图数据库的设计原理及发展现状
图数据库
AllegroGrap是一个基于W3c标准的为资源描述框架构建的图形数据库。它为处理链接数据和Web语义而设计， 支持SPARQL、RDFS++和Prolog。
GraphDB是德国sones公司在.NET基础上构建的。Sones公司于2007年成立，近年来陆续进行了几轮融资。 GraphDB社区版遵循AGPL v3许可协议，企业版是商业化的。GraphDB托管在Windows Azure平台上。
图模型
图模型主要包含属性图、RDF图两种。
属性图
属性图模型由顶点、边及其属性构成。顶点和边都可以带有属性，节点可以通过“标签（Label）”进行分 组。表示关系的边总是从一个开始点指向一个结束点，而且边是一定是有方向的，这使得图成为了有向图。关系 上的属性可以为节点的关系提供额外的元数据和语义。
不同图数据库的底层存储机制可能存在很大不同。根据存储和处理模型的不同，图数据库之间也会做一些区 分。比如，一些图数据库使用原生图存储，这类存储是经过优化的，专门为了存储和管理图数据而设计的。这类 数据库一般称为原生图数据库，例如如Galaxybase，Neo4j，tigergraph。有些图数据库依赖关系引擎将图数据 存储在关系型数据库的表中，通过在数据实际所在的底层存储系统之上增加一个具备图语义的抽象层来进行数据 交互。也有使用键值型存储方式或文档型存储方式作为底层存储的图数据库。这些类型图数据库统称为非原生图 数据库，比如ArrangoDB, OrientDB, JanusGraph等。原生图存储相比非原生更具有性能优势。原生图数据库底 层存储不依赖第三方存储系统，计算和存储一体化，极大的简化了系统架构。开发人员和运维人员可以更业务水 平的提升，避免花费大量时间在底层存储的管理和运维。同时，原生图数据库不需要和第三方技术黑盒进行沟通， 少了这部分的通讯开销，系统的性能也更高
CAD的研究现状及发展趋势
CAD的研究现状及发展趋势计算机辅助设计技术是电子信息技术的一个重要组成部分；是促进科研成果开发和转化、实现设计自动化、加快国民经济发展和国防现代化的一项关键新技术；是提高产品和工程设计水平、降低消耗、缩短科研和新产品开发周期、大幅度提高劳动生产率的重要手段;是科研单位提高自主研发能力和管理水平、参与国际竞争的重要条件；也是进一步向计算机辅助制造、计算机集成制造系统发展的重要基础。
CAD技术的发展与应用水平已经成为一个国家科学技术现代化和工业现代化的重要标志之一，它使产品设计工作的内容和方式发生了根本性变革，彻底改变了传统手工设计绘图的方式，极大地提高了产品开发的速度，提高了设计精度。
这一新技术的应用将人类的聪明才智和创造能力与计算机高速而精确的计算能力、大容量的存储和数据处理功能结合起来,使两者相得益彰.早期的CAD也就是计算机绘图，以完成图形的设计与绘制工作为主。
经过40多年的研究与应用，CAD的概念已发生了本质飞跃，它不仅包括图形处理，还包括概念设计、造型设计和原理样机设计等内容。
它吸收和运用了更多的与设计技术相关联的科学技术和理论，以及优化设计、可靠性设计、有限元分析、价值分析和系统工程等知识。
与传统设计方法比较,cad彻底改变了设计的方式，提出了新的设计理念,把设计人员从繁琐、机械的设计工作中解脱出来,将精力和聪明才智转移到创造性的设计过程中，大大提高了产品设计的精度和可靠新，缩短了产品设计周期,降低了产品的成本。
1、CAD建模技术的研究和发展建模技术是CAD的核心技术，建模技术的研究、发展和应用，就代表了CAD技术的研究、发展和应用。
下图给出了建模技术的发展情况.图中明确显示了从50年代至今建模技术的发展经历了二维建模、三维几何建模(包括线框建模、曲面建模、实体建模）、特征建模(包括参数化和变量化建模)及产品集成建模的发展过程。
二维建模是最初的CAD技术用来解决二维绘图问题的,后来发展为三维的几何建模技术。
地图的现状及发展趋势
作业1地图的现状及发展趋势一、发展简史地图的起源和地图制图学的发展已有悠久的历史。
古希腊地理学家C.托勒密的《地理学指南》就是一部地图制图学著作。
托勒密认为地理学就是“以线画形式描绘地球上所有迄今已知的部分及其附属的东西”。
他研究了简单的圆锥投影并绘制了世界地图。
中国西晋著名地图制图学家裴秀所创立的“制图六体”，对中国古代地图制图学的发展产生了深远的影响。
唐代的贾耽、元代的朱思本、明代的罗洪先等历代地图制图学家也对地图制图学的发展有过较大贡献。
欧洲文艺复兴时期，著名地图制图学家G.墨卡托对地图制图学的发展起过重大的推动作用。
17世纪以后，欧洲进行的大规模三角测量和地形图测绘，促进了地图制图学的更快发展。
