Pirinç. 2.1. CBS'de verilerin düzenlenmesi
CBS'de kullanılan veriler, harita üzerinde yer alan nesneler (nokta, çizgi, çokgen) hakkında bir veri tabanında saklanan tanımlayıcı bilgileri içerir. Açıklayıcı bilgiye denir bağlanmak.
Niteliksel bilgi- nesnelerin özelliklerini karakterize eden verilerin konumsal olmayan kısmı (uzaysal konumları hakkındaki bilgiler hariç, uzamsal nesnelerin özellikleri ve karakteristikleri hakkındaki veriler).
Resmi olarak, tüm nesneler bir dizi özellik ile açıklamalarıyla temsil edilir ve bunların depolanması ilgili grafiksel ve parametrik veritabanlarında bulunur. Nesne tanımının üç grup özelliği (karakteristikleri) vardır: tanımlama, sınıflandırma, çıktı.
Tanımlama özellikleri Bir nesnenin harita üzerindeki konumunun kesin olarak belirlenmesine ve tanımlanmasına hizmet eder. Bunlar arasında coğrafi bir nesnenin adı, koordinatlar, nesne türü vb. yer alır.
Sınıflandırma özellikleri Bir nesnenin niceliksel ve niteliksel tanımına hizmet eder ve bunları nesneler hakkında bilgi edinmek için kullanır. Bunlar matematiksel işleme (niteliksel ve niceliksel analiz, modelleme vb.).
Çıkış özellikleri Herhangi bir nesnenin her bir özelliği için ilgili verilerin kaynakları ve alınma tarihleri hakkında bilgi içerir. Bu özellik grubunun amacı, gelen bilgilerin güvenilirliğini belirleme yeteneğini sağlamaktır.
Geleneksel CBS'de yer alan ana fikirlerden biri, ayrı ayrı depolandığında ve kısmen ayrı işlendiğinde konumsal ve öznitelik verileri arasındaki bağlantının korunmasıdır.
Uzamsal sorgular gerçekleştirirken nitelikler, bir nesnenin daha doğru bir şekilde tanımlanmasına yardımcı olur. CBS'de iki tür sorgulama özelliği tercih edilir: SQL sorgu dili (Yapılandırılmış Sorgu Dili) ve şablon. Bu sorgularla eşleşen kayıtlar vurgulanır: QBE (Örneğe Göre Sorgulama) Grafik nesnelerinin seçimi, bunların öznitelik kayıtlarının seçimiyle ilişkili olduğundan, haritadaki nesnelerin seçimini öznitelik tablosuna yapılan sorgular aracılığıyla düzenleyebilirsiniz.
Çoğu CBS'de nesnelerin bu özellikleri ayrı olarak işlendiğinden, tanımlayıcıların kartografik ve nitelik verilerini birbirine bağlaması amaçlanır. Kullanıcı, örneğin bir imleçle bir nesnenin üzerine gelebilir ve sistem, nesneyle ilgili bir veya daha fazla veri tabanını bulacağı ve bunun tersine, içindeki bilgilere dayanarak bir grafik nesnesi belirleyeceği tanımlayıcıyı belirleyecektir. veritabanı.
Belirtildiği gibi, modern CBS'deki mekansal veriler iki ana biçimde sunulur: vektör ve raster.
Vektör modeli veriler haritanın noktalar, çizgiler ve düz kapalı şekiller şeklinde temsil edilmesine dayanmaktadır.
Raster modeli Veriler, haritanın aynı şekil ve alana sahip elemanların düzenli bir ızgarası kullanılarak temsil edilmesine dayanmaktadır.
İki tür veri yapısı vardır topoloji Ve katmanlar.
Topoloji nesneler arasındaki uzamsal bağlantıları vurgulamak için kullanılır.Topoloji, noktalar, çizgiler ve çokgenler arasındaki bağlantıları sağlar ve genellikle operatör tarafından değiştirilmez. Katmanlar aynı zamanda alışkın yapı veri.
Topoloji– prosedür kesin tanım ve nesnelerin geometrisinde var olan mekansal ilişkilerin kullanımı. Kapsam üç ana topolojik ilişkiyi destekler: bağlantı, tanımlayıcı alanlar ve bitişiklik. Kapsamlar topolojiyi tanımlar ve bu ilişkiler özel dosyalara tam olarak kaydedilir.
Topolojik bilgi, nesnelerin uzayda birbirine göre nasıl konumlandırıldığını açıklar ve genellikle operatör tarafından değiştirilmez. CBS mekansal analiz yapabilmek için topolojinin kesin tanımlanmasını gerektirir
Topoloji şunları içerir bilgi belirli nesnelere hangi sembollerin karşılık geldiği, noktaların birbirine nasıl bağlandığı ve hangi noktaların ve çizgilerin çokgen oluşturduğu. Topolojik bilgi, CBS kullanıcısının belirli çokgenlerin ne kadar örtüştüğü, bir çizginin çokgenin içinde olup olmadığı ve bir özelliğin diğerine ne kadar yakın olduğu gibi bilgileri çıkarmasına olanak tanır.
Topolojik olmayan CBS sistemleri (CAD sistemleri gibi) tarafından gerçekleştirilen veri manipülasyonu ve analizi sınırlıdır.
Çoğu CBS, harita bilgilerini adı verilen mantıksal kategorilere ayırmanıza olanak tanır. kartografik katmanlar. Katmanlar genellikle bir parselin toprak türü gibi yalnızca tek bir özellik türü veya toplu taşıma hatları (telefon, elektrik ve gaz hatları) gibi ilgili özelliklerin küçük bir grubu hakkında bilgi içerir.
Veriler, tek tek veya diğer katmanlarla birlikte mekânsal olarak yönetilip analiz edilebilmeleri için harita katmanlarına bölünür. Daha anlamlı analitik sonuçlar elde etmek için CBS'deki katmanların birbirine bağlanması gerekir. ortak sistem veritabanı koordinatları.
Veritabanları ikiye ayrılır hiyerarşik, ağ Ve ilişkisel.
Veritabanı (DB)– belirli kurallara göre düzenlenmiş birbiriyle ilişkili veriler kümesi
Hiyerarşik veritabanları Kayıtlar arasında sıkı bir bağlılık kurar ve sıralı bir ağaç kümesinden (aynı türdeki ağacın birkaç örneğinin sıralı bir kümesi) oluşur. Bir ağaç türü, bir "kök" kayıt türünden ve sıralı sıfır veya daha fazla alt ağaç türünden oluşur (bunların her biri bir ağaç türüdür). Bir bütün olarak ağaç türü, hiyerarşik olarak organize edilmiş bir kayıt türleri kümesidir (Şekil 2.2).
Burada Mahalle Arsa Arsanın atası, Arsa Arsa Mahallenin soyundan gelir, Arsa Parseli Parsel Parçasının atası, Parsel Parçası ise Arsa Parselinin soyundan gelir. Kayıt türleri arasındaki ilişkiler korunur. Atalar ve torunlar arasındaki bağlantıların bütünlüğü otomatik olarak korunur.
Hiyerarşik sistemlerin tipik bir temsilcisi IBM'in Bilgi Yönetim Sistemidir (IMS). İlk versiyonu 1968 yılında ortaya çıkmıştır. Bu sistemde halen birçok veri tabanı desteklenmektedir ve bu da hem veri tabanına hem de geçişte önemli sorunlar yaratmaktadır. yeni teknoloji DB ve yeni ekipman için.
Pirinç. 2.2. Ağaç türü örneği (hiyerarşik veritabanı şeması)
Ağ Veritabanları veri yapısı normal bir hiyerarşiden daha karmaşıksa kullanılır; hiyerarşik veritabanı yapısının basitliği onun dezavantajı haline gelir. Ağın ve hiyerarşik veritabanlarının organizasyonu katı olmalıdır. İlişki kümeleri ve kayıtların yapısı önceden belirtilmelidir.
