。之前介绍了4种多媒体数据，但实际上，

6、根据系统定义、标准转换，通常会演变成数十种媒体格式。多媒体不仅改变了数据库界面，还改变了声音、图片、门、门、门、门、门、门、门、门、门、门、门、门、门、门、媒体的复合、分布、时间查询结果不是表，而是多媒体的“表示”集。界面的多媒体化将对查询提出更复杂、更友好的设计要求。1.5功能(1)多媒体数据库系统必须能够表示和处理各种介质上的数据。(2)多媒体数据库系统必须能够反映和管理各种媒体数据的特征或各种媒体数据之间的时间和空间关系。(3)对多媒体数据的查询应以内容为基础，但内容必须事先说明。(4)多媒体数据库系统必须开放，提供应用程序接口，提供独立于外围设备和格式的接口。(5)多媒体数据库系统的数

7、据操作功能不仅必须能够为未格式化的数据提供查询检索功能，而且还必须能够为图形、图像编辑处理、声音数据剪辑等媒体提供多种操作方法。(6)多媒体数据库系统的网络功能。多媒体应用程序通常以网络为中心，因此，必须解决网络中分布式多媒体数据库的数据定义、存储、操作等问题，并管理数据的一致性和安全性。(7多媒体数据库必须提供处理长时间工作和版本控制的能力。佐原健二移动数据库2.1移动数据库概述移动数据库是分布式数据库的扩展和扩展，具有分布式数据库的诸多优点和独特功能，满足了未来的信息访问需求，具有广阔的应用前景。移动数据库的概念移动数据库是能够支持移动计算环境的数据库，数据在物理上分布和逻辑上集中。涵盖数

8、据库技术、分布式计算技术、移动通信技术等多个领域，与传统数据库相比，移动数据库具有移动性、位置相关性、频繁的脱节性、网络通信不对称等特点。移动数据库系统结构和分类典型的移动数据库原型系统结构如图所示。移动数据库可以看作是现有数据库系统的扩展。移动数据库系统主要分类如下：A.移动多数据库系统B.移动同构数据库系统C.移动异构数据库系统。D.移动异构多数据库系统。移动数据库体系结构移动数据库基本上包括三种主机类型：移动主机(Mobile Hosts)、移动支持站点(Mobile Support Stations)和固定主机(Fixed Hosts)。固定主机通常是有意义的计算机，通过高速固定网络连

9、接，不能管理移动设备。移动支持站点具有无线通信接口，可以与移动设备进行数据通信。移动支持站点和固定主机之间的通信通过固定网络进行。移动支持站点复盖的区域称为单元(Cell)，单元内的移动主机可以通过无线通信网络与复盖该区域的移动支持站点通信来完成信息数据检索。2.2移动数据库体系结构移动数据库基本上包括三种主机类型：移动主机(Mobile Hosts)、移动支持站点(Mobile Support Stations)和固定主机(Fixed Hosts)。固定主机通常是有意义的计算机，通过高速固定网络连接，不能管理移动设备。移动支持站点具有无线通信接口，可以与移动设备进行数据通信。移动支持站点和固

10、定主机之间的通信通过固定网络进行。移动支持站点复盖的区域称为单元(Cell)，单元内的移动主机可以通过无线通信网络与复盖该区域的移动支持站点通信来完成信息数据检索。2.3移动数据库的关键技术(1)复制和缓存技术。移动数据库环境使用弱一致性服务器级复制机制提高响应时间。缓存技术是缓存客户机中数据服务器的部分数据，以减少客户访问数据库服务器的频率。(2)数据广播技术。从服务器到移动客户端的下游带宽使用比从移动客户端到服务器的上游带宽大得多的网络不对称，配置大多数移动用户经常访问的数据，并定期向移动客户端广播。(3)位置管理。移动用户的位置管理主要关注两个方面：如何确定移动用户的当前位置，以及如何存

11、储、管理和更新位置信息。您可以使用移动计算机在自己的主机服务器上永久注册，当您导航到其他区域时，可以将当前位置通知该主机服务器。(4)查询处理和优化。在移动数据库环境中，由于用户的移动、频繁断开连接和用户所在网络环境的多样性，移动查询优化必须采取动态策略，以适应不断变化的环境。(5)移转异动。嵌入式移动数据库在应用中的关键(1)数据一致性问题。移动数据库的一个突出特征是移动终端之间以及与服务器的连接时的弱连接，即低带宽、长延迟、不稳定性和频繁分离。乐观复制方法广泛用于支持弱环境下用户对数据库的操作，可以操纵本地缓存中的数据副本，与数据库服务器或其他终端交换数据修改信息，直到网络重新连接，并通过

