栅格数据编码技术的发展历程

2015.4

南通大学地科院

江浩田

摘要：栅格数据是结构是GIS中最基本的数据结构，本文对栅格数据的属性、小、形状等做出一些系统的描述和分析，其中重点在几种数据结构上做了比较详细的论述和讲解，包括栅格矩阵结构、游程编码结构、四叉树结构，在曲面数据结构中还有TIN的曲面数据结构和规则网格的曲面数据结构，以上的数据结构在不仅在GIS中运用广泛，而且在其他地理数据收集、索引、处理等也发挥着至关重要的作用。关键词：数据结构、模型、网格、编码、地理处理、顺序、组织一、栅格数据结构的定义

基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。

二、栅格数据的表达方式

(1) 栅格数据是按网格的行与列排列、具有不同或颜色的列阵数据。栅格数据是大小相等分布均匀、紧密相连的像元（网格单元）阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，是最简单、最直观的空间数据结构，它将地球表面划分为大小、均匀、紧密相邻的网格阵列。每一个单元（象素）的位置由它的行列号定义，所表示的实体位置隐含在栅格行列位置中，数据组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性或指向其属性的指针。

(2) 点实体由一个栅格单元来表示；

线实体由一定方向上连接成串的相邻栅格像元表示；

面实体（区域）由具有相同属性的相邻栅格单元的块集合来表示。

(3) 栅格数据结构表示的是二维表面上地理要素的离散化数值，每个网格对应一种属性。网格通常是正方形，有时也采用矩形、等边三角形和正六边形。(4)格单元的取值方法：

中心点法：取位于栅格中心的属性值为该栅格的属性值。

面积占优法：栅格单元属性值为面积最大者。

重要性法：取重要的属性值为栅格属性值。用于具有特殊意义的较小地物。

长度占优法：每个栅格单元的值由该栅格中线段最长的实体的属性来确定。

三、栅格数据与矢量数据的比较

(1)栅格数据结构

栅格矩阵结构（直接栅格编码）在计算机中，直接栅格编码文件是以行为记录单位，按行存储地理数据的。由点、线和多边形组成的矢量数据都可以转化成对应的栅格数据。栅格数据结构为一个8*8阶的矩阵，代表空间分辨率为8行*8列的一个栅格数据。如果矩阵的每个元素都计算机里用一个双字节的数值来存储，

则该栅格数据的所需要的存储空间为8*8*2（字节）=128字节。

（2）游程编码结构

游程基本原理是：用一个符号值或串长代替具有相同值的连续符号（连续符号构成了一段连续的“行程”，程编码因此而得名），使符号长度少于原始数据的长度。例如：5555557777733322221111111

行程编码为：（5，6）（7，5）（3，3）（2，4）（l，7）。可见，行程编码的位数远远少于原始字符串的位数。

在对图像数据进行编码时，沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号，用字串代替这些连续符号，可大幅度减少数据量。

行程编码分为定长行程编码和不定长行程编码两种类型。

行程编码是连续精确的编码，在传输过程中，如果其中一位符号发生错误，即可影响整个编码序列，使行程编码无法还原回原始数据。

游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法，它的基本思路是：对于一幅栅格图像，常常有行(或列)方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。其编码方案是，只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数，从而实现数据的压缩。

（3）四叉树结构

GIS中另一种常见的栅格编码为四叉树编码，它是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。其基本思想是首先把一幅图像或一幅栅格地图等分成四部分，如果检查到某个子区的所有格网都含有相同的值（灰度或属性值），那么这个子区域就不再往下分割；否则，把这个区域再分割成四个子区域，这样递归地分割，直至每个子块都只含有相同的灰度或属性值为止。如果栅格数据不是2N×2N 的方阵，则自动补栅格属性值为0的行或列，使得2N大于或者等于行、列数中的大者，取合乎要求的最小的自然数N。分割完成之后则采用一定的机制对分割的结果进行记录，四叉树存储方法：

1.常规四叉树存储：存储结点（子结点和父结点）指针、结点值；

2.线性四叉树只存储最后叶结点信息，包括叶结点的地址、深度（该结点所

处的层）和格网值。

四叉树的叶结点的编码需要遵循一定的规则，隐含了位置信息，称为地址码，

常用的编码是Morton码（MD十进制码）。如对以下数据采用记录Morton码、深

度、属性值的方法进行记录，如假设有如下栅格数据： 1 1 1 1 2 2 3 3 1 1

1 1

2 2

3 3 1 1 1 1

4 4

5 5 1 1 1 1 4 4 5 5

6 6

8 13 13 14 14 6 6

9 10 13 13 14 14 11 11 12 12 15 16 19 19 11 11 12 12 17 18 19 19

进行四叉树编码之后得到如下文件，试进行程序开发实现此过程，结果如图

M码深度值 0 1 1 16 2 2 20 2 3 24 2 4 28 2 5 32 2 6 36 3 7 37 3 8 38 3 9 39 3 10 40 2 1 44 2 12 48 2 13 52 2 14 56 3 15 57 3 16 58 3 17 59 3 18 60 2 19

线性四叉树有如下优点：只存储三个值，比常规四叉树节省存储空间；由于记录节点地址，既能直接找到其在四叉树中的走向路径，又可以在换算出它在整个栅格区间内的行列位置；压缩和解压缩比较方便，各部分的分辨率可以不同，既可以精确表示图形结构，又可以减少存储量，易于进行大部分图形操作和运算。

五、栅格数据的应用分析

随着ＲＳ广泛的应用，同时数据压缩技术，计算机性能的提高克服了栅格数据的数据量大等缺点，栅格数据将越来越发挥更大的作用。栅格数据的大规模应用，并将会占具主导地位。主要基于以下优点：

(1) 随ＲＳ技术的发展，并大规模的应用，栅格数据的使用将促使ＲＳ及GIS的

一体化发展。ＲＳ成为空间数据动态更新的重要的数据源。遥感影像是以像元为单元的栅格结构存储的，图像处理技术极大的提高了栅格数据的前期处理能力。这些数据可以直接生成或转换为于GIS 的栅格数据。

(2) 栅格数据可以极大的提高GIS 的时空数据分析能力,栅格数据在图像的代数运算,空间统计分析等具有广泛的应用,可以促成GIS模型的建立。ARCGIS软件的高版本在这一方面以有较突出的表现。