在中国，从清代开始，进行了国家规模的地图测绘，编制成带有近代性的《皇舆全图》和《大清一统舆图》。
20世纪初兴起的航空摄影测量方法，改变了地形图测绘生产过程，加上照相平版彩色胶印技术的应用，为地图的大规模编绘和印制创造了条件，同时也促进了地图制图学现代体系的形成。
二、现代地图学理论[5]由于地图学与自然科学、社会科学、系统科学、信息科学、思维科学、人体科学、行为科学、艺术科学等有着交叉及关联关系，它们的研究成果为地图学的发展提供了理论基础和技术支持，并促进了地图学理论研究的进展。
1、地图信息论地图信息表现为图形几何特征、多种彩色的总和及其相互联系的差别，可以说地图信息是以图解形式表达制图客体和其性质构成的信息。
地图信息论就是研究以地图图形表达、传递、贮存、转换、处理和利用空间信息的理论。
该理论有助于认识地图的实质，并深化了对地图信息的计量方法的研究。
2、地图传输论是研究地图信息传输的原理，过程和方法的理论。
该理论认为：客观环境——制图者——地图——用图者——再认识的客观环境构成了一个统一的整体。
客观环境被制图者认知，形成知识概念，通过符号化变为地图，用图者通过符号识别，在头脑中形成对客观环境的认识。
CAD与CAM的发展史
C h o n g Q i n g U n i v e r s i t y 《仪器制造工艺》小论文：CAD 与CAM 的发展史一、CAD/CAM 的基本概念及基本原理CAD/CAM 技术是以计算机、外围设备及系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何学、机械设计与制造、人机工程学、控制理论、电子技术、信息技术等学科知识，并以工程应用为对象，在机械制造业实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存储与管理等相关功能的实用技术。
CAD/CAM 技术经过近半个世纪的发展，在理论、技术和应用等方面都有了很大的进展，已经趋于成熟。
一般认为，广义的CAD/CAM 技术是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程以及与之直接和间接相关的活动，包括产品设计（几何造型、分析计算、设计、工程绘图等），工艺准备（计算机辅助工艺设计、计算机辅助工装设计与制造、NC 自动编程、工时定额和村料定额编制等），物料作业计划和生产作业计划的运行与控制（加工、装配、检测、输送、存储等），生产质量控制，工程数据管理等。
狭义的CAD/CAM 技术是指利用CAD/CAM 系统进行产品造型、计算分析和数控程序的编制（包括刀具路径的规划、定位文件的生成、刀具轨迹的仿真及NC 代码的生成等）。
二、CAD/CAM 的的系统构成 (1)硬件组成 CAD/CAM 的核心是计算机，这个计算机可以是专用计算机，也可以是通用计算机。
目前广泛应用的输入设备有键盘、数字化仪、语音输入笔、光笔等。
主要的输出设备有复印机、绘图仪、打印机等。
显示器可以作输出设备，与光笔配合又具有输入功能。
另外CAD/CAM 还有一些其他的附属设备。
(2)软件组成1)自动绘图系统。
自动绘图系统是根据工业制图的原理，利用计算机辅助进行图形的绘制。
2)各种二维CAD 系统。
适用于各个领域的CAD 系统，这些CAD 系统预先存有领域内使用的符号、工程标准等，如服装设计CAD 电路设计CAD 建筑用CAD 。
第5章_总体设计 数据库原理
Contents
5.1 设计过程 5.2 设计原理 5.3 启发规则 5.4 描绘软件结构的图形工具 5.5 面向数据流的设计方法
闽南科技学院计算机系
软件设计宣言：Mitch Kapor • “什么是设计？设计是你站在两个世界——技 术世界和人类的目标世界——而你尝试将这两 个世界结合在一起……”。 罗马建筑批评家Vitruvius提出的观念： • “设计良好的建筑应该展示出坚固、适用和令 人赏心悦目”。
• 耦合衡量不同模块彼此间互相依赖(连接)的紧密
程度。耦合要低，即每个模块和其他模块之间的 关系要简单；
• 内聚衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密
程度。内聚要高，每个模块完成一个相对独立的 特定子功能。
闽南科技学院计算机系
1. 耦合
• 耦合：是对一个软件结构内不同模块之间互连程 • • •
度的度量。 要求：在软件设计中应该追求尽可能松散耦合的 系统。 可以研究、测试或维护任何一个模块，而不需要 对系统的其他模块有很多了解； 模块间联系简单，发生在一处的错误传播到整个 系统的可能性就很小； 模块间的耦合程度强烈影响系统的可理解性、可 测试性、可靠性和可维护性。
