1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)第1章 概述1.1 基本概念一個(gè)產(chǎn)品的研發(fā)，在完成設(shè)計(jì)之后，還需要把它制造出來(lái)，因此，設(shè)計(jì)和制造是兩個(gè)緊密聯(lián)系在一起的概念。在計(jì)算機(jī)上完成這樣的工作，有三個(gè)相關(guān)的學(xué)科：l 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)Computer Aided Design，簡(jiǎn)稱CAD。l 計(jì)算機(jī)輔助制造Computer Aided Manufacturing，簡(jiǎn)稱CAM。l 計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)Computer Aided Process Planning，簡(jiǎn)稱CAPP。定義：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的計(jì)算功能和高效率的圖形處理能力，輔助進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析的理論和方法。

2、利用：計(jì)算機(jī)的計(jì)算和圖形功能關(guān)系：CAD和CAM是圍繞著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造兩大領(lǐng)域獨(dú)立發(fā)展起來(lái)的。一般來(lái)講是先有設(shè)計(jì)才有制造，但首先出現(xiàn)的是CAM技術(shù)，這是由于早期的計(jì)算機(jī)輸出的是二進(jìn)制代碼或字符而沒(méi)有圖形的功能。CAM技術(shù)起源于數(shù)控技術(shù)(數(shù)控技術(shù)是50年代興起的)，最早的應(yīng)用是APT（Automatically Programmed Tools）-刀具控制程序自動(dòng)編程系統(tǒng)，該技術(shù)為后來(lái)發(fā)展計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪圖技術(shù)鋪平了道路，而由計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪圖技術(shù)產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）。CAPP的主要任務(wù)是替代工藝設(shè)計(jì)人員完成產(chǎn)品零件的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)，包括加工方法的確定，工序和工步的順序安排，選擇所用機(jī)床、設(shè)備

3、，選定刀具以及切削用量等。CAPP是CAD和CAM的橋梁應(yīng)用：CAD/CAM技術(shù)往往用在大型系統(tǒng)之中，如美國(guó)的洛克希德加尼福尼亞飛機(jī)公司開(kāi)發(fā)的CADAM系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一架新戰(zhàn)斗機(jī)，可提高效率500倍。1.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)有：軟件基礎(chǔ)和硬件基礎(chǔ)。1.2.1 軟件基礎(chǔ)1高級(jí)語(yǔ)言編程從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用數(shù)據(jù)，完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)中需要做的各種運(yùn)算。一般常說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)看作是軟件開(kāi)發(fā)的后端，而高級(jí)語(yǔ)言是軟件開(kāi)發(fā)的前端。軟件的開(kāi)發(fā)要按照軟件工程的概念來(lái)做。所使用的工具：微軟：C#.net，VC.netBorland 公司：DelPhi，C Builder組態(tài)軟件InTouch，F(xiàn)ix，WinCC，組態(tài)王，F(xiàn)orceCo

4、ntrol（力控）組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見(jiàn)的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。組態(tài)軟件產(chǎn)品于80年代初出現(xiàn)，并在80年代末期進(jìn)入我國(guó)。隨著工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用的深入，在面臨規(guī)模更大、控制更復(fù)雜的控制系統(tǒng)時(shí)，人們逐漸意識(shí)到原有的上位機(jī)編程的開(kāi)發(fā)方式。對(duì)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力、得不償失的，同時(shí)，MIS（管理信息系統(tǒng)，Management Information System）和CIMS（計(jì)算機(jī)集成

5、制造系統(tǒng)，Computer Integrated Manufacturing System）的大量應(yīng)用，要求工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、決策提供更詳細(xì)和深入的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，在1995年以后，組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。下面就對(duì)幾種組態(tài)軟件分別進(jìn)行介紹。InTouch：Wonderware的InTouch軟件是最早進(jìn)入我國(guó)的組態(tài)軟件。在80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch軟件曾讓我們耳目一新，并且InTouch提供了豐富的圖庫(kù)。但是，早期的InTouch軟件采用方式與驅(qū)動(dòng)程序通信，性能較差，最新的InTouch7.0版已經(jīng)完全基

