Beras. 2.1. Pengorganisasian data dalam GIS
Data yang digunakan dalam GIS meliputi informasi deskriptif yang disimpan dalam database tentang objek (titik, garis, poligon) yang terletak pada peta. Informasi deskriptif disebut atribut.
Data atribut– bagian non-posisional dari data yang mencirikan sifat-sifat suatu benda (data tentang sifat-sifat dan ciri-ciri suatu benda spasial, kecuali informasi tentang letak spasialnya).
Secara formal, semua objek diwakili oleh deskripsinya dengan serangkaian karakteristik, dan penyimpanannya berada dalam database grafis dan parametrik yang sesuai. Ada tiga kelompok ciri (karakteristik) untuk mendeskripsikan objek: identifikasi, klasifikasi, keluaran.
Karakteristik identifikasi berfungsi untuk secara jelas menentukan lokasi suatu objek pada peta dan mengidentifikasinya. Ini termasuk nama objek geografis, koordinat, jenis objek, dll.
Karakteristik klasifikasi berfungsi untuk deskripsi kuantitatif dan kualitatif suatu objek, dan menggunakannya untuk memperoleh informasi tentang objek. Mereka adalah dasar untuk memperoleh karakteristik turunan melalui pemrosesan matematis (kualitatif dan Analisis kuantitatif, pemodelan, dll.).
Karakteristik keluaran berisi informasi tentang sumber dan tanggal penerimaan data yang relevan untuk setiap karakteristik suatu objek. Tujuan dari kelompok fitur ini adalah untuk memberikan kemampuan untuk menentukan keandalan informasi yang masuk.
Salah satu ide utama yang terkandung dalam GIS tradisional adalah pelestarian hubungan antara data spasial dan atribut ketika disimpan secara terpisah dan sebagian diproses secara terpisah.
Saat melakukan kueri spasial, atribut membantu mengidentifikasi suatu objek dengan lebih akurat. Preferensi dalam GIS diberikan kepada dua bentuk atribut kueri: bahasa kueri SQL (Bahasa Kueri Terstruktur) dan templat. Catatan yang cocok dengan kueri ini akan disorot: QBE (Query By Contoh) Anda dapat mengatur pemilihan objek di peta melalui kueri ke tabel atribut, karena pemilihan objek grafik dikaitkan dengan pemilihan rekaman atributnya.
Pengidentifikasi dimaksudkan untuk menghubungkan data kartografi dan atribut, karena di sebagian besar GIS karakteristik objek ini diproses secara terpisah. Pengguna dapat menunjuk ke suatu objek, misalnya dengan kursor, dan sistem akan menentukan pengidentifikasinya, yang dengannya sistem akan menemukan satu atau lebih database yang terkait dengan objek tersebut dan, sebaliknya, akan menentukan objek grafik berdasarkan informasi di data.
Sebagaimana telah disebutkan, data spasial dalam GIS modern disajikan dalam dua bentuk utama: vektor dan raster.
Model vektor data didasarkan pada representasi peta berupa titik, garis, dan bangun datar tertutup.
Model raster data didasarkan pada representasi peta menggunakan kisi-kisi teratur yang terdiri dari elemen-elemen dengan bentuk dan luas yang sama.
Ada dua jenis struktur data topologi Dan lapisan.
Topologi digunakan untuk menyorot hubungan spasial antar objek. Topologi menyediakan koneksi antara titik, garis, dan poligon dan biasanya tidak diubah oleh operator. Lapisan juga terbiasa struktur data.
Topologi– prosedur definisi yang tepat dan penggunaan hubungan spasial yang melekat pada geometri objek. Cakupan ini mendukung tiga hubungan topologi utama: konektivitas, area pendefinisian, dan kedekatan. Cakupan menentukan topologi, dan hubungan ini dicatat secara tepat dalam file khusus.
Informasi topologi menggambarkan bagaimana objek ditempatkan relatif satu sama lain dalam ruang, dan biasanya tidak diubah oleh operator. GIS memerlukan definisi topologi yang tepat untuk melakukan analisis spasial
Topologi meliputi informasi simbol apa yang berhubungan dengan objek tertentu, bagaimana titik-titik terhubung satu sama lain, dan titik serta garis apa yang membentuk poligon. Informasi topologi memungkinkan pengguna GIS untuk mengekstrak informasi seperti seberapa banyak poligon yang tumpang tindih, apakah suatu garis berada di dalam poligon, dan seberapa dekat satu fitur dengan fitur lainnya.
Manipulasi dan analisis data yang dilakukan oleh sistem GIS non-topologi (seperti sistem CAD) terbatas.
Kebanyakan GIS memungkinkan Anda untuk memisahkan informasi peta ke dalam kategori logis yang disebut lapisan kartografi. Lapisan biasanya berisi informasi hanya tentang satu jenis fitur, seperti jenis tanah suatu bidang tanah, atau sekelompok kecil fitur terkait, seperti jalur transportasi umum (jalur telepon, listrik, dan gas).
Data dibagi ke dalam lapisan-lapisan peta sehingga dapat dimanipulasi dan dianalisis secara spasial, baik secara individu maupun bersama-sama dengan lapisan lainnya. Untuk memperoleh hasil analisis yang lebih bermakna, lapisan-lapisan dalam suatu GIS harus terhubung satu sama lain melalui sistem umum koordinat basis data.
Basis data dibagi menjadi hierarkis, jaringan Dan relasional.
Basis Data (DB)– sekumpulan data yang saling terkait yang disusun menurut aturan tertentu
Basis data hierarki menetapkan subordinasi yang ketat antar catatan dan terdiri dari sekumpulan pohon yang terurut (kumpulan terurut dari beberapa contoh dari jenis pohon yang sama). Tipe pohon terdiri dari satu tipe rekaman “root” dan satu set terurut yang berisi nol atau lebih tipe subpohon (yang masing-masing merupakan tipe pohon). Tipe pohon secara keseluruhan adalah kumpulan tipe rekaman yang terorganisir secara hierarkis (Gambar 2.2).
Di sini Yang Kuartal adalah nenek moyang dari Kavling, dan Kavling adalah keturunan dari Kavling, Kavling adalah nenek moyang dari Bagian Kavling, dan Bagian Kavling adalah keturunan dari Kavling. Hubungan dipelihara antara tipe rekaman. Keutuhan hubungan antara nenek moyang dan keturunan otomatis terjaga.
Perwakilan khas dari sistem hierarki adalah Sistem Manajemen Informasi (IMS) dari IBM. Versi pertama muncul pada tahun 1968. Banyak database yang masih didukung dalam sistem ini, sehingga menimbulkan masalah transisi yang signifikan, baik ke teknologi baru DB, dan untuk peralatan baru.
Beras. 2.2. Contoh tipe pohon (skema database hierarki)
Basis Data Jaringan digunakan jika struktur data lebih kompleks daripada hierarki biasa, mis. kesederhanaan struktur database hierarki menjadi kelemahannya. Organisasi jaringan dan basis data hierarki harus kaku. Kumpulan hubungan dan struktur rekaman harus ditentukan terlebih dahulu.