A Flag B Flag
f1
f2
„
fn
闽南科技学院计算机系
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
#include <stdio.h> static bool Signal; void AdultOrNot(int age) { if (age > 18) { Signal = 1; } else { Signal = 0; } } void WineOrNot() { if (Signal == 1) { printf("%s\n", "您已到达法定饮酒年龄!"); } else { printf("%s\n","您未到达法定饮酒年龄!"); } }
实时数据库
实时数据库
1
实时数据库的概念
2
实时数据库核心技术
3
发展现状及未来趋势
4
实时数据库的应用领域ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目 录
CONTENTS
5
6
与其他数据库的对比
实时数据库的优缺点
PART 1
概念
背景
特点
主要功能
谈及实时数据库，当时诞生于美国，随着流程工业和航天工业的发展，大量的测量数据需要集成和存储，采用关系数据库难以满足速度和容量的要求，而且接口访问复杂，不适合科研和监控的需要，因此80年代中期，开始诞生了以工业监控为目的的实时数据库。 今天大家看到的一些实时数据库，如PI、Uniformance、Infoplus、InSql等工业监控类实时数据库均先后诞生于此阶段。 当时还有另外一个分支，即所谓硬实时数据库，它的采集速度和响应速度均是毫秒级的，而大家知道，今天大量应用实时数据库，主动采集速度均是秒级的，响应速度也不严格，在Windows平台下，小于40ms的响应均不准确，但当时却有这类产品，目前多用于军事和科研了。 到了上世纪90年代，实时数据库在流程工业全世界范围内大行其道，源于以太网的逐步普及；主要应用于工业监控、控制和公用工程。 国内的实时数据库发展较为缓慢，这与技术封锁有一定的关系，到了2000年之后，国内的实时数据库逐渐展露头角，如ESP-iSYS、Agilor等与国外的PI、InfoPlus均属于大型分布式网络实时数据库。规模相对较小的，如PHD、ConRTDB、SuperInfo，在国内开始应用。由于应用场景的不同，好多企业开始还只是解决现场监控的问题，由于分不清RTDB与SCADA的概念，结果InSql获得了一个发展的机会。
实时数据库系统中的事务管理技术
-数据库原理及应用第二版-第8章数据库设计
需求 分析
逻辑结构 设计
物理 设计
图 7－ 2
8.1.3数据库设计的基本步骤
需求分析阶段 概念结构设计 结构设计阶段 逻辑结构设计 物理结构设计 功能设计 行为设计阶段 事务设计 程序设计 数据库实施阶段 数据库运行和维护
需求分析：收集信息并进行分析和整理，是后 续的各个阶段的基础。概念结构设计：对需求分析 的结果进行综合、归纳形成一个独立于具体的DBMS 的概念模型。逻辑结构设计：将概念结构设计的结 果转换为某个具体的DBMS所支持的数据模型，并对 其进行优化。物理数据库设计：为逻辑结构设计的 结果选取一个最适合应用环境的数据库物理结构。 数据库行为设计：要设计所包含的功能，功能间的 关联关系以及一些功能的完整性要求；数据库实 施：运用DBMS提供的数据语言以及数据库开发工 具，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库， 编制应用程序，组织数据入库并进行试运行。数据 库运行和维护阶段：投入正式使用，在其使用过程 中不断对其进行调整、修改和完善。
常用的发现事实的方法有： 1、检查文档 2、面谈 3、观察业务的运转 4、研究 5、问卷调查
8.3 数据库结构设计
8.3.1概念结构设计
概念设计的特点和策略 1、概念模型的特点 有丰富的语义表达能力。 易于交流和理解。 易于更改。 易于向各种数据模型转换，易于导出与DBMS 有关的逻辑模型。
必须注意：关系上定义的索引数并不是越多越好， 系统为维护索引要付出代价，查找索引也要付出代价。 例如，若一个关系的更新频率很高，这个关系上定义的 索引数不能太多。因为更新一个关系时，必须对这个关 系上有关的索引做相应的修改。
聚簇存取方法 为了提供某个属性或属性组的查询速 度，把这个或这些属性(称为聚簇码)上具有 相同值的元祖集中存放在连续的物理块称为 聚簇。 一个数据库可建立多个聚簇，一个关系 只能加入一个聚簇。
地图学的发展现状与趋势
