创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 单片机程序程序存储空间（ROM）和数据存储空间(RAM)详解 问题：STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K 字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么？ 8K的程序存储空间是存储代码，也就是你写的程序生成的HEX文件的，相当于电脑系统的C盘。 512字节相当于内存，存储空间存储变量，像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。 2K eeprom相当于电脑系统的硬盘，数据写入后掉电不丢失。主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。像设置的闹铃值，设置好了就不用每次都去设置了，保存在单片机里面，即使掉电了，设置的数据也不会丢失，只需单片机上电再读取就好了。 单片机原理及系统结构 在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法，再分析片外存储器的扩展，最后给出设计原理并分析系统结构。
图一：存储空间分布 51单片机存储器结构分析 8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间，共有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。 这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。MCS-51使用哈弗结构，它的程序空间和数据空间是分开编址的，即各自有各自的地址空间，互不重叠。所以即使地址一样，但因为分开编址，所以依然要说哪一个空间内的某地址。而ARM （甚至是x86）这种冯诺依曼结构的MCU/CPU，它的地址空间是统一并且连续的，代码存储器/RAM/CPU寄存器，甚至PC机的显存，都是统一编址的，只是不同功能的存储器占据不同的地址块，各自为政。 MCS-51单片机存储器的配置特点 ①内部集成了4K的程序存储器ROM； ②内部具有256B的数据存储器RAM（用户空间+SFR空间）； ③可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。 从物理结构的角度讲，51单片机的存储系统可以分为四个存储空间：既片内ROM，RAM和片外ROM、RAM。 从逻辑结构上看（既编程的角度），可以分为三个不同的空间： （1）片内、片外统一编址的64KB的程序存储器地址空间：0000H~FFFFH(用16位地址);，其中0000H~0FFFH为片内4KB的ROM地址空间，1000H~FFFFH为
海量空间数据存储技术研究作者：作者单位：唐立文，宇文静波唐立文(装备指挥技术学院试验指挥系北京 101416，宇文静波(装备指挥技术学院装备指挥系北京 101416 相似文献(10条 1.期刊论文戴海滨.秦勇.于剑.刘峰.周慧娟铁路地理信息系统中海量空间数据组织及分布式解决方案 -中国铁道科学2004,25(5 铁路地理信息系统采用分布式空间数据库系统和技术实现海量空间数据的组织、管理和共享.提出中心、分中心、子中心三层空间数据库分布存储模式,实现空间数据的全局一致和本地存放.铁路基础图库主要包括不同比例尺下的矢量和栅格数据.空间数据库的访问和同步采用复制和持久缓存.复制形成主从数据库结构,从数据库逻辑上是主数据库全部或部分的镜象.持久缓存是在本地形成对远程空间数据的部分缓存,本地所有的请求都通过持久缓存来访问. 2.学位论文骆炎民基于XML的WebGIS及其数据共享的研究 2003 随着计算机技术、网络通信技术、地球空间技术的发展，传统的GIS向着信息共享的WebGIS发展，WebGIS正成为大众化的信息工具，越来越多的 Web站点提供空间数据服务。但我们不得不面对这样的一个现实：数以万计的Web站点之间无法很好地沟通和协作，很难通过浏览器访问、处理这些分布于Web的海量空间数据；而且由于行业政策和数据安全的原因，这些空间资源
大多是存于特定的GIS系统和桌面应用中，各自独立、相对封闭，从而形成空间信息孤岛，难以满足Internet上空间信息决策所需的共享的需要。此外，从地理空间信息处理系统到地理空间信息基础设施和数字地球，地理空间信息共享是它们必须解决的核心问题之一。因此，对地理空间信息共享理论基础及其解决方案的研究迫在眉睫；表达、传输和显示不同格式空间数据，实现空间信息共享是数字地球建设的关键技术之一，GIS技术正在向更适合于Web的方向发展。本文着重于探索新的网络技术及其在地理信息领域中的应用。 3.学位论文马维峰面向Virtual Globe的异构多源空间信息系统体系结构与关键技术 2008 GIS软件技术经过30多年的发展，取得了巨大发展，但是随着GIS应用和集成程度的深入、Internet和高性能个人计算设备的普及，GIS软件技术也面临着诸多新的问题和挑战，主要表现为：GIS封闭式的体系结构与IT主流信息系统体系结构脱节，GIS与其他IT应用功能集成、数据集成困难；基于地图 (二维数据的数据组织和表现方式不适应空间信息应用发展的需求；表现方式单一，三维表现能力不足。现有GIS基础平台软件的设计思想、体系结构和数据组织已经不适应GIS应用发展的要求，尤其不能适应“数字地球”、“数字城市”、“数字区域”建设中对海量多源异构数据组织和管理、数据集成、互操作、应用集成、可视化和三维可视化的需求。 