(3) 三维可视化成为动态模拟现实世界的一个新的发展趋势.栅格数据是利用二维图像来模拟地理实体的,可利用栅格数据通过提高维数来实现三维可视化。

(4) 随GIS 的发展,栅格数据数据结构简单,真实感强等特点,可以为大多数程序设计人员和用户理解和使用。图像共享标准(如GIF)的建立,有利于GIS 的栅格数据的共享. 因此,栅格数据在信息共享方面更为实用. 因此,随GIS 发展,栅格数据和矢量数据均具不同程度的发展,但栅格数据要比矢量数据的应用更广泛,更有效。

参考资料：

[1] 高建勇。栅格数据结构研究综述，山西省地质测绘院2010

[2] 黄杏元、马劲松。地理信息系统概论，高等教育出版社2014.9

[3] 南京大学研究生院。GIS数据结构第二章

[4] 百度文库https://www.360docs.net/doc/108616795.html,空间数据结构的类型

[5] 陈志泊。GIS中栅格数据时空数据模型及其应用的研究，北京林业大学2005.5

[6] 周旭光。四叉树空间索引原理及其实现，2013.10

[7] 王结臣、芮一康、刘杰。栅格数据结构的研究及其应用南京大学2008.7

[8] 刘锦秀。浅析GIS栅格数据2012

信息技术的发展历程

信息技术发展史：第一次信息技术革命是语言的使用。发生在距今约35 000年～50 000年前。语言的使用——从猿进化到人的重要标志类人猿是一咱类似于人类的猿类，经过千百万年的劳动过程，演变、进化、发展成为现代人，与此同时语言也随着劳动产生。祖国各地存在着许多语言。如：海南话与闽南话有类似，在北宋时期，福建一部人移民到海南，经过几十代人后，福建话逐渐演变成不语言体系，闽南话、海南话、客家话等。第二次信息技术革命是文字的创造。大约在公元前3500年出现了文字文字的创造——这是信息第一次打破时间、空间的限制陶器上的符号：原始社会母系氏族繁荣时期（河姆渡和半坡原始居民）甲骨文：记载商朝的社会生产状况和阶级关系，文字可考的历史从商朝开始金文（也叫铜器铭文）：商周一些青铜器，常铸刻在钟或鼎上，又叫“钟鼎文” 第三次信息技术的革命是印刷的发明。大约在公元1040年，我国开始使用活字印刷技术(欧洲人1451年开始使用印刷技术)。印刷术的发明汉朝以前使用竹木简或帛做书材料，直到东汉（公元105年）蔡伦改进造纸术，这种纸叫“蔡候纸”。从后唐到后周，封建政府雕版刊印了儒家经书，这是我国官府大规模印书的开始，印刷中心：成都、开封、临安、福建阳。北宋平民毕发明活字印刷，比欧洲早400年第四次信息革命是电报、电话、广播和电视的发明和普及应用。世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的变革，实现了金属导线上的电脉冲来传递信息以及通过电磁波来进行无线通信。 1837年美国人莫尔斯研制了世界上第一台有线电报机。电报机利用电磁感应原理(有电流通过，电磁体有磁性，无电流通过，电磁体无磁性)，使电磁体上连着的笔发生转动，从而在纸带上画出点、线符号。这些符号的适当组合(称为莫尔斯电码)，可以表示全部字母，于是文字就可以经电线传送出去了。1844年5月24日，他在国会大厦联邦最高法院议会厅作了“用导线传递消息”的公开表演，接通电报机，用一连串点、划构成的“莫尔斯”码发出了人类历史上第一份电报：“上帝创造了何等的奇迹！”实现了长途电报通信，该份电报从美国国会大厦传送到了40英里外的巴尔的摩城。 1864年英国著名物理学家麦克斯韦发表了一篇论文(《电与磁》)，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，都是以光速传播的。 1875年，苏格兰青年亚历山大.贝尔发明了世界上第一台电话机，1878年在相距300千米的波世顿和纽约之间进行了首次长途电话实验获得成功。电磁波的发现产生了巨大影响，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般的涌现：1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台，从此广播事业在世界各地蓬勃发展，收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。1933年，法国人克拉维尔建立了英法之间的第一条商用微波无线电线路，推动了无线电技术的进一步发展。 1876年3月10日，美国人贝尔用自制的电话同他的助手通了话。 1895年俄国人波波夫和意大利人马可尼分别成功地进行了无线电通信实验。 1894年电影问世。1925年英国首次播映电视。静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器都是信息技术史上的重要发明。第五次信息技术革命是始于20世纪60年代，其标志是电子计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的有机结合。随着电子技术的高速发展，军制、科研、迫切需要解决的计算工具也大大得到改进，1946年由美国宾夕法尼亚大学研制的第一台电子计算机诞生了。 1946~1958年第一代电子计算机 1958~1964年第二代晶体管电子计算机 1964~1970年第三代集成电路计算机 1971~20世纪80年代第四代大规模集成电路计算机至今正丰研究第五代智能化计算机

数据库技术的发展史

数据库技术的发展史数据库技术的发展，已经成为先进信息技术的重要组成部分，是现代计算机信息系统和计算机应用系统的基础和核心。数据库技术最初产生于20世纪60年代中期，到今天近几十年的历史，其发展速度之快，使用X围之广是其它技术所远不及的。先介绍一下数据模型的概念：数据模型是数据库系统的核心和基础。数据模型的发展经历了格式化数据模型（包括层状数据模型和网状数据模型）、关系数据模型两个阶段，正在走向面向对象的数据模型等非传统数据模型的阶段。层状数据模型每个节点间是一对多的父子之间的联系，比如一个父亲三个儿子；中心下的几个部门，部门里的人。网状数据模型中允许任意两个节点间有多种联系，层次模型实际上是网状模型的一个特例；如同学生选课，一个学生可以选修多门课程，某一课程也可被多名学生选修。关系数据模型，职工,比如我（编号，XX，性别，所属部门，籍贯），我和马薇，X晖，陈曙光等就组成了一X关系模型的数据表。根据数据模型的发展，数据库技术可以相应地划分为三个阶段：第一代的网状、层次数据库系统；第二代的关系数据库系统；第三代的以面向对象模型为主要特征的数据库系统。

