düyü. 2.1. GIS-də məlumatların təşkili
CİS-də istifadə olunan məlumatlar xəritədə yerləşən obyektlər (nöqtə, xətt, çoxbucaqlı) haqqında verilənlər bazasında saxlanılan təsviri məlumatları ehtiva edir. Təsviri məlumat deyilir atribut.
Atribut məlumatları– obyektlərin xassələrini xarakterizə edən məlumatların qeyri-mövqe hissəsi (fəza obyektlərinin xassələri və xüsusiyyətləri haqqında məlumatlar, onların məkanda yerləşməsi haqqında məlumatlar istisna olmaqla).
Formal olaraq, bütün obyektlər bir sıra xüsusiyyətlər ilə təsviri ilə təmsil olunur və onların saxlanması müvafiq qrafik və parametrik verilənlər bazasındadır. Obyektlərin təsviri üçün üç qrup əlamətlər (xarakteristikalar) mövcuddur: identifikasiya, təsnifat, çıxış.
İdentifikasiya xüsusiyyətləri xəritədə obyektin yerini birmənalı olaraq müəyyən etməyə və onu müəyyən etməyə xidmət edir. Bunlara coğrafi obyektin adı, koordinatları, obyektin növü və s.
Təsnifat xüsusiyyətləri obyektin kəmiyyət və keyfiyyətcə təsvirinə xidmət edir və onlardan obyektlər haqqında məlumat əldə etmək üçün istifadə edir. Onlar riyazi emal (keyfiyyət və kəmiyyət təhlili, modelləşdirmə və s.).
Çıxış xüsusiyyətləri hər hansı obyekt üçün xarakteristikaların hər biri üçün müvafiq məlumatların alınma mənbələri və tarixləri haqqında məlumatları ehtiva edir. Bu xüsusiyyətlər qrupunun məqsədi daxil olan məlumatların etibarlılığını müəyyən etmək qabiliyyətini təmin etməkdir.
Ənənəvi CİS-də təcəssüm olunan əsas ideyalardan biri ayrı-ayrılıqda saxlandıqda və qismən ayrıca emal edildikdə məkan və atribut məlumatları arasında əlaqənin qorunmasıdır.
Məkan sorğularını yerinə yetirərkən atributlar obyekti daha dəqiq müəyyən etməyə kömək edir. GIS-də üstünlük sorğu atributlarının iki formasına verilir: SQL sorğu dili (Strukturlaşdırılmış Sorğu Dili) və şablon. Bu sorğulara uyğun gələn qeydlər vurğulanır: QBE (Query By Example) Siz xəritədə obyektlərin seçimini atribut cədvəlinə sorğular vasitəsilə təşkil edə bilərsiniz, çünki qrafik obyektlərin seçilməsi onların atribut qeydlərinin seçilməsi ilə bağlıdır.
İdentifikatorlar kartoqrafik və atribut məlumatlarını birləşdirmək üçün nəzərdə tutulub, çünki əksər CİS-də obyektlərin bu xüsusiyyətləri ayrıca işlənir. İstifadəçi obyekti, məsələn, kursorla göstərə bilər və sistem onun identifikatorunu müəyyən edəcək, bunun vasitəsilə obyektlə əlaqəli bir və ya bir neçə verilənlər bazası tapacaq və əksinə, mətndəki məlumatlara əsasən qrafik obyekti təyin edəcəkdir. verilənlər bazası.
Qeyd edildiyi kimi, müasir CİS-də məkan məlumatları iki əsas formada təqdim olunur: vektor və rastr.
Vektor modeli məlumatlar xəritənin nöqtələr, xətlər və düz qapalı fiqurlar şəklində təsvirinə əsaslanır.
Raster modeli məlumatlar eyni forma və sahəyə malik elementlərin müntəzəm şəbəkəsindən istifadə edərək xəritənin təsvirinə əsaslanır.
Məlumat strukturunun iki növü var topologiya Və təbəqələr.
Topologiya obyektlər arasında məkan əlaqələrini vurğulamaq üçün istifadə olunur.Topologiya nöqtələr, xətlər və çoxbucaqlılar arasında əlaqəni təmin edir və adətən operator tərəfindən dəyişdirilmir. qatlarüçün də istifadə olunur strukturu data.
Topologiya- prosedur dəqiq tərif və cisimlərin həndəsəsinə xas olan məkan əlaqələrindən istifadə. Əhatə üç əsas topoloji əlaqəni dəstəkləyir: əlaqə, müəyyən ərazilər və bitişiklik. Əhatə dairələri topologiyanı müəyyənləşdirir və bu əlaqələr xüsusi fayllarda dəqiq qeyd olunur.
Topoloji məlumat obyektlərin kosmosda bir-birinə nisbətən necə yerləşdiyini təsvir edir və adətən operator tərəfindən dəyişdirilmir. GIS məkan analizini həyata keçirmək üçün topologiyanın dəqiq müəyyənləşdirilməsini tələb edir
Topologiya daxildir məlumat müəyyən obyektlərə hansı simvollar uyğun gəlir, nöqtələr bir-birinə necə bağlanır, hansı nöqtələr və xətlər çoxbucaqlıdır. Topoloji məlumat CIS istifadəçisinə müəyyən çoxbucaqlıların nə qədər üst-üstə düşməsi, xəttin çoxbucaqlı içərisində olub-olmaması və bir xüsusiyyətin digərinə nə qədər yaxın olduğu kimi məlumatları çıxarmağa imkan verir.
Qeyri-topoloji GIS sistemləri (məsələn, CAD sistemləri) tərəfindən həyata keçirilən məlumatların manipulyasiyası və təhlili məhduddur.
Əksər CİS xəritə məlumatlarını adlanan məntiqi kateqoriyalara ayırmağa imkan verir kartoqrafik təbəqələr. Qatlarda adətən bağlamanın torpaq növü kimi yalnız bir xüsusiyyət növü və ya ictimai nəqliyyat xətləri (telefon, elektrik və qaz xətləri) kimi əlaqəli funksiyaların kiçik bir qrupu haqqında məlumat var.
Məlumatlar xəritə təbəqələrinə bölünür ki, onlar fərdi və ya digər təbəqələrlə birlikdə məkan baxımından idarə oluna və təhlil oluna bilsinlər. Daha mənalı analitik nəticələr əldə etmək üçün GIS-dəki təbəqələr bir-biri ilə əlaqə qurmalıdır ümumi sistem verilənlər bazası koordinatları.
Verilənlər bazaları bölünür iyerarxik, şəbəkə Və əlaqəli.
Verilənlər bazası (DB)– müəyyən qaydalara uyğun təşkil edilmiş bir-biri ilə əlaqəli verilənlər toplusu
İerarxik verilənlər bazaları qeydlər arasında ciddi tabeçilik yaratmaq və sıralanmış ağaclar dəstindən (eyni növ ağacların bir neçə nümunəsinin sifarişli dəsti) ibarətdir. Ağac tipi bir “kök” qeyd növündən və sıfır və ya daha çox alt ağac növlərinin (hər biri ağac növüdür) sıralanmış çoxluğundan ibarətdir.Ağac tipi bütövlükdə iyerarxik şəkildə təşkil edilmiş qeyd növləri toplusudur (Şəkil 2.2).
Burada Məhəllə Torpaq Sahəsinin əcdadı, Torpaq Sahəsi isə Məhəllənin nəslidir.Torpaq Sahəsi Lot Hissəsinin əcdadı, Lot Hissəsi isə Torpaq Sahəsinin nəslidir. Qeyd növləri arasında əlaqələr saxlanılır. Atalar və nəsillər arasındakı əlaqələrin bütövlüyü avtomatik olaraq qorunur.
İerarxik sistemlərin tipik nümayəndəsi IBM-in İnformasiya İdarəetmə Sistemidir (IMS). İlk versiya 1968-ci ildə ortaya çıxdı. Bu sistemdə hələ də bir çox verilənlər bazası dəstəklənir, bu da keçiddə əhəmiyyətli problemlər yaradır. yeni texnologiya DB və yeni avadanlıq üçün.
düyü. 2.2. Ağac növü nümunəsi (iyerarxik verilənlər bazası sxemi)
Şəbəkə verilənlər bazaları məlumat strukturu adi iyerarxiyadan daha mürəkkəb olduqda istifadə olunur, yəni. iyerarxik verilənlər bazası strukturunun sadəliyi onun çatışmazlığına çevrilir. Şəbəkə və iyerarxik verilənlər bazalarının təşkili sərt olmalıdır. Əlaqələrin dəstləri və qeydlərin strukturu əvvəlcədən müəyyən edilməlidir.