Ağ sistemlerinin tipik bir temsilcisi, CuHinet Software, Inc.'in çoğu işletim sistemini çalıştıran ana akım IBM makinelerinde kullanılmak üzere tasarlanmış Entegre Veritabanı Yönetim Sistemidir (IDMS). Sistem mimarisi, Veri Sistemleri Dilleri Konferansı (CODASYL) Programlama Dilleri Komitesi'nin Veri Tabanı Görev Grubunun (DBTG) önerilerine dayanmaktadır.
 |
Veri organizasyonuna ağ yaklaşımı hiyerarşik yaklaşımın bir uzantısıdır. Hiyerarşik yapılarda bir alt kaydın tam olarak bir atası olmalıdır; bir ağ veri yapısında, bir çocuğun herhangi bir sayıda ataları olabilir. Bir ağ veritabanı, bir dizi kayıttan ve bu kayıtlar arasındaki bir dizi ilişkiden oluşur. Bağlantı türü iki tür kayıt için belirlenir: ata ve soyundan gelenler (Şekil 2.3).
Pirinç. 2.3. Veritabanı ağ diyagramı örneği
Veritabanı yapısını değiştirmek, tüm veritabanının yeniden oluşturulmasını gerektirir ve bir sorguya yanıt alabilmek için özel bir veri arama programına sahip olmanız gerekir. Bu nedenle özel isteklerin uygulanması çok zaman alır.
Hiyerarşik ve ağ modellerinin eksiklikleri, ilişkisel veritabanı. İlişkisel model, veritabanı yapısını basitleştirme girişimiydi. Tüm veriler formda sunulur basit tablolar, bölündü çizgiler Ve sütunlar.
İlişkisel bir veritabanında bilgiler, kesişim noktasında veri değerlerinin bulunduğu satırlara ve sütunlara bölünmüş tablolar halinde düzenlenir. Her tablonun içeriğini açıklayan benzersiz bir adı vardır. Tablonun yapısı Şekil 2.4'te gösterilmektedir. Bu tablonun her yatay satırı ayrı bir fiziksel nesneyi (bir idari bölgeyi) temsil eder ve haritada ayrı bir grafik nesnesi olarak da temsil edilir. Tablonun tüm satırları bir bölgenin tüm ilçelerini temsil etmektedir. Tablonun belirli bir satırında yer alan tüm veriler, o satırın tanımladığı alanla ilgilidir.
Aynı sütunda yer alan tüm değerler aynı veri türündedir. Örneğin, Bölge Merkezi sütunu yalnızca kelimeleri içerir, Alan sütunu ondalık sayıları içerir ve Kimlik sütunu kullanıcı tanımlı özellik kodlarını temsil eden tam sayıları içerir. Tablolar arasındaki bağlantı alanlar tarafından gerçekleştirilir.
 |
Pirinç. 2.4. İlişkisel veritabanı tablo yapısı
Her masanın sahip olmak, önceden tanımlanmış bir küme adlandırılmış sütunlar(tarlalar). Tablo alanları genellikle veritabanında saklanması gereken nesnelerin niteliklerine karşılık gelir. Tablodaki satır (kayıt) sayısı sınırlı değildir ve her kayıt bir nesneye ilişkin bilgi taşır.
İlişkisel veri modelindeki “veri türü” kavramı, programlama dillerindeki “veri türü” kavramına tamamen uygundur. Tipik olarak, modern ilişkisel veritabanları karakterin, sayısal verilerin, bit dizilerinin, özel sayısal verilerin (“para” gibi) yanı sıra özel “geçici” verilerin (tarih, saat, zaman aralığı) depolanmasına izin verir. İlişkisel sistemlerin yeteneklerini soyut veri türleriyle genişletmeye yönelik bir yaklaşım oldukça aktif bir şekilde gelişiyor (örneğin, Ingres/Postgres ailesinin sistemleri ilgili yeteneklere sahiptir). Örneğimizde üç tür veriyle ilgileniyoruz: karakter dizileri, tamsayılar ve "para".
İlişkisel veritabanları veri depolamak için en popüler yapıdır çünkü veri sunumunun netliğini onları işlemenin göreceli kolaylığıyla birleştirirler.
Dosya sistemi ve sunum formatları
Grafik verileri
Uygulama açısından dosya harici belleğin içine verilerin yazılabildiği ve okunabildiği adlandırılmış bir alandır.Dosya adlandırma kuralları, bir dosyada depolanan verilere nasıl erişildiği ve bu verilerin yapısı, belirli dosya yönetim sistemine ve dosya türüne bağlıdır. Dosya yönetim sistemi harici belleği ayırır, dosya adlarını karşılık gelen harici bellek adresleriyle eşleştirir ve verilere erişim sağlar.
Coğrafi bilgi sistemleri aşağıdaki dosya adlandırma yöntemlerini kullanır:
1. Yöntem yalıtılmış dosya sistemleri. Çoğu dosya yönetim sistemi, her bir dosya arşivinin (tam bir dizin ağacı) tamamen tek bir disk paketinde (veya işletim sistemi araçları kullanılarak ayrı bir disk olarak temsil edilen fiziksel disk paketinin bir bölümü olan mantıksal sürücüde) bulunmasını gerektirir. Bu durumda, tam dosya adı, ilgili diskin kurulu olduğu disk aygıtının adıyla başlar. Bu adlandırma yöntemi DEC dosya sistemlerinde kullanılır ve kişisel bilgisayar dosya sistemleri buna çok yakındır.
2. Yöntem merkezileştirilmiş dosya sistemi. Bu yöntemle tüm dizin ve dosya koleksiyonu tek bir ağaç olarak temsil edilir. Tam dosya adı kök dizin adıyla başlar ve kullanıcının disk aygıtına herhangi bir belirli diski yüklemeyle ilgilenmesi gerekmez. Sistemin kendisi, adına göre bir dosya arayarak gerekli disklerin kurulmasını istedi. Bu seçenek Muitics işletim sisteminin dosya sistemlerinde uygulanmıştır. Merkezi dosya sistemleri birçok yönden yalıtılmış olanlardan daha kullanışlıdır: dosya yönetim sistemi daha rutin işler üstlenir. Ancak bu tür sistemlerde, dosya sisteminin bir alt ağacının başka bir bilgi işlem kurulumuna taşınması gerektiğinde önemli sorunlar ortaya çıkar.
3. Karışık yol. Bu yöntem, bu dosya sistemlerinde temel düzeyde yalıtılmış dosya arşivlerini destekler. Bu arşivlerden birinin kök dosya sistemi olduğu bildirildi. Sistem başladıktan sonra, kök dosya sistemini ve bir dizi yalıtılmış dosya sistemini tek bir ortak dosya sistemine "bağlayabilirsiniz". Bu çözüm UNIX işletim sistemi dosya sistemlerinde kullanılır. Teknik olarak bu, kök dosya sisteminde özel boş dizinler oluşturularak yapılır. Özel bir UNIX OS kurye sistemi çağrısı, belirtilen dosya arşivinin kök dizinini bu boş dizinlerden birine bağlamanıza olanak tanır. Paylaşılan bir dosya sistemi kurulduktan sonra dosya adlandırma, sanki başından beri merkezileştirilmiş gibi yapılır. Dosya sisteminin genellikle sistemin başlatılması sırasında bağlandığı göz önüne alındığında, UNIX OS kullanıcıları, paylaşılan dosya sisteminin orijinal kökenini düşünmezler bile.
Dosya sistemleri farklı kullanıcılara ait dosyaların paylaşıldığı bir depolama alanı olduğundan, dosya yönetim sistemlerinin dosyalara erişim için yetki sağlaması gerekir. İÇİNDE Genel görünüm Yaklaşım, belirli bir bilgisayar sisteminin her kayıtlı kullanıcısıyla ilgili olarak, mevcut her dosya için, bu kullanıcı için izin verilen veya yasaklanan eylemlerin belirtilmesidir. Bu yaklaşımı tam olarak uygulamaya yönelik girişimler olmuştur. Ancak bu, hem gereksiz bilgilerin depolanması hem de bu bilgilerin erişim uygunluğunu kontrol etmek için kullanılması açısından çok fazla ek yüke neden oldu.