Perwakilan khas sistem jaringan adalah Sistem Manajemen Basis Data Terintegrasi (IDMS) dari CuHinet Software, Inc., yang dirancang untuk digunakan pada mesin mainstream IBM yang menjalankan sebagian besar sistem operasi. Arsitektur sistem didasarkan pada usulan dari Data Base Task Group (DBTG) dari Conference on Data Systems Languages (CODASYL) Committee on Programming Languages.
 |
Pendekatan jaringan terhadap organisasi data merupakan perpanjangan dari pendekatan hierarki. Dalam struktur hierarki, catatan anak harus memiliki satu leluhur; dalam struktur data jaringan, seorang anak dapat memiliki sejumlah leluhur. Basis data jaringan terdiri dari sekumpulan catatan dan sekumpulan hubungan antara catatan-catatan ini. Jenis koneksi ditentukan untuk dua jenis catatan: leluhur dan keturunan (Gbr. 2.3).
Beras. 2.3. Contoh diagram jaringan database
Mengubah struktur database melibatkan pembangunan kembali seluruh database, dan untuk mendapatkan jawaban atas pertanyaan, Anda harus memiliki program pencarian data khusus. Oleh karena itu, penerapan permintaan khusus memerlukan banyak waktu.
Kekurangan model hierarki dan jaringan telah menyebabkan munculnya basis data relasional. Model relasional merupakan upaya untuk menyederhanakan struktur database. Semua data disajikan dalam bentuk tabel sederhana, dibagi menjadi garis Dan kolom.
Dalam database relasional, informasi disusun menjadi tabel-tabel yang dibagi menjadi baris dan kolom, di perpotongannya terdapat nilai data. Setiap tabel memiliki nama unik yang menggambarkan isinya. Struktur tabel ditunjukkan pada Gambar 2.4. Setiap baris horizontal tabel ini mewakili objek fisik yang terpisah - satu wilayah administratif, dan juga direpresentasikan pada peta sebagai objek grafik terpisah. Semua baris tabel mewakili seluruh kabupaten/kota dalam satu wilayah. Semua data yang terdapat pada baris tertentu pada tabel berhubungan dengan area yang dijelaskan oleh baris tersebut.
Semua nilai yang terdapat dalam kolom yang sama adalah tipe data yang sama. Misalnya, kolom Pusat Distrik hanya berisi kata-kata, kolom Area berisi angka desimal, dan kolom ID berisi bilangan bulat yang mewakili kode fitur yang ditentukan pengguna. Koneksi antar tabel dilakukan berdasarkan field.
 |
Beras. 2.4. Struktur tabel database relasional
Setiap meja memiliki memiliki, satu set yang telah ditentukan sebelumnya kolom bernama(bidang). Bidang tabel biasanya sesuai dengan atribut objek yang perlu disimpan dalam database. Jumlah baris (record) dalam tabel tidak dibatasi, dan setiap record membawa informasi tentang suatu objek.
Konsep “tipe data” dalam model data relasional sepenuhnya sesuai dengan konsep “tipe data” dalam bahasa pemrograman. Biasanya, database relasional modern memungkinkan penyimpanan karakter, data numerik, bit string, data numerik khusus (seperti “uang”), serta data “temporal” khusus (tanggal, waktu, interval waktu). Pendekatan untuk memperluas kemampuan sistem relasional dengan tipe data abstrak berkembang cukup aktif (misalnya, sistem keluarga Ingres/Postgres memiliki kemampuan yang sesuai). Dalam contoh kita, kita berurusan dengan tiga jenis data: string karakter, bilangan bulat, dan “uang”.
Basis data relasional adalah struktur paling populer untuk menyimpan data karena menggabungkan kejelasan penyajian data dengan kemudahan manipulasi.
Sistem file dan format presentasi
Data grafis
Dari sudut pandang aplikasi mengajukan adalah area bernama memori eksternal tempat data dapat ditulis dan dibaca.Aturan penamaan file, bagaimana data yang disimpan dalam file diakses, dan struktur data tersebut bergantung pada sistem manajemen file dan jenis file tertentu. Sistem manajemen file mengalokasikan memori eksternal, memetakan nama file ke alamat memori eksternal yang sesuai, dan menyediakan akses ke data.
Sistem informasi geografis menggunakan metode penamaan file berikut:
1. Metode terpencil sistem file. Banyak sistem manajemen file mengharuskan setiap arsip file (pohon direktori lengkap) ditempatkan seluruhnya pada satu paket disk (atau drive logis, bagian dari paket disk fisik yang direpresentasikan menggunakan alat sistem operasi sebagai disk terpisah). dalam hal ini, nama file lengkap dimulai dengan nama perangkat disk tempat disk terkait diinstal. Metode penamaan ini digunakan dalam sistem file DEC, dan sistem file komputer pribadi sangat mirip dengan ini.
2. Metode terpusat berkas sistem. Dengan metode ini, seluruh kumpulan direktori dan file direpresentasikan sebagai satu pohon. Nama file lengkap dimulai dengan nama direktori root, dan pengguna tidak perlu repot menginstal disk tertentu pada perangkat disk. Sistem itu sendiri, mencari file berdasarkan namanya, meminta instalasi disk yang diperlukan. Opsi ini diterapkan dalam sistem file sistem operasi Muitics. Dalam banyak hal, sistem file terpusat lebih nyaman daripada sistem file terisolasi: sistem manajemen file melakukan lebih banyak pekerjaan rutin. Namun dalam sistem seperti itu, masalah signifikan muncul jika subpohon sistem file perlu dipindahkan ke instalasi komputasi lain.
3. Campuran jalan. Metode ini mendukung arsip file terisolasi pada tingkat dasar dalam sistem file ini. Salah satu arsip ini dinyatakan sebagai sistem file root. Setelah sistem dimulai, Anda dapat "memasang" sistem file root dan sejumlah sistem file yang terisolasi ke dalam satu sistem file umum. Solusi ini digunakan dalam sistem file UNIX OS. Secara teknis, hal ini dilakukan dengan membuat direktori kosong khusus di sistem file root. Panggilan sistem kurir OS UNIX khusus memungkinkan Anda menghubungkan direktori root dari arsip file tertentu ke salah satu direktori kosong ini. Setelah sistem file bersama dipasang, penamaan file dilakukan dengan cara yang sama seolah-olah sudah dipusatkan sejak awal. Mengingat bahwa sistem file biasanya dipasang selama spin-up sistem, pengguna OS UNIX bahkan tidak memikirkan asal mula sistem file yang dibagikan.
Karena sistem file adalah penyimpanan bersama atas file milik pengguna yang berbeda, sistem manajemen file harus memberikan otorisasi untuk akses ke file. DI DALAM pandangan umum Pendekatannya adalah, dalam kaitannya dengan setiap pengguna terdaftar dari sistem komputer tertentu, untuk setiap file yang ada, tindakan yang diperbolehkan atau dilarang untuk pengguna ini ditunjukkan. Ada upaya untuk menerapkan pendekatan ini secara penuh. Namun hal ini menyebabkan terlalu banyak biaya tambahan, baik dalam menyimpan informasi yang berlebihan maupun dalam menggunakan informasi ini untuk mengontrol kelayakan akses.
Oleh karena itu, di sebagian besar sistem modern Manajemen File mengambil pendekatan perlindungan file yang dirintis di UNIX. Dalam sistem ini, setiap pengguna terdaftar dikaitkan dengan sepasang pengidentifikasi bilangan bulat: pengidentifikasi grup tempat pengguna tersebut berada, dan pengidentifikasi miliknya dalam grup. Oleh karena itu, untuk setiap file, pengidentifikasi lengkap pengguna - pembuat file ini disimpan dan dicatat tindakan apa yang dapat dia lakukan dengan file tersebut, tindakan apa yang tersedia untuk pengguna lain dari grup yang sama, dan pengguna apa dari kelompok lain dapat melakukan dengan file tersebut. Informasi ini sangat ringkas, memerlukan beberapa langkah selama verifikasi, dan metode kontrol akses ini memuaskan dalam banyak kasus.
