Εισαγωγή και πόροι του NetCDF – Αποθήκευση επιστημονικών δεδομένων

Αποκάλυψη: Η υποστήριξή σας βοηθά στη διατήρηση της λειτουργίας του ιστότοπου! Κερδίζουμε ένα τέλος παραπομπής για ορισμένες από τις υπηρεσίες που προτείνουμε σε αυτήν τη σελίδα.


Η Κοινή φόρμα δεδομένων δικτύου, ή το NetCDF, είναι ένα σύνολο διεπαφών λογισμικού και βιβλιοθηκών που έχουν σχεδιαστεί για ανεξάρτητη από μηχανές αναπαράσταση επιστημονικών δεδομένων προσανατολισμένων σε συστοιχίες. Η μορφή δεδομένων NetCDF είναι ανοιχτό πρότυπο. Είναι αυτό-περιγραφικό, φορητό και επεκτάσιμο. Η ίδια η διασύνδεση προγραμματισμού εφαρμογών NetCDF (API) επιτρέπει τη δημιουργία, την πρόσβαση και την κοινή χρήση επιστημονικών δεδομένων.

Αυτά τα γεγονότα συνωμότησαν για να κάνουν το NetCDF πολύ δημοφιλές στην κοινότητα γεωεπιστημών τις τελευταίες δεκαετίες.

Σύντομη Ιστορία

Το έργο NetCDF ξεκίνησε το 1989 από την Πανεπιστημιακή Εταιρεία Ατμοσφαιρικής Έρευνας (UCAR), μια μη κερδοσκοπική κοινοπραξία περισσότερων από 100 πανεπιστημίων και κολλεγίων. Το UCAR ιδρύθηκε το 1959 για να υποστηρίξει την ατμοσφαιρική έρευνα και να προωθήσει την επιστήμη.

Το λογισμικό NetCDF αναπτύχθηκε από τους Glenn Davis, Russ Rew, Ed Hartnett, John Caron, Dennis Heimbigner, Steve Emmerson, Harvey Davies και Ward Fisher στο Unidata Program Center στο Boulder του Κολοράντο. Το Unidata είναι μια κοινότητα εκπαιδευτικών και ερευνητικών ιδρυμάτων με κοινό στόχο την κοινή χρήση δεδομένων γεωεπιστήμης και τα εργαλεία πρόσβασης και οπτικοποίησης αυτών των δεδομένων. Το Unidata είναι ένα από τα Κοινοτικά Προγράμματα του UCAR (UCP), χρηματοδοτούμενο κυρίως από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών. Το Unidata είναι επίσης η πηγή λογισμικού NetCDF, ανάπτυξης προτύπων και ενημερώσεων.

Το NetCDF έχει ενημερωθεί και αλλάξει κατά τη διάρκεια ζωής του, από την έκδοση 3.x που χρονολογείται από το 1997, έως την έκδοση 4.0 από το 2008, στην έκδοση 4.1 που κυκλοφόρησε το 2010. Όλες αυτές οι διαφορετικές εκδόσεις του NetCDF συντηρούνται και ενημερώνονται από την Unidata. Τα καλά νέα είναι ότι το NetCDF είναι συμβατό προς τα πίσω όταν πρόκειται για τα αρχεία δεδομένων του, πράγμα που σημαίνει ότι όλα τα αρχεία NetCDF που έχουν δημιουργηθεί ποτέ μπορούν να διαβαστούν και να χρησιμοποιηθούν από την τελευταία έκδοση του NetCDF.

Βιβλιοθήκες NetCDF

Οι βιβλιοθήκες λογισμικού αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του πακέτου NetCDF, παρέχοντας πρόσβαση ανάγνωσης / εγγραφής σε αρχεία δεδομένων NetCDF. Η βασική βιβλιοθήκη NetCDF είναι γραμμένη σε C και παρέχει API για C, C ++, Fortran 77 και Fortran 90. Εκτός από αυτές τις γλώσσες προγραμματισμού, NetCDF API με βάση το C είναι επίσης διαθέσιμα για Perl, Ruby, Python, Haskell, Mathematica, MATLAB, IDL , και R.

Μια ξεχωριστή εφαρμογή του NetCDF είναι επίσης διαθέσιμη για Java, επίσης αναπτύσσεται και συντηρείται από την Unidata και ονομάζεται NetCDF Java.