第一代数据库的代表是1969年IBM公司研制的层次模型的数据库管理系统IMS和70年代美国数据库系统语言协商CODASYL下属数据库任务组DBTG提议的网状模型。层次数据库的数据模型是有根的定向有序树，网状模型对应的是有向图。这两种数据库奠定了现代数据库发展的基础。这两种数据库具有如下共同点： 1.支持三级模式（外模式、模式、内模式），模式之间具有转换（或成为映射）功能，保证了数据库系统具有数据与程序的物理独立性和一定的逻辑独立性； 2.用存取路径来表示数据之间的联系； 3.有独立的数据定义语言； 4.导航式的数据操纵语言。网状数据库最早出现的是网状DBMS。网状模型中以记录为数据的存储单位。记录包含若干数据项。网状数据库的数据项可以是多值的和复合的数据。每个记录有一个惟一地标识它的内部标识符，称为码（DatabaseKey,DBK），它在一个记录存入数据库时由DBMS自动赋予。DBK可以看作记录的逻辑地址，可作记录的替身，或用于寻找记录。网状数据库是导航式（Navigation）数据库，用户在操作数据库时不但说明要做什么，还要说明怎么做。例如在查找语句中不但要说明查找的对象，而且要规定存取路径。

GIS矢量数据和栅格数据知识点

栅格数据和矢量数据矢量数据定义： ?矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。 ?点：空间的一个坐标点； ?线：多个点组成的弧段； ?面：多个弧段组成的封闭多边形；获取方法 ?定位设备（全站仪、GPS、常规测量等） ?地图数字化 ?间接获取 ●栅格数据转换 ●空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）矢量数据表达考虑内容 ?矢量数据自身的存储和管理 ?几何数据和属性数据的联系 ?空间对象的空间关系（拓扑关系）矢量数据表达 ?简单数据结构 ?拓扑数据结构 ?属性数据组织矢量数据结构编码方式实体式索引式双重独立式链状独立栅格数据定义以规则像元阵列表示空间对象的数据结构，阵列中每个数据表示空间对象的属性特征。或者说，栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位置，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。每个栅格单元只能存在一个值。对于栅格数据结构 ●点：为一个像元 ●线：在一定方向上连接成串的相邻像元集合。 ●面：聚集在一起的相邻像元集合。获取方式： ●遥感数据 ●图片扫描数据 ●矢量数据转换 ●手工方式栅格数据坐标系栅格数据压缩编码方案栅格数据的分层

栅格数据的组织方法栅格数据特点编码方式：直接编码—无压缩编码链式编码—便界编码游程长度编码块式编码四叉树编码矢量数据优点： ?表示地理数据的精度较高 ?严密的数据结构，数据量小 ?完整的描述空间关系 ?图形输出精确美观 ?图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现 ?面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息缺点： ?数据结构复杂 ?矢量叠置较为复杂 ?数学模拟比较困难 ?技术复杂，特别是软硬件栅格数据优点： ?数据结构简单 ?空间数据的叠置和组合方便 ?各类空间分析很易于进行 ?数学模拟方便缺点： ?图形数据量大 ?用大像元减少数据量时，精度和信息量受损 ?地图输出不美观 ?难以建立网络连接关系 ?投影变换比较费时 ?矢量数据结构是一种常见的图形数据结构，它用一系列有序的x、y坐标对表示地理实体的空间位置。 ?矢量结构的特点：属性隐含，定位明显 ?矢量型数据结构按其是否明确表示各地理实体的空间相互关系可分为实体型和拓扑型两大类。实体型与拓扑型数据结构比较 ?两者都是目前最常用的数据结构模型实体型代表软件为MapInfo 拓扑型代表软件为ARC/INFO ?它们各具特色实体型虽然会产生数据冗余和歧异，但易于编辑。拓扑型消除了数据的冗余和歧异，但操作复杂，甚至会产生新的数据冗余。

信道编码的发展

信道编码发展概述摘要:信道编码为了与信道的统计特性相匹配，并区分通路和提高通信的可靠性，而在信源编码的基础上，按一定规律加入一些新的监督码元，以实现纠错的编码。本文主要介绍几种主要的信道编码和译码原理和它们实现方法和性能和各种编码的优缺点，并介绍其在现代通信技术中的应用如WCDMA和3G通信技术。关键词:分组码; 卷积码; 级联码; Turbo码；通信技术；中图分类号:TP91811 Development of Channel Codes Abstract: Channel coding in order to match the statistic properties of channel, and to distinguish the pathway and improve the reliability of communication, and on the basis of the source code, add some new oversight element according to certain rule, in order to realize the error correction coding. This paper mainly introduces several main channel coding and decoding principle and their implementation methods and properties and the advantages and disadvantages of all kinds of coding, and introduces its application in the modern communication technologies such as WCDMA and 3G communications technology. Key words:block codes; convolution code; concatenation codesturbo code; communication technology; 0引言一个完整的通信系统，在从信源至接收的全过程中，对信号进行的编码包括信源编码、信道编码以及加密与解密，其中信源编码与信道编码是对信号进行处理的重要步骤，而加密与解密则主要用于接收系统中。信道编码又称为纠错编码，是指将信号进行编码处理，以使编码后的传送码流与信道传输特性相匹配，其根本目的是为了提高信息传输的可靠性，即提高系统的抗干扰能力。信道编码是数字通信区别于模拟通信的显著标志，其主要实现方法是通过增大码率或频带，即增大所需的信道容量。这一点恰好与信源编码为适应存储及信道传输要求而进行压缩码率或频带而相反。信道编码在当今的通信系统中有这至关重要的地位，TD-SCDMA中主要采用了卷积码和CRC检错码，而Turbo码在WCDMA的差错控制技术中和4G通信中起着至关重要的作用。 1分组码将信源的信息序列按照独立的分组进行处理和编码，称为分组码。编码时将每k个信息位分为一组进行独立处理，变换成长度为n（n>k）的二进制码组。简单实用编码包括奇偶监督码、二维奇偶监督码、恒比码、正反码，其中奇偶监督码和分组码又同属于代数码。分组码一般用符号（n，k）表示，其中n是码组的总位数，又成为码组的长度（码长），k是码组中信息码元的数目，– n k r 为码组中的监督码元数目。在分组码中，把码组中“1”的个数目称为码组的重量，简称码重。把两个码组中对应位上数字不同的位数称为码组的距离，简称码距又称海明距离。分组码线性是指码组中码元的约束关系是线性的, 而分组则是对编码而言。他可以用近似代数理论中有限维有限域的矩阵来描述。线性分组码实际上是利用线性空间的扩展, 即由原来的k维扩展到n 维, 利用被扩展的(n - k ) 维来发现、纠正信道传输中的差错。 1.1 循环码循环码是一种无权码，每位代码无固定权值，任何相邻的两个码组中，仅有一位代码不同。而纠错码的译码是该编码能否得到实际应用的关键所在。译码器往往比编码较难实现，对于纠错能力强的纠错码更复杂。根据不同的纠错或检错目的，循环码译码器可分为用于纠错目的和用于检错目的的循

