- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Тема 1. Функциональные возможности ГИСЗанятие № 3. Базы данных и системы управления ими в ГИС презентация
Содержание
- 1. Тема 1. Функциональные возможности ГИСЗанятие № 3. Базы данных и системы управления ими в ГИС
- 2. Цель занятия: студент должен получить представление
- 3. ПЛАН ЛЕКЦИИ Ведение 1. База данных в
- 4. 1. Капралов, Е.Г. Основы геоин-форматики. В двух книгах.
- 5. ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЗАЧЕТУ Понятие базы данных.
- 6. ВВЕДЕНИЕ Совокупность цифровых данных о пространственных объектах
- 7. 1. База данных в ГИС и требования к
- 8. Пользователь ГИС видит реальный мир через призму
- 9. База данных должна быть: − согласованной по
- 10. − позиционно точной, совмес-тимой с другими данными,
- 11. 2. Структуры баз данных в ГИС.
- 12. Компьютеры не мыслят, как мы, не оперируют
- 13. Процесс проектирования базы данных (БД) состоит из
- 15. На этом уровне определяется и содержание БД,
- 16. Логический уровень определяется существующими программными сред-ствами и
- 17. Наиболее распространёнными ло-гическими структурами (моделями) баз данных
- 18. Это отношение подразумевает, что каждый элемент данных
- 19. Такая модель базы данных хоро-шо иллюстрируется иерархической
- 20. Млекопитающие могут быть раз-делены на подгруппы. Структура
- 21. Доступ к любой записи осущест-вляется строго по
- 22. Иерархические модели хорошо подходят для задач с
- 23. Главным преимуществом такой системы является то, что
- 24. Для создания иерархической структуры необходимо знание все-возможных
- 25. Рис. 1. Иерархическая модель базы данных
- 26. Сетевая структура. Сетевые БД используют отношение «многие
- 27. Например, исследуемый участок земной поверхности может иметь
- 28. Для реализации таких отношений вместе с каждым
- 29. То есть каждый отдельный элемент данных может
- 30. Рис. 2. Сетевая модель базы данных
- 31. Сетевые структуры обычно рас-сматриваются как усовершенствова-ние иерархических
- 32. Их главным недостатком является то, что в
- 33. В иерархической и сетевой моде-лях БД для
- 34. Реляционые БД наиболее попу-лярны. Они имеют табличную
- 35. Разнообразные способы индек-сации данных существенно сокраща-ют время
- 36. Таблица 1. Пример реляционной базы данных
- 37. Реляционные БД основаны на наборе математических принципов,
- 38. Поскольку реляционная алгебра основывается на теории множеств,
- 39. Поскольку каждая из строк уни-кальна, одно или
- 40. Такой критерий поиска называ-ется «первичным ключом» для
- 41. Чтобы мы могли установить реля-ционные соединения каждая
- 42. Физический уровень связан с ап-паратными и программными
- 43. 3. Системы управления базами данных в ГИС
- 44. Сложность работы с множеством файлов, в которых
- 45. СУБД выполняют различные опера-ции с данными: ввод,
- 46. Повышенные требования к СУБД в ГИС по
- 47. Функции СУБД: - управление данными во внешней
- 48. Функция управления данными во внешней памяти обеспечивает
- 49. Управление буферами оператив-ной памяти. БД ГИС имеют
- 50. Последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как
- 51. СУБД должна выполнять функ-цию обеспечения надежности хране-ния
- 52. Для восстановления БД нужна некоторая избыточная информация.
- 53. Т.к. для работы с базами данных используются
- 54. Этот язык позволяет манипули-ровать данными реляционной БД.
- 55. Специальные операторы этого языка позволяют определять запросы
- 56. Структура СУБД содержит три компоненты: командный язык
- 57. З А К Л Ю Ч Е
- 58. - познакомились с наиболее рас-пространёнными логическими струк-турами
Цель занятия: студент должен получить представление о базах данных в ГИС и системе управления ими.
Слайд 1 Тема 1. Функциональные возможности ГИС Занятие № 3. Базы данных и системы
управления ими в ГИС
Слайд 2
Цель занятия: студент должен получить представление о базах данных в ГИС
и системе управления ими.
Слайд 3ПЛАН ЛЕКЦИИ
Ведение
1. База данных в ГИС и требования к ней.
2.
Структуры баз данных в ГИС.
3. Системы управления базами дан-ных в ГИС.
4. Заключение.
3. Системы управления базами дан-ных в ГИС.
4. Заключение.
Слайд 41. Капралов, Е.Г. Основы геоин-форматики. В двух книгах. [Текст] / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев,
В.А. Ти-кунов / Под ред. В.С. Тикунова. – М.: Академия, 2004. Книга 1, гл. 4, § 4.