Virtual Globe 是目前“数字地球”最主要的软件实现技术，Vtrtual Globe通过三维可视化引擎，在用户桌面显示一个数字地球的可视化平台，用户可以通过鼠标、键盘操作在三维空间尺度对整个地球进行漫游、缩放等操作。随着Google Earth的普及，Virtual Globe已成为空间数据发布、可视化、表达、集成的一个重要途径和手段。 Virtual Globe技术在空间数据表达、海量空间数据组织、应用集成等方面对GIS软件技术具有重要的参考价值：从空间数据表达和可视化角度，基于Virtual Globe的空间信息可视化方式是GIS软件二维电子地图表达方式的最好替代者，其空间表达方式可以作为基于地图表达方式的数字化天然替代，对于GIS基础平台研究具有重要借鉴意义；从空间数据组织角度，Virtual Globe技术打破了以图层为基础的空间数据组织方式，为解决全球尺度海量数据的分布式存取提供了新的思路；从应用集成和空间数据互操作角度，基于VirtualGlobe的组件化GIS平台可以提供更好的与其他IT系统与应用的集成方式。论文在现有理论和技术基础上，借鉴和引入
Oracle数据库中空间数据类型随着GIS、CAD/CAM的广泛应用，对数据库系统提出了更高的要求，不仅要存储大量空间几何数据，且以事物的空间关系作为查询或处理的主要内容。Oracle数据库从9i开始对空间数据提供了较为完备的支持，增加了空间数据类型和相关的操作，以及提供了空间索引功能。 Oracle的空间数据库提供了一组关于如何存储，修改和查询空间数据集的SQL schema与函数。通过MDSYS schema规定了所支持的地理数据类型的存储、语法和语义，提供了R-tree空间数据索引机制，定义了关于空间的相交查询、联合查询和其他分析操作的操作符、函数和过程，并提供了处理点，边和面的拓扑数据模型及表现网络的点线的网络数据模型。 Oracle中各种关于空间数据库功能主要是通过Spatial组件来实现。从9i版本开始，Oracle Spatial空间数据库组件对存储和管理空间数据提供了较为完备的支持。其主要通过元数据表、空间数据字段（即SDO_GEOMETRY字段）和空间索引来管理空间数据，并在此基础上提供一系列空间查询和空间分析的函数，让用户进行更深层次的GIS应用开发。Oracle Spatial使用空间字段SDO_GEOMETRY存储空间数据，用元数据表来管理具有SDO_GEOMETRY字段的空间数据表，并采用R树索引和四叉树索引技术来提高空间查询和空间分析的速度。 1、元数据表说明。 Oracle Spatial的元数据表存储了有空间数据的数据表名称、空间字段名称、空间数据的坐标范围、坐标参考信息以及坐标维数说明等信息。用户必须通过元数据表才能知道ORACLE数据库中是否有Oracle Spatial的空间数据信息。一般可以通过元数据视图（USER_SDO_GEOM_METADATA）访问元数据表。元数据视图的基本定义为： ( TABLE_NAME V ARCHAR2(32), COLUMN_NAME V ARCHAR2(32), DIMINFO MDSYS.SDO_DIM_ARRAY, SRID NUMBER
大数据存储方式概述 随着信息社会的发展，越来越多的信息被数据化，尤其是伴随着Internet的发展，数据呈爆炸式增长。从存储服务的发展趋势来看，一方面，是对数据的存储量的需求越来越大，另一方面，是对数据的有效管理提出了更高的要求。首先是存储容量的急剧膨胀，从而对于存储服务器提出了更大的需求；其次是数据持续时间的增加。最后，对数据存储的管理提出了更高的要求。数据的多样化、地理上的分散性、对重要数据的保护等等都对数据管理提出了更高的要求。随着数字图书馆、电子商务、多媒体传输等用的不断发展，数据从GB、TB 到PB量级海量急速增长。存储产品已不再是附属于服务器的辅助设备，而成为互联网中最主要的花费所在。海量存储技术已成为继计算机浪潮和互联网浪潮之后的第三次浪潮,磁盘阵列与网络存储成为先锋。 一、海量数据存储简介 海量存储的含义在于，其在数据存储中的容量增长是没有止境的。因此，用户需要不断地扩张存储空间。但是，存储容量的增长往往同存储性能并不成正比。这也就造成了数据存储上的误区和障碍。海量存储技术的概念已经不仅仅是单台的存储设备。而多个存储设备的连接使得数据管理成为一大难题。因此，统一平台的数据管理产品近年来受到了广大用户的欢迎。这一类型产品能够整合不同平台的存储设备在一个单一的控制界面上，结合虚拟化软件对存储资源进行管理。这样的产品无疑简化了用户的管理。 数据容量的增长是无限的，如果只是一味的添加存储设备，那么无疑会大幅增加存储成本。因此，海量存储对于数据的精简也提出了要求。同时，不同应用对于存储容量的需求也有所不同，而应用所要求的存储空间往往并不能得到充分利用，这也造成了浪费。 针对以上的问题，重复数据删除和自动精简配置两项技术在近年来受到了广泛的关注和追捧。重复数据删除通过文件块级的比对，将重复的数据块删除而只留下单一实例。这一做法使得冗余的存储空间得到释放，从客观上增加了存储容量。 二、企业在处理海量数据存储中存在的问题 目前企业存储面临几个问题，一是存储数据的成本在不断地增加，如何削减开支节约成本以保证高可用性；二是数据存储容量爆炸性增长且难以预估；三是越来越复杂的环境使得存储的数据无法管理。企业信息架构如何适应现状去提供一个较为理想的解决方案，目前业界有几个发展方向。 1.存储虚拟化 对于存储面临的难题，业界采用的解决手段之一就是存储虚拟化。虚拟存储的概念实际上在早期的计算机虚拟存储器中就已经很好地得以体现，常说的网络存储虚拟化只不过是在更大规模范围内体现存储虚拟化的思想。该技术通过聚合多个存储设备的空间，灵活部署存储空间的分配，从而实现现有存储空间高利用率，避免了不必要的设备开支。 存储虚拟化的好处显而易见，可实现存储系统的整合，提高存储空间的利用率，简化系统的管理，保护原有投资等。越来越多的厂商正积极投身于存储虚拟化领域，比如数据复制、自动精简配置等技术也用到了虚拟化技术。虚拟化并不是一个单独的产品，而是存储系统的一项基本功能。它对于整合异构存储环境、降低系统整体拥有成本是十分有效的。在存储系统的各个层面和不同应用领域都广泛使用虚拟化这个概念。考虑整个存储层次大体分为应用、文件和块设备三个层次，相应的虚拟化技术也大致可以按这三个层次分类。 目前大部分设备提供商和服务提供商都在自己的产品中包含存储虚拟化技术，使得用户能够方便地使用。 2.容量扩展 目前而言，在发展趋势上，存储管理的重点已经从对存储资源的管理转变到对数据资源