地图学的发展现状与趋势一、原始地图地图的产生和发展是人类生产和生活的需要。
今天保存下来最古老的地图是距今约4700年左右的苏美尔人绘制的地图(图1-5)。
距今约4500年左右的古代巴比伦地图(图1-6)，是制作在粘土陶片上的，绘有山脉，四个城镇和流入海洋的河道。
代表着人们对自然环境的认识。
从近代发现的太平洋海岛原始部落用木柱制作的海岛图，用柳条、贝壳编缀的海道图等，证明原始地图仅起确定位置，辨别方向的作用，可能都是些示意性的模型地图。
在中国，据《世本八种》记载，黄帝同蚩尤打仗，曾使用了表示“地形物象”的地图。
有记载的最古老的地图是夏朝的九鼎。
九鼎是当时统治权利的象征。
在九鼎上除了铸有各种图画外，还有表示山川的原始地图。
后来在《山海经》中，也有绘着山水、动植物及矿物的原始地图。
在周代的《周礼》一书中，至少有15处提到有关的图籍，其中13处较明确地记述了地图。
专题图中有全国交通图(“司险掌九洲之图，以周知其川林山泽之阻，而达其道路”)，这是世界上记述最早的交通图。
据史学家考证时间约在公元前1027年，河北平山和天水放马滩出土的文物，确凿的证明了我国记载古地图的历史事实。
这些地图已有了比例尺和抽象符号的概念，说明了这些时期我国地图发展已开始从模型地图向平面地图过渡。
二、古代地图春秋战国时期战争频繁，地图成为军事活动不可缺少的工具。
《管子.地图篇》指出“凡宾主者，要先审之地图”，精辟阐述了地图的重要性。
《战国策·赵策》中记有“臣窃以天下地图案之，诸候之地，五倍于秦”，表明当时的地图已具有按比例缩小的概念。
《战国策·燕策》中关于荆轲刺秦王，献督亢地图，“图穷而匕首见”的记述，说明秦代地图在政治上象征着国家领土及主权。
《史记》记载，萧何先入咸阳“收秦丞相御史律令图书藏之”，反映汉代很重视地图。
我国发现最早以实测为基础的古地图，是1973年在湖南长沙马王堆汉墓中挖掘出的公元前168年的三幅帛地图：地形图、驻军图和城邑图。
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图计算发展情况如何?
3、从市场竞争角度，现在有很 多不同类型的图数据库产品，每 种产品的优势不同，随着图数据 库在各个垂直行业的企业和用例 中不断得到应用，了解其中的差 异非常重要。图数据库现状对比 如图所示。
图分析能力 成为得力助手
03
图分析能力成为得力助手
图数据库通过原生并行图打破了前几代的局限性，实现深度关联 分析。我们知道，原生图数据库直接以图模型格式（点和边）存 储数据，提供内置索引，可以加快数据加载速度以快速构建图。 相较之下，非原生图虽然能轻松支持多模态数据库，但牺牲了图 性能，如果数据集很大，非原生图通常难以处理 3 步以上的查 询。
知识图谱受到越来越多的重视，其中确定性的知识会以实际顶点和边的 形式存储在图数据库中，概率性知识一般需要依赖于图分析引擎，进行 知识推理。图神经网络和知识图谱将是未来引爆图计算的机会。
图计算值得关注的热点
但是，图要实现大规模应用，必须先攻破的技术难点 之一就是如何提升图分析能力。原生的图数据存储可 以跨越数据孤岛，进行有效的建模，探索和查询具有 复杂关系的数据，进而解决 SQL 在查询复杂数据问题 并不总是有效的问题。但问题是，图数据的存储和分 析对数据规整性要求高，一旦数据规整性差，就会影 响计算，且分析难度会随着分析维度的增加而增加。
图计算 值得关注的热点
01
图计算值得关注的热点
图计算重点包括两点：图数据库和图分析引擎，前者 重点关注 OLTP ，后者重点关注离线图计算，当然这 二者的界限有时候不那么清晰，比如有些图数据库内 置了图分析算法的实现，有些图分析引擎也实现了事 务和持久化。 图计算在近几年受到广泛的关注，主要有以下几个方 面的因素
图分析能力成为得力助手
可扩展性是大数据时代的一个重要特征。企业需要将他们的数据 库解决方案横向扩展到多台计算机，因为他们的数据可能增长得 过大，无法经济地存储在单个服务器上，图数据库支持纵向扩展 和横向扩展，能够将图数据自动划分到一个服务器集群中，在保 持实时速度的同时，提高加载和查询吞吐量。图数据库在执行每 项任务的同时，擅长并行处理，采用 MPP 设计架构，每个点和 关联都可以关联一个计算函数，并且每个点或关联可同时作为并 行的存储单元，存储紧凑，访问快速。图数据库采用一种分布式 计算模式，让所有服务器都参与查询，例如，当遍历路径从服务 器 A 跨入服务器 B 时，将向服务器 B 传递它需要知道的最少 量的信息，在服务器 B 已经得知整个查询请求后，便可以轻松 参与分工，这样就显著地提升遍历大部分图的分析查询性能。
图计算 发展情况如何?