Bu nedenle çoğu durumda modern sistemler Dosya Yönetimi, UNIX'te öncülük edilen dosya korumasına yönelik bir yaklaşımı benimser. Bu sistemde, kayıtlı her kullanıcı bir çift tam sayı tanımlayıcıyla ilişkilendirilir: bu kullanıcının ait olduğu grubun tanımlayıcısı ve gruptaki kendi tanımlayıcısı. Buna göre, her dosya için, kullanıcının - bu dosyanın yaratıcısının - tam tanımlayıcısı saklanır ve kendisinin dosya ile hangi işlemleri gerçekleştirebileceği, aynı gruptaki diğer kullanıcılar için hangi işlemlerin mevcut olduğu ve hangi kullanıcıların diğer gruplar dosyayla yapabilir. Bu bilgiler çok kompakttır, doğrulama sırasında birkaç adım gerektirir ve bu erişim kontrolü yöntemi çoğu durumda tatmin edicidir.
İşletim sistemi çok kullanıcılı modu destekliyorsa, iki veya daha fazla kullanıcının aynı anda aynı dosyayla çalışmayı denemesi oldukça mümkündür. Tüm bu kullanıcılar yalnızca dosyayı okuyacaksa bu bir sorun olmayacaktır. Ancak bunlardan en az biri dosyayı değiştirirse bu grubun doğru çalışması için karşılıklı senkronizasyon gerekir.
Olası Kullanım alanları Dosyalar:
· metin verilerini depolamak için: belgeler, program metinleri vb. Bu tür dosyalar genellikle çeşitli metin düzenleyiciler kullanılarak oluşturulur ve değiştirilir. Metin dosyalarının yapısı genellikle çok basittir: ya metin satırları içeren bir kayıt dizisidir ya da aralarında özel karakterlerin (örneğin satır sonu karakterleri) bulunduğu bir bayt dizisidir;
· Derleyiciler için giriş metinleri oluşturmak, derleyiciler de nesne modülleri içeren dosyalar (program metinleri içeren dosyalar) oluşturur. Nesne dosyaları ayrıca çok basit bir yapıya sahiptir; bir dizi kayıt veya bayt. Programlama sistemi bu yapıyı daha karmaşık ve sisteme özgü bir nesne modülü yapısıyla kaplar;
· grafik ve ses bilgileri içeren dosyaların yanı sıra bağlantı düzenleyicileri tarafından oluşturulan ve yürütülebilir programların görüntülerini içeren dosyaları depolamak için. Bu tür dosyaların mantıksal yapısı yalnızca bağlantı düzenleyicisi ve yükleyici - işletim sistemi programı tarafından bilinir.
Dosya sistemleri genellikle yarı yapılandırılmış bilgilerin depolanmasını sağlar ve daha fazla yapılanmayı uygulama programlarına bırakır. Bunun olumlu bir etkisi vardır, çünkü herhangi bir yeni uygulama sistemi geliştirirken (basit, standart ve nispeten ucuz dosya sistemi araçlarına dayalı), bu uygulama alanının özelliklerine en doğal şekilde karşılık gelen depolama yapılarını uygulamak mümkündür.
Her coğrafi bilgi sisteminde bilgilerin bir dosyaya kaydedilme şekli aynı değildir. Tarihsel olarak, bilgisayar grafikleri konusunda uzmanlaşmış şirketler, kendilerine en başarılı görünen kendi grafik veri formatlarını yarattılar.
Dosya formatı oluşturulduğu şablon denir. Şablon, dosyaya hangi verilerin (dizeler, tek karakterler, tamsayılar, kesirler, sınırlayıcılar) ve hangi sırayla girilmesi gerektiğini açıklar.
Formatın özellikleri şunlardır: okuma/yazma hızı; olası dosya sıkıştırma miktarı; Bilgi açıklamasının eksiksizliği.
Standart komisyonlarının kararları doğrultusunda bazı formatlar standart olarak benimsenmiştir. Böylece ABD ulusal standardı statüsünde olan SDTS formatı benimsendi. Uluslararası organizasyon ISO standardizasyonu.
Dahili sistem formatları ile değişim formatlarını, yani farklı kullanıcılar arasında bilgi alışverişinde bulunmak için kullanılan formatları (sistemde çalışanlar dahil) birbirinden ayırmak gerekir. farklı sistemler. Bir CBS'nin başka bir sistemin dosya formatından veri alıp doğru yorumlayabilmesi ve bunun tersine kendi verilerini bu formatta girebilmesi, sistemler arasında veri alışverişine olanak tanır.
Çok sayıda standart değişim formatının içe/dışa aktarımının desteklenmesi, CBS'de önemlidir, çünkü emek yoğun bilgi girişi işinin bir sonucu olarak halihazırda girilen grafik hacimleri büyüktür. Konumsal verilerin, kullanılan CBS formatından farklı, kendi formatına sahip bağımsız bir giriş sistemine girilmesi de mümkündür.Çalışan ve tanıdık bir sistemden vazgeçilmesi tavsiye edilmez, alınan verilerin CBS'ye aktarılması daha kolaydır. formatlayın ve geri dönün. Verileri kendi formatınızda girebilir ve istediğiniz formata çevirerek değiştirebilirsiniz. Bu durumda aşağıdaki koşul mevcuttur: depolama formatının yeterince eksiksiz olması gerekir; çünkü tam sayılardan kesirlere kolaylıkla dönüştürülebilen koordinatlardan farklı olarak, eksik niteliklerin ve açıklamaların ihtiyaç duyulan formata dönüştürülmesi mümkün değildir.
Veritabanı Yönetimi
Etkili kullanım dijital veriler, bunların depolanması, tanımlanması, güncellenmesi vb. için işlevler sağlayan yazılımın varlığını gerektirir. Sunum türlerine ve formatlarına, GIS yazılımının düzeyine ve ortamın bazı özelliklerine ve kullanım koşullarına bağlı olarak, mümkün Çeşitli seçenekler depolamanın organizasyonu ve mekansal verilere erişim ve organizasyon yöntemleri konumsal (grafiksel) ve anlamsal kısımlarına göre farklılık gösterir.
Basit GIS yazılımı şunları içermez özel araçlar depolama, veri erişimi ve manipülasyon organizasyonu veya bu işlevler, işletim sistemi tarafından kendi dosya organizasyonu içerisinde uygulanır.
Mevcut CBS yazılım araçlarının çoğu, bu amaçlar için, verilerin CBS adı verilen yazılım araçları tarafından yönetilen veritabanları biçiminde düzenlenmesine dayanan karmaşık ve etkili yaklaşımlar kullanır. Veritabanı Yönetim Sistemleri(DBMS). Bir DBMS genellikle veritabanlarını oluşturmak, sürdürmek ve kullanmak için tasarlanmış bir dizi program ve dil aracı olarak anlaşılır.
CBS yazılımında kullanılanlar da dahil olmak üzere modern DBMS'ler, hiyerarşik, ağ ve ilişkisel olmak üzere desteklenen veri modülü türleri ve bunlara karşılık gelen DBMS yazılım araçları bakımından farklılık gösterir. Geniş Uygulama CBS yazılımı geliştirilirken ilişkisel DBMS'ler kullanıldı.
Tersine çevrilmiş liste, hiyerarşik ve ağ veritabanı yönetim sistemleri, ilişkisel DBMS'lerin öncüleriydi. Erken sistemlerin ortak özellikleri aşağıdakileri içerir:
1. Bu sistemler, ilişkisel DBMS'lerin herhangi birinden daha uzun süredir, uzun yıllardır aktif olarak kullanılmaktadır. Büyük veritabanları biriktirmişlerdir ve bu nedenle bilgi sistemlerinin acil sorunlarından biri bunların modern sistemlerle birlikte kullanılmasıdır.
2. Sistemler herhangi bir soyut modele dayanmıyordu. İlk sistemlerin soyut temsilleri daha sonra, aralarındaki ortak özelliklerin analizi ve tanımlanması temelinde ortaya çıktı. çeşitli sistemler ilişkisel bir yaklaşımla birlikte
3. Veritabanına erişim kayıt düzeyinde gerçekleştirildi. Bu sistemlerin kullanıcıları, DBMS işlevleriyle geliştirilmiş programlama dillerini kullanarak veritabanında geziniyordu. Veritabanına etkileşimli erişim ancak kendi arayüzü ile uygun uygulama programları oluşturularak desteklendi.
4. İlişkisel sistemlerin ortaya çıkışından sonra, ilk sistemlerin çoğu ilişkisel arayüzlerle donatıldı. Ancak çoğu durumda bu onları gerçek anlamda ilişkisel sistemler haline getirmiyordu çünkü verileri doğal yollarla değiştirmek hâlâ mümkündü.