Μορφές αρχείων NetCDF

Η τελευταία έκδοση του NetCDF υποστηρίζει τρεις διαφορετικές δυαδικές μορφές για αρχεία δεδομένων NetCDF. Αυτές οι μορφές εξελίχθηκαν με την πάροδο του χρόνου και εισήχθησαν σε διαφορετικές εκδόσεις NetCDF.

Η κλασική μορφή χρησιμοποιήθηκε αρχικά στην πρώτη έκδοση του NetCDF και εξακολουθεί να είναι η προεπιλεγμένη μορφή για τη δημιουργία αρχείων δεδομένων NetCDF. Η κλασική μορφή NetCDF έχει αυστηρούς περιορισμούς σχετικά με τη δομή των αρχείων δεδομένων μεγαλύτερων από δύο gigabyte. Φροντίστε να ελέγξετε αυτούς τους περιορισμούς εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε και να δημιουργήσετε μεγάλα αρχεία σε κλασική μορφή.

Η μορφή μετατόπισης 64-bit εισήχθη στο NetCDF έκδοση 3.6.0 το 2004, επεκτείνοντας σημαντικά τα μεγέθη των μεταβλητών και των αρχείων που υποστηρίζονται στο NetCDF. Η μορφή μετατόπισης 64-bit είναι πολύ χρήσιμη για τη διαχείριση μεγάλων αρχείων δεδομένων (πάνω από δύο gigabyte), ωστόσο, μόνο οι χρήστες που εκτελούν NetCDF έκδοση 3.6.0 ή μεταγενέστερη μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτήν τη μορφή.

Η μορφή NetCDF-4 / HDF5 κυκλοφόρησε στην έκδοση 4.0 του NetCDF που κυκλοφόρησε το 2008. Αυτή η μορφή επιτρέπει τη χρήση της ιεραρχικής μορφής δεδομένων 5 (HDF5), με πλήρη χρήση των νέων κλιμάκων διαστάσεων HDF5, παραγγελίας δημιουργίας και άλλων προηγμένων λειτουργιών του Έκδοση HDF5 1.8.0.

Όλες αυτές οι μορφές αρχείων είναι ανεξάρτητες από την πλατφόρμα και αυτοπεριγράφονται, πράγμα που σημαίνει ότι το αρχείο δεδομένων περιέχει μια ενότητα κεφαλίδας που περιγράφει τη διάταξη των δεδομένων που περιέχονται στο υπόλοιπο αρχείο.

Ανεξάρτητα από την έκδοση του NetCDF που επιλέγετε, η προεπιλεγμένη μορφή για τη δημιουργία αρχείων δεδομένων είναι η κλασική μορφή. Η χρήση άλλης μορφής πρέπει να καθοριστεί και να δηλωθεί κατά τη δημιουργία του αρχείου.

Κοινή χρήση και εφαρμογές NetCDF

Δεδομένου ότι το NetCDF σχεδιάστηκε ειδικά για χειρισμό τεράστιων ποσοτήτων επιστημονικών δεδομένων προσανατολισμένων σε συστοιχίες, χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές μετεωρολογίας, κλιματολογίας και ωκεανογραφίας. Το NetCDF χρησιμοποιείται ως κοινή μορφή δεδομένων σε πολλές εφαρμογές Geographic System Information (GIS) και για την ανταλλαγή επιστημονικών δεδομένων.

Πολλές επιστημονικές εφαρμογές χρησιμοποιούν το NetCDF, όπως Ferret, GrADS, ArcGIS, NetCDF Explorer. Το Unidata διαθέτει μια καλή λίστα λογισμικού που χρησιμοποιεί NetCDF.

Πόροι NetCDF

Εάν πρέπει να μάθετε περισσότερα για το NetCDF, προτείνουμε να ρίξετε μια ματιά σε μερικούς από τους ακόλουθους διαδικτυακούς πόρους:

  • Η επίσημη τεκμηρίωση του NetCDF είναι το πρώτο μέρος για επίσκεψη. Μπορείτε να βρείτε πολλές χρήσιμες αναλύσεις, καθώς και έναν επίσημο οδηγό χρήσης NetCDF, φροντιστήριο, σημειώσεις προγραμματισμού και παραδείγματα.
  • Η Επίσημη Σελίδα Υποστήριξης NetCDF μπορεί να βοηθήσει στην επίλυση προβλημάτων με το NetCDF, με συνδέσμους προς FAQ, αρχεία, λίστες αλληλογραφίας και υποστήριξη μέσω email.
  • Ο ιστότοπος του Imperial College London έχει μια ωραία ενότητα για το NetCDF, με σύντομες οδηγίες σχετικά με τη λήψη και τη δημιουργία του NetCDF, έναν οδηγό χρήσης και ένα σεμινάριο χρήστη με πρακτικά παραδείγματα.