12、冲突检测机制协调和恢复数据一致性。(2)高效交易。使用完善的日志记录策略，通过在事务移动期间实时更新用户位置属性等策略，设计和实施新的事务管理策略和算法。(3)数据安全性。通过对移动终端采用认证，防止对非法终端进行欺诈性访问。加密无线通信以防止数据泄露。加密下载的数据副本，以确保数据安全，例如防止移动终端物理丢失后数据泄露。2.4移动数据库管理系统的特点(1)内核结构精细化。(2)标准SQL支持。(3)加强事务管理。(4)完整的数据同步机制。(5)支持串行通信、TCP/IP通信、红外线、蓝牙等多种连接协议。(6)完整的嵌入式数据库管理功能。(7)支持当前广泛使用的各种嵌入式操作系统，如Wind

13、ows CE和Palm OS。移动数据库中的数据管理(1)数据分发和复制数据不平衡分布在基站和移动设备上。移动数据库的一个突出特征是移动终端之间以及与服务器的连接薄弱：二宽带、长延迟、不稳定性和重复分离。数据库一致性的限制加剧了缓存管理的困难。当前常用的方法允许移动设备处理自己的事务和操作本地缓存中的数据副本。在长时间断开连接的情况下，高速缓存会尝试提供最经常访问移动设备的数据或更新的数据。网络重新连接后，与数据库服务器或其他终端交换数据修改信息，并通过冲突检测和调整恢复数据一致性。(2)事务模型。在移动环境中，事务的容错性和错误更正变得很困难。移动事物在多个基站中依次执行，由于移动设备的移动

14、性，执行过程可能包含多个数据集，此时缺少对事务执行的集中调整。因此，必须修改事物的现有ACID属性，并定义新的事务管理策略和算法。(3)祖怀处理。确定数据存储位置会影响查询处理的性价比分析。移动设备的移动性和快速资源更改使得查询优化更加复杂。当查询结果返回到移动单元格时，这些移动单元格可能在移动或跨越单元格边界，但是用户收到的查询结果必须正确完整。(4)恢复和容错。移动数据库环境需要解决地址错误、介质故障、事务和通信故障等问题。(5)移动数据库设计。移动性和频繁退出导致查询执行的全局名称解析问题变得复杂。移动数据库设计需要考虑元数据的许多管理问题。(6)基于位置的服务。随着客户端的移动，依赖于

15、位置的缓存信息也将失效。另外，经常更新位置相关查询，然后应用这些查询来更新缓存也可能会有问题。(7)安全。移动数据不如固定位置数据安全。2.5移动数据库的研究目标和重要性理想的移动数据库系统必须实现以下四个目标，以便在移动计算环境中有效支持各种数据应用程序：可用性和伸缩性(可扩展性)在确保系统稳定性的同时，不限制高可用性和移动客户数量，允许同时访问大型移动用户。移动性(Mobility)移动计算机未连接到网络时，可以访问和更新数据库。可连接性(Serializability)支持并发事务执行，以满足可连接性。收敛(Convergence)可以将系统聚合到始终一致的状态，以避免混乱。移动数据库对

16、移动计算环境中的移动办公系统、未来数字战场的移动命令、公共信息(天气预报、旅游交通信息、股市行情)发布等许多重要应用具有重要意义和实际价值，具有广泛的应用前景。第三章空间数据库3.1空间数据库的特征1、数据的杨怡庞大。空间数据库面向地理和相关对象，在客观世界中，通常包含地球表面信息、地质信息、大气信息等复杂的现象和信息，因此，描述这些信息的数据容量非常大，容量一般达到GB水平。2、高辅助功能。空间信息系统需要基于空间数据库的强大信息检索和分析功能，需要有效地访问大量数据。3、复杂的空间数据模型空间数据库包含几乎所有与地理相关的数据类型，而不是存储单个特性数据。这些数据类型主要可以分为三类。(1)属性数据：基本上与常规数据库匹配，主要用于描述科学现象的各种属性，通常包括数字、文本和日期类型。(2)图形图像数据：与常规数据库不同，空间数据库系统中的大量数据被描述为图形图像。(3)空间关系数据：存储拓扑关系的数据，通常与图形数据组合。4、属性数据和空间数据