单位代码
10006
学
号
39061406
分 类 号
TP391
毕业设计(论文)
非结构化数据管理系统与关系数据库
融合方法设计与实现
学 院 名 称
计 算 机 学 院
专 业 名 称 计 算 机 科 学 与 技 术
学 生 姓 名
赵 骥 恒
指 导 教 师
郎 波
2013 年 6 月
北京航空航天大学
本科毕业设计(论文)任务书
Ⅰ、毕业设计(论文)题目:
非结构化数据管理系统与关系数据库融合方法设计与实现
Ⅱ、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:
原 始 资 料 : 非 结 构 化 数 据 管 理 系 统 Advanced Unstructured Data
Repository(AUDR) 1.0。
设计技术要求:结合目前对非结构化数据管理的需求,设计合理的非结构
化数据管理系统与结构化数据管理系统相融合的方法 ,并以图像管理系统
为例实现。
Ⅲ、毕业设计(论文)工作内容:
1. 研究非结构化数据的构成特点与管理模式;
2. 研究非结构化数据与关系数据库的融合方法;
3. 设计基于非结构化数据库与关系数据库的图像管理系统结构;
4. 实现基于非结构化数据库与关系数据库的图像管理系统。
Ⅳ、主要参考资料:
1. Xianglong Liu , Bo Lang , Wei Yu , JunwuLuo , Lei Huang.AUDR: An Advanced
Unstructured Data Repository[J].
2. 李未,郎波. 一种非结构化数据库的四面体数据模型[J]. 中国科学:信息
科学,2010,40:1039-1053.
3. 江川.非结构化数据查询引擎的研究与实现[D].北京:北京航空航天大
学,2011.
4.
SKL 国 家 重 点 实 验 室 . 非 结 构 化 数 据 管
理.[EB/OL].http://udbms.nlsde.buaa.edu.cn/AUDRMatrix/index.jsp.
计算机 学院 计算机科学与技术 专业类 390614 班
学生 赵 骥 恒
毕业设计(论文)时间: 2013 年 3 月 01 日至 2013 年 6 月 13 日
答辩时间: 2013 年 6 月 00 日
成 绩:
指导教师: 郎 波
兼职教师或答疑教师(并指出所负责部分):
系(教研室) 主任(签字):
北京航空航天大学毕业设计(论文)
本人声明
我声明,本论文及其研究工作是由本人在导师指导下独立完成的,在
完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
作者:赵骥恒
签字:
时间:2013 年 6 月
北京航空航天大学毕业设计(论文)
第 I 页
非结构化数据管理系统与关系数据库融合方法设计与实现
学
生:赵骥恒
指导教师:郎 波
摘
要
随着计算机技术和网络的蓬勃发展,非结构化数据的数量日趋增大,人们对非结构
化数据管理的需求也越来越大。对于非结构化数据的管理,非结构化数据管理系统与关
系数据库均有着各自的方法和特点。非结构化数据管理系统对于结构迥异,内容复杂的
非结构化数据有着独特的解析及存储方式,并且具有一系列贴近使用需求的应用(例如
以图搜图)。然而关系数据库对于数据有着严谨结构定义,方便快捷的查询方式及丰富
的完整性约束。非结构化数据中有着较强共性的,结构较为固定的信息,使用关系数据
库进行管理仍有着较大的优势。
本论文考虑非结构化数据管理的特征,提出了两种非结构化数据管理系统与关系数
据库相融合的方法,即应用系统层次的融合方法和数据库接口层次的融合方法。论文基
于非结构化数据管理系统 AUDR 与关系数据库 MYSQL 实现了支持应用系统层次融合
方法的图像管理系统。该系统具有图像插入和检索功能,并采用 B/S 结构。系统测试结
果验证了论文所提出的结构化与非结构化数据管理系统应用系统层次融合方法的有效
性与实用性。
关键词:数据库融合,非结构化数据管理,AUDR,MYSQL,图像管理系统
北京航空航天大学毕业设计(论文)
第 II 页
Design and Implementation of the Integration of Unstructured Data
Management Systems and the Relational Database
Author : ZHAO Ji-heng
Tutor : LANG Bo
Abstract
With the computer technology and network developing, the amount of unstructured data
increases fast, and the needs of unstructured data management is also growing. For the
management of unstructured data, unstructured data management systems and relational
databases both have their own methods and characteristics. Unstructured data management
systems have unique analysis and storage methods for different contents and the complexity
of unstructured data, and have kinds of applications which are close to the usage requirements
(for example, searching picture with picture). However, the relational database has a strict
definition for relational data, convenient ways to search and extensive integrity constraints.