信息技术与课程整合十年发展历程概览

信息技术与课程整合十年发展历程概览从2000年至今,我国基础教育信息化取得了一系列成就与长足发展,具体表现在“校校通”工程、农村中小学现代远程教育工程、“班班通”工程、国家贫困地区义务教育工程等大规模项目和工程的实施;硬件设施建设日渐完备、软件资源建设日益丰富、信息技术与课程整合认识备受重视等信息技术与课程整合环境的建设与完善;教师教育技术培训、教师技能大赛、信息技术与课程整合优质课大赛、现代教育发展论坛等促进信息技术与课程整合内涵发展及理论提升的相关活动举办;教师应用信息技术的意识提高、教师应用信息技术能力加强、学生信息素养提升等效果日益明显。 ●发展历程概览十年来的发展,我们将信息技术与课程整合的发展分为四个阶段。 1.多媒体的到来我国在上世纪90年代就开始了信息技术与课程整合的研究,到2000年也积累了很多经验。但是这段时间的发展也存在明显的不足和问题,没有形成良好的信息技术与课程整合氛围,一些学校和地区仅仅停留在视听教学的硬件本位时代;缺乏信息技术与课程整合的理论及方法指导,教师应用信

学生而言,多媒体教学中应用了图片、动画、影音、视频等素材,更能激发他们的学习兴趣,增加了学习的趣味性,也使得呆板的内容变得丰富多彩而容易理解和领会。 2.网络资源库的建设多媒体的到来阶段对于那些从未接触过信息技术的教师而言,是很大的进步,但是在应用过程中教师们也逐渐发现:他们能够获得的资源多是针对某一知识或者具体章节的演示课件或素材,往往无法根据需要对其内容进行修改。他们渴望能够根据个人能力及学生特征选择适合的资源,然而当时的资源建设极大地滞后于教学需求,虽然已经涌现了很多致力于资源建设的公司和企业,但是由于缺少教学理念指导,并非所有资源都是有价值的,甚至很难在其中查找真正需要的资源。这种情况随着“校校通”工程的深入而日益凸显,阻碍了信息技术与课程整合的有效开展,因此,资源建设和资源库建设受到了教育信息化界越来越多的关注和重视,取得了快速的发展。初期,大多数人都在关注网络资源库快速建设,同时,一些专家学者以发展的眼光关注网络资源库的内涵发展,对其定位、分类、标准、功能等层面进行了深入思考。我国的网络资源库建设也逐渐关注资源的规范和标准。因此,可以将资源建设的发展历程归纳为资源建设和资源平台建设两个

现代通信技术的历史

现代通信技术的历史所谓通信，最简单的理解，也是最基本的理解，就是人与人沟通的方法。无论是现在的电话，还是网络，解决的最基本的问题，实际还是人与人的沟通。现代通信技术，就是随着科技的不断发展，如何采用最新的技术来不断优化通信的各种方式，让人与人的沟通变得更为便捷，有效。这是一门系统的学科，目前炙手可热的3G就是其中的重要课题。通信技术和通信产业20世纪80年代以来发展最快的领域之一。不论是在国际还是在国内都是如此。这是人类进入信息社会的重要标志之一。通信就是互通信息。从这个意义上来说，通信在远古的时代就已存在。人之间的对话是通信，用手势表达情绪也可算是通信。以后用烽火传递战事情况是通信，快马与驿站传送文件当然也可是通信。现代的通信一般是指电信，国际上称为远程通信。纵观同新的发展分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。在这一阶段，通信方式简单，内容单一。第二阶段是电通信阶段。1937年，莫尔斯发明电报机，并设计莫尔斯电报码。1876年，贝尔发明电话机。这样，利用电磁波不仅可以传输文字，还可以传输语音，由此大大加快了通信的发展进程。1895年，马可尼发明无线电设备，从而开创了无线电通信发展的道路。第三阶段是电子信息通信阶段。从总体上看，通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。通信系统是指点对点通所需的全部设施，而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。而现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。数字通信即传输数字信号的通信，，是通过信源发出的模拟信号经过数字终端的心愿编码成为数字信号，终端发出的数字信号，经过信道编码变成适合与信道传输的数字信号，然后由调制解调器把信号调制到系统所使用的数字信道上，在传输到对段，经过相反的变换最终传送到信宿。数字通信以其抗干扰能力强，便于存储，处理和交换等特点，已经成为现代通信网中的最主要的通信技术基础，广泛应用于现代通信网的各种通信系统。程控交换技术即是指人们用专门的电子计算机根据需要把预先编好的程序存入计算机后完成通信中的各种交换。程控交换最初是由电话交换技术发展而来，由当初电话交换的人工转接，自动转接和电子转接发展到现在的程控转接技术，到后来，由于通信业务范围的不断扩大，交换的技术已经不仅仅用于电话交换，还能实现传真，数据，图像通信等交换。程控数字交换机处理速度快，体积小，容量大，灵活性强，服务功能多，便于改变交换机功能，便于建设智能网，向用户提供更多，更方便的电话服务。随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移，交换技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转向给予分株的数据交换和宽带交换，以及适应下一代网络基于IP的业务综合特点的软交换方向发展。信息传输技术主要包括光纤通信，数字微波通信，卫星通信，移动通信以及图像通信。光纤是以光波为载频，以光导纤维为传输介质的一种通信方式，其主要特点是频带宽，比常用微波频率高104~105倍；损耗低，中继距离长；具有抗电磁干扰能力；线经细，重量轻；还有耐腐蚀，不怕高温等优点。数字微波中继通信是指利用波长为1m~1mm范围内的电磁波通过中继站传输信号的一种通信方式。其主要特点为信号可以"再生"；便于数字程控交换机的连接；便于采用大规模集成电路；保密性好；数字微波系统占用频带较宽等的优点，因此，虽然数字微波通信只有二十多年的历史，却与光纤通信，卫星通信一起被国际公认为最有发展前途的三大传输手段。卫星通信简单而言就是地球上的无线电通信展之间利用人在地球卫星作中继站而进行的通信。其主要特点是：通信距离远，而投资费用和通信距离无关；工作频带宽，通信容量大，适用于多种业务的传输；通信线路稳定可靠；通信质量高等优点。