7.2 数据库访问技术 访问数据库中的数据对象时，一般可采用两种访问方式：一是登录用户直接借助DBMS 的数据操纵工具，通过图形或SQL命令接口联机访问；另外一种为程序代码通过应用程序编程接口（Application Programming Interface，API）进行数据库连接验证以及数据操作。两种数据库访问方式，可以抽象为图7.5的层次结构，从中可见中间的接口组件是数据库访问的桥梁与核心，本节主要就该部分的通用接口技术（即API访问方式）部分进行介绍。 图7.5 数据库访问结构示意 根据底层数据操作模式的差异，数据库接口可简单分为：本地（Local）数据库接口和客户机/服务器（Client/Server）数据库接口。 1．本地数据库接口 通过DBMS将用户数据请求转换成为简单的磁盘访问命令，并交由操作系统的文件管理系统执行；然后DBMS从文件管理系统得到数据响应并加以处理。由于DBMS数据文件组织结构的差异，本地型DBMS只能够读取特定的数据源。 2．客户机/服务器数据库接口 数据处理工作分散到工作站和服务器上处理。工作站通过特定的数据库通信API，把数据访问请求传给相应的服务器的后端数据驱动程序。由于不同客户机/服务器数据库管理系统通信机制的差异，异构数据库之间也难以实现透明通信互访。 因此，仅依靠特定DBMS提供的数据库访问接口难以支撑透明的、通用的异构数据库访问。后台数据库管理系统的变更或升级，需要程序员对特定API的重新学习，以及对应用程序代码的改写；而市场上DBMS产品众多，必将进一步加大系统开发人员的学习和维护压力，应用程序与数据源间的独立性难以真正实现。为此，建立更为通用的数据访问技术规范，为程序用户提供一套完整、统一的数据库访问接口，得到了数据库业界广泛认同与支持，并由此产生了众多成熟的数据库访问接口应用技术规范。 到目前为止，主流的数据库访问技术包括ODBC、MFC ADO、RDO、OLE DB、ADO、https://www.doczj.com/doc/312618614.html,以及JDBC等通用技术标准。这些通用数据库访问技术的出现与发展大大降低了数据库系统开发与维护门槛，改善了数据库系统的移植性、扩展性，极大推动了数据库技术的发展与普及。下面就主流数据库访问技术发展与演化进行介绍。
本栏目责任编辑：代影数据库与信息管理Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第6卷第29期(2010年10月)海量空间数据组织及存储方案 李慧玲 （长治学院计算机系，山西长治046011） 摘要：目前信息管理系统中需要存储的数据越来越多，而且数据的结构也变的越来越复杂。那么如何来组织和存储数据就变得很重要。该文以土地档案海量数据为例，从数据的存储方式、空间数据引擎以及利用关系数据库三个方面进行说明MAPGIS 是如何组织和管理海量空间数据的。 关键词：GIS 技术；海量空间数据；图档一体化 中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)29-8168-02 Organization and Storage Solutions of Massive Spatial Data LI Hui-ling (Computer Science Department,Changzhi University,Changzhi 046011,China) Abstract:The current information management systems need to store more data,and data structure becomes more and more complex.So how to organize and store data becomes very important.This land mass data files,for example,from the data is stored,spatial data and the use of relational database engines are described from three aspects that MAPGIS is how to organize and manage massive spatial data.Key words:GIS technology;massive spatial data;integration of drawing and files 现阶段，档案管理正在从以纸质档案管理为主逐步向以纸质档案管理和电子档案管理并重发展转变。随着信息化程度的提高，档案管理最终将以电子档案管理为主。土地档案的数据越来越多，而且除了海量属性数据之外，还有图形数据等等，那么如何来更好的存储这些海量空间数据才是真正的解决土地档案管理问题。本文利用GIS 技术和采用关系数据库结合的方式从三方面叙述并解决了这个问题，并能实现图档一体化管理。 