Jika sistem operasi mendukung mode multi-pengguna, maka sangat mungkin bagi dua pengguna atau lebih untuk mencoba bekerja dengan file yang sama secara bersamaan. Jika semua pengguna hanya akan membaca file, ini tidak akan menjadi masalah. Namun jika setidaknya salah satu dari mereka mengubah file, sinkronisasi timbal balik diperlukan agar grup ini dapat berfungsi dengan benar.
Mungkin Area penggunaan file:
· untuk menyimpan data teks: dokumen, teks program, dll. File seperti itu biasanya dibuat dan dimodifikasi menggunakan berbagai editor teks. Struktur file teks biasanya sangat sederhana: berupa rangkaian catatan yang berisi baris teks, atau rangkaian byte, di antaranya terdapat karakter khusus (misalnya, karakter akhir baris);
· untuk menghasilkan teks masukan untuk kompiler, yang, pada gilirannya, menghasilkan file yang berisi modul objek (file dengan teks program). File objek juga memiliki struktur yang sangat sederhana - urutan catatan atau byte. Sistem pemrograman melapisi struktur ini dengan struktur modul objek yang lebih kompleks dan spesifik sistem;
· untuk menyimpan file yang berisi informasi grafis dan audio, serta file yang dihasilkan oleh editor tautan dan berisi gambar dari program yang dapat dieksekusi. Struktur logis dari file tersebut hanya diketahui oleh editor tautan dan pemuat - program sistem operasi.
Sistem file biasanya menyediakan penyimpanan informasi semi-terstruktur, meninggalkan penataan lebih lanjut pada program aplikasi. Hal ini berdampak positif karena ketika mengembangkan sistem aplikasi baru (berdasarkan alat sistem file yang sederhana, standar, dan relatif murah), dimungkinkan untuk mengimplementasikan struktur penyimpanan yang paling sesuai dengan spesifikasi area aplikasi tersebut.
Bentuk pencatatan informasi dalam suatu file pada setiap sistem informasi geografis tertentu tidaklah sama. Secara historis, perusahaan yang berspesialisasi dalam grafik komputer menciptakan format data grafik mereka sendiri yang menurut mereka paling sukses.
Format berkas disebut template yang digunakan untuk membuatnya. Templat menjelaskan data apa (string, karakter tunggal, bilangan bulat, pecahan, pembatas) dan urutan apa yang harus dimasukkan ke dalam file.
Ciri-ciri formatnya adalah: kecepatan baca/tulis; jumlah kemungkinan kompresi file; kelengkapan deskripsi informasi.
Beberapa format telah diadopsi sebagai standar berdasarkan keputusan komisi standar. Dengan demikian, format SDTS, yang berstatus standar nasional AS, diadopsi organisasi Internasional Standardisasi ISO.
Penting untuk membedakan antara format sistem internal dan format pertukaran, yaitu format yang digunakan untuk bertukar informasi antara pengguna yang berbeda, termasuk mereka yang bekerja di sistem yang berbeda. Kemampuan GIS untuk mengimpor data dari format file sistem lain dan menafsirkannya dengan benar dan, sebaliknya, memasukkan datanya sendiri dalam format ini memungkinkan terjadinya pertukaran data antar sistem.
Dukungan untuk impor/ekspor sejumlah besar format pertukaran standar penting dalam GIS, karena volume grafik yang sudah dimasukkan berjumlah besar sebagai hasil dari pekerjaan entri informasi yang padat karya. Mungkin juga data spasial dimasukkan pada sistem input independen yang memiliki format tersendiri, berbeda dengan format GIS yang digunakan. Tidak disarankan untuk meninggalkan sistem yang sudah berfungsi dan familiar, lebih mudah untuk mentransfer data yang diterima ke dalam GIS format dan kembali. Anda dapat memasukkan data dalam format Anda sendiri dan menukarnya, menerjemahkannya ke dalam format yang diinginkan. Dalam hal ini, terdapat kondisi berikut: format penyimpanan harus cukup lengkap; karena, tidak seperti koordinat, yang dapat dengan mudah diubah dari bilangan bulat menjadi pecahan, tidak mungkin mengubah atribut dan deskripsi yang hilang ke dalam format yang diperlukan.
Manajemen basis data
Penggunaan yang efektif data digital memerlukan kehadiran perangkat lunak yang menyediakan fungsi untuk penyimpanan, deskripsi, pembaruan, dll. Tergantung pada jenis dan format presentasinya, pada tingkat perangkat lunak GIS dan beberapa karakteristik lingkungan dan kondisi penggunaannya, itu adalah mungkin berbagai pilihan organisasi penyimpanan dan akses ke data spasial, dan metode pengorganisasiannya berbeda untuk posisi (grafis) dan bagian semantiknya.
Perangkat lunak GIS sederhana tidak termasuk sarana tertentu organisasi penyimpanan, akses dan manipulasi data, atau fungsi-fungsi ini diterapkan oleh sistem operasi dalam organisasi filenya.
Sebagian besar perangkat lunak GIS yang ada menggunakan pendekatan yang canggih dan efisien untuk tujuan ini, berdasarkan pada pengorganisasian data dalam bentuk database yang dikelola oleh perangkat lunak yang disebut sistem manajemen basis data(DBMS). DBMS biasanya dipahami sebagai seperangkat program dan alat bahasa yang dirancang untuk membuat, memelihara, dan menggunakan basis data.
DBMS modern, termasuk yang digunakan dalam perangkat lunak GIS, berbeda dalam jenis modul data yang didukung, di antaranya adalah hierarki, jaringan dan relasional serta perangkat lunak DBMS yang sesuai. Aplikasi Luas Saat mengembangkan perangkat lunak GIS, DBMS relasional digunakan.
Sistem manajemen basis data daftar terbalik, hierarki, dan jaringan adalah cikal bakal DBMS relasional. Karakteristik umum dari sistem awal meliputi yang berikut:
1. Sistem ini telah digunakan secara aktif selama bertahun-tahun, lebih lama dibandingkan DBMS relasional mana pun. Mereka telah mengumpulkan database yang besar dan oleh karena itu salah satu masalah mendesak dari sistem informasi adalah penggunaannya bersama dengan sistem modern.
2. Sistem tidak didasarkan pada model abstrak apa pun. Representasi abstrak dari sistem awal muncul kemudian berdasarkan analisis dan identifikasi ciri-ciri umum di antara sistem tersebut berbagai sistem dipadukan dengan pendekatan relasional.
3. Akses ke database dilakukan pada level record. Pengguna sistem ini menavigasi database menggunakan bahasa pemrograman yang ditingkatkan dengan fungsi DBMS. Akses interaktif ke database hanya didukung dengan pembuatan program aplikasi yang sesuai dengan antarmukanya sendiri.
4. Setelah munculnya sistem relasional, sebagian besar sistem awal dilengkapi dengan antarmuka relasional. Namun, dalam banyak kasus, hal ini tidak menjadikannya sistem yang benar-benar relasional, karena masih dimungkinkan untuk memanipulasi data dengan cara alaminya.
Beberapa sistem paling terkenal berdasarkan daftar terbalik termasuk Datacom/DB dari Apptied Data Research, Inc. (ADR), berfokus pada penggunaan komputer mainstream dari IBM, dan Adabas dari Software AC.