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高纲1498 江苏省高等教育自学考试大纲 07025 数据通信与网络南京信息工程大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室

Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点本课程是物联网工程专业的专业必修课。课程系统地讲授了计算机网络的体系结构概念，对各个网络功能层的基本概念、工作原理和通信规程，数据通信技术、广域网和局域网技术、以及网络应用技术和发展都作了详细介绍。配合该课程的实验教学，将帮助学生掌握和了解数据通信和计算机网络的基本原理、工作过程和实现方法，加深学生对数据通信技术、计算机网络技术理论的认识和理解，培养网络应用技能。本课程的目的，是使学生建立计算机网络体系机构的概念，掌握数据通信的基本概念和计算机网络的工作原理，了解计算机网络技术的应用和发展，辅以精心设计跟踪实际应用的实验教学内容，对提升学生动手操作实践能力，为后续的计算机网络专业课程的学习，建立良好的基础。二、课程目标 1. 要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握通信基础内容和计算机网络部分的内容，并能够用其分析、初步设计和解答与网络应用相关的问题，能够举一反三。 2.计算机网络的概念较多，因此要强调基本概念，而不是过多地讲具体的计算网络中所使用的专用设备。 3.计算机网络的发展非常迅速，新的技术不断出现，因此应尽可能地掌握较新的内容。另外本课程工程性较强，学生应注重理论联系实际和重视实验环节。三、与相关课程的联系与区别本课程先修课程应涉及计算机文化基础、计算机程序设计、管理信息系统、数据库原理与应用等。后继课程有网络操作系统、路由与交换技术、计算机网络安全、网络编程等。本课程与其他课程的区别为：本课程立足于理论，与实际环节紧密结合，需要更多关注各种网络应用及新技术。四、课程的重点和难点课程的重点之一是网络通信的有关技术，包括数据通信技术、数据编码技术、数据交换技术、流量控制技术、差错控制技术；重点之二是五层网络体系结构，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，重点之三是局域网技术。课程的次重点是数据通信与计算机网络领域的基本概念和工作原理，对网络的组

数据库技术的发展(一)

数据库技术的发展(一) (总分：15.00，做题时间：90分钟) 一、{{B}}选择题{{/B}}(总题数：5，分数：5.00) 1.采用扩展关系数据模型的方法建立的数据库系统，称做 ______。（分数：1.00） A.对象-关系数据库系统√ B.扩展关系数据库系统 C.拓展关系数据库系统 D.以上都不正确解析： 2.下列哪一种结构是支持并行数据库系统最好的结构? ______。（分数：1.00） A.共享内存 B.共享磁盘 C.无共享√ D.层次模式解析： 3.下面属于并行数据库系统目标的是 ______。Ⅰ．高性能Ⅱ．高可用性Ⅲ．高扩充性（分数：1.00） A.Ⅰ和Ⅱ B.Ⅱ和Ⅲ C.Ⅰ和Ⅲ D.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ√ 解析： 4.下列属于粗粒度并行机特点的是 ______。（分数：1.00） A.拥有大量的处理器 B.共享一个主存√ C.单个事务运行得更快 D.数据库一般将一个查询分配到多个处理器上解析： 5.操作型数据和分析型数据具有不同的特征，下列哪一个是操作型数据的特征? ______。（分数：1.00） A.可更新的√ B.历史的(包括过去数据) C.支持管理决策的 D.面向主题的解析：二、{{B}}填空题{{/B}}(总题数：5，分数：10.00) 6.在客户机/服务器工作模式中，客户机可以使用{{U}} 【1】 {{/U}}向数据库服务器发送查询命令。（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：结构化查询语言/SQL）解析： 7.分布式数据库系统与集中式数据库系统最大的区别是分布式数据库中的数据{{U}} 【2】 {{/U}} 存储在多个场地。（分数：2.00）

数据通信技术基础知识60863069

数据通信技术基础知识 2.1 数据通信技术 2.1.1 模拟数据通信和数字数据通信 1.几个术语的解释 1)数据－定义为有意义的实体。数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。 2)信号－是数据的电子或电磁编码。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。可选择适当的参量来表示要传输的数据。 3)信息－是数据的内容和解释。 4)信源－通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。 5)信宿－通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。 6)信道－信源和信宿之间的通信线路。 2.模拟信号和数字信号的表示模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示：图2.1 模拟信号、数字信号的表示 3.模拟数据和数字数据的表示模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以用适合于信道传输的某种信号形式来传输。 1)模拟数据可以用模拟信号来表示。模拟数据是时间的函数，并占有一定的频率范围，即频带。这种数据可以直接用占有相同频带的电信号，即对应的模拟信号来表示。模拟电话通信是它的一个应用模型。 2)数字数据可以用模拟信号来表示。如Modem可以把数字数据调制成模拟信号；也可以把模拟信号解调成数字数据。用Modem拨号上网是它的一个应用模型。 3)模拟数据也可以用数字信号来表示。对于声音数据来说，完成模拟数据和数字信号转换功能的设施是编码解码器CODEC。它将直接表示声音数据的模拟信号，编码转换成二进制流近似表示的数字信号;而在线路另一端的CODEC,则将二进制流码恢复成原来的模拟数据。数字电话通信是它的一个应用模型。 4)数字数据可以用数字信号来表示。数字数据可直接用二进制数字脉冲信号来表示，但为了改善其传播特性，一般先要对二进制数据进行编码。数字数据专线网DDN网络通信是它的一个应用模型。 4.数据通信的长距离传输及信号衰减的克服 1)模拟信号和数字信号都可以在合适的传输媒体上进行传输(如图2.2)；

