UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI EVELYN BERNUY LEE ROSALES CRISPIN LUCIANO RIBEIRO ANÁLISE DE BANCOS DE DADOS COM SUPORTE À MULTIMÍDIA.

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1 1 UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI EVELYN BERNUY LEE ROSALES CRISPIN LUCIANO RIBEIRO ANÁLISE DE BANCOS DE DADOS COM SUPORTE À MULTIMÍDIA São Paulo 2009

2 2 EVELYN BERNUY LEE ROSALES CRISPIN LUCIANO RIBEIRO ANÁLISE DE BANCOS DE DADOS COM SUPORTE À MULTIMÍDIA Orientadora: Doutora Judith Virginia Pavón Mendoza Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção de título de Bacharelado do Curso de Sistemas de Informação na Universidade Anhembi Morumbi. São Paulo 2009

3 3 EVELYN BERNUY LEE ROSALES CRISPIN LUCIANO RIBEIRO ANÁLISE DE BANCOS DE DADOS COM SUPORTE À MULTIMÍDIA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção de título de Graduação do Curso de Sistemas de Informação na Universidade Anhembi Morumbi. Aprovado em Prof. Universidade Anhembi Morumbi Prof. Universidade Anhembi Morumbi Prof. Universidade Anhembi Morumbi

4 4 AGRADECIMENTOS À nossa orientadora professora Doutora Judith Virginia Pavón Mendoza, pela ajuda, dedicação e excelentes contribuições acadêmicas. Aos professores Marcelo Alexandre Couto de Jesus, Augusto Mendes Gomes Jr. e Nelson Issamu Shimada por suas orientações sobre o texto e contribuições na definição da metodologia. Aos amigos Gustavo Kendi Tsuji e Ricardo Pereira da Silva por suas idéias e sugestões que foram de grande importância.

5 1 RESUMO A tecnologia de Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados encontra-se atualmente bastante madura e consolidada, porém, com a crescente demanda por conteúdo multimídia, fez-se necessário o desenvolvimento de novas formas e técnicas de armazenamento. Existem várias maneiras para gerenciar o conteúdo multimídia utilizado pelas aplicações, porém é importante conhecer as alternativas e recursos disponíveis. Este trabalho iniciou-se da necessidade de conhecer as alternativas de gerenciamento de dados multimídia pelo projeto XGov, projeto este onde a multimídia está amplamente presente, pois trata-se de um framework para o desenvolvimento de aplicações crossmedia. Com o objetivo de apresentar uma visão geral de algumas soluções e técnicas, será realizada uma análise comparativa de três SGBDs comerciais, abordando a avaliação de desempenho e também as funcionalidades e recursos presentes nestes produtos. A análise será realizada utilizando-se um protótipo de aplicação multimídia, buscando com isso representar uma situação próxima da realidade. Os resultados obtidos serão analisados e comparados para se obter uma visão geral das tecnologias e sistemas envolvidos. Palavras chave: Multimídia, Bancos de Dados, Oracle, SQL Server, PostgreSql

6 1 ABSTRACT There are many ways to manage the multi-media content used by applications, but is an important thing to know the alternatives and available resources. This work was started with the need to know the multi-media data management alternatives by XGov project, where multi-media content is widely present, by the fact that it is a framework to crossmedia applications development. With the objective to present an overview of some solutions and techniques, it will be executed a comparative analysis involving three commercial RDBMSs, with the performance evaluation and the functionalities and resources available in these products. The analysis will be executed by the use of a multi-media application prototype, looking with this to represent a situation next to the reality. The obtained results will be analyzed and compared to have an overview of technologies and related systems. Keywords: Multimedia, DataBase, Oracle, SQL Server, PostgreSql