1数据在GIS 中是如何存储的 目前，数据的存储方式有以下三种：1)GIS 数据是通过文件与关系数据库两者的结合来共同存储和管理的。当前大部分GIS 应用软件都是采用这种方式来对数据进行管理的。2)GIS 应用软件中的所有数据都存储在文件中。所谓的文件存储也就是将所有的数据包括空间数据和非空间数据都存储在一个或者多个文件中。3)采用数据库来存储和管理空间数据和属性数据的方式。通过这种方式来存储数据，包括空间数据和属性数据，即空间数据也可存放在数据库中。利用数据库来存储海量空间数据，这是GIS 应用软件发展的必然趋势。通过数据库来存储空间数据，解决了用文件存储空间数据时，对数据不能进行并发操作的缺点；用C/S (Client/Server)的操作模式，解决了以前空间数据不能进行分布式处理等问题。它从理论上保证了数据的完整性和数据的共享性，实现了属性数据和空间数据的一体化存储。利用关系数据库来存储空间数据将GIS 本身的问题转移到数据库的领域中，给开发GIS 应用软件的开发带来了新的解决方向[1]。就目前的形势，大型数据库厂商越来越重视空间数据的存储，通过研究与摸索，大型数据库厂商各自推出了自己的关于空间数据存储的解决方案，如0racle Satial ，B lade,Informix Satial 。GIS 技术的发展在这些厂商对于空间数据存储的支持下，有了更广阔的应用前景。无论采用哪种模式建立GIS 系统，通过利用0rac1e 的空间数据存储技术，在开发GIS 产品中，都可以跳过传统GIS 平台开发时所需要的一些必要的步骤，解决了大型空间数据不能多人维护数据的问题。另外数据库本身自带的一些特点，可以解决GIS 存在的一些问题：比如说数据库可支持多用户并发操作，克服了文件方式不能多用户同时操作数据的缺点，同时由于数据库的支持克服了以前由于不同GIS 厂商之间数据文件格式不同，导致的空间数据从一个GIS 平台移植到另外一个GIS 平台上数据处理的复杂性，从而保证空间数据能够做到完全意义上的共享，提高了GIS 系统的可用性和实用性[2]。这样GIS 平台的发展加上数据库技术的提高，两者的结合可以很好的解决土地档案海量空间数据的存储问题。 2SDE SDE 中文全称是，空间数据引擎。现在市场上的数据库几乎都是利用关系原理建立的，可是GIS 管理数据强调空间性以及拓扑关系，明显GIS 数据是不能直接存储在这些数据库中的，更不能对其进行查询了。所以要结合两者，并利用各自的优势，就要有一个中间件来联系数据库和GIS 系统。MAPGIS 就是在关系数据库的基础上，增加了联系二者的纽带?—空间数据引擎(SDE)，空间数据引擎将客户端接收到的空间数据、属性数据的查询、添加、修改等操作转换成数据库中的关系操作。同时SDE 还优化了对数据库的操作，而且SDE 为系统管理员或客户端提供了GIS 的概念模型，利用SDE ，可以直接以GIS 的概念对数据进行维护和权限管理，使用户脱离了关系数据库中许多繁琐的细节等。空间数据引擎还增加了关系数据库中实现不了一些功能，对数据进行自动检查和维护功能，如拓扑一致性检查等。当然近些年来，关系数据库也在不断的更新和发展，其技术也慢慢地成熟起来，实现了利用关系数据库对空间数据和属性数据进行一体化管理和存储，这种现象已经成为GIS 平台发展的一个趋势。空间数据引擎(Satial Data Engine)，收稿日期：2010-08-15 ISSN 1009-3044 Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.6,No.29,October 2010,pp.8168-8169E-mail:jslt@https://www.doczj.com/doc/312618614.html, https://www.doczj.com/doc/312618614.html, Tel:+86-551-569096356909648168
1.存储器设备发展之汞延迟线是基于汞在室温时是液体，同时又是导体，每比特数据用机械波的波峰（1）和波谷（0）表示。 机械波从汞柱的一端开始，一定厚度的熔融态金属汞通过一振动膜片沿着纵向从一端传到另一端，这样就得名“汞延迟线”。 在管的另一端，一传感器得到每一比特的信息，并反馈到起点。 设想是汞获取并延迟这些数据，这样它们便能存储了。 这个过程是机械和电子的奇妙结合。 缺点是由于环境条件的限制，这种存储器方式会受各种环境因素影响而不精确。 1950年，世界上第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC由冯.诺依曼博士领导设计。 它的主要特点是采用二进制，使用汞延迟线作存储器，指令和程序可存入计算机中。 1951年3月，由ENIAC的主要设计者莫克利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-I交付使用。 它不仅能作科学计算，而且能作数据处理。 2.存储器设备发展之磁带UNIVAC-I第一次采用磁带机作外存储器，首先用奇偶校验方法和双重运算线路来提高系统的可靠性，并最先进行了自动编程的试验。 磁带是所有存储器设备发展中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之 一。 它互换性好、易于保存，近年来，由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术，大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。