6、于32位的Windows平臺(tái)，并且提供了OPC支持。Fix：Intellution公司以Fix組態(tài)軟件起家，1995年被愛(ài)默生收購(gòu)，現(xiàn)在是愛(ài)默生集團(tuán)的全資子公司，F(xiàn)ix6.軟件提供工控人員熟悉的概念和操作界面，并提供完備的驅(qū)動(dòng)程序（需單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)）。Intellution將自己最新的產(chǎn)品系列命名為iFiX，在iFiX中，Intellution提供了強(qiáng)大的組態(tài)功能，但新版本與以往的6.版本并不完全兼容。原有的Script語(yǔ)言改為VBA（Visual Basic For Application），并且在內(nèi)部集成了微軟的VBA開(kāi)發(fā)環(huán)境。遺憾的是，Intellution并沒(méi)有提供6.1版腳本語(yǔ)言到VBA的

7、轉(zhuǎn)換工具。在iFiX中，Intellution的產(chǎn)品與Microsoft的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了緊密的集成。Intellution也是OPC（OLE for Process Control）組織的發(fā)起成員之一。iFiX的OPC組件和驅(qū)動(dòng)程序同樣需要單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)。Citech：CiT公司的Citech也是較早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的產(chǎn)品。Citech具有簡(jiǎn)潔的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶。Citech提供了類(lèi)似語(yǔ)言的腳本語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，但與iFix不同的是，Citech的腳本語(yǔ)言并非是面向?qū)ο蟮?，而是?lèi)似于語(yǔ)言，這無(wú)疑為用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)增加了難度。WinCC：Siemens的SIM

8、ATIC WinCC也是一套完備的組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境，Siemens提供類(lèi)語(yǔ)言的腳本，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。WinCC內(nèi)嵌OPC支持，并可對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。但WinCC的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用戶最好經(jīng)過(guò)Siemens的培訓(xùn)以掌握WinCC的應(yīng)用。組態(tài)王：組態(tài)王是國(guó)內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)公司（更早的品牌多數(shù)已經(jīng)湮滅）。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。Controx（開(kāi)物）：華富計(jì)算機(jī)公司的Controx2000是全32位的組態(tài)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為工控用戶提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、報(bào)警、數(shù)據(jù)報(bào)表及報(bào)告功能。作為國(guó)內(nèi)最早加入OPC

9、組織的軟件開(kāi)發(fā)商，Controx內(nèi)建OPC支持，并提供數(shù)十種高性能驅(qū)動(dòng)程序。提供面向?qū)ο蟮哪_本語(yǔ)言編譯器，支持ActiveX組件和插件的即插即用，并支持通過(guò)ODBC連接外部數(shù)據(jù)庫(kù)。Controx同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)支持和WevServer功能。ForceControl（力控）：大慶三維公司的ForceControl（力控）從時(shí)間概念上來(lái)說(shuō)，力控也是國(guó)內(nèi)較早就已經(jīng)出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。只是因?yàn)樵缙诹匾恢睕](méi)有作為正式商品廣泛推廣，所以并不為大多數(shù)人所知。大約在93年左右，力控就已形成了第一個(gè)版本，只是那時(shí)還是一個(gè)基于DOS和VMS的版本。后來(lái)隨著Windows3.1的流行，又開(kāi)發(fā)出了16位Windows版

10、的力控。但直至Windows95版本的力控誕生之前，他主要用于公司內(nèi)部的一些項(xiàng)目。32位下的1.0版的力控，在體系結(jié)構(gòu)上就已經(jīng)具備了較為明顯的先進(jìn)性，其最大的特征之一就是其基于真正意義的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的三層結(jié)構(gòu)，而且其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)可為可組態(tài)的活結(jié)構(gòu)。在19992000年期間，力控得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，最新推出的2.0版在功能的豐富特性、易用性、開(kāi)放性和I/O驅(qū)動(dòng)數(shù)量，都得到了很大的提高。在很多環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上，力控都能從國(guó)內(nèi)用戶的角度出發(fā)，即注重實(shí)用性，又不失大軟件的規(guī)范。另外，公司在產(chǎn)品的培訓(xùn)、用戶技術(shù)支持等方面投入了較大人力，相信在較短時(shí)間內(nèi)，力控軟件產(chǎn)品將在工控軟件界形成巨大的沖擊。其他常見(jiàn)