Şəbəkə sistemlərinin tipik nümayəndəsi, əksər əməliyyat sistemləri ilə işləyən IBM əsas maşınlarında istifadə üçün nəzərdə tutulmuş CuHinet Software, Inc.-dən İnteqrasiya edilmiş Verilənlər Bazası İdarəetmə Sistemidir (IDMS). Sistem arxitekturası Məlumat Sistemləri Dilləri üzrə Konfransın (CODASYL) Proqramlaşdırma Dilləri Komitəsinin Data Baza Tapşırıq Qrupunun (DBTG) təkliflərinə əsaslanır.
 |
Məlumatların təşkilinə şəbəkə yanaşması iyerarxik yanaşmanın genişləndirilməsidir. İerarxik strukturlarda uşaq qeydinin tam olaraq bir əcdadı olmalıdır; şəbəkə məlumat strukturunda uşağın istənilən sayda əcdadı ola bilər. Şəbəkə verilənlər bazası qeydlər toplusundan və bu qeydlər arasında əlaqələr toplusundan ibarətdir. Əlaqənin növü iki növ qeyd üçün müəyyən edilir: əcdad və nəsil (şək. 2.3).
düyü. 2.3. Verilənlər bazası şəbəkə diaqramının nümunəsi
Verilənlər bazası strukturunun dəyişdirilməsi bütün verilənlər bazasının yenidən qurulmasını nəzərdə tutur və sorğuya cavab almaq üçün xüsusi məlumat axtarış proqramı olmalıdır. Buna görə də, xüsusi sorğuların həyata keçirilməsi çox vaxt aparır.
İerarxik və şəbəkə modellərinin çatışmazlıqları ortaya çıxmasına səbəb olmuşdur əlaqəli verilənlər bazası. Relational model verilənlər bazası strukturunu sadələşdirmək cəhdi idi. Bütün məlumatlar formada təqdim olunur sadə masalar, bölünür xətlər Və sütunlar.
Əlaqəli verilənlər bazasında məlumat sətirlərə və sütunlara bölünmüş cədvəllərdə təşkil edilir, onların kəsişməsində verilənlərin dəyərləri yerləşir. Hər bir cədvəlin məzmununu təsvir edən unikal adı var. Cədvəlin strukturu Şəkil 2.4-də göstərilmişdir. Bu cədvəlin hər bir üfüqi cərgəsi ayrıca fiziki obyekti - bir inzibati rayonu təmsil edir.O, həmçinin xəritədə ayrıca qrafik obyekt kimi təqdim olunur. Cədvəlin bütün sətirləri bir bölgənin bütün rayonlarını təmsil edir. Cədvəlin müəyyən bir cərgəsində olan bütün məlumatlar həmin sətirdə təsvir olunan sahəyə aiddir.
Eyni sütunda olan bütün dəyərlər eyni məlumat növüdür. Məsələn, Rayon Mərkəzi sütununda yalnız sözlər, Sahə sütununda onluq ədədlər, ID sütununda isə istifadəçi tərəfindən müəyyən edilmiş xüsusiyyət kodlarını əks etdirən tam ədədlər var. Cədvəllər arasında əlaqə sahələr vasitəsilə həyata keçirilir.
 |
düyü. 2.4. Əlaqəli verilənlər bazası cədvəlinin quruluşu
Hər masa var sahibi, əvvəlcədən təyin edilmiş dəst adlı sütunlar(sahələr). Cədvəl sahələri adətən verilənlər bazasında saxlanmalı olan obyektlərin atributlarına uyğun gəlir. Cədvəldəki sıraların (qeydlərin) sayı məhdud deyil və hər bir qeyd obyekt haqqında məlumat daşıyır.
Relational data modelində “məlumat növü” anlayışı proqramlaşdırma dillərindəki “məlumat tipi” anlayışına tamamilə adekvatdır. Tipik olaraq, müasir relyasiya verilənlər bazaları simvolların, rəqəmli verilənlərin, bit sətirlərinin, xüsusi rəqəmli verilənlərin (“pul” kimi), həmçinin xüsusi “müvəqqəti” verilənlərin (tarix, vaxt, vaxt intervalı) saxlanmasına imkan verir. Mücərrəd məlumat növləri ilə əlaqəli sistemlərin imkanlarının genişləndirilməsinə yanaşma kifayət qədər fəal şəkildə inkişaf edir (məsələn, Ingres/Postgres ailəsinin sistemləri müvafiq imkanlara malikdir). Nümunəmizdə üç növ məlumatla məşğul oluruq: simvol sətirləri, tam ədədlər və “pul”.
Relational verilənlər bazaları məlumatların saxlanması üçün ən populyar strukturdur, çünki onlar məlumatların təqdimatının aydınlığını onlarla manipulyasiya etmək asanlığı ilə birləşdirir.
Fayl sistemi və təqdimat formatları
Qrafik məlumatlar
Tətbiq baxımından fayl Xarici yaddaşın verilənlərin yazıla və oxuna biləcəyi adlandırılmış sahəsidir.Fayl adlandırma qaydaları, faylda saxlanılan məlumatlara necə daxil olmaq və bu məlumatların strukturu xüsusi fayl idarəetmə sistemindən və fayl növündən asılıdır. Fayl idarəetmə sistemi xarici yaddaş ayırır, fayl adlarını müvafiq xarici yaddaş ünvanlarına uyğunlaşdırır və verilənlərə girişi təmin edir.
Coğrafi informasiya sistemləri aşağıdakı fayl adlandırma üsullarından istifadə edir:
1. Metod təcrid olunmuş fayl sistemləri. Bir çox fayl idarəetmə sistemləri faylların hər bir arxivinin (tam qovluq ağacının) bütünlüklə bir disk paketində (və ya məntiqi sürücü, əməliyyat sistemi alətlərindən istifadə etməklə ayrıca disk kimi təqdim olunan fiziki disk paketinin bölməsində) yerləşdirilməsini tələb edir. halda, tam fayl adı müvafiq diskin quraşdırıldığı disk cihazının adı ilə başlayır. Bu adlandırma üsulu DEC fayl sistemlərində istifadə olunur və fərdi kompüter fayl sistemləri buna çox yaxındır.
2. Metod mərkəzləşdirilmiş fayl sistemi. Bu üsulla qovluqların və faylların bütün kolleksiyası tək ağac kimi təqdim olunur. Tam fayl adı kök kataloq adı ilə başlayır və istifadəçidən disk qurğusunda hər hansı xüsusi disklərin quraşdırılmasına diqqət yetirmək tələb olunmur. Sistemin özü, adı ilə bir fayl axtararaq, lazımi disklərin quraşdırılmasını tələb etdi. Bu seçim Muitics əməliyyat sisteminin fayl sistemlərində tətbiq edilmişdir. Bir çox cəhətdən, mərkəzləşdirilmiş fayl sistemləri təcrid olunmuş sistemlərdən daha əlverişlidir: fayl idarəetmə sistemi daha çox gündəlik iş görür. Lakin bu cür sistemlərdə fayl sisteminin alt ağacını başqa hesablama qurğusuna köçürmək lazım gələrsə, əhəmiyyətli problemlər yaranır.
3. Qarışıq yol. Bu üsul bu fayl sistemlərində əsas səviyyədə təcrid olunmuş fayl arxivlərini dəstəkləyir. Bu arxivlərdən biri kök fayl sistemi elan edilir. Sistem işə salındıqdan sonra, siz kök fayl sistemini və bir sıra təcrid olunmuş fayl sistemlərini bir ümumi fayl sisteminə "bağlaya" bilərsiniz. Bu həll UNIX OS fayl sistemlərində istifadə olunur. Texniki olaraq bu, kök fayl sistemində xüsusi boş kataloqlar yaratmaqla həyata keçirilir. Xüsusi UNIX OS kuryer sistemi çağırışı sizə göstərilən fayl arxivinin kök kataloqunu bu boş qovluqlardan birinə qoşmağa imkan verir. Paylaşılan fayl sistemi quraşdırıldıqdan sonra, faylın adlandırılması əvvəldən mərkəzləşdirilmiş olduğu kimi həyata keçirilir. Fayl sisteminin adətən sistemin spin-up zamanı quraşdırıldığını nəzərə alsaq, UNIX ƏS istifadəçiləri paylaşılan fayl sisteminin orijinal mənşəyi haqqında düşünmürlər.
Fayl sistemləri müxtəlif istifadəçilərə məxsus faylların ümumi saxlanması olduğundan, fayl idarəetmə sistemləri fayllara daxil olmaq üçün icazə verməlidir. IN ümumi görünüş Yanaşma ondan ibarətdir ki, müəyyən bir kompüter sisteminin hər bir qeydiyyatdan keçmiş istifadəçisinə münasibətdə, hər bir mövcud fayl üçün bu istifadəçi üçün icazə verilən və ya qadağan edilən hərəkətlər göstərilir. Bu yanaşmanı tam şəkildə həyata keçirmək cəhdləri olub. Lakin bu, həm lazımsız məlumatların saxlanmasında, həm də bu məlumatların giriş uyğunluğuna nəzarət etmək üçün istifadə edilməsində həddindən artıq yükə səbəb oldu.