Tersine çevrilmiş listelere dayanan en iyi bilinen sistemlerden bazıları, Apptied Data Research, Inc.'den Datacom/DB'yi içerir. (ADR), IBM'in genel kullanıma yönelik bilgisayarlarının ve Software AC'nin Adabas bilgisayarlarının kullanımına odaklandı.
Veri erişimi, hemen hemen tüm modern ilişkisel DBMS'lerin doğasında bulunan ters çevrilmiş listelere dayanmaktadır, ancak bu sistemlerde kullanıcıların ters çevrilmiş listelere (indekslere) doğrudan erişimi yoktur. Tersine çevrilmiş listelere dayalı sistemlerin iç arayüzleri, ilişkisel DBMS'lerin kullanıcı arayüzlerine çok yakındır.
Tersine çevrilmiş listelere dayalı DBMS'lerin avantajları, harici bellekte veri yönetimi araçlarının geliştirilmesi, etkili uygulama sistemlerini manuel olarak oluşturma yeteneği, alt nesneleri (ağ sistemlerinde) ayırarak bellekten tasarruf etme yeteneğidir.
Bu DBMS'lerin dezavantajları, kullanımın karmaşıklığı, uygulama programlarının bağlı olduğu fiziksel organizasyon hakkında bilgi ihtiyacı ve sistem mantığının, veritabanına erişimi organize etme ayrıntılarıyla aşırı yüklenmesidir.
Bir DBMS düzenlemede ilişkisel yaklaşımın avantajları şunları içerir:
· Çoğu ortak konu alanını nispeten basit bir şekilde modellemeyi mümkün kılan ve sezgisel kalarak kesin biçimsel tanımlara izin veren küçük bir soyutlama kümesinin varlığı,
· Temel olarak küme teorisine ve matematiksel mantığa dayanan ve veritabanlarının düzenlenmesinde ilişkisel yaklaşım için teorik temel sağlayan basit ve aynı zamanda güçlü bir matematiksel aparatın varlığı,
· harici bellekteki veritabanlarının spesifik fiziksel organizasyonunu bilmeye gerek kalmadan, navigasyon dışı veri manipülasyonu olasılığı.
İlişkisel tip DBMS'ler, uzamsal nesneler (noktalar, çizgiler ve çokgenler) ve bunların özellikleri (nitelikler) hakkındaki verileri, satırları (indekslenmiş kayıtlar) bir dizi nesne öznitelik değerlerine karşılık gelen bir ilişki veya tablo biçiminde sunmanıza olanak tanır, ve sütunlar (sütunlar) genellikle öznitelik türünü, boyutunu ve adını belirler. Nitelikler, geometrilerini ve topolojilerini tanımlayan geometrik nitelikleri içermez. Nesne koordinatlarının vektör kayıtları özel araçlar kullanılarak sıralanır ve düzenlenir. Nesnelerin geometrik tanımları ile ilişkisel tablodaki anlambilimleri arasındaki bağlantı, benzersiz sayılar - tanımlayıcılar aracılığıyla kurulur.
Şu anda, ilişkisel DBMS'lerin ana dezavantajları, son derece karmaşık veri yapıları gerektiren, geleneksel olmayan alanlarda (en yaygın örnekler tasarım otomasyon sistemleridir) kullanıldığında bazı sınırlamalar (basitliğin doğrudan bir sonucu), yeterince veri oluşturulamamasıdır. Temsiller bilgisi çok sınırlı olduğundan konu alanının anlambilimini yansıtır.
Modern DBMS, kullanılan veri modeline göre [hiyerarşik, ağ, ilişkisel, nesne, hibrit (nesne unsurları ve ilişkisel)], desteklenen veritabanlarının hacmine ve kullanıcı sayısına bağlı olarak [yüksek seviye, orta seviye, düşük seviye] sınıflandırılabilmektedir. seviye, masaüstü DBMS ( Şekil 2.5)].
En yüksek seviye DBMS'ler, binlerce kullanıcıya hizmet veren büyük veritabanlarını (yüzlerce ve binlerce GB veya daha fazla) destekler; örneğin ORACLE7, ADABAS 532, SQL SERVER11.
İlişkisel DBMS Oracle7, corp. Oracle, iki aşamalı taahhüt, veri çoğaltma, saklı prosedürler, tetikleyiciler ve çevrimiçi yedekleme desteği de dahil olmak üzere geniş bir işlevsellik yelpazesine sahiptir. Bu DBMS, birkaç fiziksel diski kaplayan, yeni veri türlerini depolayan ve hemen hemen tüm donanım ve yazılım platformlarının yanı sıra veri aktarım protokollerini kullanan bir veritabanını destekler.
SQL Server 10, comp. Sybase, gerçek zamanlı işleme ve karar süreçlerini destekleyen bir üründür. Oracle7 ile aynı seviyede bir DBMS'dir ancak ölçeklenebilirlik açısından bazı sınırlamaları vardır ve sınırlı sayıda donanım ve yazılım platformu kullanır. Ortalama DBMS seviyesi birkaç yüz GB'a kadar veritabanlarını destekler ve yüzlerce kullanıcıya hizmet verir. Temsilciler: InterBase 3.3, Informix-OnLme7.0, Microsoft SQL Server 6 0.
İlişkisel DBMS'ler arasında Informix-OnLine 7.0, comp. Yazılım böyle destekler modern teknolojiler veri çoğaltma, dağıtılmış veritabanlarını senkronize etme ve bloblar gibi. OLTP (yüksek hızlı işlem işleme) uygulamalarını çalıştırmak için kullanılabilir, ancak bu durumda işlem hızı üst düzey ürünlere göre daha yavaştır. Sınırlı sayıda platformda kurulum mümkündür.
 |
Pirinç. 2.5. Modern veritabanı yönetim sistemlerinin sınıflandırılması
Microsoft SQL Server 6.0, corp. Microsoft, Windows NT ile entegre olan ve onu tamamlayan iyi bir DBMS'dir. Dezavantajları: yetersiz ölçeklenebilirlik, az sayıda desteklenen yazılım platformu.
Alt seviye DBMS, 1 GB'a kadar veritabanlarını destekleyen ve 100'den az kullanıcıya sahip sistemlerden oluşur. Genellikle küçük birimlerde kullanılırlar. Temsilciler: NetWare SQL 3.0, Gupta SQL-Base Sunucusu.
Masaüstü DBMS bir kullanıcı için tasarlanmış olup, bir masaüstü veritabanını korumak için veya bir veritabanı sunucusuna bağlanmak için istemci olarak kullanılır. Onlar çok sınırlı fırsatlar veri işleme için ve aynı zamanda ağ üzerinde kurulum imkanının bulunmaması ile de karakterize edilir. Temsilciler: FoxPro 2.6, congr. Microsoft, Paradox 5.0, Bortand'ı derleyin.
Belirli bir DBMS kullanılırken üç temel faktör dikkate alınmalıdır: istemci/sunucu etkileşim mimarisi; temel işlevleri uygulamanın yolu veya yöntemi; dağıtılmış veritabanları için destek düzeyi.
Bir CBS oluştururken veritabanı teknolojisi kullanma ihtiyacını belirleyen ana koşullardan biri, ağ depolama yetenekleri ve teknolojilerin kullanımı için modern DBMS'nin desteklenmesidir. yerel ağlar(LAN) ve dağıtılmış veritabanları adı verilen uzak ağlar. Bu, bilgi işlem kaynaklarının en iyi şekilde kullanılmasını ve talep edilen veritabanlarına toplu kullanıcı erişimi olasılığını sağlar.
Üç büyük CBS modülünden (giriş, işleme ve çıkış) biri olan veri analiz ünitesi, coğrafi bilgi teknolojilerinin çekirdeğini oluşturur; diğer tüm işlemler sistemin ana analitik ve modelleme fonksiyonlarını yerine getirebilmesini sağlar. Modern yazılım araçlarının analitik bloğunun içeriği, belirli bir CBS'nin, bir CBS içerisinde varlığı, yokluğu veya etkinliği (etkisizliği) olarak hizmet edebilecek yerleşik bir dizi işlem veya işlem grupları biçiminde uygulanması sürecinde oluşturulmuştur. kalitesinin bir göstergesi.