Βιβλία NetCDF

Βιβλία που καλύπτουν συγκεκριμένα το NetCDF είναι δύσκολο να βρεθούν και συνήθως θα βρείτε κεφάλαια για το NetCDF σε βιβλία σχετικά με το GIS και τις γεωεπιστήμες. Μερικά βιβλία Fortran αναφέρουν επίσης το NetCDF. Αυτό δεν δημιουργεί πρόβλημα, καθώς υπάρχουν πολλοί ποιοτικοί πόροι NetCDF διαθέσιμοι στο Διαδίκτυο.

συμπέρασμα

Το NetCDF υπάρχει εδώ και δεκαετίες και δεν πρόκειται να πάει πουθενά σύντομα. Ενώ είναι μια λύση για εξειδικευμένες εφαρμογές, το NetCDF εξακολουθεί να είναι ζωντανό και να κλωτσάει και χρησιμοποιείται ευρέως για την αποθήκευση επιστημονικών δεδομένων σε όλο τον κόσμο.

Δεδομένου ότι η επιστήμη του κλίματος δεν μπορεί να περιμένει τους προγραμματιστές να διασφαλίσουν τη συμβατότητα με κάθε νέα έκδοση λογισμικού, το NetCDF προσφέρει βολικά συμβατότητα προς τα πίσω. Εάν ένα εργαστήριο έχει ένα σύνολο δεδομένων από τα τέλη της δεκαετίας του ’90, μπορεί ακόμα να το φορτώσει ξανά και να το χρησιμοποιήσει ως ιστορικό μοντέλο χρησιμοποιώντας την τελευταία έκδοση του NetCDF, η οποία είναι ζωτικής σημασίας σε επιστημονικές περιπτώσεις χρήσης.

Εκτός από εφαρμογές σκληρής επιστήμης, το NetCDF διαδραματίζει επίσης εξέχοντα ρόλο σε πολλές βιομηχανίες, δηλαδή σε εκείνους που βασίζονται στο GIS για την καθημερινή λειτουργία τους..

Το NetCDF είναι ένα ανοιχτό πρότυπο, δωρεάν στη χρήση και μεταφορά σε διαφορετικές πλατφόρμες, κάτι που είναι υπέροχο νέο για άτομα που ενδιαφέρονται να το χρησιμοποιήσουν, αλλά υπάρχει ένα μειονέκτημα για την ύπαρξη μιας ανοιχτής, αλλά εξειδικευμένης λύσης λογισμικού – δεν υπάρχουν πολλοί πόροι και η κοινότητα είναι περιορισμένη.

Περαιτέρω ανάγνωση και πόροι

Έχουμε περισσότερους οδηγούς, σεμινάρια και γραφήματα που σχετίζονται με τη μαθηματική και την επιστημονική πληροφορική:

  • LabVIEW Προγραμματισμός Εισαγωγή και Πόροι: ένα επιστημονικό σύστημα προγραμματισμού, που χρησιμοποιείται για διασύνδεση με συστήματα υλικού.
  • MATLAB Resources: το βιομηχανικό πρότυπο σε μαθηματικούς υπολογισμούς υψηλού επιπέδου.
  • Προηγμένοι πόροι προγραμματισμού: επιστημονικός προγραμματισμός σχεδιασμένος ειδικά για διασύνδεση με υλικό.

Τι κώδικα πρέπει να μάθετε?

Μπερδεμένοι με ποια γλώσσα προγραμματισμού πρέπει να μάθετε να κωδικοποιείτε; Ρίξτε μια ματιά στο infographic μας, τι κώδικα πρέπει να μάθετε; Δεν συζητά μόνο διαφορετικές πτυχές των γλωσσών, αλλά απαντά σε σημαντικές ερωτήσεις όπως, “Πόσα χρήματα θα κάνω προγραμματισμό Java για τα προς το ζην;”

Τι κώδικα πρέπει να μάθετε;
Τι κώδικα πρέπει να μάθετε?

Jeffrey Wilson Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
    Like this post? Please share to your friends:
    Adblock
    detector
    map