Buna görə də əksəriyyətdə müasir sistemlər Fayl İdarəetmə UNIX-də ilk dəfə olaraq faylların qorunmasına yanaşma tətbiq edir. Bu sistemdə hər bir qeydiyyatdan keçmiş istifadəçi bir cüt tam ədəd identifikatoru ilə əlaqələndirilir: bu istifadəçinin aid olduğu qrupun identifikatoru və qrupdakı öz identifikatoru. Müvafiq olaraq, hər bir fayl üçün istifadəçinin tam identifikatoru - bu faylın yaradıcısı saxlanılır və onun özü faylla hansı hərəkətləri edə biləcəyi, eyni qrupun digər istifadəçiləri üçün hansı hərəkətlərin mövcud olduğu və hansı istifadəçilərin istifadə edə biləcəyi qeyd olunur. digər qruplar fayl ilə edə bilər. Bu məlumat çox yığcamdır, yoxlama zamanı bir neçə addım tələb olunur və girişə nəzarətin bu üsulu əksər hallarda qənaətbəxşdir.
Əgər əməliyyat sistemi çox istifadəçi rejimini dəstəkləyirsə, o zaman iki və ya daha çox istifadəçinin eyni vaxtda eyni faylla işləməyə cəhd etməsi olduqca mümkündür. Əgər bütün bu istifadəçilər yalnız faylı oxuyacaqlarsa, bu problem olmayacaq. Ancaq onlardan ən azı biri faylı dəyişdirirsə, bu qrupun düzgün işləməsi üçün qarşılıqlı sinxronizasiya tələb olunur.
Mümkün İstifadə sahələri fayllar:
· mətn məlumatlarının saxlanması üçün: sənədlər, proqram mətnləri və s. Belə fayllar adətən müxtəlif mətn redaktorları vasitəsilə yaradılır və dəyişdirilir. Mətn fayllarının strukturu adətən çox sadədir: ya mətn sətirlərini ehtiva edən qeydlər ardıcıllığı, ya da bayt ardıcıllığıdır ki, onların arasında xüsusi simvollar (məsələn, sətir sonu simvolları);
· kompilyatorlar üçün daxiletmə mətnlərini yaratmaq, bu da öz növbəsində obyekt modullarını (proqram mətnləri olan fayllar) ehtiva edən faylları yaradır. Obyekt faylları da çox sadə struktura malikdir - qeydlər və ya baytların ardıcıllığı. Proqramlaşdırma sistemi bu strukturu daha mürəkkəb və sistemə xas obyekt modul strukturu ilə örtür;
· qrafik və audio məlumatları olan faylları, həmçinin keçid redaktorları tərəfindən yaradılan və icra olunan proqramların şəkillərini ehtiva edən faylların saxlanması üçün. Belə faylların məntiqi strukturu yalnız link redaktoru və yükləyiciyə - əməliyyat sistemi proqramına məlum olaraq qalır.
Fayl sistemləri adətən yarım strukturlaşdırılmış məlumatların saxlanmasını təmin edir, sonrakı strukturlaşmanı tətbiq proqramlarına buraxır. Bu, müsbət təsir göstərir, çünki hər hansı yeni tətbiqetmə sistemi (sadə, standart və nisbətən ucuz fayl sistemi alətləri əsasında) işlənib hazırlanarkən, təbii olaraq bu tətbiq sahəsinin xüsusiyyətlərinə uyğun gələn saxlama strukturlarını həyata keçirmək mümkündür.
Hər bir konkret coğrafi informasiya sistemində faylda məlumatın qeyd edilməsi forması eyni deyil. Tarixən kompüter qrafikası üzrə ixtisaslaşmış şirkətlər onlara ən uğurlu görünən öz qrafik məlumat formatlarını yaratdılar.
Fayl formatı yaradıldığı şablon adlanır. Şablon fayla hansı verilənlərin (sətirlər, tək simvollar, tam ədədlər, kəsrlər, ayırıcılar) və hansı ardıcıllıqla daxil edilməli olduğunu təsvir edir.
Formatın xüsusiyyətləri bunlardır: oxu/yazma sürəti; mümkün fayl sıxılma miqdarı; məlumatın təsvirinin tamlığı.
Bəzi formatlar standart komissiyalarının qərarları əsasında standart kimi qəbul edilmişdir. Beləliklə, ABŞ milli standartı statusuna malik SDTS formatı qəbul edilib beynəlxalq təşkilat ISO standartlaşdırması.
Daxili sistem formatları ilə mübadilə formatlarını, yəni müxtəlif istifadəçilər, o cümlədən istifadəçilər arasında məlumat mübadiləsi üçün istifadə olunan formatları ayırd etmək lazımdır. müxtəlif sistemlər. CİS-in başqa bir sistemin fayl formatından məlumatları idxal etmək və onu düzgün şərh etmək və əksinə, öz məlumatlarını bu formata daxil etmək qabiliyyəti sistemlər arasında məlumat mübadiləsinə imkan verir.
Çoxlu sayda standart mübadilə formatlarının idxalı/ixracının dəstəklənməsi GIS-də vacibdir, çünki artıq daxil edilmiş qrafiklərin həcmləri əmək tutumlu məlumat daxiletmə işləri nəticəsində böyükdür. Məkan məlumatlarının istifadə olunan GIS formatından fərqli, öz formatına malik olan müstəqil daxiletmə sisteminə daxil edilməsi də mümkündür.İşləyən və tanış olan sistemdən imtina etmək məqsədəuyğun deyil, alınan məlumatları CİS-ə köçürmək daha asandır. format və geri. Siz məlumatları öz formatınıza daxil edə və istədiyiniz formata çevirərək mübadilə edə bilərsiniz. Bu halda, aşağıdakı şərt mövcuddur: saxlama formatı kifayət qədər tam olmalıdır; çünki tam ədədlərdən kəsrlərə asanlıqla çevrilə bilən koordinatlardan fərqli olaraq, çatışmayan atributları və təsvirləri lazım olan formata çevirmək mümkün deyil.
Verilənlər bazasının idarə edilməsi
Effektiv istifadə rəqəmsal verilənlər onların saxlanması, təsviri, yenilənməsi və s. funksiyaları təmin edən proqram təminatının olmasını tələb edir. Onların təqdim edilməsinin növləri və formatlarından, CİS proqram təminatının səviyyəsindən və ətraf mühitin bəzi xüsusiyyətlərindən və onlardan istifadə şərtlərindən asılı olaraq, mümkündür müxtəlif variantlar saxlanmanın təşkili və məkan məlumatlarına çıxış, təşkili üsulları isə mövqe (qrafik) və semantik hissələrinə görə fərqlənir.
Sadə GIS proqramı daxil deyil xüsusi vasitələr saxlama, məlumat əldə etmək və manipulyasiya təşkili və ya bu funksiyalar əməliyyat sistemi tərəfindən onun fayl təşkilatı daxilində həyata keçirilir.
Mövcud GIS proqram vasitələrinin əksəriyyəti bu məqsədlər üçün məlumatların verilənlər bazası şəklində təşkilinə əsaslanan mürəkkəb və səmərəli yanaşmalardan istifadə edir. verilənlər bazası idarəetmə sistemləri(DBMS). DBMS adətən verilənlər bazalarını yaratmaq, saxlamaq və istifadə etmək üçün nəzərdə tutulmuş proqramlar və dil alətləri toplusu kimi başa düşülür.
Müasir DBMS-lər, o cümlədən GIS proqram təminatında istifadə olunanlar, dəstəklənən məlumat modullarının növlərinə görə fərqlənirlər, bunlar arasında iyerarxik, şəbəkə və relational və onlara uyğun DBMS proqram vasitələri var. Geniş tətbiq GIS proqram təminatının işlənib hazırlanması zamanı relational DBMS-lərdən istifadə edilmişdir.
Ters çevrilmiş siyahı, iyerarxik və şəbəkə verilənlər bazası idarəetmə sistemləri əlaqəli DBMS-lərin qabaqcılları idi. Erkən sistemlərin ümumi xüsusiyyətlərinə aşağıdakılar daxildir:
1. Bu sistemlər uzun illərdir ki, hər hansı əlaqəli DBMS-lərdən daha uzun müddətdir aktiv istifadə olunur. Onlar böyük məlumat bazaları toplayıblar və buna görə də informasiya sistemlərinin aktual problemlərindən biri onların müasir sistemlərlə birlikdə istifadəsidir.
2. Sistemlər heç bir mücərrəd modelə əsaslanmamışdı. Erkən sistemlərin mücərrəd təsvirləri daha sonralar arasında ümumi xüsusiyyətlərin təhlili və müəyyən edilməsi əsasında meydana çıxdı müxtəlif sistemlərəlaqəli yanaşma ilə birlikdə.