根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录（数据流）技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术。 根据读写磁带的工作原理，磁带机可以分为六种规格。 其中两种采用螺旋扫描读写方式的是面向工作组级的DAT（4mm）磁带机和面向部门级的8mm磁带机，另外四种则是选用数据流存储技术设计的设备，它们分别是采用单磁头读写方式、磁带宽度为1/4英寸、面向低端应用的Travan和DC系列，以及采用多磁头读写方式、磁带宽度均为1/2英寸、面向高端应用的DLT和IBM的3480/3490/3590系列等。 磁带库是基于磁带的备份系统，它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能，但同时具有更先进的技术特点。 它的存储容量可达到数百PB，可以实现连续备份、自动搜索磁带，也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计，整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。 磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。 在网络系统中，磁带库通过SAN（Storage Area Network，存储区域网络）系统可形成网络存储系统，为企业存储提供有力保障，很容易完成远程数据访问、数据存储备份或通过磁带镜像技术实现多磁带库备份，无疑是数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存储设备。 3.存储器设备发展之磁鼓1953年，随着存储器设备发展，第一台磁鼓应用于IBM 701，它是作为内存储器使用的。 磁鼓是利用铝鼓筒表面涂覆的磁性材料来存储数据的。 鼓筒旋转速度很高，因此存取速度快。 它采用饱和磁记录，从固定式磁头发展到浮动式磁头，从采用磁胶发展到采用电镀的连续磁介质。 这些都为后来的磁盘存储器打下了基础。
实验一数据库的连接与访问（分两次实验完成）实验目的： 1）掌握https://www.doczj.com/doc/312618614.html,的常用对象 2）掌握常用https://www.doczj.com/doc/312618614.html,的程序编写方法 3）能够实现简单的查询和数据更新功能 注意：注意查看红色字体部分内容。 https://www.doczj.com/doc/312618614.html,是.NET Framework中的一系列类库，提供了在.NET开发中数据库所需的操作的类。在.NET应用程序开发中，C#可以使用https://www.doczj.com/doc/312618614.html,。 可以将https://www.doczj.com/doc/312618614.html,看做是一个介于数据源和数据使用者之间的转换器，如图1所示。https://www.doczj.com/doc/312618614.html,接收使用者语言中的命令，如连接数据库、返回数据集等，然后将这些命令转换成可以在数据源中正确执行的语句。 图1 https://www.doczj.com/doc/312618614.html,的功能示意图 一、https://www.doczj.com/doc/312618614.html, 命名空间及其常用类 https://www.doczj.com/doc/312618614.html,体系结构的类包含在System.Data命名空间中（命名空间相当于一个容器，它包含一组定义的类或结构，命名空间也可以嵌套在另一个命名空间中。.NET类库提供了很多类，根据类的功能不同，又划分了很多命名空间，而这些命名空间大多数有一个顶级的
命名空间System。其中System.Data命名空间提供对表示https://www.doczj.com/doc/312618614.html,结构的类的访问），根据功能划分，System.Data又包含了多个子空间。System.Data命名空间及其子空间所包含的常用类如表1所示。 表1 System.Data命名空间及其子空间的常用类
二、https://www.doczj.com/doc/312618614.html,数据库访问 实验内容： 一、设计如下图所示窗体
图2 学生注册信息管理的窗体设计 建立上述窗体的过程如下： （1）启动Visual Studio 2008，然后文件->新建项目，弹出如图3所示的对话框。
长春理工大学学报 Journal of Changchun University of Science and Technology 第7卷第3期2012年3月 Vol.7No.3Mar.2012 基于SQLServer 的空间数据 存储器的设计与实现 刘宝娥 （集宁师范学院，内蒙古乌兰察布，012000） ［摘 要］ 随着信息技术的发展，数据量的逐渐膨胀以及分布式地理信息系统GIS 中的发展，对空间数据以及地理数据 的管理提出了更高的要求，而传统的关系型数据库难以满足空间数据存储以及地理信息系统客户端应用程序连接的需要，由此，应通过以面向实体的数据模型为基础，通过SQLServe 的关系型数据库的管理系统，以相应的功能以及数据引擎技术，实现了对海量空间数据的一体化存储，满足了地理信息系统的实际发展需求。［关键词］SQLServe ；空间数据；存储器；设计；实现 ［中图分类号］ TP311.132.3 ［文献标识码］ A ［作者简介］ 刘宝娥（1975-），女，在职硕士，讲师，研究方向为计算机教学。 空间数据管理包括空间数据模型和空间数据库两个方面的内容体系。