Akses data didasarkan pada daftar terbalik, yang melekat di hampir semua DBMS relasional modern, namun dalam sistem ini pengguna tidak memiliki akses langsung ke daftar terbalik (indeks). Antarmuka internal sistem berdasarkan daftar terbalik sangat mirip dengan antarmuka pengguna DBMS relasional.
Kelebihan DBMS berbasis daftar terbalik adalah pengembangan alat manajemen data di memori eksternal, kemampuan membangun sistem aplikasi yang efektif secara manual, kemampuan menghemat memori dengan memisahkan subobjek (dalam sistem jaringan).
Kerugian dari DBMS ini adalah kompleksitas penggunaan, kebutuhan akan informasi tentang organisasi fisik di mana program aplikasi bergantung, dan kelebihan logika sistem dengan rincian pengorganisasian akses ke database.
Keuntungan pendekatan relasional dalam pengorganisasian DBMS meliputi:
· adanya sekumpulan kecil abstraksi yang memungkinkan untuk memodelkan sebagian besar bidang studi umum dengan cara yang relatif sederhana dan memungkinkan definisi formal yang tepat namun tetap intuitif,
· adanya peralatan matematika yang sederhana namun kuat, terutama didasarkan pada teori himpunan dan logika matematika dan memberikan landasan teoretis untuk pendekatan relasional dalam pengorganisasian basis data,
· kemungkinan manipulasi data non-navigasi tanpa perlu mengetahui organisasi fisik spesifik database di memori eksternal.
DBMS tipe relasional memungkinkan Anda menyajikan data tentang objek spasial (titik, garis, dan poligon) dan karakteristiknya (atribut) dalam bentuk relasi atau tabel, yang barisnya (catatan terindeks) sesuai dengan sekumpulan nilai atribut objek, dan kolom (columns) biasanya mengatur jenis atribut, ukuran dan namanya. Atribut tersebut tidak mencakup atribut geometris yang menggambarkan geometri dan topologinya. Catatan vektor koordinat objek diurutkan dan diatur menggunakan cara khusus. Hubungan antara deskripsi geometris objek dan semantiknya dalam tabel relasional dibuat melalui nomor unik - pengidentifikasi.
Saat ini, kelemahan utama DBMS relasional adalah beberapa keterbatasan (konsekuensi langsung dari kesederhanaan) ketika digunakan dalam apa yang disebut area non-tradisional (contoh paling umum adalah sistem otomasi desain), yang memerlukan struktur data yang sangat kompleks, ketidakmampuan untuk secara memadai mencerminkan semantik bidang studi, karena pengetahuan representasi sangat terbatas.
DBMS modern dapat diklasifikasikan menurut model data yang digunakan [hierarki, jaringan, relasional, objek, hibrid (elemen objek dan relasional)], bergantung pada volume database yang didukung dan jumlah pengguna [tingkat tinggi, tingkat menengah, rendah tingkat, DBMS desktop ( Gambar 2.5)].
Level tertinggi DBMS mendukung database besar (ratusan ribu GB atau lebih) yang melayani ribuan pengguna, misalnya ORACLE7, ADABAS 532, SQL SERVER11.
DBMS Relasional Oracle7, corp. Oracle memiliki beragam fungsi, termasuk dukungan untuk penerapan dua fase, replikasi data, prosedur tersimpan, pemicu, dan pencadangan online. DBMS ini mendukung database yang menempati beberapa disk fisik, menyimpan tipe data baru, dan menggunakan hampir semua platform perangkat keras dan perangkat lunak, serta protokol transfer data.
SQL Server 10, kompilasi. Sybase adalah produk yang mendukung pemrosesan dan pengambilan keputusan secara real-time. Ini adalah DBMS pada tingkat yang sama dengan Oracle7, tetapi memiliki beberapa keterbatasan dalam hal skalabilitas dan menggunakan sejumlah platform perangkat keras dan perangkat lunak. Tingkat rata-rata DBMS mendukung database hingga beberapa ratus GB dan melayani ratusan pengguna. Perwakilan: InterBase 3.3, Informix-OnLme7.0, Microsoft SQL Server 6 0.
Di antara DBMS relasional Informix-OnLine 7.0, comp. Perangkat lunak mendukung hal tersebut teknologi modern seperti replikasi data, sinkronisasi database terdistribusi, dan blob. Ini dapat digunakan untuk menjalankan aplikasi OLTP (pemrosesan transaksi berkecepatan tinggi), tetapi kecepatan pemrosesan dalam hal ini lebih lambat dibandingkan produk kelas atas. Instalasi dimungkinkan pada sejumlah platform terbatas.
 |
Beras. 2.5. Klasifikasi sistem manajemen basis data modern
Microsoft SQL Server 6.0, kor. Microsoft adalah DBMS bagus yang terintegrasi dengan Windows NT, melengkapinya. Kekurangan: skalabilitas yang tidak memadai, sejumlah kecil platform perangkat lunak yang didukung.
DBMS tingkat bawah terdiri dari sistem yang mendukung database hingga 1 GB dan memiliki kurang dari 100 pengguna. Biasanya digunakan dalam unit kecil. Perwakilan: NetWare SQL 3.0, Gupta SQL-Base Server.
DBMS Desktop dirancang untuk satu pengguna, digunakan untuk memelihara database desktop atau sebagai klien untuk terhubung ke server database. Mereka punya sangat peluang terbatas untuk pengolahan data, dan juga ditandai dengan kurangnya kemungkinan instalasi pada jaringan. Perwakilan: FoxPro 2.6, kongr. Microsoft, Paradox 5.0, comp Bortand.
Saat menggunakan DBMS tertentu, tiga faktor utama harus dipertimbangkan: arsitektur interaksi klien/server; cara atau cara pelaksanaan fungsi pokok; tingkat dukungan untuk database terdistribusi.
Salah satu syarat utama yang menentukan perlunya penggunaan teknologi database saat membuat GIS adalah dukungan DBMS modern untuk kemampuan penyimpanan jaringan dan penggunaan teknologi. jaringan lokal(LAN) dan jaringan jarak jauh dalam apa yang disebut database terdistribusi. Hal ini memastikan penggunaan sumber daya komputasi yang optimal dan kemungkinan akses kolektif pengguna ke database yang diminta.
Unit analisis data, yang merupakan salah satu dari tiga modul GIS besar (input, pemrosesan, dan output), merupakan inti dari teknologi informasi geografis; semua operasi lainnya memastikan bahwa sistem dapat menjalankan fungsi analitis dan pemodelan utamanya. Isi blok analitis perangkat lunak modern dibentuk dalam proses penerapan GIS tertentu dalam bentuk serangkaian operasi atau kelompok operasi yang mapan, ada, tidak adanya, atau efektivitas (ketidakefektifan) yang dalam GIS dapat berfungsi sebagai salah satu indikator kualitasnya.
Angka-angka di komputer disimpan sesuai dengan formatnya. Format adalah konvensi atau aturan untuk merepresentasikan angka sebagai rangkaian bit.
Unit minimum penyimpanan data dalam komputer adalah 1 byte. Ada format berikut untuk merepresentasikan bilangan bulat: byte (setengah kata), kata (termasuk 2 byte), kata ganda (4 byte), kata diperluas (8 byte). Bit yang membentuk format ini disebut bit. Jadi, satu byte memiliki 8 bit, satu kata memiliki 16 bit, dan satu kata ganda memiliki 32 bit. Di sebelah kiri adalah angka senior, dan di sebelah kanan adalah angka kecil. Masing-masing format ini dapat ditandatangani (Gambar 5.1) untuk mewakili angka positif dan negatif, atau tidak ditandatangani (Gambar 5.2) untuk mewakili angka positif.