3. Məlumat bazasına giriş rekord səviyyədə həyata keçirilib. Bu sistemlərin istifadəçiləri DBMS funksiyaları ilə təkmilləşdirilmiş proqramlaşdırma dillərindən istifadə edərək verilənlər bazasında naviqasiya etdilər. Verilənlər bazasına interaktiv giriş yalnız öz interfeysi ilə müvafiq tətbiqi proqramların yaradılması ilə dəstəkləndi.
4. Relational sistemlərin meydana çıxmasından sonra ilkin sistemlərin əksəriyyəti relyasiya interfeysləri ilə təchiz edilmişdir. Bununla belə, əksər hallarda bu, onları həqiqətən əlaqəli sistemlər etmədi, çünki məlumatları təbii şəkildə manipulyasiya etmək hələ də mümkün idi.
Ters çevrilmiş siyahılara əsaslanan ən məşhur sistemlərdən bəzilərinə Apptied Data Research, Inc-dən Datacom/DB daxildir. (ADR), IBM-dən əsas kompüterlərin və Software AC-dən Adabas-ın istifadəsinə yönəlmişdir.
Məlumata giriş demək olar ki, bütün müasir relational DBMS-lərə xas olan inverted siyahılara əsaslanır, lakin bu sistemlərdə istifadəçilərin ters çevrilmiş siyahılara (indekslərə) birbaşa çıxışı yoxdur. Ters çevrilmiş siyahılara əsaslanan sistemlərin daxili interfeysləri relational DBMS-lərin istifadəçi interfeyslərinə çox yaxındır.
Ters çevrilmiş siyahılara əsaslanan DBMS-lərin üstünlükləri xarici yaddaşda verilənlərin idarə edilməsi vasitələrinin işlənib hazırlanması, effektiv tətbiqi sistemləri əl ilə qurmaq imkanı, alt obyektləri ayırmaqla yaddaşa qənaət etmək imkanıdır (şəbəkə sistemlərində).
Bu DBMS-lərin çatışmazlıqları istifadənin mürəkkəbliyi, tətbiqi proqramların asılı olduğu fiziki təşkilat haqqında məlumat ehtiyacı və verilənlər bazasına girişin təşkili detalları ilə sistem məntiqinin həddindən artıq yüklənməsidir.
DBMS-ni təşkil etmək üçün əlaqəli yanaşmanın üstünlüklərinə aşağıdakılar daxildir:
· Ən çox yayılmış mövzu sahələrini nisbətən sadə şəkildə modelləşdirməyə imkan verən və intuitiv qalaraq dəqiq formal təriflərə imkan verən kiçik abstraksiya dəstinin olması;
· əsasən çoxluqlar nəzəriyyəsi və riyazi məntiqə əsaslanan və verilənlər bazalarının təşkilinə relyativ yanaşmanın nəzəri əsasını təmin edən sadə və eyni zamanda güclü riyazi aparatın olması;
· xarici yaddaşda verilənlər bazalarının xüsusi fiziki təşkilini bilmək zərurəti olmadan qeyri-naviqativ məlumatların manipulyasiyası imkanı.
Münasibət tipli DBMS-lər məkan obyektləri (nöqtələr, xətlər və çoxbucaqlılar) və onların xüsusiyyətləri (atributları) haqqında məlumatları sətirləri (indekslənmiş qeydlər) obyekt atributlarının dəyərlərinin toplusuna uyğun gələn əlaqə və ya cədvəl şəklində təqdim etməyə imkan verir. və sütunlar (sütunlar) adətən atribut tipini, ölçüsünü və adını təyin edir. Atributlara onların həndəsəsini və topologiyasını təsvir edən həndəsi atributlar daxil deyil. Obyekt koordinatlarının vektor qeydləri xüsusi vasitələrdən istifadə etməklə sifariş edilir və təşkil edilir. Relyasiya cədvəlində obyektlərin həndəsi təsviri ilə onların semantikası arasında əlaqə unikal nömrələr - identifikatorlar vasitəsilə qurulur.
Hal-hazırda, relational DBMS-lərin əsas çatışmazlıqları qeyri-ənənəvi sahələrdə istifadə edildikdə bəzi məhdudiyyətlərdir (sadəliyin birbaşa nəticəsidir) (ən çox yayılmış nümunələr dizaynın avtomatlaşdırılması sistemləridir), son dərəcə mürəkkəb məlumat strukturlarını tələb edir, adekvat şəkildə istifadə edə bilməməsidir. mövzu sahəsinin semantikasını əks etdirir, çünki təqdimatlar haqqında biliklər çox məhduddur.
Müasir DBMS-ləri istifadə olunan verilənlər modelinə görə [iyerarxik, şəbəkə, relational, obyekt, hibrid (obyekt elementləri və relational)], dəstəklənən verilənlər bazalarının həcmindən və istifadəçilərin sayından [yüksək səviyyəli, orta səviyyəli, aşağı səviyyəli] təsnif etmək olar. səviyyə, iş masası DBMS ( Şəkil 2.5)].
Ən yüksək səviyyə DBMS-lər minlərlə istifadəçiyə xidmət edən böyük verilənlər bazalarını (yüzlərlə və minlərlə GB və ya daha çox) dəstəkləyir, məsələn, ORACLE7, ADABAS 532, SQL SERVER11.
Əlaqəli DBMS Oracle7, corp. Oracle iki fazalı öhdəliyin dəstəklənməsi, məlumatların təkrarlanması, saxlanılan prosedurlar, tetikleyiciler və onlayn ehtiyat nüsxəsinə dəstək də daxil olmaqla geniş funksional imkanlara malikdir. Bu DBMS bir neçə fiziki diski tutan, yeni məlumat növlərini saxlayan və demək olar ki, bütün aparat və proqram platformalarından, həmçinin məlumat ötürmə protokollarından istifadə edən verilənlər bazasını dəstəkləyir.
SQL Server 10, komp. Sybase real vaxt rejimində emal və qərar vermə proseslərini dəstəkləyən bir məhsuldur. O, Oracle7 ilə eyni səviyyədə olan DBMS-dir, lakin miqyaslılıq baxımından bəzi məhdudiyyətlərə malikdir və məhdud sayda aparat və proqram platformalarından istifadə edir. DBMS-nin orta səviyyəsi bir neçə yüz GB-a qədər verilənlər bazasını dəstəkləyir və yüzlərlə istifadəçiyə xidmət göstərir. Nümayəndələr: InterBase 3.3, Informix-OnLme7.0, Microsoft SQL Server 6 0.
Əlaqəli DBMS-lər arasında Informix-OnLine 7.0, komp. Proqram təminatı belələri dəstəkləyir müasir texnologiyalar məlumatların təkrarlanması, paylanmış verilənlər bazalarının sinxronlaşdırılması və bloblar kimi. O, OLTP (yüksək sürətli əməliyyat emal) proqramlarını işə salmaq üçün istifadə edilə bilər, lakin bu halda emal sürəti ən yüksək səviyyəli məhsullardan daha yavaşdır. Quraşdırma məhdud sayda platformada mümkündür.
 |
düyü. 2.5. Müasir verilənlər bazası idarəetmə sistemlərinin təsnifatı
Microsoft SQL Server 6.0, corp. Microsoft Windows NT ilə inteqrasiya olunmuş və onu tamamlayan yaxşı DBMS-dir. Dezavantajlar: qeyri-kafi miqyaslılıq, az sayda dəstəklənən proqram platformaları.
DBMS-in aşağı səviyyəsi 1 GB-a qədər verilənlər bazasını dəstəkləyən və 100-dən az istifadəçiyə malik sistemlərdən ibarətdir. Onlar adətən kiçik vahidlərdə istifadə olunur. Nümayəndələr: NetWare SQL 3.0, Gupta SQL-Base Server.
Masaüstü DBMS bir istifadəçi üçün nəzərdə tutulmuşdur, masaüstü verilənlər bazasını saxlamaq üçün və ya verilənlər bazası serverinə qoşulmaq üçün müştəri kimi istifadə olunur. Onlarda çox var məhdud imkanlar məlumatların emalı üçün, həmçinin şəbəkədə quraşdırma imkanının olmaması ilə xarakterizə olunur. Nümayəndələr: FoxPro 2.6, konqr. Microsoft, Paradox 5.0, Bortand komplektasiyası.
Xüsusi DBMS-dən istifadə edərkən üç əsas amil nəzərə alınmalıdır: müştəri/server qarşılıqlı əlaqəsi arxitekturası; əsas funksiyaların həyata keçirilməsi yolu və ya metodu; paylanmış verilənlər bazası üçün dəstək səviyyəsi.
GIS yaratarkən verilənlər bazası texnologiyasından istifadə ehtiyacını müəyyən edən əsas şərtlərdən biri şəbəkə saxlama imkanları və texnologiyalardan istifadə üçün müasir DBMS-nin dəstəklənməsidir. yerli şəbəkələr(LAN) və paylanmış verilənlər bazası adlanan uzaq şəbəkələr. Bu, hesablama resurslarından optimal istifadəni və tələb olunan verilənlər bazasına istifadəçinin kollektiv çıxış imkanını təmin edir.
