Лекции по дисциплине ИТ_2020. Лекции по дисциплине "Информационные технологии" Лекция Понятие информационной технологии
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
Третья нормальная форма О таблице говорят, что она находится во второй нормальной форме, если: Она удовлетворяет условиям второй нормальной формы. Ни одно из неключевых полей не идентифицируется с помощью другого неключевого поля. 29 Сведение таблицы к 3НФ предполагает выделение в отдельную таблицу полей, которые не зависят от ключа. В таблице Заказы поле Фамилия Сотрудника содержит имена менеджеров, которые однозначно определяются значением поля Код Сотрудника и не зависит от Кода Заказа. Следовательно, т.к. неключевое поле (Фамилия сотрудника) однозначно определяется другим неключевым полем (Код Сотрудника), таблица Заказы не является таблицей в 3НФ. Для приведения этой таблицы к 3НФ создадим новую таблицу Сотрудники Обзор СУБД В настоящее время наибольшее распространение получили следующие СУБД, реализующие реляционную модель данных: dBASE IV (Borland International) Microsoft FoxPro for DOS Microsoft FoxPro for Windows Microsoft Access Paradox for DOS (Borland) Paradox for Windows В табл. 3 показаны места (условные), которые занимают рассматриваемые программные средства относительно друг друга. Например, 1 означает, что в указанной позиции данная программа обладает лучшими характеристиками, 5 - худшими, нет - указанной характеристикой данная программа не обладает. Таблица 3. - Характеристики СУБД Наименование dBAS E IV Micros oft Access 2.0 Micros oft FoxPro 2.6 for DOS Micros oft FoxPro 2.6 Windo ws Parado x for DOS 4.5 Parado x for Windo ws Производительность 4 3 1 1 2 2 Обеспечение целостности данных на уровне базы данных нет 1 нет нет 2 2 Обеспечение безопасности 2 1 5 5 3 4 Работа в многопользовательских средах 2 2 4 4 1 3 Импорт-экспорт 2 1 2 1 1 1 Доступ к данным SQL 2 1 2 2 нет 3 30 Возможность запросов и инструментальные средства разработки прикладных программ 3 3 1 1 2 4 Кроме перечисленных СУБД применяются также Clarion, Clipper, RBase, DataEase, SuperBase и другие. Технология работы в СУБД После построения информационно-логической модели предметной области, не ориентированной на конкретную СУБД, приступают к физической реализации базы данных средствами СУБД. Каждая конкретная СУБД имеет свои особенность, которые необходимо учитывать. Однако можно представить обобщенную технологию работы пользователя в СУБД, реализующей реляционную модель данных (см. рис. 9). Рис. 9. Обобщенная технология работы пользователя в СУБД Лекция 6. Информационные технологии широкого пользования. Продолжение 6 .3. Текстовые процессоры Для работы с текстом используются текстовые процессоры (или редакторы). К настоящему времени разработано много текстовых процессоров. В целом назначение у них одно, но предоставляемые возможности и средства их реализации - разные. То же относится к графическим процессорам и электронным таблицам. Среди текстовых процессоров Windows, как наиболее распространенной среды, можно выделить Write и Word. Технология их использования основана на интерфейсе WIMP, но возможности процессоров типа Word значительно расширены и в какой-то мере его можно рассматривать как настольную издательскую систему. Текстовые процессоры обеспечивают следующие функции: набор текста хранение его на компьютерных носителях 31 просмотр печать. В большинстве процессоров реализованы функции проверки орфографии, выбора шрифтов и кеглей, центровки заголовков, разбиения текста на страницы, печати в одну или несколько колонок, вставки в текст таблиц и рисунков, использования шаблонов постраничных ссылок, работа с блоками текста, изменения структуры документа. Для быстрого просмотра текста ему может быть присвоен статус черновика, а также изменен масштаб изображения. Перемещение по тексту упрощается за счет использования закладок. С помощью средств форматирования можно создать внешний вид документа, изменить стиль, подчеркнуть, выделить курсивом, изменить размеры символов, выделить абзацы, выровнять их влево, вправо, к центру, выделить их рамкой. Перед печатью документа его можно просмотреть, проверить текст, выбрать размер бумаги, задать число копий при печати. Повторяющиеся участки текста, например обращение в письме или заключительные слова, можно обозначить как автотекст, присвоить имя. В дальнейшем