Beras. 5.1. Format integer yang ditandatangani
Angka paling penting adalah angka penting. Pada Gambar. 5.1, angka tandanya dilambangkan dengan simbol S. Jika sama dengan 0, maka bilangan tersebut dianggap positif, dan jika angka tersebut sama dengan 1, maka bilangan tersebut dianggap negatif.
Beras. 5.2. Format bilangan bulat tidak bertanda tangan
Secara umum, rentang nilai yang diwakili oleh format bertanda untuk mewakili bilangan bulat (Tabel 5.1) ditentukan oleh rumus
–2 n–1 £ X £ 2 n–1 – 1,
dan untuk format unsigned ditentukan oleh rumus
0 £ X £ 2 n – 1,
dimana n adalah jumlah digit dalam format.
Tabel 5.1. Format untuk merepresentasikan bilangan bulat di komputer
5.1.2. Kode langsung dan tambahan
representasi bilangan biner
Dalam kode langsung, bit paling signifikan mengkodekan tanda angka (0 untuk positif, 1 untuk negatif), dan bit sisanya mengkodekan modulus angka tersebut.
Contoh 5.1. Angka 11 pada kode langsung akan direpresentasikan sebagai 0|1011 p, dan angka –11 – sebagai 1|1011 p. □
Dalam kode komplemen keduanya, bilangan positif dikodekan dengan cara yang sama seperti bilangan langsung. Untuk menyatakan bilangan negatif dalam komplemen dua, ada dua cara. Saat merepresentasikan angka dalam kode komplemen dua, operasi inversi digunakan - mengganti bit dengan kebalikannya, yaitu 0 dengan 1, dan 1 dengan 0.
Aturan 5.1. (representasi bitwise dari bilangan negatif dalam kode komplemen dua) Mewakili modulus bilangan negatif dalam kode langsung dan membalikkan semua digit ke kiri digit terkecil (kanan).
Contoh 5.2. Mewakili angka –11 dalam komplemen dua menggunakan notasi bitwise.
Larutan. Mari kita ubah modulus bilangan ini ke dalam sistem biner: 11 = 1011 2 dan sajikan dalam kode langsung: 0|1011 p. Satuan terendah adalah yang terakhir, jadi kita membiarkannya tidak berubah, dan membalikkan bit yang tersisa di sebelah kiri ( Gambar 5.3).
Hasilnya, kita mendapatkan 1|0101 d – representasi angka –11 dalam kode pelengkap. □
Beras. 5.3. Representasi angka –11 pada komplemen dua
Aturan 5.2. (representasi aritmatika bilangan negatif dalam kode pelengkap) Tambahkan 2 m ke bilangan negatif, di mana m adalah jumlah digit dalam representasi biner atau format ini, dan konversikan bilangan yang dihasilkan ke sistem bilangan biner. Untuk byte 2 8 = 256, untuk word 2 16 = 65.536, untuk double word 2 32 = 4.294.967.296.
Dari aturan-aturan ini kita dapat menyimpulkan bahwa bilangan positif, jika jumlah digitnya bertambah, di sebelah kiri ditambah dengan nol, dan bilangan negatif dengan satu.
Contoh 5.3. Nyatakan bilangan –11 pada komplemen dua dengan menggunakan notasi aritmatika.
Larutan. Misalkan perlu diperoleh m = 5 bit kode tambahan. Mari kita hitung suku 2 m = 2 5 = 32. Mari kita penjumlahan dan konversi ke sistem bilangan biner:
–11 + 32 = 21 = 10101 2 .
Hasil yang diperoleh sesuai dengan representasi angka –11 pada kode pelengkap.
Untuk m = 8, 2 8 = 256:
–11 + 256 = 245 = 11110101 2 .
Representasi angka –11 dilengkapi dengan satuan di sebelah kiri menjadi 8 digit. □
Konversi terbalik dari bilangan negatif yang ditulis dalam komplemen dua juga dimungkinkan.
Aturan 5.3. (penentuan nilai bilangan negatif secara bitwise yang ditulis dalam kode komplemen dua) Algoritma untuk menentukan nilai bilangan negatif dalam kode komplemen dua terdiri dari langkah-langkah berikut.
1. Balikkan semua angka di sebelah kiri satuan paling kecil (kanan).
2. Mengubah suatu bilangan dari sistem bilangan biner ke sistem desimal menurut aturan 4.1.
3. Kalikan hasilnya dengan –1.
Contoh 5.4. Tentukan bilangan desimal mana yang dikodekan oleh bilangan 1|0101 d menggunakan definisi bitwise.
Larutan. Mari kita balikkan angka-angkanya:
1010|1 hari ® 0101|1 hal.
Mari kita ubah bilangan dari sistem bilangan biner ke sistem bilangan desimal:
Kalikan hasilnya dengan –1 dan dapatkan angka –11. □
Aturan 5.4. (definisi aritmatika dari bilangan negatif yang ditulis dalam komplemen dua) Ubah bilangan biner menjadi sistem bilangan desimal dan kurangi bilangan 2 m dari bilangan yang dihasilkan, di mana m adalah banyaknya digit dalam representasi biner.
Contoh 5.5. Tentukan bilangan desimal mana yang dikodekan oleh bilangan 1|0101 d menggunakan definisi aritmatika.
Larutan. Mari kita ubah bilangan dari sistem bilangan biner ke sistem bilangan desimal:
Mari kita kurangi bilangan 2 m = 2 5 = 32 dari hasil translasi yang dihasilkan, karena bilangan biner terdiri dari 5 digit:
21 – 32 = –11.
Hasilnya adalah angka desimal –11. □
Angka dalam format bertanda ditulis dalam kode komplemen dua, dan dalam format tidak bertanda - dalam kode langsung.
Notasi komplemen dua diperlukan untuk menjumlahkan dan mengurangkan positif dan angka negatif tanpa transformasi.
Contoh 5.6. Tambahkan 21 dan –11 dalam sistem bilangan biner.
Larutan. Mari terjemahkan istilah tersebut ke dalam kode tambahan:
21 = 0|10101 hari; –11 = 1|10101d.
Kami akan menggunakan aturan aritmatika biner:
1 + 0 = 0 +1 = 1;
1 + 1 = 10 (dengan satuan dipindahkan ke digit berikutnya).
Mari kita tambahkan dua bilangan biner dalam satu kolom, dengan memperhitungkan bahwa transfer satu dari bit tanda diabaikan:
110101 2
Hasilnya adalah angka 10 - jumlah dari 21 dan -11 tanpa transformasi tambahan. □
Kata berformat bilangan bulat dan kata ganda disimpan dalam memori komputer urutan terbalik, yaitu byte rendah terlebih dahulu, lalu byte tinggi. Misalnya, kata B5DE 16 akan ditempatkan di memori seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5.4.
Beras. 5.4. Letak kata B5DE 16 pada memori komputer
Susunan byte ini nyaman untuk operasi dengan angka, karena penghitungan dimulai dengan digit terkecil, sehingga ditempatkan terlebih dahulu.
5.2. Representasi bilangan real
di komputer
Bilangan real direpresentasikan dalam bentuk bilangan floating point (titik) dengan bentuk:
di mana M adalah mantissa (bagian penting dari bilangan tersebut); n – basis sistem bilangan; P – urutan nomor.
Contoh 5.7. Bilangan 2,5 × 10 18 mempunyai mantissa 2,5 dan eksponen 18. □
Mantissa disebut ternormalisasi jika nilai absolutnya terletak pada kisaran:
1/n £ |M|< 1,
dimana n adalah basis sistem bilangan.