Üç böyük GIS modulundan (giriş, emal və çıxış) biri olan məlumatların təhlili bölməsi coğrafi informasiya texnologiyalarının əsasını təşkil edir; bütün digər əməliyyatlar sistemin əsas analitik və modelləşdirmə funksiyalarını yerinə yetirməsini təmin edir. Müasir proqram vasitələrinin analitik blokunun məzmunu, CİS daxilində mövcudluğu, olmaması və ya effektivliyi (effektivliyi) müəyyən edilmiş əməliyyatlar dəsti və ya əməliyyatlar qrupları şəklində xüsusi GIS-in həyata keçirilməsi prosesində formalaşmışdır. keyfiyyətinin göstəricisidir.
Kompüterdəki nömrələr formata uyğun olaraq saxlanılır. Format ədədi bitlərin ardıcıllığı kimi təqdim etmək üçün konvensiya və ya qaydalardır.
Kompüterdə verilənlərin saxlanmasının minimum vahidi 1 baytdır. Tam ədədləri göstərmək üçün aşağıdakı formatlar mövcuddur: bayt (yarım söz), söz (2 bayt daxildir), qoşa söz (4 bayt), genişləndirilmiş söz (8 bayt). Bu formatları təşkil edən bitlərə bitlər deyilir. Beləliklə, bir bayt 8 bit, bir söz 16 bit, qoşa sözdə 32 bit var. Solda böyük rəqəmlər, sağda isə kiçik rəqəmlər var. Bu formatların hər biri müsbət və mənfi ədədləri göstərmək üçün imzalana bilər (Şəkil 5.1), müsbət ədədləri göstərmək üçün isə işarəsiz (Şəkil 5.2).
düyü. 5.1. İmzalanmış tam ədəd formatları
Ən əhəmiyyətli rəqəm əhəmiyyətlidir. Şəkildə. 5.1, işarə rəqəmi S simvolu ilə təyin olunur. Əgər o, 0-a bərabərdirsə, o zaman rəqəm müsbət, rəqəm 1-ə bərabərdirsə, rəqəm mənfi hesab olunur.
düyü. 5.2. İmzasız tam formatlar
Ümumiyyətlə, tam ədədləri təmsil etmək üçün imzalanmış formatlarla təmsil olunan dəyərlər diapazonu (Cədvəl 5.1) düsturla müəyyən edilir.
–2 n–1 £ X £ 2 n–1 – 1,
imzasız format üçün isə düsturla müəyyən edilir
0 £ X £ 2 n – 1,
burada n formatdakı rəqəmlərin sayıdır.
Cədvəl 5.1. Kompüterdə tam ədədləri təmsil etmək üçün formatlar
5.1.2. Birbaşa və əlavə kodlar
ikili ədədlərin təsvirləri
Birbaşa kodda ən əhəmiyyətli bit ədədin işarəsini kodlayır (müsbət üçün 0, mənfi üçün 1), qalan bitlər isə ədədin modulunu kodlayır.
Misal 5.1. Birbaşa kodda 11 rəqəmi 0|1011 p, –11 rəqəmi isə 1|1011 s. kimi göstəriləcək. □
İkisinin tamamlayıcı kodunda müsbət ədəd birbaşa olanda olduğu kimi kodlanır. Mənfi ədədi ikinin tamamlayıcısında təmsil etməyin iki yolu var. İkinin tamamlayıcı kodunda ədədləri təmsil edərkən inversiya əməliyyatından istifadə olunur - biti onun əksi ilə, yəni 0-ı 1-ə və 1-i 0-a əvəz etmək.
Qayda 5.1. (ikinin tamamlayıcı kodunda mənfi ədədin bit istiqamətində təsviri) Mənfi ədədin modulunu birbaşa kodda təmsil edin və bütün rəqəmləri ən az əhəmiyyətli (sağ) rəqəmin soluna çevirin.
Misal 5.2. Bitwise notation istifadə edərək, -11 ədədini iki tamamlayıcıda təmsil edin.
Həll. Bu ədədin modulunu ikilik sistemə çevirək: 11 = 1011 2 və onu birbaşa kodda təqdim edək: 0|1011 p. Ən aşağı vahid sonuncudur, ona görə də onu dəyişməz qoyuruq, qalan bitləri isə sol tərəfə çeviririk ( Şəkil 5.3).
Nəticə olaraq 1|0101 d – –11 rəqəminin tamamlayıcı kodda təsvirini alırıq. □
düyü. 5.3. –11 ədədinin ikili tamamlayıcıda təmsili
Qayda 5.2. (mənfi ədədin tamamlayıcı kodda arifmetik təsviri) Mənfi ədədə 2 m əlavə edin, burada m ikili təsvirdəki və ya bu formatdakı rəqəmlərin sayıdır və nəticədə alınan ədədi ikilik say sisteminə çevirin. 2 bayt üçün 8 = 256, 2-ci söz üçün 16 = 65.536, qoşa söz 2 üçün 32 = 4.294.967.296.
Bu qaydalardan belə nəticəyə gələ bilərik ki, rəqəmlərin sayının artması halında müsbət ədədlər solda sıfırlarla, mənfi ədədlər isə birlərlə tamamlanır.
Misal 5.3. Arifmetik qeydlərdən istifadə edərək –11 ədədini iki tamamlayıcıda təmsil edin.
Həll. m = 5 bit əlavə kodu əldə etmək lazım olsun. 2 m = 2 5 = 32 terminini hesablayaq. Əlavə edib ikilik say sisteminə çevirək:
–11 + 32 = 21 = 10101 2 .
Alınan nəticə –11 rəqəminin tamamlayıcı kodda təmsil olunmasına uyğundur.
m = 8, 2 8 = 256 üçün:
–11 + 256 = 245 = 11110101 2 .
-11 rəqəminin təsviri solda 8 rəqəmə qədər vahidlərlə tamamlandı. □
İkinin tamamlayıcısında yazılmış mənfi ədədlərin tərsinə çevrilməsi də mümkündür.
Qayda 5.3. (ikinin tamamlama kodunda yazılan mənfi ədədin qiymətinin bit üzrə təyini) İkinin tamamlayıcı kodunda mənfi ədədin qiymətinin təyini alqoritmi aşağıdakı addımlardan ibarətdir.
1. Bütün rəqəmləri ən az əhəmiyyətli (sağ) vahidin soluna çevirin.
2. 4.1-ci qaydaya uyğun olaraq ədədi ikilik say sistemindən onluq sistemə çevirin.
3. Nəticəni –1-ə vurun.
Misal 5.4. Bitwise tərifindən istifadə edərək 1|0101 d rəqəmi ilə hansı onluq ədədin kodlandığını müəyyən edin.
Həll. Ədədin rəqəmlərini tərsinə çevirək:
1010|1 d ® 0101|1 s.
Ədədi ikilik say sistemindən onluq say sisteminə çevirək:
Nəticəni -1-ə vurun və -11 ədədini alın. □
Qayda 5.4. (ikili tamamlayanda yazılan mənfi ədədin arifmetik tərifi) İkilik ədədi onluq say sisteminə çevirin və nəticədə çıxan ədəddən 2 m ədədini çıxın, burada m ikili təsvirdəki rəqəmlərin sayıdır.
Misal 5.5. Arifmetik tərifdən istifadə edərək 1|0101 d rəqəmi ilə hansı onluq ədədin kodlandığını müəyyənləşdirin.
Həll. Ədədi ikilik say sistemindən onluq say sisteminə çevirək:
Əldə edilən tərcümə nəticəsindən 2 m = 2 5 = 32 rəqəmini çıxaq, çünki ikili ədəd 5 rəqəmdən ibarətdir:
21 – 32 = –11.
Nəticə ondalık rəqəmdir -11. □
İmzalanmış formatda olan nömrələr ikinin tamamlayıcı kodunda, işarəsiz formatda isə birbaşa kodda yazılır.
Müsbət və əlavə etmək və çıxmaq üçün ikinin tamamlayıcı qeydi tələb olunur mənfi ədədlər transformasiyalar olmadan.
Misal 5.6. İkilik say sistemində 21 və –11 əlavə edin.
Həll. Şərtləri əlavə koda çevirək:
21 = 0|10101 d; –11 = 1|10101 d.
İkili arifmetika qaydalarından istifadə edəcəyik:
1 + 0 = 0 +1 = 1;
1 + 1 = 10 (vahid növbəti rəqəmə daşınmaqla).