Bilgisayardaki sayılar formata uygun olarak saklanır. Format, bir sayıyı bit dizisi olarak temsil etmeye yönelik bir kural veya kurallardır.
Bir bilgisayardaki minimum veri depolama birimi 1 bayttır. Tamsayıları temsil etmek için aşağıdaki formatlar mevcuttur: bayt (yarım kelime), kelime (2 bayt içerir), çift kelime (4 bayt), genişletilmiş kelime (8 bayt). Bu formatları oluşturan bitlere bit denir. Böylece, bir bayt 8 bit, bir kelime 16 bit ve bir double kelime 32 bitten oluşur. Solda büyük rakamlar, sağda ise küçük rakamlar var. Bu formatların her biri, pozitif ve negatif sayıları temsil etmek için imzalı (Şekil 5.1) veya pozitif sayıları temsil etmek için işaretsiz (Şekil 5.2) olabilir.
Pirinç. 5.1. İmzalı tamsayı biçimleri
En anlamlı rakam anlamlıdır. İncirde. 5.1'de işaret basamağı S sembolü ile gösterilir. 0'a eşitse sayı pozitif kabul edilir, basamak 1'e eşitse sayı negatif kabul edilir.
Pirinç. 5.2. İşaretsiz tamsayı biçimleri
Genel olarak, tam sayıları temsil etmek için işaretli formatlarla temsil edilen değer aralığı (Tablo 5.1) formülle belirlenir.
–2 n–1 £ X £ 2 n–1 – 1,
ve imzasız format için formülle belirlenir
0 £ X £ 2 n – 1,
burada n, formattaki basamak sayısıdır.
Tablo 5.1. Bilgisayarda tam sayıları temsil etmeye yönelik formatlar
5.1.2. Doğrudan ve ek kodlar
ikili sayı gösterimleri
Doğrudan kodda, en anlamlı bit sayının işaretini kodlar (pozitif için 0, negatif için 1) ve geri kalan bitler sayının modülünü kodlar.
Örnek 5.1. Doğrudan koddaki 11 sayısı 0|1011 p, –11 sayısı ise 1|1011 p olarak temsil edilecektir. □
İkinin tamamlayıcısı kodunda pozitif bir sayı, doğrudan sayıyla aynı şekilde kodlanır. Negatif bir sayıyı ikinin tümleyeninde temsil etmenin iki yolu vardır. Sayıları ikinin tamamlayıcısı kodunda temsil ederken, ters çevirme işlemi kullanılır - bir bitin tersiyle, yani 0'a 1 ve 1'e 0'la değiştirilmesi.
Kural 5.1. (ikiye tümleyen kodunda negatif bir sayının bit bazında gösterimi) Negatif bir sayının modülünü doğrudan kodda temsil edin ve en az anlamlı olanın (sağ) solundaki tüm rakamları ters çevirin.
Örnek 5.2. –11 sayısını bit bazında gösterimi kullanarak ikinin tamamlayıcısında temsil edin.
Çözüm. Bu sayının modülünü ikili sisteme dönüştürelim: 11 = 1011 2 ve doğrudan kodla sunalım: 0|1011 p. En düşük birim sonuncudur, bu yüzden onu değiştirmeden bırakıyoruz ve kalan bitleri solda ters çeviriyoruz ( Şekil 5.3).
Sonuç olarak, tamamlayıcı kodda -11 sayısının temsili olan 1|0101 d'yi elde ederiz. □
Pirinç. 5.3. –11 sayısının ikinin tümleyeninde temsili
Kural 5.2. (negatif bir sayının tamamlayıcı kodda aritmetik gösterimi) Negatif sayıya 2 m ekleyin; burada m, ikili gösterimdeki veya bu formattaki basamak sayısıdır ve elde edilen sayıyı ikili sayı sistemine dönüştürün. Byte 2 için 8 = 256, word 2 için 16 = 65,536, double word 2 için 32 = 4,294,967,296.
Bu kurallardan, basamak sayısının artması durumunda pozitif sayıların solda sıfırlarla, negatif sayıların ise birlerle tamamlandığı sonucuna varabiliriz.
Örnek 5.3. Aritmetik gösterimi kullanarak –11 sayısını ikinin tamamlayıcısında temsil edin.
Çözüm. M = 5 bitlik ek kod elde etmek gerekli olsun. 2 m = 2 5 = 32 terimini hesaplayalım. İkili sayı sistemine toplayıp dönüştürelim:
–11 + 32 = 21 = 10101 2 .
Elde edilen sonuç –11 sayısının tamamlayıcı koddaki temsiline karşılık gelmektedir.
m = 8, 2 8 = 256 için:
–11 + 256 = 245 = 11110101 2 .
–11 sayısının gösterimi soldaki 8 haneli birimlerle desteklendi. □
İkinin tümleyeni şeklinde yazılan negatif sayıların ters dönüşümü de mümkündür.
Kural 5.3. (ikiye tümleyen kodunda yazılan negatif bir sayının değerinin bit bazında belirlenmesi) İkiye tümleyen kodunda negatif bir sayının değerini belirlemeye yönelik algoritma aşağıdaki adımlardan oluşur.
1. En az anlamlı (sağ) birimin solundaki tüm rakamları ters çevirin.
2. Bir sayıyı kural 4.1'e göre ikili sayı sisteminden ondalık sisteme dönüştürün.
3. Sonucu –1 ile çarpın.
Örnek 5.4. Bitsel tanımı kullanarak hangi ondalık sayının 1|0101 d sayısı tarafından kodlandığını belirleyin.
Çözüm. Sayının rakamlarını ters çevirelim:
1010|1 d ® 0101|1 s.
Sayıyı ikili sayı sisteminden ondalık sayı sistemine dönüştürelim:
Sonucu -1 ile çarpın ve -11 sayısını elde edin. □
Kural 5.4. (ikiye tümleyen şeklinde yazılan negatif bir sayının aritmetik tanımı) İkili sayıyı ondalık sayı sistemine dönüştürün ve elde edilen sayıdan 2 m sayısını çıkarın; burada m, ikili gösterimdeki basamak sayısıdır.
Örnek 5.5. Aritmetik tanımı kullanarak 1|0101 d sayısı tarafından hangi ondalık sayının kodlandığını belirleyin.
Çözüm. Sayıyı ikili sayı sisteminden ondalık sayı sistemine dönüştürelim:
İkili sayı 5 rakamdan oluştuğu için ortaya çıkan çeviri sonucundan 2 m = 2 5 = 32 sayısını çıkaralım:
21 – 32 = –11.
Sonuç –11 ondalık sayısıdır. □
İmzalı formatlardaki sayılar ikinin tamamlayıcı kodunda ve imzasız formatlarda doğrudan kodla yazılır.
Pozitif ve pozitifleri toplamak ve çıkarmak için ikinin tümleyen gösterimi gereklidir. negatif sayılar dönüşümler olmadan.
Örnek 5.6. İkili sayı sisteminde 21 ve –11'i ekleyin.
Çözüm. Şartları ek koda çevirelim:
21 = 0|10101 d; –11 = 1|10101 d.
İkili aritmetik kurallarını kullanacağız:
1 + 0 = 0 +1 = 1;
1 + 1 = 10 (birim bir sonraki basamağa taşındığında).
İşaret bitinden birinin aktarımının göz ardı edildiğini dikkate alarak bir sütuna iki ikili sayı ekleyelim:
110101 2
Sonuç 10 sayısıdır - ek dönüşümler olmadan 21 ve -11'in toplamı. □
Tamsayı formatlı word ve double word bilgisayar belleğinde saklanır. Ters sipariş yani önce düşük bayt, sonra yüksek bayt. Örneğin B5DE 16 kelimesi Şekil 2'de gösterildiği gibi hafızada yer alacaktır. 5.4.
Pirinç. 5.4. B5DE 16 kelimesinin bilgisayar hafızasındaki yeri
Baytların bu şekilde düzenlenmesi sayılarla yapılan işlemler için uygundur, çünkü hesaplamalar en az anlamlı basamaklarla başlar ve bu nedenle ilk sırada yer alırlar.