Список литературы
Слайд 5ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЗАЧЕТУ
Понятие базы данных. Разновидности баз данных.
Понятие и функции
СУБД. Особенности применения СУБД в ГИС.
Слайд 6ВВЕДЕНИЕ
Совокупность цифровых данных о пространственных объектах обра-зует множество пространственных данных и
составляет содержание баз географических данных. Сегодня вы познакомитесь со структурой баз данных и СУБД в ГИС..
Слайд 71. База данных в ГИС и требования к ней
База данных - совокупность
циф-ровых данных, организованных по оп-ределённым правилам, устанавлива-ющим общие принципы описания, хранения и манипулирования дан-ными.
Базы данных ГИС (пространствен-ные базы данных) содержат наборы данных о пространственных объек-тах.
Базы данных ГИС (пространствен-ные базы данных) содержат наборы данных о пространственных объек-тах.
Слайд 8Пользователь ГИС видит реальный мир через призму тематической базы данных. Содержащиеся
в ней данные должны возможно полнее и точнее отражать описываемый предмет и его характеристики. Представление дан-ных должно учитывать типы их воз-можных преобразований. В связи с пространственной формой организа-ции базы данных в ГИС, она должна удовлетворять ряду требований.
Слайд 9База данных должна быть:
− согласованной по времени (хранящиеся в ней данные
должны соответствовать определённому вре-мени, быть актуальными);
− полной, достаточно подробной для предполагаемого создания ГИС или географической карты; данные должны содержать все необходимые сведения для осуществления анализа или математико-картографического моделирования исследуемого объек-та или явления;
− полной, достаточно подробной для предполагаемого создания ГИС или географической карты; данные должны содержать все необходимые сведения для осуществления анализа или математико-картографического моделирования исследуемого объек-та или явления;
Слайд 10− позиционно точной, совмес-тимой с другими данными, которые могут добавляться в
неё;
− достоверной, правильно отража-ющей характер явлений (это требует тщательно отбирать включаемые в неё атрибуты явлений);
− легко обновляемой;
− доступной для любых пользо-вателей.
− достоверной, правильно отража-ющей характер явлений (это требует тщательно отбирать включаемые в неё атрибуты явлений);
− легко обновляемой;
− доступной для любых пользо-вателей.
Слайд 112. Структуры баз данных в ГИС.
Эффективное решение задач пространственного анализа
сущест-венно зависит от структуры организа-ции пространственных данных. Это еще один формализм, который озна-чает способ представления множест-ва пространственных данных в памя-ти компьютера.
Слайд 12Компьютеры не мыслят, как мы, не оперируют непосредственно с ви-зуальными или
графическими объек-тами, данные в компьютерной среде имеют цифровой вид. Эта совокуп-ность цифровых данных о простран-ственных объектах образует множест-во пространственных данных и составляет содержание баз географи-ческих данных.
Слайд 13Процесс проектирования базы данных (БД) состоит из трёх уровней: концептуального, логического
и физического.
Слайд 14
На концептуальном уровне разра-батывается концептуальная модель БД, которая включает: описание и
определение рассматриваемых объ-ектов; выбор способов представ-ления географических объектов в БД; выбор базовых типов пространст-венных объектов (точки, линии, поли-гоны, ячейки растра) и др.
Слайд 15На этом уровне определяется и содержание БД, зависящее от сути рассматриваемого
явления, характера его пространственного распростране-ния и задач, для которых создаётся БД.
Задачами могут быть: создание карты, серии карт, карт для много-кратного или многоцелевого исполь-зования. Концептуальный уровень не связан с определёнными програм-мными средствами.
Задачами могут быть: создание карты, серии карт, карт для много-кратного или многоцелевого исполь-зования. Концептуальный уровень не связан с определёнными програм-мными средствами.
Слайд 16Логический уровень определяется существующими программными сред-ствами и практически не зависит от
технического обеспечения. На этом уровне происходит выбор логической структуры элементов БД в соответ-ствии с системой управления базами данных (СУБД), используемой в прог-раммном обеспечении.
Слайд 17Наиболее распространёнными ло-гическими структурами (моделями) баз данных являются иерархическая, сетевая и
реляционная.
Иерархическая. Во многих случа-ях существует взаимосвязь между данными, называемая отношением «один ко многим».
Иерархическая. Во многих случа-ях существует взаимосвязь между данными, называемая отношением «один ко многим».
Слайд 18Это отношение подразумевает, что каждый элемент данных имеет прямую связь с
некоторым числом т.н. «потомков» и, конечно, каждый такой потомок, в свою очередь, может иметь связь со своими потомками и т.д. такого рода связь делает доступ к данным простым и эффективным.
Слайд 19Такая модель базы данных хоро-шо иллюстрируется иерархической системой классификации растений и
животных, называемой таксономией. Например, животные делятся на поз-воночных и беспозвоночных. В свою очередь, позвоночные имеют подмно-жество, называемое млекопитающи-ми.