İşarə bitindən birinin ötürülməsinə məhəl qoyulmadığını nəzərə alaraq sütuna iki ikilik ədəd əlavə edək:
110101 2
Nəticə 10 rəqəmidir - əlavə çevrilmələr olmadan 21 və -11-in cəmi. □
Tam ədəd formatlı word və double word kompüter yaddaşında saxlanılır tərs qaydada, yəni əvvəlcə aşağı bayt, sonra isə yüksək bayt. Məsələn, B5DE 16 sözü Şəkildə göstərildiyi kimi yaddaşda yerləşəcəkdir. 5.4.
düyü. 5.4. B5DE 16 sözünün kompüter yaddaşında yeri
Baytların bu düzülüşü rəqəmlərlə əməliyyatlar üçün əlverişlidir, çünki hesablamalar ən az əhəmiyyətli rəqəmlərlə başlayır, ona görə də onlar birinci yerdə yerləşirlər.
5.2. Həqiqi ədədlərin təsviri
komputerdə
Həqiqi ədədlər formanın üzən nöqtəli nömrə (nöqtə) şəklində təmsil olunur:
burada M mantisdir (rəqəmin əhəmiyyətli hissəsi); n – say sisteminin əsası; P - nömrə sırası.
Misal 5.7. 2.5 × 10 18 ədədinin mantisası 2.5 və göstəricisi 18-dir. □
Mantisanın mütləq dəyəri diapazonda olarsa normallaşdırılmış adlanır:
1/n £ |M|< 1,
burada n say sisteminin əsasıdır.
Bu şərt ondalık nöqtədən sonrakı ilk rəqəmin sıfır olmadığını və mantisanın mütləq qiymətinin birdən çox olmadığını bildirir.
Normallaşdırılmış mantisası olan nömrə normallaşdırılmış adlanır.
Misal 5.8. -245.62 və 0.00123 ədədlərini üzən nöqtə şəklində təmsil edin.
Həll. –245,62 rəqəmi –245,62 × 10 0 sırası ilə rəqəm şəklində təqdim edilə bilər. Bu nömrənin mantisası normallaşdırılmayıb, buna görə sıranı artıraraq onu 10 3-ə bölürük:
–0,24562 × 10 3 .
Nəticədə –0,24562 × 10 3 sayı normallaşdırılır.
0,00123 × 10 0 sırası olan rəqəm şəklində 0,00123 rəqəmi normallaşdırılmır, çünki mantis normallaşdırılmır. Sıranı azaldaraq mantisanı 10 2-yə vuraq:
0,123 × 10 –2.
Nəticədə 0,123 × 10 -2 sayı normallaşdırılır. □
Bu nümunədə mantisanı normallaşdırmaq üçün vergül sağa və ya sola sürüşdürülmüşdür. Buna görə də belə ədədlərə üzən nöqtəli ədədlər deyilir. Sabit nöqtəli ədədlərdən fərqli olaraq, onlar arifmetik əməliyyatları əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirir və üzən nöqtəli ədədlərin mantisası hər dəfə normallaşdırılmalıdır.
IEEE-754 standartı əsasında kompüterdə real ədədin təsviri üçün m + p + 1 bit istifadə olunur, aşağıdakı kimi paylanır (şək. 5.5): mantis işarəsinin 1 biti; p sifariş rəqəmləri; mantisanın m rəqəmləri.
düyü. 5.5. Ümumi üzən nöqtəli ədəd formatının strukturu
Bu təsvir (m, p) formatı adlanır.
X (m, p) formatında ədədlərin təmsil diapazonu bərabərsizlikdən müəyyən edilir:
£ X £ (1 – 2 – m –1) » .
Bu halda P rəqəminin sırası şərti təmin etməlidir
–2 p – 1 + 1 £ P £ 2 p – 1 – 1
Həqiqi ədədlər üçün IEEE-754 standartı müvafiq olaraq tək və ikiqat real format adlanan (23,8) və (52,11) formatlardan istifadə edir (Cədvəl 5.2).
Bu böyüklük sıralarının əhəmiyyəti haqqında fikir vermək üçün Yer planetinin yaranmasından keçən saniyələrin sayı cəmi 10 18-dir.
Qayda 5.5. (onluq ədədlərin (m, p)-formatına çevrilməsi) X onluq ədədinin (m, p)-formatına çevrilməsi alqoritmi aşağıdakı addımlardan ibarətdir.
1. Əgər X = 0 olarsa, onda işarənin rəqəmini, sırasını və mantisanı sıfır olaraq götürün və alqoritmi bitirin.
2. Əgər X > 0 olarsa, onda işarə bitini 0 qəbul edin, əks halda 1-i qəbul edin. İşarə biti əmələ gəlir.
3. Tam və tərcümə edin fraksiya hissəsi ikilik say sisteminə X ədədinin mütləq qiyməti. Əgər ədəd kəsirdirsə, onda m + 1 rəqəmini alın. Sifarişi sıfıra bərabər qəbul edin.
Cədvəl 5.2. Müqayisəli xüsusiyyətlər
real formatlar
4. Əgər X ³ 1 olarsa, onda vergülü sola ən əhəmiyyətli rəqəmə köçürün və sıranı artırın, əks halda vergülü sağdan sıfırdan fərqli (vahid) birinci rəqəmə keçirin və sıranı azaldın.
5. Əgər kəsr hissəsinin rəqəmlərinin sayı m-dən azdırsa, onda kəsr hissəsini m rəqəminə qədər sağdakı sıfırlarla tamamlayın. Bütün hissədən birini çıxarın. Mantissa əmələ gəlir.
6. Sıraya 2 p – 1 – 1 ofsetini əlavə edin və sıranı ikilik say sisteminə çevirin. Sifariş formalaşıb. Sifarişin təmsil olunduğu kod ofset adlanır. Değiştirilmiş sıra arifmetik əməliyyatlarda sıraları müqayisə etməyi, əlavə etməyi və çıxmağı asanlaşdırır.
7. İşarə bitini, sırasını və mantisanı formatın uyğun bitlərinə yazın.
Misal 5.9. Tək real formatda –25.6875 rəqəmini təmsil edin.
Həll. 4.7-ci misalda –25.6875 rəqəminin mütləq qiyməti ikilik sistemə çevrildi və 9 rəqəm alındı:
25,6875 = 11001,1011 2 .
Onluq nöqtəni sola köçürərək və sıranı artıraraq rəqəmi normallaşdırırıq:
1.10011011 2 × 2 4 .
Tam hissə atıldıqdan sonra mantis kimi yazılmış kəsr hissəsinin 23 biti qalır (formata görə (23,8)):
10011011000000000000000.
Sıra 4-dür (onluq nöqtəni sola keçirdikdən sonra ikinin gücü). Onu yerdəyişdirək və ikilik say sisteminə çevirək:
4 + 127 = 131 = 10000011 2 .
–25.6875 rəqəmi mənfidir, ona görə də işarə biti 1-dir.
İşarə rəqəmi + eksponent + mantis sxemindən istifadə edərək -25.6875 rəqəmini vahid real formatda təqdim etmək üçün hər şey hazırdır:
1 10000011 10011011000000000000000.
Gəlin bu ədədi 8 bitə bölək, bayt əmələ gətirək və onaltılıq ədədlərlə yazaq:
| C1 | CD |
Beləliklə, –25.6875 rəqəmi C1CD8000 kimi yazıla bilər. □
Tam ədəd formatları kimi, real ədəd formatları da kompüter yaddaşında əks bayt ardıcıllığı ilə (əvvəlcə aşağı, sonra yüksək sıra) saxlanılır.
Üzən nöqtəli ədədlər üzərində arifmetik əməliyyatlar aşağıdakı ardıcıllıqla yerinə yetirilir.
Eyni sıralara malik ədədlər əlavə edilərkən (çıxıldıqda) onların mantisləri əlavə edilir (çıxılır) və nəticəyə ilkin nömrələr üçün ümumi sıra təyin edilir. Əgər ilkin ədədlərin sıraları fərqlidirsə, onda əvvəlcə bu sıralar bərabərləşdirilir (aşağı sıralı nömrə daha yüksək sıraya endirilir), sonra mantislərin toplanması (çıxılması) əməliyyatı yerinə yetirilir. Mantis əlavə edilərkən daşqın baş verərsə, mantislərin cəmi bir yer sola sürüşdürülür və cəminin sırası 1 artır.
Rəqəmlər vurulduqda onların mantisləri çoxalır və onların sıraları əlavə olunur.
Ədədləri bölərkən divident mantisası bölənin mantissinə bölünür və bölmənin sırasını əldə etmək üçün divident sırasından bölənin sırası çıxarılır. Üstəlik, əgər divident mantisası bölücünün mantissindən böyükdürsə, onda bölmənin mantisası 1-dən çox olacaq (daşqın baş verir) və vergül eyni zamanda bölmənin sırasını artıraraq sola sürüşməlidir.
Simvolların kompüterdə təsviri
Kompüterdə hər bir simvol (məsələn, hərf, rəqəm, durğu işarəsi) işarəsiz ikili tam ədəd kimi kodlaşdırılır. Simvol kodlaşdırması hər bir simvolun simvol kodu adlanan tək işarəsiz ikili tam ədədə bir-bir uyğunluğu olan bir konvensiyadır.