当前，地理信息系统基础软件平台所沿用的空间数据模型，从而在一定程度上导致了空间实体关系以及时空变化的相关描述与表达、数据的组织、空间的分析等方面具有较大的局限性，难以满足新时期空间信息系统基础软件平台的以及应用系统发展的实际需要，由于现实对象较多，从而导致了空间关系日渐复杂，要描述空间对象之间的关系需要大量的数据，由此，对空间复杂数据的管理应基于空间数据模型，构建空间数据库系统。通过以地理信息系统软件的发展需求为基础，结合MAPGIS 面向实体的空间数据模型以及SQLServer 数据库的应用特点，实现了利用空间数据引擎实现对空间数据与属性数据的一体化存储方式的设计和实现。 一、空间数据存储器系统设计 （一）空间数据模型 对空间数据模型的研究以及设计在当前地理信息系统（GIS ）发展过程中有着重要的作用。空间数据模型MAPGIS 中采用了面向对象的设计原则和思想，通过以地理实体为中心，实现对面向实体的空间数据模型的构建和发展。建立观察范围内部的地理世界的视图模式。该模型以描述实体特性以及实体之间关系为基础，实现对人类理解的地理世界语义环境的模拟。MAPGIS 空间数据模型以地理数据库—数据集—类为数据组织的层次，也就是非空间的实体抽象为了实际的对象，而空间的实体则被抽象地定义为要素，具有同样类型结构的要素构成了要素类，同样类型的对象构成了对象类。若干要素类以及对象类组成了要素集，要素集的汇集则构成了地理的信息数据库。由此，从相应体系的结构上可分为参照系、要素类、对象类、关系类、动态类、注记类、修饰类、要素数据集、子类型、几何网络、域集和规则集。从而实现了对空间数据存储系统的整体设计和系统定义。 （二）空间数据引擎 空间数据引擎（MAPGIS-SDE ）实现了空间数据库解决方案，空间数据引擎基于关系数据库系统（RDBMS ）以及地理信息系统之间的中间件部分，实现了对空间数据模型到关系数据模型RDBMS 之间的关系映射，并通过关系型的数据库存储以及管理和快速检索的以TB 为单位的海量数据库。空间数据引擎具有以下几个方面的特点： 1.引擎机制。MAPGIS-SDE 在服务器端以及客户端存在分布，客户端以软件的应用为基础，并且未上层的应用客户提供了SDE 接口，实现了对用户标准空间存储、查询以及分析提供了服务体系，承接了客户端需求。服务器端以及客户端之间的数据传输模式采用了异步的缓冲机制，通过服务器端，将所要提取的数据存放入缓冲区，而后整批发向客户端，实现相应的应用模式，从而在很大程度上提高了网络传输的效率。 2.接口技术。空间数据存储以及空间数据服务的核心在于空间数据存储器，为有效保证空间数据存储器的跨平台的特性以及对商业数据库的访问效率的保障，空间数据库的引擎应通过一致性服务接口的提供，针对不同的数据库采用不同接口技术的使用，例如，针对SQLServer 可采用ODBC 和ADO 接口技术。 3.物理部署。空间数据存储系统的引擎，能实现与数据库管理系统服务器部署在同一服务器上，或是分开部署在不同的服务器上，可根据实际的需要对空间存储系统进行相应的部署，从而有效减轻数据库服务器荷载，提高相应数据库的运行效率。 （三）存储器系统架构 空间数据存储器由空间数据库引擎、商业数据库两部分组成。具体实用于空间是数据库。空间数据库引擎实现了对各类空间数据的存储管理。该类数据包括数据字典、表、存储过程等等，并面向用户提供了访问的接口。数据字典提 ----237
连接数据库的方法小结 1.ODBC API ODBC(Open Database Connectivity，开放数据库互连)是微软公司开放服务结构(WOSA，Windows Open Services Architecture)中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准API（应用程序编程接口）。这些API利用SQL来完成其大部分任务。ODBC本身也提供了对SQL语言的支持，用户可以直接将SQL语句送给ODBC。 一个基于ODBC的应用程序对数据库的操作不依赖任何DBMS，不直接与DBMS打交道，所有的数据库操作由对应的DBMS的ODBC驱动程序完成。也就是说，不论是FoxPro、Access , MYSQL还是Oracle数据库，均可用ODBC API 进行访问。由此可见，ODBC的最大优点是能以统一的方式处理所有的数据库。 2．MFC ODBC 由于直接使用ODBC API编写应用程序要编制大量代码，开发者往往需要花费很多的精力在非核心代码的维护上，而Visual C++提供了MFC ODBC类，封装了ODBC API，这使得利用MFC ODBC来创建ODBC应用程序非常简便。 3．DAO（Data Access Object） DAO提供了一种通过程序代码创建和操纵数据库的机制，多个DAO构成一个体系结构，在这个体系结构中，各个DAO对象协同工作。MFC DAO是Microsoft提供的用于访问Microsoft jet数据库文件的强有力的数据库开发工具，它通过封装DAO，向程序员提供了DAO操作数据库的手段。 4．OLE DB OLE DB(Object Linking and Embedding, Database, 又称为OLE DB或OLE-DB),一个基于COM的数据存储对象,能提供对所有类型的数据的操作,甚至能在离线的情况下存取数据(比方说,你使用的是你的便携机,你可以毫不费力地看到最后一次数据同步时的数据映像). OLEDB位于ODBC层与应用程序之间. 在你的ASP页面里,ADO是位于OLEDB之上的应用程序. 你的ADO调用先被送到OLEDB,然后再交由ODBC 处理. 你可以直接连接到OLEDB层,如果你这么做了,你将看到服务器端游标(recordset的缺省的游标,也是最常用的游标)性能的提升.