Слайд 20Млекопитающие могут быть раз-делены на подгруппы. Структура похожа на генеалогическое дерево.
В
иерархической модели записи данных образуют древовидную струк-туру, при этом каждая запись связана только с одной записью, находящейся на более высоком уровне.
Слайд 21Доступ к любой записи осущест-вляется строго по определенным «веткам» и узлам
такого дерева. Ветвление основано на формальных ключевых признаках, которые опреде-ляют продвижение по этой структуре от одной ветви к другой.
Слайд 22Иерархические модели хорошо подходят для задач с явно выражен-ной иерархически соподчиненной
структурой информации. Но они обладают низким быстродействием, трудно модифицируемы. Например, если информации о ключевом призна-ке недостаточно, то вы не сможете продвигаться по дереву.
Слайд 23Главным преимуществом такой системы является то, что в ней легко искать,
она хорошо определена, эф-фективна с точки зрения организации машинной памяти. Такая БД может легко расширяться добавлением новых ветвей и формулированием новых правил ветвления.
Слайд 24Для создания иерархической структуры необходимо знание все-возможных вопросов, которые могут задаваться,
поскольку эти вопросы используются как основа для разработки правил ветвления и ключей. Иерархическая модель базы данных показана на рис. 1.
Слайд 26Сетевая структура. Сетевые БД используют отношение «многие к многим», при котором
один элемент может иметь многие атрибуты, при этом каждый атрибут связан со мно-гими элементами.
Слайд 27Например, исследуемый участок земной поверхности может иметь много квадратов, в каждым
из которых могут быть связаны нес-колько животных и растительных ви-дов, причём каждый вид может при-сутствовать в нескольких квадратах.
Слайд 28Для реализации таких отношений вместе с каждым элементом данных может быть
связана специальная переменная, называемая «указате-лем» (pointer), которая направляет нас ко всем другим элементам данных, связанным с этим.
Слайд 29То есть каждый отдельный элемент данных может быть прямо связан с
любым местом базы данных, без введения отношения «предок-потомок».
Указатели определяют местополо-жение других записей, связанных с ними. Сетевая модель базы данных показана на рис. 2.
Указатели определяют местополо-жение других записей, связанных с ними. Сетевая модель базы данных показана на рис. 2.
Слайд 31Сетевые структуры обычно рас-сматриваются как усовершенствова-ние иерархических структур, т.к. они менее
жесткие и могут представлять отношение «многие ко многим». Поэтому они допускают гораздо большую гибкость поиска, нежели иерархические структуры.
Слайд 32Их главным недостатком является то, что в крупных БД ГИС количество
указателей может стать очень боль-шим, требуя значительной затраты памяти.
Такие модели БД трудно редакти-ровать, например, удалять записи, так как вместе с данными можно удалить и указатели. Подобные модели хоро-шо работают в случае решения сете-вых, коммуникационных задач.
Такие модели БД трудно редакти-ровать, например, удалять записи, так как вместе с данными можно удалить и указатели. Подобные модели хоро-шо работают в случае решения сете-вых, коммуникационных задач.
Слайд 33В иерархической и сетевой моде-лях БД для поиска конкретной записи сначала
необходимо определить путь доступа к этой записи, а затем просмотреть все записи, находящиеся на этом пути.
Слайд 34Реляционые БД наиболее попу-лярны. Они имеют табличную структу-ру: строки соответствуют одной
запи-си об объекте, а столбцы содержат однотипные характеристики всех объ-ектов.
Слайд 35Разнообразные способы индек-сации данных существенно сокраща-ют время поиска и запроса к
данным. Атрибуты объектов группируются в виде т.н. «отношений». Пример реля-ционной базы данных приведён в табл. 1.
Слайд 37Реляционные БД основаны на наборе математических принципов, называемых реляционной алгеброй, которая
устанавливает правила проек-тирования и работы таких систем.
Слайд 38Поскольку реляционная алгебра основывается на теории множеств, каждая таблица отношений функцио-нирует
как множество, и первое пра-вило гласит, что таблица не может иметь строку, которая полностью сов-падает с какой-либо другой строкой.
Слайд 39Поскольку каждая из строк уни-кальна, одно или несколько полей мо-гут использоваться
для определения критерия поиска.
Так, примером использования одного поля может быть выбор уникального личного номера ИНН, номера телефона, дом. адреса и др., которые имеются в других колонках той же таблицы при выборе определенного имени.
Так, примером использования одного поля может быть выбор уникального личного номера ИНН, номера телефона, дом. адреса и др., которые имеются в других колонках той же таблицы при выборе определенного имени.
Слайд 40Такой критерий поиска называ-ется «первичным ключом» для поиска значений в других
полях. Всякая стро-ка таблицы должна иметь уникальное значение в колонке первичного ключа.