Kondisi ini berarti angka pertama setelah koma desimal tidak sama dengan nol, dan nilai mutlak mantissa tidak melebihi satu.
Bilangan dengan mantissa yang dinormalisasi disebut dinormalisasi.
Contoh 5.8. Nyatakan angka –245.62 dan 0.00123 dalam bentuk floating point.
Larutan. Bilangan –245.62 dapat direpresentasikan sebagai bilangan dengan orde –245.62 × 10 0. Mantissa bilangan ini tidak dinormalisasi, jadi kita bagi dengan 10 3, naikkan urutannya:
–0,24562 × 10 3 .
Hasilnya, angka –0,24562 × 10 3 menjadi normal.
Bilangan 0,00123 yang berupa bilangan berorde 0,00123 × 10 0 tidak ternormalisasi karena mantissa tidak ternormalisasi. Kalikan mantissa dengan 10 2, turunkan urutannya:
0,123 × 10 –2.
Hasilnya, bilangan 0,123 × 10 –2 menjadi normal. □
Dalam contoh ini, untuk menormalkan mantissa, koma digeser ke kanan atau ke kiri. Oleh karena itu, bilangan seperti ini disebut bilangan floating point. Tidak seperti bilangan titik tetap, bilangan ini mempercepat operasi aritmatika secara signifikan, dan mantissa bilangan titik mengambang harus dinormalisasi setiap saat.
Untuk merepresentasikan bilangan real dalam komputer berbasis standar IEEE-754, digunakan m + p + 1 bit, didistribusikan sebagai berikut (Gbr. 5.5): 1 bit tanda mantissa; p nomor pesanan; m digit mantissa.
Beras. 5.5. Struktur format angka floating point umum
Representasi ini disebut format (m, p).
Kisaran representasi bilangan dalam format X (m, p) ditentukan dari pertidaksamaan:
£ X £ (1 – 2 – m –1) » .
Dalam hal ini orde bilangan P harus memenuhi syarat
–2 hal – 1 + 1 £ P £ 2 hal – 1 – 1
Untuk bilangan real, standar IEEE-754 menggunakan format (23,8) dan (52,11), masing-masing disebut format real tunggal dan ganda (Tabel 5.2).
Untuk memberikan gambaran tentang pentingnya orde besaran ini, jumlah detik yang telah berlalu sejak terbentuknya planet Bumi hanya 10 18 .
Aturan 5.5. (penerjemahan bilangan desimal ke dalam format (m, p)) Algoritma untuk mengubah bilangan desimal X ke dalam format (m, p) terdiri dari langkah-langkah berikut.
1. Jika X = 0, maka ambil digit tanda, orde dan mantissa sebagai nol dan akhiri algoritmanya.
2. Jika X > 0, maka terima bit tanda 0, jika tidak terima 1. Bit tanda terbentuk.
3. Terjemahkan keseluruhan dan bagian pecahan nilai absolut bilangan X ke dalam sistem bilangan biner. Jika bilangan tersebut pecahan, maka diperoleh m + 1 digit. Ambil pesanan sama dengan nol.
Tabel 5.2. Karakteristik komparatif
format nyata
4. Jika X ³ 1, maka pindahkan koma ke kiri ke angka paling signifikan dan naikkan urutannya, jika tidak, pindahkan koma ke kanan ke angka pertama bukan nol (satuan) dan kurangi urutannya.
5. Jika banyaknya angka bagian pecahan kurang dari m, maka bagian pecahan tersebut ditambah dengan angka nol di sebelah kanan sampai dengan m angka. Hapus satu dari seluruh bagian. Mantissa terbentuk.
6. Tambahkan offset 2 p – 1 – 1 ke orde tersebut dan ubah orde tersebut ke sistem bilangan biner. Perintah telah terbentuk. Kode yang mewakili urutan disebut offset. Urutan yang digeser memudahkan untuk membandingkan, menambah, dan mengurangi urutan dalam operasi aritmatika.
7. Tuliskan bit tanda, urutan dan mantissa ke dalam bit-bit yang sesuai formatnya.
Contoh 5.9. Mewakili bilangan –25.6875 dalam format real tunggal.
Larutan. Pada contoh 4.7, nilai absolut bilangan –25.6875 diubah ke sistem biner dan diperoleh 9 digit:
25,6875 = 11001,1011 2 .
Kami menormalkan angka tersebut dengan memindahkan koma desimal ke kiri dan meningkatkan urutannya:
1.10011011 2 × 2 4 .
Setelah bagian bilangan bulat dibuang, tersisa 23 bit bagian pecahan (sesuai format (23,8)), ditulis sebagai mantissa:
10011011000000000000000.
Urutannya adalah 4 (pangkat dua setelah menggeser koma desimal ke kiri). Mari kita geser dan ubah ke sistem bilangan biner:
4 + 127 = 131 = 10000011 2 .
Angka –25.6875 negatif, maka bit tandanya adalah 1.
Semuanya siap untuk merepresentasikan bilangan –25.6875 dalam format real tunggal menggunakan skema tanda digit + eksponen + mantissa:
1 10000011 10011011000000000000000.
Mari kita bagi angka ini menjadi 8 bit, bentuk byte dan tuliskan dalam angka heksadesimal:
| C1 | CD |
Jadi, angka –25.6875 dapat ditulis sebagai C1CD8000. □
Seperti format bilangan bulat, format bilangan real disimpan dalam memori komputer dalam urutan byte terbalik (urutan rendah terlebih dahulu, kemudian urutan tinggi).
Operasi aritmatika pada bilangan floating point dilakukan dengan urutan sebagai berikut.
Saat menjumlahkan (mengurangi) bilangan dengan orde yang sama, mantissanya dijumlahkan (dikurangi), dan hasilnya diberi urutan yang sama dengan bilangan aslinya. Jika orde bilangan aslinya berbeda, maka orde tersebut terlebih dahulu disamakan (bilangan yang ordenya lebih rendah direduksi menjadi bilangan yang ordenya lebih tinggi), kemudian dilakukan operasi penjumlahan (pengurangan) mantissa. Jika terjadi luapan selama penambahan mantissa, jumlah mantissa digeser ke kiri sebanyak satu tempat, dan urutan jumlahnya bertambah 1.
Ketika bilangan dikalikan, mantissanya dikalikan, dan ordonya dijumlahkan.
Saat membagi bilangan, mantissa pembagi dibagi dengan mantissa pembagi, dan untuk mendapatkan orde hasil bagi, orde pembagi dikurangi dari orde dividen. Selain itu, jika mantissa pembagian lebih besar dari mantissa pembagi, maka mantissa hasil bagi akan lebih besar dari 1 (terjadi luapan) dan koma harus digeser ke kiri, sekaligus meningkatkan urutan hasil bagi.
Representasi simbol di komputer
Di komputer, setiap karakter (misalnya, huruf, angka, tanda baca) dikodekan sebagai bilangan bulat biner tak bertanda. Pengkodean karakter adalah konvensi bahwa setiap karakter memiliki korespondensi satu-ke-satu dengan satu bilangan bulat biner tak bertanda, yang disebut kode karakter.
Ada beberapa pengkodean untuk alfabet Rusia (Tabel 5.3).