第四章地理信息系统空间数据库（1）
第四章地理信息系统空间数据库 第1节空间数据库概述 第2节传统的数据模型 第3节语义和面向对象数据模型 第4节空间数据库逻辑模型设计和物理设计第5节GIS空间时态数据库
第一节空间数据库概述?空间数据库的概念 ?空间数据库的设计 ?空间数据库的实施和维护
一、空间数据库的概念 1. 数据库的相关概念 ①数据库：是指长期储存在计算机内有结构的、大量的、可共享的数据集合。 ②数据库管理系统：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件；他的功能包括：数据定义，数据操作，数据库的运行管理，数据库的建立和维护。 ③数据库系统：指在计算机系统中引入数据库后的系统，它由数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。 ④数据库系统管理员：负责数据库的建立、使用和维护的专门人员。
2. 空间数据库的相关概念 空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。 空间数据库（系统）组成：包括3部分 ?空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，一般是以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。 ?空间数据库管理系统：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义，提供必需的空间数据查询检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件。?空间数据库应用系统：应用模块。
空间数据库是GIS中存储的与应用相关的地理空间数据的总和。（是GIS基本且重要的组成部分） 数据库＝数据库系统
1.空间地理数据的基本特征 要完整地描述空间实体或现象的状态，一般需要同时有空间数据和属性数据。如果要描述空间实体或的变化，则还需记录空间实体或现象在某一个时间的状态。所以，一般认为空间数据具有三个基本特征： ⑴空间特征表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。空间特征又称为几何特征或定位特征，一般以坐标数据表示。 ⑵属性特征表示现象的特征，例如变量、分类、数量特征和名称等等。 ⑶时间特征指现象或物体随时间的变化。 位置数据和属性数据相对于时间来说，常常呈相互独立的变化，即在不同的时间，空间位置不变，但是属性类型可能已经发生变化，或者相反。因此，空间数据的管理是十分复杂的。 有效的空间数据管理要求位置数据和非位置数据互相作为单独的变量存放，并分别采用不同的软件来处理这两类数据。这种数据组织方法，对于随时间而变化的数据，具有更大的灵活性。 2.如何在计算机内部用数字形式描述客观事物或现象 对地理信息进行数字化描述，就是要使计算机能够识别地理事物的形状，为此，必须精确地指出空间模式如何处理，如何显示等。在计算机内描述空间实体有两种形式：显式描述和隐式描述。在计算机中的显式表示，就是栅格中的一系列像元。隐式表示是由一系列定义了始点和终点的线及某种连接关系来描述。 计算机对地理实体的显式描述也称栅格数据结构，计算机对地理实体的隐式描述也称矢量数据结构。栅格和矢量结构是计算机描述空间实体的两种最基本的方式。 在栅格数据结构中，整个地理空间被规则地分为一个个小块（通常为正方形），地理实体的位置是由占据小块的横排与竖列的位置决定，小块的位置则由其横排竖列的数码决定，每个地理实体的形态是由栅格或网格中的一组点来构成。
1.存储器设备发展之汞延迟线 汞延迟线是基于汞在室温时是液体，同时又是导体，每比特数据用机械波的波峰（1）和波谷（0）表示。机械波从汞柱的一端开始，一定厚度的熔融态金属汞通过一振动膜片沿着纵向从一端传到另一端，这样就得名“汞延迟线”。在管的另一端，一传感器得到每一比特的信息，并反馈到起点。设想是汞获取并延迟这些数据，这样它们便能存储了。这个过程是机械和电子的奇妙结合。缺点是由于环境条件的限制，这种存储器方式会受各种环境因素影响而不精确。 1950年，世界上第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC由冯.诺依曼博士领导设计。它的主要特点是采用二进制，使用汞延迟线作存储器，指令和程序可存入计算机中。 1951年3月，由ENIAC的主要设计者莫克利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-I交付使用。它不仅能作科学计算，而且能作数据处理。 2.存储器设备发展之磁带 UNIVAC-I第一次采用磁带机作外存储器，首先用奇偶校验方法和双重运算线路来提高系统的可靠性，并最先进行了自动编程的试验。 磁带是所有存储器设备发展中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。它互换性好、易于保存，近年来，由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术，大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录（数据流）技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术。 根据读写磁带的工作原理，磁带机可以分为六种规格。其中两种采用螺旋扫描读写方式的是面向工作组级的DAT（4mm）磁带机和面向部门级的8mm磁带机，另外四种则是选用数据流存储技术设计的设备，它们分别是采用单磁头读写方式、磁带宽度为1/4英寸、面向低端应用的Travan和DC系列，以及采用多磁头读写方式、磁带宽度均为1/2英寸、面向高端应用的DLT和IBM的 3480/3490/3590系列等。 