7 1 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Exemplos de mídias discretas e contínuas Figura 2: Exemplo de criação de tabela usando BFILE...32 Figura 3: Exemplo de criação de tabela usando ORDImage...36 Figura 4: Armazenamento no Oracle Multimedia...36 Figura 5: Recuperação de metadados no Oracle Multimedia...37 Figura 6: Criação de tabela usando o tipo FILESTREAM...38 Figura 7: Criação de tabela usando o tipo VARBINARY...38 Figura 8: Exemplo de criação de tabela usando o tipo IMAGE...39 Figura 9: Criação de tabela utilizando o tipo bytea...40 Figura 10: Criação de tabela utilizando o tipo oid...41 Figura 11: Regra para remoção automática de OID...41 Figura 12: Exemplo da utilização do conceito de checkpoint em Java...44 Figura 13: Gráfico dos resultados da consulta Tipo A...50 Figura 14: Gráfico dos resultados das consultas Tipo B e C para Imagens...51 Figura 15: Gráfico dos resultados de armazenamento para Imagens...52 Figura 16: Gráfico dos resultados das consultas Tipo A para Documentos...53 Figura 17: Gráfico dos resultados de armazenamento para Imagens...54 Figura 18: Gráfico dos resultados das consultas Tipo A para Vídeo...55

8 11 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Evolução dos Sistemas Multimídia...14 Tabela 2: Comparativo entre as formas de armazenamento...29 Tabela 3: Comparativo entre tipos de dados do Oracle...33 Tabela 4: Relação Mídia/Tipo de Dado no Oracle Multimedia...34 Tabela 5: Conjunto de atributos do tipo ORDSource...34 Tabela 6: Metadados utilizados por diferentes tipos de mídia...35 Tabela 7: Armazenamento e recuperação de dados do tipo oid...42 Tabela 8: PostgreSql Large Objects API...42 Tabela 9: Tipos de consultas para análise de desempenho...45 Tabela 10: Consultas representativas para cada tipo...46 Tabela 11: Especificação do ambiente para os testes...47 Tabela 12: Divisão dos arquivos utilizados nos testes...47 Tabela 13: Ordem de execução dos testes por tipo de dado...48 Tabela 14: Ordem de execução dos testes por tipo de consulta...48 Tabela 15: Tempos de execução para os testes do tipo de mídia Imagem...51 Tabela 16: Resultados do teste de armazenamento para Imagens...52 Tabela 17: Tempos de execução para os testes do tipo de mídia Documento...53 Tabela 18: Resultados do teste de armazenamento para Documentos...54 Tabela 19: Tempos de execução para os testes do tipo de mídia Vídeo...55 Tabela 20: Tempos de execução para os testes do tipo de mídia Áudio...56

9 1 LISTA DE ABREVIATURAS SGBD: Sistema Gerenciador de Bancos de Dados MPEG: Moving Picture Experts Group BLOB: Binary Large Object LOB: Large Object

10 2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVO JUSTIFICATIVAS ABRANGÊNCIA ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO MULTIMÍDIA EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS MULTIMÍDIA CLASSIFICAÇÃO E TIPOS DE MÍDIA BANCOS DE DADOS MULTIMÍDIA TIPOS DE DADOS MULTIMÍDIA CARACTERÍSTICAS DOS DADOS MULTIMÍDIA ARQUITETURA DE UM SGBD MULTIMÍDIA METADADOS PADRÕES DE METADADOS Dublin Core Dublin Core Simples Dublin Core Qualificado MPEG Estrutura da norma MPEG TV-Anytime FORMAS DE ARMAZENAMENTO DE DADOS MULTIMÍDIA Armazenamento por referência externa Armazenamento por dados não interpretados Armazenamento por funções externas Armazenamento através de orientação a objetos PESQUISA E RECUPERAÇÃO DE DADOS MULTIMÍDIA SGBDS COM SUPORTE À MULTIMÍDIA ORACLE 11G LOB Externo LOB Interno Oracle Multimedia SQL SERVER