5.2. Gerçek sayıların gösterimi
bilgisayarda
Gerçek sayılar, formun kayan noktalı sayısı (nokta) biçiminde temsil edilir:
burada M mantistir (sayının önemli kısmı); n – sayı sisteminin tabanı; P – sayı sırası.
Örnek 5.7. 2,5 × 10 18 sayısının mantis değeri 2,5 ve üssü 18'dir. □
Mutlak değeri şu aralıkta yer alıyorsa mantis normalleştirilmiş olarak adlandırılır:
1/ay £ |M|< 1,
burada n sayı sisteminin tabanıdır.
Bu durum, virgülden sonraki ilk rakamın sıfır olmaması ve mantisin mutlak değerinin bir'i geçmemesi anlamına gelir.
Normalleştirilmiş bir mantis içeren bir sayıya normalleştirilmiş sayı denir.
Örnek 5.8. –245,62 ve 0,00123 sayılarını kayan nokta biçiminde temsil edin.
Çözüm. –245,62 sayısı –245,62 × 10 0 düzeyinde bir sayı biçiminde temsil edilebilir. Bu sayının mantisi normalleştirilmemiştir, bu nedenle sırayı artırarak onu 10 3'e böleriz:
–0,24562 × 10 3 .
Sonuç olarak –0,24562 × 10 3 sayısı normalize edilir.
0,00123 × 10 0 sırasına sahip bir sayı biçimindeki 0,00123 sayısı, mantis normalleştirilmediğinden normalleştirilmez. Sırayı azaltarak mantisi 10 2 ile çarpalım:
0,123 × 10 –2.
Sonuç olarak 0,123 × 10 –2 sayısı normalize edilir. □
Bu örnekte mantisin normalleştirilmesi için virgül sağa veya sola kaydırılmıştır. Bu nedenle bu tür sayılara kayan noktalı sayılar denir. Sabit noktalı sayıların aksine, aritmetik işlemleri önemli ölçüde hızlandırırlar ve kayan noktalı sayıların mantığı her seferinde normalleştirilmelidir.
Gerçek bir sayının IEEE-754 standardını temel alan bir bilgisayarda temsili için m + p + 1 bit kullanılır ve aşağıdaki şekilde dağıtılır (Şekil 5.5): Mantis işaretinin 1 biti; p sipariş haneleri; mantisin m rakamları.
Pirinç. 5.5. Ortak kayan noktalı sayı formatının yapısı
Bu temsile (m, p)-formatı denir.
X (m, p) formatındaki sayıların temsil aralığı eşitsizlikten belirlenir:
£ X £ (1 – 2 – m –1) » .
Bu durumda P sayısının sırası koşulu sağlamalıdır.
–2 p – 1 + 1 £ P £ 2 p – 1 – 1
Gerçek sayılar için IEEE-754 standardı, sırasıyla tek ve çift gerçek formatlar olarak adlandırılan (23,8) ve (52,11) formatlarını kullanır (Tablo 5.2).
Bu büyüklük sıralarının önemi hakkında bir fikir vermek gerekirse, Dünya gezegeninin oluşumundan bu yana geçen saniye sayısı yalnızca 10 18'dir.
Kural 5.5. (ondalık sayıların (m, p)-formatına çevrilmesi) Bir ondalık sayı X'i (m, p)-formatına dönüştürmek için kullanılan algoritma aşağıdaki adımlardan oluşur.
1. Eğer X = 0 ise işaret basamağını, sırasını ve mantisini sıfır olarak alın ve algoritmayı sonlandırın.
2. X > 0 ise işaret biti 0'ı kabul edin, aksi takdirde 1'i kabul edin. İşaret biti oluşturulur.
3. Tamamını çevirin ve kesirli kısım X sayısının mutlak değeri ikili sayı sistemine dönüştürülür. Sayı kesirli ise m + 1 rakamını alın. Sıfıra eşit sipariş alın.
Tablo 5.2. Karşılaştırmalı özellikler
gerçek formatlar
4. X ³ 1 ise virgülü sola doğru en anlamlı basamağa taşıyın ve sırayı artırın, aksi halde virgülü sağdan sıfır olmayan ilk (birim) basamağa taşıyın ve sırayı azaltın.
5. Kesirli kısmın rakam sayısı m'den küçükse, m rakamına kadar kesirli kısmı sağdaki sıfırlarla tamamlayın. Birini tüm parçadan çıkarın. Mantis oluşur.
6. 2 p – 1 – 1 ofsetini mertebeye ekleyin ve mertebeyi ikili sayı sistemine dönüştürün. Sipariş oluşturuldu. Sıranın temsil edildiği koda ofset adı verilir. Kaydırılmış sıra, aritmetik işlemlerde sıraları karşılaştırmayı, eklemeyi ve çıkarmayı kolaylaştırır.
7. İşaret bitini, sırasını ve mantisini formatın uygun bitlerine yazın.
Örnek 5.9. –25,6875 sayısını tek gerçek formatta temsil edin.
Çözüm. Örnek 4.7’de –25.6875 sayısının mutlak değeri ikili sisteme dönüştürülerek 9 basamak elde edildi:
25,6875 = 11001,1011 2 .
Ondalık noktasını sola kaydırıp sırayı artırarak sayıyı normalleştiririz:
1,10011011 2 × 2 4 .
Tamsayı kısmı atıldıktan sonra, mantis olarak yazılan kesirli kısmın 23 biti kalır ((23,8) formatına göre):
10011011000000000000000.
Sıra 4'tür (virgül sola kaydırıldıktan sonra ikinin kuvvetleri). Bunu kaydıralım ve ikili sayı sistemine dönüştürelim:
4 + 127 = 131 = 10000011 2 .
–25.6875 sayısı negatif olduğundan işaret biti 1'dir.
Her şey işaret rakamı + üs + mantis şemasını kullanarak –25.6875 sayısını tek gerçek formatta temsil etmeye hazır:
1 10000011 10011011000000000000000.
Bu sayıyı 8 bit'e bölüp byte'lar oluşturup onaltılık sayılarla yazalım:
| C1 | CD |
Böylece –25.6875 sayısı C1CD8000 olarak yazılabilir. □
Tamsayı formatları gibi, gerçek sayı formatları da bilgisayar belleğinde ters bayt sırasıyla (önce düşük sıra, sonra yüksek sıra) saklanır.
Kayan noktalı sayılarda aritmetik işlemler aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir.
Aynı sıralara sahip sayıları eklerken (çıkarırken), mantisleri eklenir (çıkarılır) ve sonuca, orijinal sayılarla ortak bir sıra atanır. Orijinal sayıların sıraları farklı ise önce bu sıralar eşitlenir (daha düşük sıradaki bir sayı, daha yüksek sıradaki bir sayıya indirgenir) ve ardından mantislerin eklenmesi (çıkarılması) işlemi gerçekleştirilir. Mantis ekleme sırasında taşma meydana gelirse mantislerin toplamı bir basamak sola kaydırılır ve toplamın sırası 1 artırılır.
Sayılar çarpıldığında mantisleri çarpılır ve sıraları toplanır.
Sayıları bölerken, bölenin mantisi bölenin mantisine bölünür ve bölümün sırasını elde etmek için bölenin sırası, temettü sırasından çıkarılır. Ayrıca, eğer bölenin mantisi bölenin mantisinden büyükse, o zaman bölümün mantisi 1'den büyük olacaktır (taşma meydana gelir) ve virgülün sola kaydırılması gerekir, bu da aynı anda bölümün sırasını arttırır.
Sembollerin bilgisayarda temsili
Bir bilgisayarda her karakter (örneğin, bir harf, bir sayı, bir noktalama işareti) işaretsiz bir ikili tamsayı olarak kodlanır. Karakter kodlaması, her karakterin, karakter kodu adı verilen tek bir işaretsiz ikili tam sayıya birebir karşılık geldiği bir kuraldır.
Rus alfabesinin çeşitli kodlamaları vardır (Tablo 5.3).