Tabel 5.3. Pengkodean huruf alfabet Rusia
Dalam pengkodean 866, 1251, KOI-8 dan Unicode, 128 karakter pertama (angka, huruf Latin besar dan kecil, tanda baca) dengan nilai kode dari 0 hingga 127 adalah sama dan ditentukan oleh standar ASCII (American Standard Kode Pertukaran Informasi (kode baku pertukaran informasi). Angka 0, 1,…, 9 masing-masing mempunyai kode 48, 49,…, 57; huruf latin kapital A, B, ..., Z (total 26 huruf) – kode 65, 66, ..., 90; huruf latin kecil a, b, ..., z (total 26 huruf) - kode 97, 98, ..., 122.
128 karakter kedua dengan nilai kode 128 hingga 255 pengkodean 866, 1251, KOI-8 berisi karakter pseudografik, operasi matematika, dan karakter alfabet selain Latin. Lebih-lebih lagi simbol yang berbeda huruf yang berbeda memiliki kode yang sama. Misalnya, pada pengkodean 1251, karakter alfabet Rusia B memiliki kode yang sama dengan karakter Á pada pengkodean ASCII standar. Ambiguitas ini menyebabkan masalah dengan pengkodean teks. Oleh karena itu, pengkodean Unicode dua byte diusulkan, yang memungkinkan karakter dari banyak huruf non-Latin dikodekan.
Nilai desimal kode huruf alfabet Rusia dalam pengkodean 866, 1251 dan Unicode diberikan dalam tabel. 5.4.
Tabel 5.4. Arti kode huruf alfabet Rusia
Dalam pengkodean KOI-8 (Tabel 5.5), kode huruf alfabet Rusia diurutkan bukan berdasarkan letak huruf dalam alfabet, tetapi berdasarkan korespondensinya dengan huruf alfabet Latin. Misalnya, kode huruf latin A, B, C masing-masing memiliki nilai desimal 65, 66, 67, dan huruf Rusia A, B, C memiliki nilai 225, 226, 227.
Tabel 5.5. Arti kode huruf alfabet Rusia
dalam pengkodean KOI-8
| A | KE | X | A | Ke | X | ||||||
| B | L | C | B | aku | ts | ||||||
| DI DALAM | M | H | V | M | H | ||||||
| G | N | SH | G | N | w | ||||||
| D | TENTANG | SCH | D | HAI | sekolah | ||||||
| E | P | Kommersant | e | P | ъ | ||||||
| E | R | Y | e | R | S | ||||||
| DAN | DENGAN | B | Dan | Dengan | B | ||||||
| Z | T | E | H | T | eh | ||||||
| DAN | kamu | kamu | Dan | pada | Yu | ||||||
| Y | F | SAYA | th | F | SAYA |
Ada dua format untuk menyajikan informasi grafis:
aku raster;
aku vektor.
Dalam format raster, gambar disimpan dalam file sebagai kumpulan mosaik yang terdiri dari banyak titik yang sesuai dengan piksel gambar yang ditampilkan pada tampilan layar. File yang dibuat oleh pemindai berada dalam format raster di memori komputer (disebut bitmap). Tidak mungkin mengedit file ini menggunakan editor teks dan grafis standar, karena tidak berfungsi dengan representasi informasi mosaik.
Dalam format vektor, informasi diidentifikasi berdasarkan karakteristik font, kode karakter, paragraf, dll. Pengolah kata standar dirancang untuk bekerja dengan representasi informasi ini secara tepat.
Perbedaan mendasar antara format vektor dan format raster dapat ditunjukkan dengan contoh berikut: dalam format vektor, lingkaran diidentifikasi berdasarkan jari-jarinya, koordinat pusatnya, ketebalan dan jenis garis; Format raster hanya menyimpan deretan titik berurutan yang secara geometris membentuk lingkaran.
Format grafik raster
format PSD– format program sendiri Adobe Photoshop, pengeditan gambar (mendukung semua model warna, lapisan tanpa batasan, dan setiap lapisan dapat berisi hingga 24 saluran alfa).
format BMP(bitmap) atau DIB(bitmap tidak bergantung pada perangkat) - format untuk menyimpan gambar grafik. Kedalaman warna dari 1 hingga 48 bit per piksel - dirancang untuk Windows, memungkinkan penggunaan palet 2, 16, 256, atau 16 juta warna. Ada beberapa jenis format ini:
Reguler, dengan ekstensi .bmp;
Dikompresi, diperluas .rle; kompresi terjadi tanpa kehilangan, tetapi didukung
Hanya warna 4 dan 8-bit;
Bitmap Independen Perangkat dengan ekstensi .dib.
format TGA(Truevision Graphic Adapter) - untuk gambar video, disesuaikan secara maksimal dengan standar televisi, serta untuk menyimpan grafik pada komputer dengan sistem operasi MS DOS, mendukung warna 32-bit.
format TIFF(Tagged Image File Format) adalah format file grafik universal untuk gambar digital, rentang reproduksi warna terluas dari monokrom hingga model RGB 24-bit dan model CMYK 32-bit, dan portabel untuk berbagai platform. Format BERTENGKAR mendukung LZW- pemadatan tanpa kehilangan informasi.
format JPEG(Joint Photographic Experts Group) - format paling populer untuk menyimpan gambar fotografi, termasuk standar Internet, menyediakan kompresi gambar raster hingga 100 kali (hampir 5 hingga 15 kali).
format GIF(Graphics Interchange Format) - format untuk bertukar informasi grafik, menyediakan ukuran file kecil, digunakan di Internet, dan merupakan format kedua setelah format dalam hal rasio kompresi jpeg. Formatnya terbatas pada 256 palet warna dan sangat tidak cocok untuk menyimpan gambar fotografi.
format PNG(Grafik Jaringan Portabel) – portabel grafik jaringan, berdasarkan pada variasi algoritma kompresi lossless (sebagai lawan dari GIF mengompresi gambar raster baik secara horizontal maupun vertikal), mendukung grafik berwarna dengan kedalaman warna hingga 48 bit, memungkinkan Anda menyimpan informasi lengkap tentang derajat transparansi pada setiap titik gambar dalam bentuk yang disebut saluran alfa.
Format Flashpix (FPX).– format grafik yang memungkinkan Anda menyimpan gambar dengan berbagai resolusi untuk presentasi di CD-ROM atau di Internet, memungkinkan Anda bekerja dengan gambar berkualitas tinggi tanpa menggunakan banyak memori dan ruang disk. Beberapa kamera digital menyimpan gambar dalam format ini.
Bitmap memerlukan jumlah memori yang sangat besar untuk menyimpannya. Jadi, bitmap dari satu lembar dokumen A4 (204297 mm) dengan resolusi 10 titik/mm dan tanpa transmisi halftone (gambar garis) menempati sekitar 1 MB memori, dan ketika mereproduksi 16 warna abu-abu - 4 MB, ketika mereproduksi gambar berwarna berkualitas tinggi (standar HighColor - 65.536 warna) - 16 MB.
Untuk mengurangi jumlah memori yang diperlukan untuk menyimpan bitmap, berbagai cara kompresi informasi. Algoritme kompresi raster yang paling umum, diusulkan oleh Komite Konsultatif Telegraf dan Telepon Internasional CCITTGroup 4, memberikan rasio kompresi informasi hingga 40:1 (tergantung pada konten file - grafik dikompresi jauh lebih baik daripada teks).
Format kompresi lain yang digunakan: KTIF(CompressedTagged Image File Format) Grup 3, keluarga MPEG (Multimedia Photographics Experts Group), JPEG (Joint Photographics Experts Group), GIF (Graphics Interchange Format) dan lain-lain.
Format tidak terkompresi: TIFF Tidak Terkompresi (Tagged Image File Format), BMP (BitMaP) dan lain-lain.