矢量、栅格数据结构的优缺点

§矢量栅格一体化数据结构一、矢量、栅格数据结构的优缺点矢量数据结构可具体分为点、线、面，可以构成现实世界中各种复杂的实体，当问题可描述成线或边界时，特别有效。矢量数据的结构紧凑，冗余度低，并具有空间实体的拓扑信息，容易定义和操作单个空间实体，便于网络分析。矢量数据的输出质量好、精度高。矢量数据结构的复杂性，导致了操作和算法的复杂化，作为一种基于线和边界的编码方法，不能有效地支持影像代数运算，如不能有效地进行点集的集合运算(如叠加)，运算效率低而复杂。由于矢量数据结构的存贮比较复杂，导致空间实体的查询十分费时，需要逐点、逐线、逐面地查询。矢量数据和栅格表示的影像数据不能直接运算(如联合查询和空间分析)，交互时必须进行矢量和栅格转换。矢量数据与DEM(数字高程模型)的交互是通过等高线来实现的，不能与DEM直接进行联合空间分析。栅格数据结构是通过空间点的密集而规则的排列表示整体的空间现象的。其数据结构简单，定位存取性能好，可以与影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，对栅格数据的操作比较容易。栅格数据的数据量与格网间距的平方成反比，较高的几何精度的代价是数据量的极大增加。因为只使用行和列来作为空间实体的位置标识，故难以获取空间实体的拓扑信息，难以进行网络分析等操作。栅格数据结构不是面向实体的，各种实体往往是叠加在一起反映出来的，因而难以识别和分离。对点实体的识别需要采用匹配技术，对线实体的识别需采用边缘检测技术，对面实体的识别则需采用影像分类技术，这些技术不仅费时，而且不能保证完全正确。

通过以上的分析可以看出，矢量数据结构和栅格数据结构的优缺点是互补的（图2-4-1），为了有效地实现GIS中的各项功能(如与遥感数据的结合，有效的空间分析等)需要同时使用两种数据结构，并在GIS中实现两种数据结构的高效转换。在GIS建立过程中，应根据应用目的和应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配置情况，选择合适的数据结构。一般来讲，栅格结构可用于大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究。矢量结构用于城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用。精

数据库技术及其发展趋势

数据库技术及其发展趋势数据库技术是通过研究数据库的结构、存储、设计、管理以及应用的基本理论和实现方法，并利用这些理论来实现对数据库中的数据进行处理、分析和理解的技术。数据库技术研究和管理的对象是数据，所以数据库技术所涉及的具体内容主要包括：通过对数据的统一组织和管理，按照指定的结构建立相应的数据库和数据仓库；利用数据库管理系统和数据挖掘系统设计出能够实现对数据库中的数据进行添加、修改、删除、处理、分析、理解、报表和打印等多种功能的数据管理和数据挖掘应用系统；并利用应用管理系统最终实现对数据的处理、分析和理解。一、数据库发展历史第一代数据库系统是20世纪70年代研制的层次和网状数据库系统。层次数据库系统的典型代表是1969年IBM公司研制出的层次模型的数据库管理系统IMS。20世纪60年代末70年代初，美国数据库系统语言协会CODASYL(Conference on Data System Language）下属的数据库任务组DBTG(Data Base Task Group）提出了若干报告，被称为DBTG报告。DBTG报告确定并建立了网状数据库系统的许多概念、方法和技术，是网状数据库的典型代表。在DBTG思想和方法的指引下数据库系统的实现技术不断成熟，开发了许多商品化的数据库系统，它们都是基于层次模型和网状模型的。可以说，层次数据库是数据库系统的先驱，而网状数据库则是数据库概念、方法、技术的奠基者。第二代数据库系统是关系数据库系统。20世纪70年代是关系数据库理论研究和原型开发的时代，其中以IBM公司的San Jose研究试验室开发的System R 和Berkeley大学研制的Ingres为典型代表。大量的理论成果和实践经验终于使关系数据库从实验室走向了社会，因此，人们把20世纪70年代称为数据库时代。20世纪80年代几乎所有新开发的系统均是关系型的，其中涌现出了许多性能优良的商品化关系数据库管理系统，如DB2、Ingres、Oracle、Informix、Sybase 等。这些商用数据库系统的应用使数据库技术日益广泛地应用到企业管理、情报检索、辅助决策等方面，成为实现和优化信息系统的基本技术。第三代数据库系统从20世纪80年代以来，数据库技术在商业上的巨大成功刺激了其他领域对数据库技术需求的迅速增长。这些新的领域为数据库应用开辟了新的天地，并在应用中提出了一些新的数据管理的需求，推动了数据库技术的研究与发展。 1990年高级DBMS功能委员会发表了《第三代数据库系统宣言》，提出了第三代数据库管理系统应具有的三个基本特征：应支持数据管理、对象管理和知识管理。必须保持或继承第二代数据库系统的技术。必须对其他系统开放二、数据库技术发展趋势针对关系数据库技术现有的局限性，理论界如今主要有三种观点 :

(完整word版)栅格数据结构和矢量数据结构空间分析

一、矢量、栅格数据结构的优缺点矢量数据结构可具体分为点、线、面，可以构成现实世界中各种复杂的实体，当问题可描述成线或边界时，特别有效。矢量数据的结构紧凑，冗余度低，并具有空间实体的拓扑信息，容易定义和操作单个空间实体，便于网络分析。矢量数据的输出质量好、精度高。矢量数据结构的复杂性，导致了操作和算法的复杂化，作为一种基于线和边界的编码方法，不能有效地支持影像代数运算，如不能有效地进行点集的集合运算(如叠加)，运算效率低而复杂。由于矢量数据结构的存贮比较复杂，导致空间实体的查询十分费时，需要逐点、逐线、逐面地查询。矢量数据和栅格表示的影像数据不能直接运算(如联合查询和空间分析)，交互时必须进行矢量和栅格转换。矢量数据与DEM(数字高程模型)的交互是通过等高线来实现的，不能与DEM 直接进行联合空间分析。栅格数据结构是通过空间点的密集而规则的排列表示整体的空间现象的。其数据结构简单，定位存取性能好，可以与影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，对栅格数据的操作比较容易。栅格数据的数据量与格网间距的平方成反比，较高的几何精度的代价是数据量的极大增加。因为只使用行和列来作为空间实体的位置标识，故难以获取空间实体的拓扑信息，难以进行网络分析等操作。栅格数据结构不是面向实体的，各种实体往往是叠加在一起反映出来的，因而难以识别和分离。对点实体的识别需要采用匹配技术，对线实体的识别需采用边缘检测技术，对面实体的识别则需采用影像分类技术，这些技术不仅费时，而且不能保证完全正确。