Rus əlifbası üçün bir neçə kodlaşdırma mövcuddur (Cədvəl 5.3).
Cədvəl 5.3. Rus əlifbasının hərflərinin kodlaşdırılması
866, 1251, KOI-8 və Unicode kodlaşdırmalarında 0-dan 127-yə qədər kod dəyərləri olan ilk 128 simvol (rəqəmlər, böyük və kiçik latın hərfləri, durğu işarələri) eynidır və ASCII standartı (Amerika Standartı) ilə müəyyən edilir. İnformasiya mübadiləsi üçün kod).məlumat mübadiləsi üçün standart kod). 0, 1, ..., 9 ədədlərinin müvafiq olaraq 48, 49, ..., 57 kodları var; böyük latın hərfləri A, B, ..., Z (cəmi 26 hərf) – kodlar 65, 66, ..., 90; kiçik latın hərfləri a, b, ..., z (cəmi 26 hərf) - kodlar 97, 98, ..., 122.
Kod dəyərləri 128-dən 255-ə qədər olan ikinci 128 simvol 866, 1251, KOI-8 kodlaşdırması psevdoqrafik simvolları, riyazi əməliyyatları və Latın dilindən başqa əlifbaların simvollarını ehtiva edir. Üstəlik müxtəlif simvollar müxtəlif əlifbalarda eyni kod var idi. Məsələn, 1251 kodlaşdırmasında rus əlifbasının B simvolu standart ASCII kodlaşdırmasındakı Á simvolu ilə eyni koda malikdir. Bu qeyri-müəyyənlik mətnin kodlaşdırılması ilə bağlı problemlərə səbəb oldu. Buna görə də, bir çox qeyri-latın əlifbasından olan simvolları kodlamağa imkan verən iki baytlıq Unicode kodlaşdırması təklif edildi.
866, 1251 və Unicode kodlaşdırmalarında rus əlifbasının hərflərinin kodlarının ondalıq dəyərləri cədvəldə verilmişdir. 5.4.
Cədvəl 5.4. Rus əlifbası hərf kodlarının mənaları
KOI-8 kodlaşdırmasında (Cədvəl 5.5) rus əlifbasının hərflərinin kodları əlifbadakı hərflərin yerləşməsinə görə deyil, Latın əlifbasının hərflərinə uyğunluğuna görə sıralanır. Məsələn, A, B, C latın hərflərinin kodları müvafiq olaraq 65, 66, 67 onluq dəyərlərinə, rus hərfləri A, B, C isə 225, 226, 227 dəyərlərinə malikdir.
Cədvəl 5.5. Rus əlifbası hərf kodlarının mənaları
KOI-8 kodlaşdırmasında
| A | TO | X | A | Kimə | X | ||||||
| B | L | C | b | l | ts | ||||||
| IN | M | H | V | m | h | ||||||
| G | N | Ş | G | n | w | ||||||
| D | HAQQINDA | SCH | d | O | sch | ||||||
| E | P | Kommersant | e | P | ъ | ||||||
| E | R | Y | e | R | s | ||||||
| VƏ | İLƏ | b | və | ilə | b | ||||||
| Z | T | E | h | T | uh | ||||||
| VƏ | U | YU | Və | saat | Yu | ||||||
| Y | F | I | ci | f | I |
Qrafik məlumatları təqdim etmək üçün iki format var:
l rastr;
l vektor.
Rastr formatında şəkil displey ekranında göstərilən təsvirin piksellərinə uyğun gələn çoxlu nöqtələrdən ibarət mozaika dəsti kimi faylda saxlanılır. Skaner tərəfindən yaradılmış fayl kompüter yaddaşında rastr formatındadır (bitmap adlanır). Standart mətn və qrafik redaktorlardan istifadə etməklə bu faylı redaktə etmək mümkün deyil, çünki onlar informasiyanın mozaik təsviri ilə işləmir.
Vektor formatında məlumat şriftlərin, simvol kodlarının, paraqrafların və s. xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir. Standart mətn prosessorları məlumatın məhz bu təsviri ilə işləmək üçün nəzərdə tutulub.
Vektor formatları ilə rastr formatları arasındakı əsas fərqi aşağıdakı misalla göstərmək olar: vektor formatında çevrə onun radiusu, mərkəzinin koordinatları, xəttin qalınlığı və növü ilə müəyyən edilir; Rastr formatı sadəcə olaraq həndəsi olaraq bir dairə təşkil edən ardıcıl nöqtə cərgələrini saxlayır.
Raster qrafik formatları
PSD formatı- öz proqram formatı Adobe Photoshop, şəkil redaktəsi (bütün rəng modellərini, layları məhdudiyyətsiz dəstəkləyir və hər qatda 24-ə qədər alfa kanalı ola bilər).
BMP formatı(bitmap) və ya DIB(cihazdan müstəqil bitmap) - qrafik şəkilləri saxlamaq üçün format. Rəng dərinliyi 1 pikseldən 48 bitə qədər - Windows üçün nəzərdə tutulmuşdur, 2, 16, 256 və ya 16 milyon rəng palitrasından istifadə etməyə imkan verir. Bu formatın bir neçə növü var:
Daimi, uzadılması ilə .bmp;
Sıxılmış, genişləndirilmiş .rle; sıxılma itkisiz baş verir, lakin dəstəklənir
yalnız 4 və 8 bit rəng;
Genişlənmə ilə Cihazdan Müstəqil Bitmap .dib.
TGA formatı(Truevision Qrafik Adapter) - televiziya standartlarına maksimum uyğunlaşdırılmış video təsvirlər üçün, həmçinin MS DOS əməliyyat sistemi ilə kompüterlərdə qrafikləri saxlamaq üçün 32 bit rəngi dəstəkləyir.
TIFF formatı(Tagged Image File Format) rəqəmsal şəkillər üçün universal qrafik fayl formatıdır, monoxromdan 24-bit RGB modelinə və 32-bit CMYK modelinə qədər rəng bərpasının ən geniş diapazonudur və müxtəlif platformalar üçün daşına bilir. Format TIFF dəstəkləyir LZW- məlumat itkisi olmadan sıxılma.
JPEG formatı(Birgə Fotoqrafiya Mütəxəssisləri Qrupu) - İnternet üçün standart daxil olmaqla, foto şəkillərin saxlanması üçün ən populyar format, rastr şəkillərinin 100 dəfəyə qədər sıxılmasını təmin edir (demək olar ki, 5-15 dəfə).
GIF formatı(Graphics Interchange Format) - qrafik məlumat mübadiləsi formatı, kiçik fayl ölçüsünü təmin edir, internetdə istifadə olunur və sıxılma nisbətinə görə formatdan sonra ikinci yerdədir. JPEG. Format 256 rəng palitrası ilə məhdudlaşır və foto şəkilləri saxlamaq üçün çox uyğun deyil.
PNG formatı(Portativ Şəbəkə Qrafikası) – portativ şəbəkə qrafikası, itkisiz sıxılma alqoritminin dəyişməsinə əsaslanaraq (əks olaraq GIF rastr təsvirləri həm üfüqi, həm də şaquli şəkildə sıxır), 48 bitə qədər rəng dərinliyi olan rəngli qrafikləri dəstəkləyir, saxlamağa imkan verir. tam məlumat sözdə alfa kanalı şəklində təsvirin hər bir nöqtəsində şəffaflıq dərəcəsi haqqında.
Flashpix (FPX) formatı– CD-ROM-da və ya İnternetdə təqdim etmək üçün şəkilləri çoxlu rezolyusiyada saxlamağa imkan verən qrafik formatı, əhəmiyyətli miqdarda yaddaş və disk sahəsindən istifadə etmədən yüksək keyfiyyətli şəkillərlə işləməyə imkan verir. Bəziləri rəqəmsal kameralarşəkilləri bu formatda yadda saxlayın.
Bitmap onu saxlamaq üçün çox böyük yaddaş tələb edir. Beləliklə, A4 sənədinin bir vərəqindən (204297 mm) təsvir ölçüsü 10 nöqtə/mm olan və yarımton ötürülməsi olmayan (xətt təsviri) bitmap təxminən 1 MB yaddaş tutur və bozun 16 çalarını təkrar istehsal edərkən - 4 MB, olduqda yüksək keyfiyyətli rəngli təsvirin bərpası (HighColor standartı - 65.536 rəng) - 16 MB.
Bitmapları saxlamaq üçün tələb olunan yaddaş miqdarını azaltmaq üçün, müxtəlif yollarla məlumatın sıxılması. Beynəlxalq Teleqraf və Telefon Məsləhət Komitəsi CCITTGroup 4 tərəfindən təklif olunan ən çox yayılmış rastr sıxılma alqoritmi məlumatın sıxılma nisbətini 40:1-ə qədər verir (faylın məzmunundan asılı olaraq - qrafiklər mətndən çox daha yaxşı sıxılır).