There is also a big advantage to use relational database to manage those relatively fixed
information in unstructured data.
This thesis considers the characteristics of unstructured data management, proposing two
kinds of unstructured data management systems and relational database integration methods,
which are the application-level fusion method and the database interface level fusion method.
The paper achieves one image management system which is based on the unstructured data
management system AUDR and the relational database MYSQL, supporting the
application-level fusion method. This image management system with B/S model owns
insertion and retrieval functions. The system test results validate that the application-level
fusion method of the unstructured data management system and the relational database is
effective and practical.
Keywords: database integration, unstructured data management, AUDR, MYSQL, image
management system
北京航空航天大学毕业设计(论文)
第 III 页
目
录
1 绪论.....................................................................................................................................1
1.1 课题背景与意义.......................................................................................................1
1.2 国内外研究状况.......................................................................................................2
1.2.1 非结构化数据管理研究现状..........................................................................2
1.2.2 非结构化数据管理系统与关系数据库的融合..............................................3
1.3 研究内容与目标.......................................................................................................4
1.4 论文构成安排...........................................................................................................5
2 相关理论基础.....................................................................................................................6
2.1 关系数据库技术.......................................................................................................6
2.2 非结构化数据库技术...............................................................................................7
2.2.1 非结构化数据库的基本概念..........................................................................7
2.2.2 基于四面体结构的数据表达..........................................................................8
2.2.3 非结构化数据库的插入处理机制................................................................10
2.2.4 非结构化数据库的查询处理机制................................................................ 11
2.3 B/S 应用开发相关技术..........................................................................................12
2.3.1 JSP 技术..........................................................................................................12
2.3.2 JQERY 技术....................................................................................................12
2.3.3 CSS 技术.........................................................................................................13
2.3.4 网络服务器 TOMCAT...................................................................................13
2.4 本章小结.................................................................................................................13
3 融合方法设计与分析.......................................................................................................14
3.1 结构化与非结构化数据管理的融合背景.............................................................14
3.1.1 结构化数据库相关应用现状........................................................................14
3.1.2 非结构化数据管理系统相关应用现状........................................................14
3.1.3 融合需求分析................................................................................................15
3.2 应用系统层次的融合方法设计与分析.................................................................15
3.3 数据库接口层次的融合方法设计与分析.............................................................16
3.4 本章小结.................................................................................................................18
北京航空航天大学毕业设计(论文)
第 IV 页
4 基于 AUDR 与 MYSQL 的图像管理系统总体设计......................................................19
4.1 AUDR 系统分析.................................................................................................... 19
4.1.1 AUDR 系统架构.............................................................................................19
4.1.2 基于 AUDR 的应用系统开发方法...............................................................20
4.2 基于 AUDR 与 MYSQL 的图像管理系统需求分析........................................... 20
4.2.1 业务需求........................................................................................................20
4.2.2 用户需求........................................................................................................20
4.2.3 功能需求........................................................................................................21
4.3 基于 AUDR 与 MYSQL 的图像管理系统结构设计........................................... 22
4.4 系统运行环境.........................................................................................................24
4.5 本章小结.................................................................................................................24
5 图像管理系统的数据定义与预处理...............................................................................26
5.1 元数据定义工具的设计与实现.............................................................................26
5.1.1 AUDR 系统的图像数据定义.........................................................................26
5.1.2 融合系统元数据定义方法............................................................................27
5.1.3 融合结构查看................................................................................................29
5.1.4 元数据定义工具的实现方法........................................................................30
5.2 图像数据的预处理.................................................................................................30
5.2.1 图像数据的基本信息提取............................................................................31
5.2.2 图像数据的语义信息提取............................................................................31
5.3 本章小结.................................................................................................................32
6 图像管理系统数据插入与检索功能的设计与实现.......................................................33
6.1 AUDR 系统 API 解析............................................................................................33
6.1.1 服务器配置 API 的功能及开发方法............................................................33
6.1.2 图像数据插入 API 的功能及开发方法........................................................33
6.1.3 图像数据检索 API 的功能及开发方法........................................................34
6.2 图像数据插入机制的设计与实现.........................................................................36
6.2.1 图像数据插入的执行流程............................................................................36
6.2.2 插入执行机制的实现....................................................................................37