Pemindai biasanya digunakan bersama dengan program pengenalan gambar - OCR (Optical Character Recognition). Sistem OCR mengenali kontur bit (mosaik) karakter yang dibaca oleh pemindai dari dokumen dan mengkodekannya dengan kode ASCII, menerjemahkannya ke dalam format yang nyaman untuk editor teks.
Beberapa sistem OCR harus dilatih terlebih dahulu - templat dan prototipe karakter yang dikenali serta kode yang sesuai harus dimasukkan ke dalam memori pemindai. Kesulitan muncul ketika membedakan huruf-huruf yang memiliki gaya yang sama dalam alfabet yang berbeda (misalnya, dalam bahasa Latin (Inggris) dan dalam bahasa Rusia - Sirilik) dan kumpulan font yang berbeda. Namun sebagian besar sistem tidak memerlukan pelatihan: karakter yang dikenali sudah tersimpan dalam memorinya. Jadi, salah satu OCR terbaik - FineReader - mengenali teks dalam lusinan bahasa (termasuk bahasa pemrograman Basic, C++, dll.), menggunakan kamus elektronik dalam jumlah besar, memeriksa ejaan selama pengenalan, menyiapkan teks untuk dipublikasikan di Internet , dll. .
DI DALAM tahun terakhir Program pengenalan gambar cerdas seperti Omnifont (misalnya, Cunei Form 2000) telah muncul, yang mengenali karakter bukan berdasarkan titik, tetapi berdasarkan karakteristik topologi individual masing-masing karakter.
Jika terdapat sistem pengenalan gambar, teks yang ditulis ke dalam memori PC bukan dalam bentuk bitmap, melainkan dalam bentuk kode, dan dapat diedit dengan editor teks biasa.
Masuk akal untuk menyimpan file dalam format raster hanya jika:
l dokumen dan file terkait tidak boleh diedit selama penggunaannya;
l dokumen harus disimpan dalam bentuk salinan faksimili dari aslinya (foto, gambar, dokumen dengan resolusi, dll);
l ada kemampuan teknis untuk menyimpan dan melihat file berukuran besar (1–20 MB) dalam jumlah besar.
Faktor utama yang perlu dipertimbangkan saat memilih pemindai:
l ukuran, warna dan bentuk (lembar, jilid, dll) dokumen yang akan dipindai harus sesuai dengan kemampuan pemindai;
l resolusi pemindai harus memastikan reproduksi salinan dokumen berkualitas tinggi dari gambar elektroniknya;
l kinerja pemindai harus cukup tinggi dengan kualitas gambar yang dihasilkan dapat diterima;
l kesalahan minimum dalam dimensi gambar elektronik yang dihasilkan dibandingkan dengan aslinya harus dipastikan jika dimensi gambar dari dokumen elektronik menjadi dasar untuk melakukan perhitungan;
l ketersediaan perangkat lunak untuk mengompresi file raster saat menyimpannya di memori komputer;
l ketersediaan perangkat lunak pengenalan gambar (OCR) saat menyimpan file vektor di memori komputer;
l ketersediaan perangkat lunak dan perangkat keras untuk meningkatkan kualitas gambar dalam file raster (meningkatkan kontras dan kecerahan gambar, menghilangkan “noise” latar belakang);
l kualitas dan jenis kertas pembawa, dalam batas tertentu, tidak terlalu mempengaruhi kualitas gambar elektronik yang dihasilkan;
l pengoperasian pemindai harus nyaman dan sederhana serta menghilangkan kesalahan saat memindai karena pemuatan media yang salah;
l biaya pemindai.
Pemindai dapat terhubung ke PC melalui antarmuka paralel (LPT) atau serial (USB). Untuk bekerja dengan pemindai, PC harus memiliki driver khusus, sebaiknya driver yang memenuhi standar TWAIN. Dalam kasus terakhir, dimungkinkan untuk bekerja dengannya jumlah yang besar Pemindai dan pemrosesan file yang kompatibel dengan TWAIN dengan program yang mendukung standar TWAIN, misalnya, editor grafis umum CorelDraw, Adobe Photoshop, MaxMate, Picture Publisher, Photo Finish, dll.
digitizer
Digitizer, atau tablet grafis, adalah perangkat yang tujuan utamanya adalah mendigitalkan gambar (Gbr. 14.5).
Gambar 14.5. digitasi.
Ini terdiri dari dua bagian: alas (tablet) dan perangkat penunjuk target (pena atau kursor) yang digerakkan di sepanjang permukaan alas. Saat Anda menekan tombol kursor, posisinya di permukaan tablet ditetapkan dan koordinatnya ditransfer ke komputer.
Sebuah digitizer dapat digunakan untuk memasukkan gambar yang dibuat oleh pengguna ke dalam komputer: pengguna menggerakkan pena kursor di atas tablet, tetapi gambar tersebut tidak muncul di atas kertas, tetapi ditangkap dalam file grafik. Prinsip pengoperasian digitizer didasarkan pada penetapan lokasi kursor menggunakan kisi-kisi konduktor tipis yang terpasang pada tablet dengan jarak yang cukup besar antara konduktor yang berdekatan (dari 3 hingga 6 mm). Mekanisme registrasi memungkinkan Anda memperoleh langkah logis untuk membaca informasi, jauh lebih kecil daripada pitch grid (hingga 100 baris per 1 mm).
Saat bekerja dengan angka, pengguna dapat menentukan format berbeda untuk presentasinya. Anda dapat mengubah format keluaran hasil perhitungan dengan memilih perintah File Preferences. Ini akan membuka kotak dialog Preferensi.
Pastikan Command Window dipilih dari daftar di panel kiri. Dalam hal ini, panel Preferensi Jendela Perintah akan ditampilkan di sebelah kanan. Format angka dipilih dari daftar drop-down Format numerik yang terletak di area tampilan Teks pada panel ini. Format default untuk daftar drop-down ini pendek.
Untuk menentukan format berbeda untuk menyajikan hasil penghitungan, pilih namanya di daftar Format Numerik dan klik OK. Format ini akan digunakan untuk menampilkan hasil semua perhitungan selanjutnya hingga Anda mengubahnya.
Format yang tersedia di daftar drop-down Format Numerik dijelaskan dalam tabel
Contoh: mewakili angka 3/7 dalam format berbeda:
Format pendek – 0,4286
Format panjang – 0,42857142857143
Format pendek e – 4.2857e-001
Format panjang e – 4.285714285714286e-001
Format pendek g – 0,42857
Format panjang g – 0,428571428571429
Format banknya adalah 0,43
Format rasional – 3/7
Perlu dicatat bahwa angka yang terlalu besar atau terlalu kecil ketika format pendek diatur dapat ditampilkan dalam bentuk eksponensial, yaitu. dalam format titik mengambang.
Anda juga dapat mengatur format angka dengan memasukkan perintah berikut pada baris perintah.
>> memformat format
Di Sini format adalah nama format yang diperlukan. Misalnya, untuk merepresentasikan angka dalam bentuk heksadesimal, masukkan perintah berikut pada baris perintah.
>> format heksa
Dan untuk mengatur representasi panjang suatu angka dalam format floating point, masukkan perintah berikut.
>> formatnya panjang
Jika Anda memasukkan perintah ke baris perintah
>> format bantuan
Anda dapat menampilkan di jendela perintah informasi tentang semua format yang tersedia di MATLAB
Mengubah format keluaran angka hanya memengaruhi tampilan angka di layar dan sama sekali tidak memengaruhi nilai sebenarnya.