Реляционные системы ценны тем, что позволяют собирать данные в простые таблицы, при этом задачи организации данных также просты.
Реляционные системы ценны тем, что позволяют собирать данные в простые таблицы, при этом задачи организации данных также просты.
Слайд 41Чтобы мы могли установить реля-ционные соединения каждая таблица должна иметь хотя
бы одну общую колонку с другой таблицей, с которой мы желаем установить такое соедине-ние. Реляционные БД поддерживаю-тся следующими СУБД: dBase, INFO, ORACLE, INFOR-MIX
Слайд 42Физический уровень связан с ап-паратными и программными средс-твами. Определяется объем хранимой
информации, необходимые объёмы оперативной и долговременной памя-ти компьютера, рассматриваются воп-росы структурирования файлов на носителе информации для обеспе-чения программного доступа к дан-ным, тип представления данных.
Слайд 433. Системы управления базами данных в ГИС
Базы данных представляют собой совокупности
специальным образом организованных наборов данных, хра-нящихся на внешних или внутренних носителях.
Слайд 44Сложность работы с множеством файлов, в которых хранятся данные, требует особой
организации управ-ления, которое реализуется СУБД.
СУБД – комплекс программ и язы-ковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных.
СУБД – комплекс программ и язы-ковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных.
Слайд 45СУБД выполняют различные опера-ции с данными: ввод, хранение, мани-пулирование, обработку запросов,
по-иск, выборку, сортировку, обновление, сохранение целостности и защиту от потери или несанкционированного дос-тупа.
Слайд 46Повышенные требования к СУБД в ГИС по сравнению с традиционной формой
их использования связаны с различием в представлении позици-онной и атрибутивной составляющей информации.
Слайд 47Функции СУБД:
- управление данными во внешней памяти;
- управление буферами оператив-ной памяти;
-
операции над БД;
- обеспечение надежности хране-ния данных в БД;
- поддержка языка управления БД.
- обеспечение надежности хране-ния данных в БД;
- поддержка языка управления БД.
Слайд 48Функция управления данными во внешней памяти обеспечивает орга-низацию структуры внешней памяти
для хранения данных и ускорения доступа к ним. Обычно в СУБД созда-ётся собственная система именования объектов БД
Слайд 49Управление буферами оператив-ной памяти. БД ГИС имеют объем, значительно превышающий объём
оперативной памяти. Для того, чтобы СУБД не зависела от скорости работы устройств внешней памяти организу-ется система буферов оперативной памяти с определёнными правилами замены и обновления буферов.
Слайд 50Последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое, называется транзак-цией.
При выполнении транзакции СУБД либо фиксирует произведённые ею изменения в БД во внешней памяти, либо не производит никаких изменений. Каждая транзакция начи-нается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостным после своего завершения.
Слайд 51СУБД должна выполнять функ-цию обеспечения надежности хране-ния данных в БД, т.е.
обеспечивать восстановление последнего согласо-ванного состояния БД после любого программного или аппаратного сбоя.
Слайд 52Для восстановления БД нужна некоторая избыточная информация. Для поддержания такой информации
ведётся журнал изменений БД.
Журнал – недоступная для пользова-теля часть БД, в которую поступают записи обо всех изменениях в базе
данных.
Слайд 53Т.к. для работы с базами данных используются специальные языки, то СУБД
должна обеспечить поддержку этих языков. В настоящее время наиболее распространены реляцион-ные СУБД, стандартным языком кото-рых является язык SQL (Structured Query Language).
Слайд 54Этот язык позволяет манипули-ровать данными реляционной БД. Компилятор языка SQL преобразует
имена объектов в идентификаторы на основании специально поддерживае-мых служебных таблиц-каталогов.
Слайд 55Специальные операторы этого языка позволяют определять запросы к столбцам БД. Язык
SQL содержит все средства, необходимые для работы с БД, и обеспечивает базовый пользовательский интерфейс с ба-зами данных.
Слайд 56Структура СУБД содержит три компоненты: командный язык для выполнения операций с
данными (ввод, вывод, манипуляции), интер-претирующую систему (или компи-лятор) для обработки команд и пере-вода их на язык машины, интерфейс пользователя для формирования запросов к БД.
Слайд 57З А К Л Ю Ч Е Н И Е
На занятии
вы
- познакомились с понятием базы данных ГИС и предъявляемыми к ним требованиями;
- узнали об уровнях процесса про-ектирования баз данных;
- познакомились с понятием базы данных ГИС и предъявляемыми к ним требованиями;
- узнали об уровнях процесса про-ектирования баз данных;
Слайд 58- познакомились с наиболее рас-пространёнными логическими струк-турами (моделями) баз данных;
- получили
представление о фун-кциях и структуре систем управления базами данных.