软件无线电的历史和发展趋势

软件无线电的历史和发展趋势姓名（单位xxxx）摘要：自20世纪90年代初以来，移动通信领域一场新的技术革命悄然兴起，这就是以软件无线电为特征的新一代通信系统研究与开发。软件无线电（SWR）技术是第三代移动通信系统和军用电台的发展趋势。文章主要介绍了软件无线电的概念、软件无线电的研究历史、软件无线电的应用和软件无线电在国际和国内的发展趋势。关键词：软件无线电(SDR)，无线通信，移动通信一、引言软件无线电（SDR）这一概念一经提出，就得到了全世界无线电领域的广泛关注。由于软件无线电所具有的灵活性、开放性等特点，使其在无线通信中获得了广泛应用。随着研究的深入，软件无线电的民用潜力日益受到重视，民用研究已经成为软件无线电研究的主战场，尤其是在移动通信方面更具有广阔的发展空间，被比喻为第三代、第四代全球通信的基石。东芝、诺基亚、摩托罗拉等各大通信公司总裁都宣布要从数字无线电向软件无线电转变，并正在为此不懈努力。无论是GSM还是CDMA技术，解决不同公司、不同标准之间互通的最佳办法就是采用软件无线电解决方案。二、软件无线电简介软件无线电的产生原因与海湾战争有关，当时以美国为首的多国部队中使用了多种不同制式的通讯设备，因而造成了互相通讯的困难。在1992年5月在美国通信系统会议上，JesephMitola（约瑟夫·米托拉）首次提出了“软件无线电”（SoftwareRadio，SDR）的概念。1995年IEEE通信杂志（CommunicationMagazine）出版了软件无线电专集。当时，涉及软件无线电的计划有军用的SPEAKEASY（易通话），以及为第三代移动通信（3G）开发基于软件的空中接口计划，即灵活可互操作无线电系统与技术（FIRST）。1996年3月发起“模块化多功能信息变换系统”（MMITS）论坛，1999年6月改名为“软件定义的无线电”（SDR）

矢量、栅格数据结构的优缺点

§2.4 矢量栅格一体化数据结构一、矢量、栅格数据结构的优缺点矢量数据结构可具体分为点、线、面，可以构成现实世界中各种复杂的实体，当问题可描述成线或边界时，特别有效。矢量数据的结构紧凑，冗余度低，并具有空间实体的拓扑信息，容易定义和操作单个空间实体，便于网络分析。矢量数据的输出质量好、精度高。矢量数据结构的复杂性，导致了操作和算法的复杂化，作为一种基于线和边界的编码方法，不能有效地支持影像代数运算，如不能有效地进行点集的集合运算(如叠加)，运算效率低而复杂。由于矢量数据结构的存贮比较复杂，导致空间实体的查询十分费时，需要逐点、逐线、逐面地查询。矢量数据和栅格表示的影像数据不能直接运算(如联合查询和空间分析)，交互时必须进行矢量和栅格转换。矢量数据与DEM(数字高程模型)的交互是通过等高线来实现的，不能与DEM 直接进行联合空间分析。栅格数据结构是通过空间点的密集而规则的排列表示整体的空间现象的。其数据结构简单，定位存取性能好，可以与影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，对栅格数据的操作比较容易。栅格数据的数据量与格网间距的平方成反比，较高的几何精度的代价是数据量的极大增加。因为只使用行和列来作为空间实体的位置标识，故难以获取空间实体的拓扑信息，难以进行网络分析等操作。栅格数据结构不是面向实体的，各种实体往往是叠加在一起反映出来的，因而难以识别和分离。对点实体的识别需

要采用匹配技术，对线实体的识别需采用边缘检测技术，对面实体的识别则需采用影像分类技术，这些技术不仅费时，而且不能保证完全正确。通过以上的分析可以看出，矢量数据结构和栅格数据结构的优缺点是互补的（图2-4-1），为了有效地实现GIS中的各项功能(如与遥感数据的结合，有效的空间分析等)需要同时使用两种数据结构，并在GIS中实现两种数据结构的高效转换。在GIS建立过程中，应根据应用目的和应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配置情况，选择合适的数据结构。一般来讲，栅格结构可用于大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究。矢量结构用于城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用。完

移动通信的发展史

移动通信发展史调研报告组员：周小灵韦娅彬薛琰陈亦斌陈健夏文伟时间：2012年4月6号摘要和关键字是我加上的，标注为红色的是我认为可以删掉的，我觉得一代和二代大概3页不到的样子，3G大概3页多，这样的布局比较好。还有一些标点符号和段落前的空两格我改了。

摘要：移动通信发展至今经历了三代，第一代主要是模拟制式的频分双工；2G 是基于数字传输的，主要采用TDMA和CDMA技术；3G使用高的频带和TDMA技术传输数据来支持多媒体业务。未来的四代和五代是在服务质量、传输速率、带宽等方面的再次提升。关键字：移动通信技术服务质量数据传输速率移动通信业务引言生活于21世纪的我们，每天都在用手机进行通信，似乎它早已成为我们生活中不可或缺的一部分，甚至有时会觉得没了它生活总少了点什么。作为21世纪的我们，作为通信专业的学生，我们即应该了解时代的尖端技术，也应该了解技术的起源，了解它的成长史。很多技术的发展都是在原来的基础上进行改进的，只有这样我们才能追本溯源，才能对得起自己的所学。随着社会的进步、经济和科技的发展，特别是计算机、程控交换、数字通信的发展，近些年来，移动通信系统以其显著的特点和优越性能得以迅猛发展，应用在社会的各个方面，到目前为止，全球移动用户超过 1亿，预计到本世纪末用户数将达到2亿。无线通信的发展潜力大于有线通信的发展，它不仅仅提供普通的电话业务功能，并能提供或即将提供丰富的多种业务，满足用户的需求。本调研基于对移动发展各历程的调查，介绍移动通信各阶段的发展，及其相应的技术，并对其做简要的描述，让大家对于移动的发展史有一定的了解。同时也对未来的移动通信的发展进行展望。从通信网的角度看，移动网可以看成是有线通信网的延伸，它由无线和有线两部分组成。无线部分提供用户终端的接入，利用有限的频率资源在空中可靠地传送话音和数据；有线部分完成网络功能，包括交换、用户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信网PLMN。从陆地移动通信的具体实现形式来分主要有模拟移动通信和数字移动通信这两部种。移动通信系统从40年代发展至今，根据其发展历程和发展方向，可以划分为三个阶段，第四代是目前正在研究的热门，而第五代是对未来的展望。下面我们就来看下各个阶段的发展。