İstifadə olunan digər sıxılma formatları: CTIFF(CompressedTagged Image File Format) Qrup 3, MPEG ailəsi (Multimedia Photographics Experts Group), JPEG (Joint Photographics Experts Group), GIF (Graphics Interchange Format) və s.
Sıxılmamış formatlar: Sıxılmamış TIFF (Tagged Image File Format), BMP (BitMaP) və s.
Skaner adətən təsvirin tanınması proqramları - OCR (Optik xarakter tanınması) ilə birlikdə istifadə olunur. OCR sistemi skanerin sənəddən oxuduğu simvolların bit (mozaika) konturlarını tanıyır və onları ASCII kodları ilə kodlaşdırır, mətn redaktorları üçün əlverişli formata çevirir.
Bəzi OCR sistemləri əvvəlcə öyrədilməlidir - şablonlar və tanınan simvolların prototipləri və onlara uyğun kodlar skanerin yaddaşına daxil edilməlidir. Müxtəlif əlifbalarda (məsələn, latın (ingilis) və rus dilində - kiril) və müxtəlif şrift dəstlərində eyni üsluba malik hərfləri ayırd edərkən çətinliklər yaranır. Lakin əksər sistemlər təlim tələb etmir: tanınan simvollar artıq onların yaddaşında saxlanılır. Beləliklə, ən yaxşı OCR-lərdən biri - FineReader - onlarla dildə mətnləri (o cümlədən Basic, C++ və s. proqramlaşdırma dilləri) tanıyır, çoxlu sayda elektron lüğətlərdən istifadə edir, tanınma zamanı orfoqrafiyanı yoxlayır, mətnləri İnternetdə dərc etmək üçün hazırlayır və s.
IN son illər Omnifont (məsələn, Cunei Form 2000) kimi intellektual təsvirin tanınması proqramları meydana çıxdı ki, onlar simvolları nöqtələrlə deyil, onların hər birinə xas olan fərdi topologiya ilə tanıyırlar.
Şəklin tanınması sistemi varsa, mətn PC yaddaşına bitmap şəklində deyil, kodlar şəklində yazılır və onu adi mətn redaktorları ilə redaktə etmək olar.
Faylları rastr formatında saxlamaq yalnız aşağıdakı hallarda məqsədəuyğundur:
l sənədlər və müvafiq fayllar onlardan istifadə zamanı redaktə edilməməlidir;
l sənəd orijinalın faksimil surətləri şəklində saxlanmalıdır (şəkillər, çertyojlar, qətnamələri olan sənədlər və s.);
l çoxlu sayda nəhəng (1–20 MB) faylları saxlamaq və onlara baxmaq üçün texniki imkanlar mövcuddur.
Skaner seçərkən nəzərə alınmalı əsas amillər:
l skan ediləcək sənədlərin ölçüsü, rəngi və forması (vərəq, cildlənmiş və s.) skanerin imkanlarına uyğun olmalıdır;
l skanerin ayırdetmə qabiliyyəti sənədlərin elektron təsvirlərindən yüksək keyfiyyətli surətlərin çıxarılmasını təmin etməlidir;
l skaner performansı əldə edilən təsvirin məqbul keyfiyyəti ilə kifayət qədər yüksək olmalıdır;
l elektron sənəddəki təsvirin ölçüləri hesablamalar aparmaq üçün əsas olarsa, orijinala münasibətdə yaranan elektron təsvirin ölçülərində minimum səhv təmin edilməlidir;
l rastr faylları kompüter yaddaşında saxlayarkən onları sıxışdırmaq üçün proqram təminatının mövcudluğu;
l vektor fayllarını kompüter yaddaşında saxlayarkən təsvirin tanınması proqramının (OCR) mövcudluğu;
l rastr fayllarında təsvirin keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün proqram və texniki vasitələrin mövcudluğu (şəklin kontrastını və parlaqlığını artırmaq, fon "küyünü" aradan qaldırmaq);
l daşıyıcı kağızın keyfiyyəti və növü, müəyyən məhdudiyyətlər daxilində, yaranan elektron təsvirin keyfiyyətinə böyük təsir göstərməməlidir;
l skanerin işləməsi rahat və sadə olmalıdır və medianın düzgün yüklənməməsi səbəbindən skan edərkən səhvləri aradan qaldırmalıdır;
l skanerin qiyməti.
Skaner paralel (LPT) və ya serial (USB) interfeyslər vasitəsilə PC-yə qoşula bilər. Skanerlə işləmək üçün PC-də xüsusi sürücü, tercihen TWAIN standartına uyğun olan sürücü olmalıdır. Sonuncu halda, onunla işləmək mümkündür böyük rəqəm TWAIN-uyğun skanerlər və TWAIN standartını dəstəkləyən proqramlarla faylların işlənməsi, məsələn, ümumi qrafik redaktorlar CorelDraw, Adobe Photoshop, MaxMate, Picture Publisher, Photo Finish və s.
Rəqəmsallaşdırıcılar
Rəqəmsallaşdırıcı və ya qrafik planşet, əsas məqsədi şəkilləri rəqəmsallaşdırmaq olan cihazdır (şək. 14.5).
Şəkil 14.5. Rəqəmsallaşdırıcı.
O, iki hissədən ibarətdir: baza (planşet) və baza səthi boyunca hərəkət edən hədəf təyinat cihazı (qələm və ya kursor). Kursor düyməsini basdığınız zaman onun planşet səthindəki mövqeyi sabitlənir və koordinatlar kompüterə ötürülür.
İstifadəçi tərəfindən yaradılmış çertyojı kompüterə daxil etmək üçün rəqəmsallaşdırıcıdan istifadə etmək olar: istifadəçi kursor qələmini planşet üzərində hərəkət etdirir, lakin şəkil kağızda görünmür, lakin qrafik faylda çəkilir. Rəqəmsallaşdırıcının iş prinsipi, bitişik keçiricilər (3 ilə 6 mm arasında) arasında kifayət qədər böyük bir addım ilə planşetə quraşdırılmış nazik keçiricilər şəbəkəsindən istifadə edərək kursor yerini təyin etməyə əsaslanır. Qeydiyyat mexanizmi məlumatın oxunması üçün şəbəkənin addımından çox kiçik (1 mm-də 100 sətirə qədər) məntiqi addım əldə etməyə imkan verir.
Rəqəmlərlə işləyərkən istifadəçi onların təqdimatı üçün müxtəlif formatlar təyin edə bilər. Fayl üstünlükləri əmrini seçməklə hesablama nəticələrinin çıxış formatını dəyişə bilərsiniz. Bu, Preferences dialoq qutusunu açacaq.
Əmr pəncərəsinin sol paneldəki siyahıdan seçildiyinə əmin olun. Bu halda, Əmr Pəncərəsi Preferences paneli sağda göstəriləcək. Rəqəm formatı bu panelin Mətn göstərmə sahəsində yerləşən Rəqəm formatı açılan siyahısından seçilir. Bu açılan siyahı üçün standart format qısadır.
Hesablama nəticələrini təqdim etmək üçün fərqli format təyin etmək üçün onun adını Rəqəmsal Format siyahısında seçin və OK düyməsini basın. Bu format siz onu dəyişənə qədər bütün sonrakı hesablamaların nəticələrini göstərmək üçün istifadə olunacaq.
Rəqəmli Format açılan siyahısında mövcud olan formatlar cədvəldə təsvir edilmişdir
Misal: 3/7 rəqəmini müxtəlif formatlarda təmsil edin:
Qısa format - 0.4286
Uzun format – 0,42857142857143
Format qısa e – 4.2857e-001
Format long e – 4.285714285714286e-001
Qısa g formatı - 0,42857
Format long g – 0,428571428571429
Format bankı - 0.43
Rasional format - 3/7
Qeyd etmək lazımdır ki, qısa format təyin edildikdə çox böyük və ya çox kiçik olan rəqəmlər eksponensial formada göstərilə bilər, yəni. üzən nöqtə formatında.
Siz həmçinin komanda xəttində aşağıdakı əmri daxil etməklə nömrə formatını təyin edə bilərsiniz.
>> formatı format
Budur format tələb olunan formatın adıdır. Məsələn, rəqəmi onaltılıq formada təmsil etmək üçün əmr satırına aşağıdakı əmri daxil edin.
>> hex formatı
Üzən nöqtə formatında ədədin uzun təsvirini təyin etmək üçün aşağıdakı əmri daxil edin.
>> format uzun
Əgər əmr satırına əmr daxil etsəniz
>> yardım formatı
komanda pəncərəsində MATLAB-da mövcud olan bütün formatlar haqqında məlumatı göstərə bilərsiniz
Nömrənin çıxış formatının dəyişdirilməsi yalnız rəqəmlərin ekranda göstərilməsinə təsir edir və heç bir şəkildə onların həqiqi qiymətlərinə təsir göstərmir.
