超媒体数据库

超媒体数据库(Hypermedia DataBase,HDB)

　　超媒体数据库是一种超出传统数据库方法的某些限定的信息管理方法，是将多媒体技术与数据库技术有机结合而形成的多媒体数据库管理系统。

　　超媒体数据库是能够有效实现超媒体数据的存储、读取、检索等功能的数据库系统，它的主要特点是首先，继承了传统数据库的一些优点，例如数据的独立性、利用数据库查询语言进行高层次查询、并发控制、容错技术等等；其次它能对具有时空关系的数据进行同步和管理。超媒体数据库具有数据量大、集成性、实时性、非解释陛、非结构性等特性。因此超媒体数据库需要考虑许多新的要求。

　　1．超媒体

　　超媒体是超文本的多媒体扩充，它既可以处理文本、图像、图形等静态类型信息，又可以处理声音、视频、动画等动态类型信息，是一种以全新的方式组织信息而且对相关信息提供关联的技术集合。

　　超媒体最基本的组成单元是节点和链，它注重的是信息间的相互关系。在超媒体中，信息被编码成一个个节点，相关的节点通过机器所支持的连接方式链接在一起，用户通过关联信息的线索来寻找关系以获取信息。

　　简单地说，超媒体技术是一种多媒体信息管理技术，是超文本和多媒体技术的结合。在功能上，它既保留了超文本灵活、非线性的信息管理优势，又利用了多媒体生动、自然的表现特点。

　　超媒体技术突破了传统数据库技术的诸多限制的常规作法，是按照人类联想思维的习惯来进行网状的非线性的信息管理。除了具有操纵大量分散的多媒体信息的能力外，它还提供了大量早期印刷媒体所不可能具备的潜在能力，较好地解决了图片、文本、声音、动画等媒体信息的存取和表现问题。目前，超媒体技术已经被广泛采用，在许多应用领域如科学、文化、教育、新业务推广、地理信息系统等方面取得了令人瞩目的成就。

　　2.超媒体数据库

　　超媒体数据库是一种能够有效实现超媒体数据的存储、读取、检索等功能的数据库系统，是多种式样信息的载体，例如，文本、图形、图像、声音、动画等数据。与传统数据库相比，超媒体数据库具有数量大、集成性、实时性、非解释性、非结构性等特性，其功能也有了很大改进。简要地说，超媒体数据库是多媒体数据库的延伸，它既继承了多媒体数据库的优点，如数据的独立性、利用数据库查询语言进行高层次查询、并发控制、容错技术等，又拓展了新功能，如对时空关系的数据进行同步管理等等。

　　另外，超媒体数据库还具有友好的交互式用户接口和可视化的编程环境，使用起来形象直观，用户可以与计算机通过超媒体数据进行交互对话。

　　超媒体数据库是开发现代多媒体档案管理库管理系统的基础。它在档案信息存储、管理、开发、检索、利用、编研、宣传等方面的作用已初现端倪。

　　超媒体来源于超文本。超文本是一种管理文本信息的技术，它将文本信息存储在许多节点中，借电视信息的基本单位，链将这些节点组织成一个网状结构，表达信息间的关系。超媒体是超文本的多媒体化，即以超文本的思想来实现对多媒体数据的存储、管理和检索。在多媒体数据库中使用超媒体数据模型是为了建立多媒体数据之间的联系，包括时间、空间、位置、内容的联系，支持信息节点的开放性，支持浏览和搜索等新的操作。

　　超媒体技术不同于传统的数据库技术，它时数据不要求统一的定义和统一的结构。在超媒体模型中，节点可以存放文字、图形、图像、声音等单媒体对象和混合型的数据。节点之间通过链的连接形成非线性网状结构。两节点之间的链是有向的，可单向可双向，主要用途是模拟人脑的“联想式、发散式”思维。超媒体在信息的组织、管理、检索方法上都与网络数据库相似，但在存储的数据类型、模型、表现等方面进行了扩充。从本质上说，超媒体模型等价于一种语义网络加上浏览机制，主要适用予教学、信息查询、图书信息检索或问题探索等只读型应用系统。同时，其本身也是一种数据库技术。采用超媒体／超文本机制实现对多媒体信息的组合和管理，信息表示自然，节点内容丰富。

　　典型的超媒体数据库由编辑器、超媒体库和浏览器组成。其中，编辑器实现对文本、图形、图像、声音等媒体对象实体的输入及其编辑；超媒体库包括超索引和对象库两部分。超索引为对象库的索引文件，对象库存放多媒体对象实体信息；浏览器是一个基于窗口和菜单的视图显示系统，具有面向对象的用户界面，用户可通过选择链浏览节点信息或通过创建、编辑和链接节点建立不同用途的信息结构。超媒体系统的结构如图1所示。

　　图1　　超媒体系统示意图

　　超媒体结构具有面向对象的特性。超媒体的节点和链的形式可以较容易地推广到多媒体的形式，可以基于包括不同媒体的节点，链也可以用来表示媒体间的时空关系，因此，超媒体模型是一种很普遍的多媒体数据模型。不同媒体对象可以封装在节点内，外界只能通过节点对象的成员函数对节点进行操作。链可用来表示媒体间的语义关系。超媒体使每一种媒体都有自己的内部数据结构和处理信息的过程。由于超媒体的节点和链具有描述多媒体信息及其相互关系的能力，因此，它成为目前普遍采用的描述多媒体数据模型的工具。基于超文本模型或超媒体方法的数据库系统有Apple公司的Hypercard、KMS、INTERMEDIA等以及我国国防科技大学研制的HWS、GBH系统等。

　　超媒体近年来得到迅速发展，正逐渐向智能化或专家系统方向发展。在超媒体系统中增加“推理引擎”使得它能够主动获取信息并将它加入超媒体网络。超媒体将具有计算能力，而不仅仅在静态网中迁移和运动。智能超媒体打破了常规超媒体节点之间链的限制，在超媒体的链和节点中嵌入知识或规则，允许链进行计算和推理，使得多媒体信息的表现具有智能性。