11 Filestream Campos BLOB VARBINARY IMAGE POSTGRESQL bytea oid AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO EM SGBDS COM SUPORTE À MULTIMÍDIA BENCHMARKING DE BANCOS DE DADOS Índices de Desempenho METODOLOGIA Seleção do conjunto de consultas AMBIENTE PARA EXECUÇÃO DOS TESTES Preparação do Ambiente EXECUÇÃO DOS TESTES RESULTADOS ANÁLISE DE ARMAZENAMENTO E RECUPERAÇÃO DE IMAGEM ANÁLISE DE ARMAZENAMENTO E RECUPERAÇÃO DE DOCUMENTO ANÁLISE DE ARMAZENAMENTO E RECUPERAÇÃO DE VÍDEO ANÁLISE DE ARMAZENAMENTO E RECUPERAÇÃO DE ÁUDIO CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS... 58

12 11 1 INTRODUÇÃO A Multimídia vem se tornando cada vez mais presente na vida atual. A proliferação de dispositivos digitais como MP3 players, câmeras digitais, smart phones e TV digital, cresceu muito nos últimos anos, o que levou a uma grande demanda por conteúdo multimídia. Grande parte do conteúdo multimídia é criada através de dispositivos digitais, porém uma grande quantidade de conteúdo que se encontrava em formato analógico como fotografias, fitas magnéticas e discos de vinil, estão sendo digitalizados para que possam ser armazenados, compartilhados e utilizados por um grande número de pessoas em todo o mundo. Os sistemas de informação multimídia já são uma realidade. É muito mais fácil representar e transmitir informação através de conteúdo multimídia do que utilizando simplesmente caracteres alfanuméricos. Hoje, o uso da multimídia encontra aplicação em entretenimento, segurança, ecologia, astronomia, medicina, publicidade, jornalismo, finanças e artes, somente para citar alguns exemplos. Uma das dificuldades ao se trabalhar com conteúdo multimídia é o tamanho dos objetos multimídia. Dados multimídia como vídeos, podem facilmente ultrapassar os 100 MB. Somando-se a isso, existem as características próprias destes objetos como restrições temporais, como ocorre com o áudio e vídeo, além de uma infinidade de formatos, sem falar da natureza semântica dos dados multimídia. Atualmente existem vários Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados SGBD disponíveis no mercado que oferecem suporte à dados multimídia, porém, ainda existe um grande número de aplicações que utilizam sistema de arquivos como forma principal de armazenamento. Alguns dos problemas desta abordagem é a necessidade da implementação de mecanismos adicionais ao sistema como busca, recuperação, armazenamento dos dados, controle transacional e backup para citar alguns exemplos. 1.1 OBJETIVO O objetivo deste trabalho é realizar uma análise do gerenciamento de dados multimídia em SGBDs com suporte à multimídia, abordando o armazenamento e recuperação de objetos multimídia. Também é apresentada uma análise comparativa entre três SGBDs de uso comercial com o objetivo de mostrar suas características, recursos e tipos de dados disponíveis.

13 JUSTIFICATIVAS O uso de dados multimídia em sistemas de informação tem crescido muito nos últimos anos e a tendência é continuar crescendo. Apesar de já existirem no mercado SGBDs com suporte à multimídia, muitas empresas não conhecem todas suas funcionalidades ou acreditam que a utilização deste irá prejudicar o desempenho do sistema, preferindo assim manter todo seu conteúdo multimídia fora do SGBD. É importante conhecer os serviços fornecidos pelos produtos comerciais destinados ao gerenciamento de documentos multimídias, tais como o são os SGBDs multimídia. Da mesma forma, entender qual é o desempenho destes SGBDs para que seja possível escolher quais destes podem prover solução ao gerenciamento da base de dados multimídia do cliente. 1.3 ABRANGÊNCIA Este trabalho consiste na análise detalhada de duas formas de armazenamento de dados multimídia que são: a) Armazenamento através de campos BLOB. b) Funções externas. Para esta análise serão utilizados os SGBDs Oracle 11g, Microsoft SQL Server 2008 e PostgreSql, detalhando em cada caso os recursos multimídia disponíveis e suas características. A realização dos testes comparativos será baseada na metodologia de Demurjian (1985) tendo como base um protótipo de uma aplicação de biblioteca digital contendo no total objetos multimídia. 1.4 ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO O trabalho está apresentado da seguinte forma: No Capítulo 2 são apresentados os conceitos básicos sobre multimídia, sua classificação e a evolução dos sistemas multimídia. No Capítulo 3 apresentamos os conceitos sobre Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados Multimídia e os Tipos de Dados Multimídia detalhando a evolução destes sistemas, suas principais características e a situação atual; Metadados e uma descrição dos padrões de