Tablo 5.3. Rus alfabesindeki harflerin kodlamaları
866, 1251, KOI-8 ve Unicode kodlamalarında 0'dan 127'ye kadar kod değerlerine sahip ilk 128 karakter (sayılar, büyük ve küçük Latin harfleri, noktalama işaretleri) aynıdır ve ASCII standardına (Amerikan Standardı) göre tanımlanmıştır. Bilgi Değişimi Kodu).bilgi değişimi için standart kod). 0, 1, ..., 9 sayıları sırasıyla 48, 49, ..., 57 kodlarına sahiptir; büyük Latin harfleri A, B, ..., Z (toplam 26 harf) – kodlar 65, 66, ..., 90; küçük Latin harfleri a, b, ..., z (toplamda 26 harf) - kodlar 97, 98, ..., 122.
Kod değerleri 128'den 255'e kadar olan 866, 1251, KOI-8 kodlu ikinci 128 karakter, sözde karakterleri, matematiksel işlemleri ve Latince dışındaki alfabe karakterlerini içerir. Dahası farklı semboller farklı alfabeler aynı koda sahipti. Örneğin 1251 kodlamasındaki Rus alfabesindeki B karakteri, standart ASCII kodlamasındaki Á karakteriyle aynı koda sahiptir. Bu belirsizlik metin kodlamada sorunlara neden oldu. Bu nedenle, Latin olmayan birçok alfabedeki karakterlerin kodlanmasına olanak tanıyan iki baytlık Unicode kodlaması önerildi.
866, 1251 ve Unicode kodlamalarındaki Rus alfabesinin harf kodlarının ondalık değerleri tabloda verilmiştir. 5.4.
Tablo 5.4. Rus alfabesi harf kodlarının anlamları
KOI-8 kodlamasında (Tablo 5.5), Rus alfabesindeki harflerin kodları, harflerin alfabedeki konumlarına göre değil, Latin alfabesindeki harflerle yazışmalarına göre sıralanmıştır. Örneğin Latin harfleri A, B, C'nin kodları sırasıyla 65, 66, 67 ondalık değerlerine sahipken, Rusça A, B, C harflerinin kodları 225, 226, 227 değerlerine sahiptir.
Tablo 5.5. Rus alfabesi harf kodlarının anlamları
KOI-8 kodlamasında
| A | İLE | X | A | İle | X | ||||||
| B | L | C | B | ben | ts | ||||||
| İÇİNDE | M | H | V | M | H | ||||||
| G | N | Ş | G | N | w | ||||||
| D | HAKKINDA | SCH | D | Ö | şaka | ||||||
| e | P | Kommersant | e | P | ъ | ||||||
| e | R | e | e | R | S | ||||||
| VE | İLE | B | Ve | İle | B | ||||||
| Z | T | e | H | T | ah | ||||||
| VE | sen | YU | Ve | en | Yu | ||||||
| e | F | BEN | bu | F | BEN |
Grafik bilgilerini sunmak için iki format vardır:
raster;
ben vektör.
Raster formatında bir görüntü, görüntü ekranında görüntülenen görüntünün piksellerine karşılık gelen çok sayıda noktadan oluşan mozaik bir küme olarak bir dosyada saklanır. Tarayıcı tarafından oluşturulan dosya, bilgisayar belleğinde (bitmap olarak adlandırılan) raster biçimindedir. Bilginin mozaik gösterimiyle çalışmadıklarından, bu dosyayı standart metin ve grafik düzenleyicileri kullanarak düzenlemek mümkün değildir.
Vektör formatında bilgi, yazı tiplerinin, karakter kodlarının, paragrafların vb. özellikleriyle tanımlanır. Standart kelime işlemciler, tam olarak bu bilgi temsiliyle çalışmak üzere tasarlanmıştır.
Vektör formatları ile raster formatları arasındaki temel fark şu örnekle gösterilebilir: vektör formatında bir daire, yarıçapı, merkezinin koordinatları, çizginin kalınlığı ve türü ile tanımlanır; Raster formatı, geometrik olarak bir daire oluşturan sıralı nokta sıralarını saklar.
Raster grafik formatları
PSD formatı– kendi program formatı Adobe Photoshop, görüntü düzenleme (tüm renk modellerini, katmanları kısıtlama olmaksızın destekler ve her katman 24 adede kadar alfa kanalı içerebilir).
BMP formatı(bit eşlem) veya DIB(cihazdan bağımsız bitmap) - grafik görüntüleri depolamak için bir format. Windows için tasarlanmış piksel başına 1 ila 48 bit renk derinliği, 2, 16, 256 veya 16 milyon renkten oluşan paletlerin kullanılmasına olanak tanır. Bu formatın birkaç çeşidi vardır:
Düzenli, uzatmalı .bmp;
Sıkıştırılmış, genişletilmiş .rle; sıkıştırma kayıpsız gerçekleşir ancak desteklenir
Yalnızca 4 ve 8 bit renk;
Uzantılı Cihazdan Bağımsız Bitmap .dib.
TGA biçimi(Truevision Grafik Bağdaştırıcısı) - televizyon standartlarına en üst düzeyde uyarlanmış video görüntüleri için ve grafikleri MS DOS işletim sistemine sahip bilgisayarlara kaydetmek için 32 bit rengi destekler.
TIFF biçimi(Tagged Image File Format), dijital görüntüler için evrensel bir grafik dosyası formatıdır; monokromdan 24 bit RGB modeline ve 32 bit CMYK modeline kadar en geniş renk reprodüksiyonu aralığına sahiptir ve farklı platformlara taşınabilir. Biçim TIFF destekler LZW- bilgi kaybı olmadan sıkıştırma.
JPEG formatı(Ortak Fotoğraf Uzmanları Grubu) - İnternet standardı da dahil olmak üzere fotoğrafik görüntüleri depolamak için en popüler format, raster görüntülerin 100 kata kadar (neredeyse 5 ila 15 kez) sıkıştırılmasını sağlar.
GIF formatı(Grafik Değişim Formatı) - grafik bilgileri alışverişi için bir formattır, küçük bir dosya boyutu sağlar, İnternette kullanılır ve sıkıştırma oranı açısından yalnızca formattan sonra ikinci sıradadır JPEG. Format 256 renk paletiyle sınırlıdır ve fotoğrafik görüntülerin saklanması için pek uygun değildir.
PNG formatı(Taşınabilir Ağ Grafikleri) – taşınabilir ağ grafikleri kayıpsız sıkıştırma algoritmasının bir varyasyonuna dayalıdır (karşıt olarak) GIF taramalı görüntüleri hem yatay hem de dikey olarak sıkıştırır), 48 bit'e kadar renk derinliğine sahip renkli grafikleri destekler, depolamanıza olanak tanır full bilgi görüntünün her noktasında alfa kanalı adı verilen şeffaflık derecesi hakkında.
Flashpix (FPX) formatı– görüntüleri CD-ROM'da veya internette sunum için birden fazla çözünürlükte kaydetmenize olanak tanıyan ve önemli miktarda bellek ve disk alanı kullanmadan yüksek kaliteli görüntülerle çalışmanıza olanak tanıyan bir grafik formatı. Bazı dijital kameralar resimleri bu formatta kaydedin.
Bir bitmap'in saklanması için çok büyük miktarda bellek gerekir. Bu nedenle, 10 nokta/mm çözünürlüğe sahip ve yarı ton iletimi olmayan (çizgi görüntüsü) bir A4 belgenin bir sayfasından (204297 mm) bir bitmap, yaklaşık 1 MB bellek kaplar ve 16 gri tonunu yeniden üretirken - 4 MB, yüksek kaliteli renkli görüntünün çoğaltılması (HighColor standardı - 65.536 renk) - 16 MB.
Bit eşlemleri depolamak için gereken bellek miktarını azaltmak için, çeşitli yollar bilgi sıkıştırma. Uluslararası Telgraf ve Telefon Danışma Komitesi CCITTGroup 4 tarafından önerilen en yaygın raster sıkıştırma algoritması, 40:1'e kadar bilgi sıkıştırma oranı verir (dosyanın içeriğine bağlı olarak grafikler metinden çok daha iyi sıkıştırılır).
Kullanılan diğer sıkıştırma formatları: CTIFF(Sıkıştırılmış Etiketli Görüntü Dosyası Formatı) Grup 3, MPEG ailesi (Multimedya Fotoğraf Uzmanları Grubu), JPEG (Ortak Fotoğraf Uzmanları Grubu), GIF (Grafik Değişim Formatı) ve diğerleri.