вместо данного текста достаточно указать его имя, а текстовый процессор автоматически заменит его. 6 .4. Графические процессоры Потребность ввода графиков, диаграмм, схем, рисунков, этикеток в произвольный текст или документ вызвала необходимость созданияграфических процессоров. Графические процессоры представляют собой инструментальное средство, позволяющее создавать и модифицировать графические образы с использованием соответствующих информационных технологий: коммерческой графики; иллюстративной графики; научной графики. Информационные технологии коммерческой графики обеспечивают отображение информации, хранящейся в табличных процессорах, базах данных и отдельных локальных файлах в виде двух- или трехмерных графиков типа круговой диаграммы, столбиковой гистограммы, линейных графиков и др. ИТ иллюстративной графики дают возможность создания иллюстраций для различных текстовых документов в виде регулярных - различные геометрические фигуры (так называемая векторная графика) – и нерегулярных структур – рисунки пользователя (растровая графика). Процессоры, реализующие ИТ иллюстративной растровой графики, позволяют пользователю выбрать толщину и цвет линий, палитру заливки, шрифт для записи и наложения текста, созданные ранее графические образы. Кроме того, пользователь может стереть, разрезать рисунок и перемещать его части. Эти средства реализованы в ИТ Paint Brush. Но есть ИТ, позволяющие просматривать изображения в режиме слайдов, спецэффектов и оживлять их (Corell Draw, Storyboard, 3d Studio). ИТ научной графики предназначены для обслуживания задач картографии, оформления научных расчетов, содержащих химические, математические и прочие формулы. Большинство графических процессоров удовлетворяют стандарту пользовательского интерфейса WIMP. Панель содержит меню действий и линейки инструментов и цветов. Линейка инструментов состоит из набора графических символов, требующихся для построения практически любого рисунка. Линейка цветов содержит цветовую гамму монитора компьютера. 6 .5. Геоинформационные технологии Геоинформатика (GIS tehnology, geo-informatics) - наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, или ГИС- технологий (GIS tehnology), по прикладным аспектам, или приложениям ГИС (GIS application) для практических или геонаучных целей. Геоинформационные технологии - (GIS tehnology) - син. ГИС-технологии - технологическая основа создания географических информационных систем, позволяющая реализовать функциональные возможности ГИС. Географическая информационная система (geographic(al) information system, GIS, spatial information system) - син. геоинформационная система, ГИС - информационная система, обеспечивающая сбор, 32 хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных). ГИС могут использоваться: 1. как информационные системы (визуальные базы данных), задачей которых является хранение информации о пространственных объектах и выдача ее по запросам с визуализацией объектов; 2. как информационные система с элементами обработки результатов топографо-геодезических съемок с дальнейшим занесением их в базу данных; 3. как комплексы, обслуживающие полный цикл по производству картографической продукции, начиная со сбора и обработки исходной информации и заканчивая подготовкой оригинал- макетов карт. Для работы ГИС требуются мощные аппаратные средства: запоминающие устройства большой емкости, подсистемы отображения, оборудование высокоскоростных сетей. В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: стране, континенте или городе. База данных организуется в виде набора слоев информации. Основной слой содержит географически привязанную карту местности (топооснова). На него накладываются другие слои, несущие информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, земельные участки, почвы, коммунальное хозяйство, землепользование и другие. В процессе создания и наложения слоев друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных. Как правило, информация представляется графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объем хранимой информации и упростить операции по визуализации. С графической информацией связана текстовая, табличная, расчетная информация, координационная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, база данных с описанием объектов и их характеристик. ГИС позволяет извлечь любые типы данных, визуализировать их. Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации. Основные сферы применения ГИС: геодезические, астрономо-геодезические и гравиметрические работы; топологические работы; картографические и картоиздательские работы; аэросъемочные работы; формирование и ведение банков данных перечисленных выше работ для всех уровней управления Российской Федерации, для отображения политического устройства мира, атласа автомобильных и железных дорог, границ РФ и зарубежных стран, экономических зон и т.д. Но какими бы сложными не были функции, выполняемые той или иной ГИС, в любом случае информационная система работает с пространственными объектами и различными видами их представления. Поэтому можно говорить: данные, обрабатываемые ГИС, есть ни что иное как электронные карты. Электронная карта организована как множество слоев, функциональным назначением которых является объединение пространственных объектов (точнее набора данных характеризующих их в визуальной базе данных), имеющих какие-либо общие свойства. Такими свойствами могут быть: принадлежность к одному типу пространственных объектов (слой зданий, слой гидрообъектов, слой административных границ и т.д.); отображение на карте одним цветом; представление на карте одинаковыми графическими примитивами (линиями, точками, полигонами) и т.д. Кроме того, слой может добавлять свойства объектам. Например, объекты, принадлежащие слою, не могут быть отредактированы, удалены, показаны и т.д. Многослойная организация электронной карты при наличии гибкого механизма управления слоями позволяет объединить и отобразить гораздо большее количество информации, чем на обычной карте. В качестве отдельных слоев можно также представить исходные данные, в процессе обработки 33 которых получается карта. Данные на этих слоях, как правило, могут обрабатываться как в интерактивном режиме так в полуавтоматическом и автоматическом. ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадротомических и иных), включает соответствующий задачам набор функциональных возможностей ГИС, в которых реализуются операции геоинформационных технологий, или ГИС-технологий (GIS tehnology), поддерживается программным, аппаратным, информационным, нормативно-правовым, кадровым и организационным обеспечением. Векторная графика - самая ранняя форма компьютерной графики. Ее основные примитивы - точка (узел), линия (край) и плоскость. Поскольку точка и плоскость представляют собой особые случаи линии, часто говорят о векторной графике как о линейной графике. Растровая графика - новейшая форма компьютерной графики. Центральный элемент - пиксель. В настоящее время благодаря высокой степени разрешения экранов растрового изображения различают пассивную и интерактивную визуализацию. Распределение растровых точек представляет собой иерархический метод обращения в пространственном хранении данных, при этом область, подлежащая обработки, делится на растровые ячейки одинаковой величины. Обращение дано через индексы строк и столбцов, которые можно организовать как матрицы. По территориальному охвату различают глобальные или планетарные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные или местные ГИС (lokal GIS). ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), природоохранные ГИС (environmental GIS) и т.п.; среди них особое наименование, как особо широко распространенные, получили земельные информационные системы. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (материалов дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде. Полимасштабные или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale representation), обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС (spatio-temporal GIS) оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов (GIS project), создание ГИС в широком смысле слова, включает следующие этапы: предпроектное исследование (feasibility stady), в том числе изучение требований пользователя (user requirements) и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценка соотношения "затраты/прибыль" (costs/benefits); системное проектирование ГИС (GIS designing), включая стадию пилот-проекта (pilot-project), разработка ГИС (GIS development); тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке (test area), прототипирование или создание опытного образца, прототипа (prototype); внедрение ГИС (GIS implementation), эксплуатация и использование. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой. Программное ядро ГИС можно разделить на части: инструментальные геоинформационные системы, вьюеры, векторизаторы, средства пространственного моделирования, средства дистанционного зондирования. 34 Инструментальные Геоинформационные системы обеспечивают ввод геопространственных данных, хранение в структурированных базах данных, реализацию сложных запросов, пространственный анализ, вывод твердых копий. Вьюеры предназначены для просмотра введенной ранее и структурированной по правам доступа информации, позволяя при этом выполнять информационные запросы из сформированных с помощью инструментальных ГИС баз данных, в том числе выводить картографические данные на твердый носитель. Векторизаторы растровых картографических изображений предназначены для ввода пространственной информации со сканера, включая полуавтоматические средства преобразования растровых изo6ражений в векторную форму. Средства пространственного моделирования оперируют с пространственной информацией ориентированной на частные задачи типа моделирования процесса распространения загрязнений, моделирование геологических явлений, анализ рельефа местности. Средства дистанционного зондированияпредназначены для обработки и дешифрования цифровых изображений земной поверхности, полученных с борта самолета и искусственных спутников. Лучшим продуктом в мире профессиональных ГИС считается Arc/Info for Windows NT. Из множества программ, которые можно назвать ГИС-обеспечением можно рекомендовать следующие: Map Objects v.1.2; Map Objects Internet Server; Spatial Data Engine v.2.1.1. ГИС-вьюеры - это программы, выполняющие функции только просмотра и конвертирования различных форматов, используемых для ГИС. Наиболее часто используются два таких продукта: WinGIS v.3.2 (PROGIS); BusinessMap Pro (ESRI). К настольным ГИС относятся MapInfo Professional (MapInfo); PC ARC/INFO v.3.5.1 (ESRI); ArcView GIS v.3.0a (ESRI); Spatial Analyst (ESRI); Network Analyst (ESRI). К системам пространственной обработки относятся Surfer v.6.0 (Golden Software, Inc.) и авторские разработки НРЦГИТ. Геоинформационная система MapInfo была разработана в конце 80-х годов фирмой Mapping Information Systems Corporation (U.S.A.). ГИС MapInfo работает на платформах РС (Windows 3.x/95/98/NT), PowerPC (MacOS), Alpha, RISC (Unix). Файлы данных и программы MapBasic переносимы с платформы на платформу без конвертации. Пакет MapInfo специально спроектирован для обработки и анализа информации, имеющей адресную или пространственную привязку. Операции, поддерживающие общение с базой данных, настолько просты, что достаточно небольшого опыта работы с любой базой данных, чтобы сразу использовать возможности компьютерной картографии в сфере Вашей деятельности. MapInfo - это картографическая база данных. Встроенный мощный язык запросов SQL MM, благодаря географическому расширению, позволяет организовать выборки с учетом пространственных отношений объектов, таких как удаленность, вложенность, перекрытие, пересечение, площадь и т.п. Запросы к базе данных можно сохранять в виде шаблонов для многократного использования. В MapInfo имеется возможность поиска и нанесения объектов на карту по координатам, адресу или системе индексов. MapInfo позволяет редактировать и создавать электронные карты. Оцифровка возможна как с помощью дигитайзера (графического планшета), так и по сканированному изображению. MapInfo поддерживает растровые форматы GIF, JPEG, TIFF, PCX, BMP, TGA (Targa), BIL (SPOT- спутниковые фотографии). Универсальный транслятор MapInfo импортирует карты созданные в форматах других геоинформационных и САПР-систем: AutoCAD (DXF, DWG), Intergraph/MicroStation Design (DGN), ESRI Shape файл, AtlasGIS, ARC/INFO Export (E00). Цифровая информация с GPS (навигационных приборов глобального позиционирования) и других электронных приборов вводится в MapInfo без использования дополнительных программ. В MapInfo можно работать с данными в форматах Excel, Access, xBASE, Lotus 1-2-3 и текстовом формате. Конвертация файлов данных не требуется. К записям в этих файлах добавляются картографические объекты. Данные разных форматов могут использоваться одновременно в одном сеансе работы. Из MapInfo имеется доступ к удаленным базам данных ORACLE, SYBASE, INFORMIX, INGRES, QE Lib, DB2, Microsoft SQL и др. |