14 13 metadados mais utilizados; Finaliza-se com os conceitos sobre Armazenamento e Gerenciamento de Dados Multimídia. No Capítulo 4 apresentamos uma análise dos recursos multimídia do Oracle 11g, SQL Server 2008 e PostgreSql. O Capítulo 5, trata da avaliação de desempenho nos SGBDs com suporte a multimídia selecionados, apresentando as técnicas e padrões para análise de desempenho. O ambiente e a metodologia e utilizada também serão descritos neste capítulo. O Capítulo 6 apresenta os resultados e conclusões obtidas após a realização dos testes, detalhando estes resultados e apresentando sugestões para trabalhos futuros, como melhorias e possíveis extensões do trabalho.

15 14 2 MULTIMÍDIA Em 1959, surgiu a primeira referência ao termo multimídia, na área da Educação, especificamente no livro Instructional Media and Methods de Brown, segundo descrevem Clark e Creig (1992). Multimídia surge da justaposição dos termos: multi + media, que significa vários meios ou formatos como imagem, vídeo, áudio, entre outros. Hoje a multimídia é empregada largamente, desde computadores, dispositivos eletrônicos, TV interativa, jogos, e-commerce dentre outras aplicações. A vasta lista de aplicações potenciais é a principal razão da popularidade dos sistemas multimídia (MANDAL, 2003). 2.1 EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS MULTIMÍDIA A Tabela 1 mostra a evolução dos sistemas multimídia. O jornal, no qual são usados basicamente texto, imagens e gráficos, foi provavelmente o primeiro meio de comunicação em massa sendo sucedido pelo rádio no final da década de Com a introdução do cinema e da televisão, a natureza da comunicação em massa foi novamente modificada, trazendo o vídeo para o público. A atual tecnologia multimídia se tornou popular no começo da década de 1990 devido à redução dos preços dos computadores pessoais, redes de alta velocidade e protocolos de hipertexto (MANDAL, 2003). Ano Era Pré-Computador Final da década de 1890 Começo da década de 1900 Década de 1940 Década de 1960 Começo da década de 1980 Tabela 1: Evolução dos Sistemas Multimídia. (MANDAL, 2003) Evento Jornal, rádio, televisão e cinema foram os meios primários de comunicação em massa. Rádio Cinema Televisão Desenvolvimento do conceito de sistemas de hipertexto Computador pessoal 1983 Nascimento da Internet 1990 Tim Berners Lee propõe a World Wide Web. O HTML é desenvolvido Presente Desenvolvimento de padrões de codificação para imagens, áudio e vídeo. Meados da década de 1990 Estabelecimento de padrão para TV de alta definição Presente Desenvolvimento de web browsers e linguagens de marcação.