磁带库是基于磁带的备份系统，它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能，但同时具有更先进的技术特点。它的存储容量可达到数百PB，可以实现连续备份、自动搜索磁带，也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计，整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。 磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。在网络系统中，磁带库通过SAN（Storage Area Network，存储区域网络）系统可形成网络存储系统，为企业存储提供有力保障，很容易完成远程数据
数据库访问技术简介 数据库中的数据存放在数据库文件中，我们要从数据库文件中获取数据，先要连接并登陆到存放数据库的服务器。一般来说，访问数据库中的数据有两种方式：一是通过DBMS （Data Base Management System，数据库管理系统）提供的数据库操作工具来访问，如通过SQL Server 2000的查询设计器来提交查询，或者通过SQL Server 2000的企业管理工具来访问。这种方式比较适合DBA对数据库进行管理；二是通过API（Application Programming Interface, 应用编程接口）来访问数据库，这种方式适合在应用程序中访问数据库。 在数据库发展的初期，各个开发商为自己的数据库设计了各自不同的DBMS，因此不同类型的数据库之间数据交换非常困难。为了解决这个问题，Microsoft提出了ODBC（Open Data Base Connectivity，开放数据库互连）技术，试图建立一种统一的应用程序访问数据库接口，使开发人员无需了解程序内部结构就可以访问数据库。 1、Microsoft提出的系列数据库访问技术 1.1、ODBC ODBC是微软公司开放服务结构中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准API。应用程序可以使用所提供的API来访问任何提供了ODBC驱动程序的数据库。ODBC规范为应用程序提供了一套高层调用接口规范和基于动态链接的运行支持环境。ODBC已经成为一种标准，目前所有的关系数据库都提供了ODBC 驱动程序，使用ODBC开发的应用程序具有很好的适应性和可移植性，并且具有同时访问多种数据库系统的能力。这使得ODBC的应用非常广泛，基本可用于所有的关系数据库。 要使用ODBC，先要了解以下概念：ODBC驱动管理器、ODBC驱动程序、数据源。它们都是ODBC的组件。ODBC组件之间的关系如图1所示。
https://www.doczj.com/doc/312618614.html, 关系型数据库存储空间数据的研究和应用 李敏 长安大学汽车学院西安 710054 胡群袖 中南大学信息科学与工程学院长沙 410083 lilacesuefvy@https://www.doczj.com/doc/312618614.html, 摘要：对空间数据库的研究是当前的GIS领域的一个热点。本文对于空间数据在关系数据库中的存储表示和查询过程进行了研究，开发出关系型数据库与MapGIS应用程序之间的中间件，能够将MapGIS明码文件数据转储到SQL SERVER数据库中，并从数据库中读取数据进行显示查询。 关键字：空间数据库，中间件，数据转储， MapGIS明码文件 1. 引言 空间数据是地理信息系统的血液，而如何有效地存储空间数据就成为地理信息系统的核心问题。受以往数据库的限制，空间数据和属性数据是分开存储的，随着GIS应用向分布式管理系统领域的转移，在数据共享、网络通信、并发控制等方面出现了许多难以解决的问题。大型关系型数据库技术的日益完善，促使GIS软件都在向集成管理的方向发展，即充分利用关系数据库管理系统的优势，真正实现了空间数据一体化管理。在空间数据库的数据模型中能提供空间数据类型和查询语言，支持空间关系、空间特征和空间操作。在空间数据库的实施中支持空间数据类型，可进行有效的检索和索引，支持空间选择和空间连接[1]。 利用现有的成熟关系型数据库技术进行空间数据的管理，涉及到怎样将空间数据导入到关系型数据库中，数据库的逻辑模型等方面。本文结合当前的关系型数据库开发出一个中间件，将MapGIS的明码数据文件转储到关系型数据库中，使MapGIS应用程序能够通过中间件实现对数据库中的图形数据进行显示和查询。 2. 空间数据库 空间数据库管理技术是当前数据库领域的一个研究热点。目前GIS软件与大型商用关系型数据库管理系统(RDBMS)的集成采用面向对象技术和中间件技术两种方式来实现[2]。 面向对象技术是指通过对象的行为（空间数据操作）来控制对象的属性（空间数据及其属性数据），克服空间数据的非结构化特征。如MapInfo公司的SpatialWare是第一个在“对象－关系”型数据库环境下基于SQL进行空间查询和分析的空间信息管理系统。它不仅实现了在数据库中存储空间数据类型的目标，而且建立了一套基于标准SQL的空间运算符，使得空间查询和分析能在服务器端进行。其高效的基于R-Tree的空间索引技术，保证了空间查询的快速性和准确性。 中间件是GIS平台与空间数据库之间的转换层，通过中间件的作用，将不同的操作系统平台和数据库平台的差异之处屏蔽在中间件之后，将面向空间数据管理及应用所需的技术高度专业化地实现出来，供不同的客户端高效地共享和互操作。数据访问中间件为异构空间数据的共享和互操作性提供了良好的解决方案，通过提供统一的访问接口和操作模式，屏蔽 - 1 -