02
图计算发展情况如何?
从图技术本身来看，整个图计算领域可进一步细分为查询分析、 计算引擎、存储管理、可视化等子方向。目前并没有一种涵盖所 有子方向的图引擎。例如图数据库Neo4j、Titan 等擅长于图数 据的事务性查询，但并不能高效地进行离线分析；分析引擎 Turi、GraphX 侧重图数据的离线分析和挖掘，却不能对属性图 进行管理，且不支持实时查询。图计算引擎多种多样。最出名的 是有内存的、单机的图计算引擎 Cassovary 和分布式的图计算 引擎 Pegasus 和 Giraph 。
总结
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总结
图计算方兴未艾，在喧闹背后，我们应该冷静地看到它尚未攻破 的难点，比如前面提到的超级顶点问题、OLTP 和 OLAP 融合问 题、图划分、流式图数据处理等。而当下正处在风口浪尖上的知 识图谱和图神经网络，其背后值得思考的东西也很多。
总结
比如，图谱成为热点背后，我们更应该关注图谱的应用阶段，有 些阶段离不开人的参与，有些阶段应尽可能减少人的介入，二者 之间达成某种平衡。现在我们都在谈 5G ，那么 5G 跟图谱之间 是否也有关联？5G 催生了 AI 的新应用，未来，图谱从单模态 发展为多模态的想象空间还是非常大的。
演讲完毕，谢谢观看
数易轩图数据库技术小祖
Байду номын сангаас
图计算值得关注的热点
YOUR TITLE
适合以图表达的数据积累到一定程度了，对隐藏在图数据 中的知识挖掘的需求也随之越来越强烈。
图神经网络是深度学习的一个重大创新。深度学习发展遇到了瓶颈，不可解 释性是其固有的顽疾。而与深度学习相结合的图计算将端到端学习与归纳推 理相结合，有望解决深度学习无法处理的关系推理、可解释性等固有问题。
图数据库
设计原理及发展现状
数易轩图数据库技术小祖
图数据库的设计原理及发展现状
随着互联网急速发展，各行各业对于数据管理的需求与日俱增， 数据库产业竞争压力也越来也愈大。图数据库作为新型NoSQL数 据库的代表，图数据库产业的爆发也将计日可待。数易轩致力于 图数据库技术服务，为您介绍图数据库的发展与现状。
图计算发展情况如何?
1、在金融反欺诈、社交、营销、物流和 IoT 领域应用广泛，但是很少 有端到端的解决方案，用户使用门槛较高。另外，新技术的实操积累尚 不成熟。以知识图谱为例，前几年大家讨论的是应用实现，所以知识图 谱火了。但是，当项目要落地时碰到了很多技术上的障碍，比如在性能 上，数据加载就是一个瓶颈，这导致知识谱图不能实时及时更新，使很 多项目上不了线。目前，超级顶点问题、OLTP 与 OLAP 融合问题、图 划分、流式图数据处理，仍然是学术界和工业界研究的重点。
图计算发展情况如何?
2、从企业用户的角度，数据质量、应用方法不成熟，用户没有明确自 己要什么，导致图技术落地困难重重。图数据库的实施流程一般包括： 业务理解、图 Schema 设计、业务数据加工、业务验证和监控运维 5 个步骤。其中第一步就是业务理解，这一步需要用户明确自己要什么， 理解业务数据和业务问题，将业务问题映射成图问题，并确认数据来源、 存储介质、更新方式、容灾方案等，并匹配相应的软硬件资源。很多企 业用户还没有清楚地理解业务就开始设计，导致后面惨淡收场。所以， 当前应用图数据库的主要还是 BATJ、今日头条、华为等一线企业，以 及大中型金融机构、政府等。