16 CLASSIFICAÇÃO E TIPOS DE MÍDIA Literalmente, qualquer sistema que suporte duas ou mais mídias deveria ser chamado de sistema multimídia. Usando esta definição, um jornal é uma apresentação multimídia porque inclui texto e imagens para a ilustração. De acordo com Mandal (2003), é possível classificar Mídia nos seguintes elementos: a) Mídia de Percepção: Em um ambiente multimídia típico, a informação é apresentada para pessoas, por exemplo, em um cinema. As mídias de percepção são aquelas onde os cinco sentidos do ser humano podem ser explorados, entretanto a maioria dos sistemas multimídia envolve apenas a visão e a audição. A tecnologia necessária para explorar o tato, olfato ou o paladar ainda não está desenvolvida o suficiente. Existem trabalhos em andamento com o objetivo de incluir o olfato e paladar em sistemas multimídia, porém há a necessidade de maiores avanços para tornar esta tecnologia mais conveniente e de melhor custo-benefício. b) Mídia de Representação: Neste tipo, a mídia é caracterizada por uma representação interna em um computador, ou seja, como a informação é codificada. Por exemplo, caracteres texto podem ser representados em ASCII; sinais de áudio podem ser representados por amostras PCM; imagens podem ser representadas pelos formatos PCM ou JPEG; e vídeos podem ser representados no formato PCM ou MPEG. c) Mídia de Apresentação: Caracteriza os dispositivos e equipamentos utilizados para entrada e saída da informação. São exemplos de mídia de apresentação o monitor, mouse, microfone, teclado, caixa de som, etc. d) Mídia de Armazenamento: Se refere à forma de armazenamento, ou seja, onde a informação é armazenada. Papel, microfilme, disco rígido, CD e DVD são alguns exemplos de mídia de armazenamento. e) Mídia de Transmissão: Se refere ao meio utilizado para transmitir a informação. As mídias de transmissão podem ser divididas em mídias guiadas e mídias não guiadas. Fibra ótica, cabo coaxial e o ar são exemplos de mídia de transmissão. f) Mídia Discreta/Contínua: As mídias podem ainda ser divididas em dois tipos: Independentes do tempo ou mídias discretas, e dependentes do tempo ou mídias contínuas. Para as mídias discretas como texto e gráficos, o processamento e apresentação dos dados não é um fator crítico em relação ao tempo, ao contrário das mídias contínuas onde o tempo é um fator crítico. É importante observar que outros

17 16 sinais também podem ser considerados mídias contínuas. Alguns exemplos são: a fumaça, em um ambiente onde exista sensores de fumaça; a pressão do ar, ou ainda a temperatura. Figura 1: Exemplos de mídias discretas e contínuas (MANDAL, 2003).

18 17 3 BANCOS DE DADOS MULTIMÍDIA Os SGBDs são essenciais no cotidiano moderno. É enorme a quantidade de aplicações que utilizam SGBDs para o gerenciamento de dados. São largamente empregados para o gerenciamento de dados estruturados, como em aplicações financeiras ou sistemas de informações gerenciais. Estas aplicações são alguns exemplos do que se pode denominar de aplicações tradicionais de bancos de dados, devido ao fato da maioria dos dados armazenados e acessados serem de formato textual ou numérico (ELMASRI e NAVATHE, 2005). Com os avanços da tecnologia, o surgimento da internet e a necessidade por aplicações multimídia, dados como áudio, vídeo e imagens se tornaram bastante utilizados ocasionando na criação de grandes coleções de conteúdo multimídia e consequentemente surgindo uma necessidade de gerenciamento eficiente deste conteúdo. No surgimento das primeiras aplicações multimídia, os SGBDs convencionais já constituíam uma tecnologia bastante madura, porém, para gerenciar dados multimídia, algumas adaptações foram realizadas, como criação de novos tipos de dados e técnicas de armazenamento e recuperação (FRANÇA, 2005). Um SGBD Multimídia provê suporte para o armazenamento, manipulação e recuperação de dados multimídia como áudio, vídeo, imagens e documentos. Além disso, preserva propriedades e serviços básicos já estabelecidos nos SGBDs convencionais como independência e integridade dos dados, gerenciamento de transações, segurança e acesso multi-usuário. A mudança de paradigma na representação da informação leva a vários problemas a serem gerenciados pelos SGBDs multimídia (FURHT, 1998) tais como: a) Para que o gerenciamento dos dados multimídia seja eficiente, é necessário que a estrutura interna do dado ou seu conteúdo seja interpretado, ao menos parcialmente. Isso é verdadeiro para o processamento interno (nível físico) e modelagem do dado (nível lógico). Por exemplo, no nível físico, a estrutura sequencial de um tipo de dado dependente do tempo como áudio pode ser explorada para armazenamento ou buffering; No nível lógico, o conteúdo do dado pode ser aproveitado para recuperação. b) Do ponto de vista funcional, o SGBD multimídia deve suportar a apresentação do conteúdo multimídia para o usuário. Alguns tipos de dados, como áudio e vídeo, são dependentes do tempo ou são apresentados de uma maneira em que o tempo seja uma