数据通信技术基础习题

数据通信技术基础习题答案：一、CCADA ABCBA 二、AC\ABCD\ABCD\AC\ABCD\ABC\AC\ABCD\ABC\ABC 三、1、数据通信 2、信息 3、数据 4 、信号 5、数字模拟数字模拟 6、发送设备传输设备接收设备 7、比特率 8、波特率 9、带宽 10、信道容量 11、误码率 12、吞吐量 13、串行传输 14、并行传输 15、同步 16 异步 17、单工 18、半双工 19、全双工 20、电路报文分组 21、电路建立数据传输拆除电路 22、报文交换存储-转发 23、分组交换 24、数据报方式虚电路方式 25、多路复用 26、频分多路复用时分多路复用一、单项选择题 1．单工通信是指（）。 A．通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B．通信双方都能收、发信息，但不能同时进行收、发信息的工作方式C．信息只能单方向发送的工作方式 D．通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 2．数据通信的信道包括（）。 A．模拟信道B．数字信道 C．模拟信道和数字信道 D．同步信道和异步信道

3．双工通信是指（）。 A．通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B．通信双方都能收、发信息，但不能同时进行收、发信息的工作方式C．信息只能单方向发送的工作方式 D．通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 4．半双工通信是指（）。 A．通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B．通信双方都能收、发信息，但不能同时进行收、发信息的工作方式C．信息只能单方向发送的工作方式 D．通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 5．完整的通信系统是由（）构成。 A．信源、变换器、信道、反变换器、信宿 B．信源、变换器、信道、信宿 C．信源、变换器、反变换器、信宿 D．变换器、信道、反变换器、信宿 6．移动通信系统一般由（）构成。 A．移动台、基地站、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线 B．移动台、基地站、移动业务交换中心 C．移动台、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线D．移动台、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线7．无线寻呼是（）。 A．一种传送简单语言信息的单向呼叫系统 B．一种传送非简单语言信息的单向呼叫系统 C．一种传送简单语言信息的双向呼叫系统

数据库技术发展简史

数据库技术发展简史数据库技术从诞生到现在，在不到半个世纪的时间里，形成了坚实的理论基础、成熟的商业产品和广泛的应用领域，吸引越来越多的研究者加入。数据库的诞生和发展给计算机信息管理带来了一场巨大的革命。三十多年来，国内外已经开发建设了成千上万个数据库，它已成为企业、部门乃至个人日常工作、生产和生活的基础设施。同时，随着应用的扩展与深入，数据库的数量和规模越来越大，数据库的研究领域也已经大大地拓广和深化了。 30年间数据库领域获得了三次计算机图灵奖（C.W. Bachman,E.F.Codd, J.Gray），更加充分地说明了数据库是一个充满活力和创新精神的领域。就让我们沿着历史的轨迹，追溯一下数据库的发展历程。数据库发展简史 1. 数据管理的诞生数据库的历史可以追溯到五十年前，那时的数据管理非常简单。通过大量的分类、比较和表格绘制的机器运行数百万穿孔卡片来进行数据的处理，其运行结果在纸上打印出来或者制成新的穿孔卡片。而数据管理就是对所有这些穿孔卡片进行物理的储存和处理。然而，1 9 5 1 年雷明顿兰德公司（Remington Rand Inc.）的一种叫做Univac I 的计算机推出了一种一秒钟可以输入数百条记录的磁带驱动器，从而引发了数据管理的革命。1956 年IBM生产出第一个磁盘驱动器——the Model305 RAMAC。此驱动器有50 个盘片，每个盘片直径是2 英尺，可以储存5MB的数据。使用磁盘最大的好处是可以随机地存取数据，而穿孔卡片和磁带只能顺序存取数据。数据库系统的萌芽出现于60 年代。当时计算机开始广泛地应用于数据管理，对数据的共享提出了越来越高的要求。传统的文件系统已经不能满足人们的需要。能够统一管理和共享数据的数据库管理

数据库技术演变

第1章决策支持系统的发展信息系统领域是一个“不成熟”的领域。“不成熟”这个词通常具有消极的含义，因而公开使用这个词不得不多加小心。但是从历史的观点来看的确如此。如果我们将信息处理的历史与其他技术领域的历史进行比较的话，就没有争议了。我们知道古埃及的象形文字主要是当时的帐房先生用来表示所欠法老谷子的多少。当漫步在罗马市区，我们就置身于两千多年前土木工程师所设计的街道与建筑物之间。同样，许多其他的领域也可追溯到远古时代。因为信息处理领域只是从6 0年代初期才出现的，所以，历史地来看，信息处理领域是不成熟的。信息处理领域的年轻性表现之一就是其倾向于面面俱到。有这样一种说法，如果细节都正确了，那么我们就可以坐享其成。这就好象是说，若我们知道如何铺水泥、如何钻孔、如何安装螺母与螺栓，就不必操心桥梁的外型与用途了。如此态度会驱使一个成熟的土木工程师发疯的。数据仓库的历史是伴随某种发展过程开始的，在此发展过程中，业界中人士所考虑的是投入更大的力量。更大规模的体系结构正在被勾勒出来—在这种体系结构中数据仓库处于中心地位。最好从一种广阔的视角去观察这个体系结构，而不是从某种细节去认识。 1.1 演化有趣的是，决策支持系统( D S S)处理是一个漫长而复杂的演化进程的结果，而且它仍在继续演化。D S S处理的起源可以追溯到计算机发展的初期。图1 -1表明了从2 0世纪6 0年代初期直到1 980年的D S S处理的演化进程。在6 0年代初期，创建运行于主文件上的单个应用是计算领域的主要工作。这些应用的特点表现在报表和程序，常用的是C O B O L语言。穿孔卡是当时常用的介质。主文件存放在磁带文件上。磁带适合于廉价地存放大容量数据，但缺点是需要顺序地访问。事实上，我们常说，在磁带文件的一次操作中，1 00%的记录都要被访问到，但是只有5 %或更少的记录是真正需要的。此外，访问整条磁带的文件可能要花去2 0~30分钟时间，这取决于文件上是什么数据及当前正在做什么处理。大约在6 0年代中期，主文件和磁带的使用量迅速膨胀。很快，处处都是主文件。随着主文件数量的增长，出现大量冗余数据。主文件的迅速增长和数据的巨大冗余引出了一些严重问题： ■需要在更新数据时保持数据的一致性。 ■程序维护的复杂性。 ■开发新程序的复杂性。 ■支持所有主文件需要的硬件数量。简言之，属于介质本身固有缺陷的主文件的问题成为发展的障碍。如果仍然只用磁带作为存储数据的唯一介质，那么难以想象现在的信息处理领域会是什么样子。