Sıkıştırılmamış formatlar: Sıkıştırılmamış TIFF (Etiketli Görüntü Dosyası Formatı), BMP(BitMaP) ve diğerleri.
Tarayıcı genellikle görüntü tanıma programları - OCR (Optik Karakter Tanıma) ile birlikte kullanılır. OCR sistemi, tarayıcı tarafından bir belgeden okunan karakterlerin bit (mozaik) dış hatlarını tanır ve bunları ASCII kodlarıyla kodlayarak bunları metin editörleri için uygun bir formata dönüştürür.
Bazı OCR sistemlerinin öncelikle eğitilmesi gerekir; tanınan karakterlerin şablonları ve prototipleri ile bunlara karşılık gelen kodlar tarayıcının belleğine girilmelidir. Aynı stile sahip harfleri farklı alfabelerde (örneğin, Latince (İngilizce) ve Rusça - Kiril) ve farklı yazı tipi kümelerinde ayırt ederken zorluklar ortaya çıkar. Ancak çoğu sistem eğitim gerektirmez: tanınan karakterler zaten hafızalarında kayıtlıdır. Böylece, en iyi OCR'lardan biri olan FineReader, düzinelerce dildeki (Temel, C++ vb. programlama dilleri dahil) metinleri tanır, çok sayıda elektronik sözlük kullanır, tanıma sırasında yazımı kontrol eder, metinleri internette yayınlanmak üzere hazırlar. , vesaire. .
İÇİNDE son yıllar Karakterleri noktalara göre değil, her birinin bireysel topoloji karakteristiğine göre tanıyan Omnifont (örneğin, Cunei Form 2000) gibi akıllı görüntü tanıma programları ortaya çıktı.
Görüntü tanıma sistemi varsa metin PC belleğine bitmap şeklinde değil kodlar halinde yazılır ve sıradan metin editörleri ile düzenlenebilir.
Dosyaları tarama biçiminde depolamak yalnızca aşağıdaki durumlarda mantıklıdır:
l belgeler ve ilgili dosyalar kullanımları sırasında düzenlenmemelidir;
l belge, orijinalin faks kopyaları biçiminde saklanmalıdır (fotoğraflar, çizimler, çözünürlüklü belgeler vb.);
l Çok sayıda devasa (1-20 MB) dosyayı depolamak ve görüntülemek için teknik yetenekler vardır.
Tarayıcı seçerken dikkate alınması gereken temel faktörler:
l taranacak belgelerin boyutu, rengi ve şekli (sayfa, ciltli vb.) tarayıcının özelliklerine uygun olmalıdır;
l tarayıcının çözünürlüğü, belgelerin yüksek kaliteli kopyalarının elektronik görüntülerinden çoğaltılmasını sağlamalıdır;
l tarayıcı performansı, ortaya çıkan görüntünün kabul edilebilir kalitesine sahip olacak kadar yüksek olmalıdır;
l elektronik belgedeki görüntünün boyutları hesaplamaların temelini oluşturuyorsa, ortaya çıkan elektronik görüntünün orijinaline göre boyutlarında minimum hata sağlanmalıdır;
l tarama dosyalarını bilgisayar belleğinde saklarken sıkıştırmak için yazılımın varlığı;
l vektör dosyalarını bilgisayar belleğine kaydederken görüntü tanıma yazılımının (OCR) kullanılabilirliği;
l tarama dosyalarındaki görüntü kalitesini iyileştirmek için yazılım ve donanımın varlığı (görüntünün kontrastını ve parlaklığını artırmak, arka plandaki “gürültüyü” ortadan kaldırmak);
l taşıyıcı kağıdın kalitesi ve türü, belirli sınırlar dahilinde, ortaya çıkan elektronik görüntünün kalitesini büyük ölçüde etkilememelidir;
l tarayıcının kullanımı rahat ve basit olmalı ve medyanın yanlış yüklenmesinden kaynaklanan tarama sırasındaki hataları ortadan kaldırmalıdır;
tarayıcının maliyeti.
Tarayıcı, paralel (LPT) veya seri (USB) arayüzler aracılığıyla bir PC'ye bağlanabilir. Tarayıcıyla çalışmak için bilgisayarın özel bir sürücüye, tercihen TWAIN standardına uygun bir sürücüye sahip olması gerekir. İkinci durumda, çalışmak mümkündür. Büyük bir sayı TWAIN uyumlu tarayıcılar ve TWAIN standardını destekleyen programlarla dosya işleme; örneğin ortak grafik editörleri CorelDraw, Adobe Photoshop, MaxMate, Picture Publisher, Photo Finish vb.
Sayısallaştırıcılar
Sayısallaştırıcı veya grafik tableti, asıl amacı görüntüleri sayısallaştırmak olan bir cihazdır (Şekil 14.5).
Şekil 14.5. Sayısallaştırıcı.
İki parçadan oluşur: bir taban (tablet) ve tabanın yüzeyi boyunca hareket eden bir hedef belirleme cihazı (kalem veya imleç). İmleç tuşuna bastığınızda tablet yüzeyindeki konumu sabitlenir ve koordinatlar bilgisayara aktarılır.
Kullanıcı tarafından oluşturulan bir çizimi bilgisayara girmek için bir sayısallaştırıcı kullanılabilir: kullanıcı imleç kalemini tabletin üzerinde hareket ettirir, ancak görüntü kağıt üzerinde görünmez, ancak bir grafik dosyasında yakalanır. Sayısallaştırıcının çalışma prensibi, tabletin içine yerleştirilmiş, bitişik iletkenler arasında oldukça geniş bir aralıkta (3 ila 6 mm arası) ince iletkenlerden oluşan bir ızgara kullanarak imleç konumunu sabitlemeye dayanır. Kayıt mekanizması, bilgileri okumak için ızgara aralığından çok daha küçük (1 mm'de 100 satıra kadar) mantıksal bir adım elde etmenizi sağlar.
Sayılarla çalışırken kullanıcı, sunumları için farklı formatlar belirleyebilir. Dosya Tercihleri komutunu seçerek hesaplama sonuçlarının çıktı formatını değiştirebilirsiniz. Bu, Tercihler iletişim kutusunu açacaktır.
Sol bölmedeki listeden Komut Penceresi'nin seçildiğinden emin olun. Bu durumda sağ tarafta Komut Penceresi Tercihleri paneli görüntülenecektir. Sayı formatı, bu panelin Metin görüntüleme alanında bulunan Sayısal format açılır listesinden seçilir. Bu açılır listenin varsayılan biçimi kısadır.
Hesaplama sonuçlarını sunmak üzere farklı bir format belirlemek için Sayısal Format listesinden adını seçin ve Tamam'a tıklayın. Bu format, siz değiştirene kadar sonraki tüm hesaplamaların sonuçlarını görüntülemek için kullanılacaktır.
Sayısal Format açılır listesinde mevcut olan formatlar tabloda açıklanmıştır.
Örnek: 3/7 sayısını farklı formatlarda temsil edin:
Kısa biçim – 0,4286
Uzun biçim – 0,42857142857143
Kısa e biçimi – 4.2857e-001
Uzun e biçimi – 4.285714285714286e-001
Kısa g biçimi – 0,42857
Uzun g biçimi – 0,428571428571429
Biçim bankası - 0,43
Rasyonel biçim – 3/7
Kısa format ayarlandığında çok büyük veya çok küçük olan sayıların üstel biçimde görüntülenebileceğine dikkat edilmelidir; kayan nokta formatında.
Sayı formatını komut satırına aşağıdaki komutu girerek de ayarlayabilirsiniz.
>> biçimi biçim
Burada biçim gerekli formatın adıdır. Örneğin, bir sayıyı onaltılık biçimde temsil etmek için komut satırına aşağıdaki komutu girin.
>> onaltılık biçimlendirme
Bir sayının uzun gösterimini kayan nokta formatında ayarlamak için aşağıdaki komutu girin.
>> uzun biçimlendir
Komutu komut satırına girerseniz
>> yardım formatı
MATLAB'da mevcut olan tüm formatlar hakkındaki bilgileri komut penceresinde görüntüleyebilirsiniz.
Sayı çıkış formatının değiştirilmesi yalnızca sayıların ekrandaki görüntüsünü etkiler ve hiçbir şekilde gerçek değerlerini etkilemez.