19 18 restrição. Comparado aos SGBDs convencionais, este problema requer mecanismos para suportar a apresentação de dados onde há restrição temporal ou interatividade. c) De uma perspectiva técnica, as propriedades características de dados multimídia levam a um número de requisitos específicos de processamento de dados que são bastante diferentes dos SGBDs convencionais. Dados multimídia são volumosos e a distribuição destes também é um problema relevante. Mecanismos para o manuseio de dados contínuos como áudio e vídeo, e o suporte à sincronização e interação são necessários. Os SGBDs multimídia ainda se encontram em evolução. Existem muitos desafios a serem vencidos e dentre todos, a recuperação baseada no conteúdo parece ser um dos mais difíceis. Enquanto que nos SGBDs convencionais as consultas são realizadas utilizando-se linguagem baseada em palavras chave e comparações numéricas, os SGBDs multimídia necessitam de um mecanismo de recuperação avançado (SHIH, 2002). As atuais abordagens para recuperação de imagens, por exemplo, utilizam parâmetros como textura, forma, orientação e relações espaciais, sendo que todos estes parâmetros podem ser extraídos da imagem. Entretanto, o resultado consiste em um conjunto de imagens similares ao invés de um resultado específico. No caso de dados contínuos, o problema se torna ainda maior, pois não se trata apenas dos objetos contidos no vídeo, mas também o tempo de movimento destes objetos. 3.1 TIPOS DE DADOS MULTIMÍDIA De acordo com Chen (2005), é possível classificar os tipos de dados multimídia em: a) Texto: É o mais popular dos tipos de mídia. Está distribuído pela internet através de diversas formas, incluindo arquivos ou mensagens usando diferentes protocolos de transporte como FTP, HTTP e SMTP. Texto é representado na forma binária nos conjuntos de caracteres 7-bit US-ASCII, 8-bit ISO-8859, 16-bit Unicode ou 32-bit ISO 10646; dependendo da linguagem escolhida ou país de origem. Os requisitos de largura de banda deste tipo de dado dependem principalmente do seu tamanho, o qual pode ser facilmente reduzido usando técnicas de compressão comuns (Solomon, 1998). Aplicações que utilizam o texto como mídia primária, como Web Browser e E- Mail, não possuem restrições temporais, como tempo de atraso ou jitter.

20 19 b) Áudio: É qualquer som ou voz convertido na forma digital utilizando técnicas de amostragem e quantização. O Áudio digitalizado é geralmente transmitido através de streaming por uma rede. Neste caso, a perda de 1% a 2% de pacotes é aceitável, não ocasionando muita degradação. Hoje a maioria das aplicações que utilizam áudio, possui mecanismos para gerenciar o problema da perda de pacotes, utilizando técnicas avançadas de interpolação. A restrição temporal do áudio depende estritamente da interatividade esperada entre as partes envolvidas. Por exemplo, aplicações de telefonia baseadas na internet requerem tempos de respostas mais curtos. c) Imagem: Representa fotografias, desenhos ou pinturas digitalizadas. A qualidade da imagem digitalizada determina seu tamanho. Uma imagem descompactada, digitalmente codificada, consiste em uma matriz de pixels, onde cada pixel é codificado em um número de bits para representar luminosidade e cor. As imagens, assim como texto não possuem restrições temporais. d) Gráfico: Representa desenhos ou outras imagens baseadas em dados ou informações. e) Vídeo: É uma sequência de imagens digitalizadas ou frames, apresentadas em uma taxa. Assim como o áudio, o vídeo pode ser transmitido pela rede como streaming. O número de frames por segundo depende do padrão empregado. O padrão NTSC utiliza 30 frames por segundo enquanto o padrão PAL utiliza 25 frames por segundo. As restrições temporais e requisitos de perda de pacote são similares ao áudio. f) Animação: São sequências de imagens ou gráficos, delimitados em um espaço de tempo. Podem ou não utilizar áudio. Um exemplo deste tipo de dado são as animações produzidas com o software Adobe Flash. 3.2 CARACTERÍSTICAS DOS DADOS MULTIMÍDIA Os dados multimídia são diferentes por natureza dos tradicionais dados de formato texto ou numérico. As características dos dados multimídia causam impactos diretos ou indiretos no design do SGBD multimídia. Dados multimídia geralmente requerem grandes volumes de memória e armazenamento. Um arquivo de vídeo pode chegar facilmente a ultrapassar os 100MB. Em uma aplicação real, milhares de arquivos de diferentes formatos multimídia podem ser armazenados. O SGBD multimídia necessita ter mecanismos de armazenamento sofisticados, que também devem ser de custo sensato (SHIH, 2002).

21 20 As operações aplicadas a objetos multimídia também são diferentes. Por exemplo, apresentar uma imagem ou vídeo é diferente de apresentar um parágrafo de texto. Alguns tipos de dados multimídia como áudio, vídeo e animações possuem restrições temporais que implicam na forma de armazenamento, manipulação e apresentação. O problema se torna mais agudo quando é necessário apresentar vários dados de tipos diferentes em um período de tempo determinado (DACHEV et al, 2000). A representação de dados multimídia como imagens também é um problema para a recuperação de informação devido às limitações da descrição textual e a grande quantidade de informação disponível. As limitações da descrição textual também implicam na necessidade de acesso baseado no conteúdo (DACHEV et al, 2000). 3.3 ARQUITETURA DE UM SGBD MULTIMÍDIA De acordo com Shih (2005), a arquitetura de um SGBD multimídia geralmente contém três camadas: a) Interface b) Composição de Objetos c) Armazenamento A camada de interface realiza o processamento de consultas, pesquisa e visualização de objetos e a interação da composição e decomposição dos objetos. As consultas podem ser baseadas em texto ou visuais. A camada de Composição de Objetos trabalha em conjunto com a camada de interface para gerenciar os objetos multimídia. A composição de objetos requer vários tipos de relações como relações de associação, relações de similaridade e relações de herança. Estas relações são definidas via interface gráfica do SGBD ou por funções de API. Na camada de Armazenamento estão presentes duas questões sobre desempenho: clusterização e indexação. Clusterização significa organizar fisicamente os dados multimídia em alguma mídia de armazenamento (disco rígido, por exemplo) para que sejam recuperados eficientemente. Indexação significa que um mecanismo de localização rápida é essencial para recuperar o endereço físico de um dado multimídia.

22 METADADOS Segundo Vaz (2004), a tecnologia de metadados surgiu devido às organizações necessitarem conhecer melhor os dados que elas mantêm, bem como, para realizar recuperação dos seus dados multimídia. Os metadados provêem uma descrição concisa a respeito dos dados. Os dados podem ser documentos, coleção de documentos, gráficos, tabelas, imagens, vídeos, áudio, ou qualquer outro tipo de dados. Em banco de dados, informações a respeito dos dados são tão importantes quanto os dados. Os metadados permitem indexar, recuperar e classificar os dados multimídias, para auxiliar no gerenciamento desses dados (TANNENBAUM, 2001). Os metadados têm um papel importante na gestão de dados, pois a partir deles as informações são processadas, atualizadas e consultadas. As informações de como os dados foram criados ou derivados, ambiente em que residem e/ou residiram, alterações feitas, entre outras são descritas nos metadados. Os metadados fornecem os recursos necessários para entender os dados através do tempo. Os metadados auxiliam no gerenciamento dos dados em vários aspectos, simplifica a manutenção dos dados, diminui os problemas de inconsistência dos dados e facilita a reutilização. Outras vantagens proporcionadas pelo uso de metadados são: troca padronizada entre componentes distribuídos, descrição do conteúdo e aspectos estruturais de dados multimídia e interoperabilidade entre objetos distribuídos em plataformas diferentes. Existem diversos padrões propostos na literatura para diferentes tipos de dados (VAZ, 2008), na seguinte seção são analisados os padrões mais utilizados atualmente no mercado. 3.5 PADRÕES DE METADADOS Nesta seção serão descritos os principais padrões de metadados, isto é, aqueles que são mais populares ou utilizados nas diferentes áreas de aplicação, os quais são: Dublin Core, MPEG-7 e TV-Anytime Dublin Core O nome "Dublin" se refere a Dublin, Ohio, U.S., onde o trabalho se originou de um workshop realizado em 1995 (SOUZA et al, 2000). Core se refere ao fato de que o conjunto de elementos de metadados é uma lista básica, mas que pode ser expandida.

23 22 Segundo Weibel (1997), o conjunto de metadados descrito pelo Dublin Core, é composto de 18 elementos, os quais poderiam ser descritos como o mais baixo denominador comum para descrição de recurso, equivalente a uma ficha catalográfica. As principais características do padrão DC é a simplicidade na descrição dos recursos, entendimento semântico universal dos elementos, escopo internacional e estensibilidade, o que permite sua adaptação às necessidades adicionais de descrição (DCMI, 2008). São descritos, a seguir, os 18 elementos que compõem a versão adaptada do DC: a) Título b) Autor ou Criador c) Palavras-chave d) Categoria e) Descrição f) Publicador g) Colaborador h) Data i) Tipo j) Formato k) Acesso l) Identificador de recurso m) Fonte n) Idioma o) Relação p) Cobertura q) Direito autoral r) Contato O padrão Dublin Core inclui dois níveis: Simples e Qualificado. O Dublin Core Simples inclui quinze elementos, o Qualificado inclui três elementos adicionais, que são: Audiência, Proveniência e Detentor de Direitos. Estes elementos refinam a semântica dos elementos de maneira que sejam úteis na descoberta Dublin Core Simples

24 23 O Elemento de Metadados Dublin Core Simples (Core Metadata Element Set, DCMES) consiste de quinze elementos de metadados como segue: a) Contributor b) Coverage c) Creator d) Date e) Description f) Format g) Identifier h) Language i) Publisher j) Relation k) Rights l) Source m) Subject n) Title o) Type Cada elemento Dublin Core é opcional e pode ser repetido. Não há ordem no Dublin Core para apresentar ou usar os elementos Dublin Core Qualificado Refinamentos de elementos significam uma especificação mais precisa dos elementos. Se uma aplicação não consegue interpretar um termo de refinamento de elemento deve ser capaz de ignorar o qualificador e tratar o valor do metadado como se ele fosse um elemento não qualificado. Enquanto isso pode resultar em perda de especificidade, o valor do elemento restante (sem qualificador) deve continuar correto em geral e útil para a descoberta. Os elementos adicionais são: audiência, proveniência e detentor de direitos. Em adição aos refinamentos de elementos, o Dublin Core Qualificado inclui um conjunto de esquemas de codificação recomendados, desenhados para ajudar a interpretação dos valores de metadados. Estes esquemas incluem vocabulário controlado e notações formais.

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