11、的組態(tài)軟件還有GE的Cimplicity，Rockwell的RsView，NI的LookOut，PCSoft的Wizcon以及國(guó)內(nèi)一些組態(tài)軟件通態(tài)軟件公司的MCGS，也都各有特色。2工程數(shù)據(jù)庫(kù)在設(shè)計(jì)中有大量的數(shù)據(jù)需要處理，如工程手則中的數(shù)據(jù)、工藝過(guò)程中的各種參數(shù)。實(shí)現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)處理的方法，是采用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）。被處理對(duì)象的數(shù)據(jù)和各數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系稱做數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此要了解數(shù)據(jù)庫(kù)首先就要了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。我們現(xiàn)在采用的都是關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)系這一數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)可看作一張二維表，并給定一個(gè)表名，相當(dāng)于一個(gè)文件。表中的每一行稱為關(guān)系的元組，相當(dāng)于文件的一個(gè)記錄，元組的總個(gè)數(shù)稱為關(guān)系

12、的基數(shù)；每一列表示一個(gè)屬性，相當(dāng)于記錄中的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，屬性名的個(gè)數(shù)稱為關(guān)系的度數(shù)。關(guān)系模型中數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系是通過(guò)在不同的表格（關(guān)系）中相同的數(shù)據(jù)項(xiàng)（表格中的屬性名）來(lái)表示的，通過(guò)對(duì)關(guān)系進(jìn)行各種代數(shù)運(yùn)算可存取任一數(shù)據(jù)項(xiàng)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）是一組軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、應(yīng)用和維護(hù)。目前常用的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有：l 小型：Paradax、Accessl 大中型：IBM公司：DB微軟公司：Oricle，SQL Server賽貝思 ：Sybase以上的數(shù)據(jù)庫(kù)在嚴(yán)格意義上來(lái)將并不能完全滿足CAD的要求。在CAD中使用的數(shù)據(jù)庫(kù)稱為工程數(shù)據(jù)庫(kù)，其特殊之處在于不僅可以存儲(chǔ)字符數(shù)據(jù)，而且可以存儲(chǔ)圖象數(shù)據(jù)

13、。3計(jì)算機(jī)繪圖軟件計(jì)算機(jī)繪圖和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件是CAD軟件的兩大基礎(chǔ)。有一門(mén)課程叫做計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，是本學(xué)院研究生的學(xué)習(xí)課程，研究的是各種坐標(biāo)變換和幾何變換，二、三維圖形的生成，等值線的繪制、圖形的剪裁、曲線和曲面擬合。逼近、幾何造型、色彩、陰影、灰度圖形的處理，以及各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組織、幾何信息和拓?fù)湫畔⒌倪\(yùn)算等許多內(nèi)容。以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)出了越來(lái)越多的交互式的繪圖軟件包。l 計(jì)算機(jī)繪圖可以在兩種類(lèi)型的設(shè)備上進(jìn)行：微機(jī)：主要處理2D圖形，對(duì)三維圖形的處理能力不強(qiáng)。CAD圖形工作站：其優(yōu)點(diǎn)是3D圖形的處理，采用的是實(shí)體建模的方法。l AutoCAD：是用于二維圖形設(shè)計(jì)和繪圖的軟件，10.0版以后

14、加強(qiáng)了三維功能，為用戶提供了良好的二次開(kāi)發(fā)環(huán)境。是國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣的微機(jī)CAD軟件。l Pro/Engineer操作軟件：是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。l UG：特點(diǎn)是制作三維圖形，由美國(guó)麥道航空公司研發(fā)。首先是在VAX機(jī)上開(kāi)發(fā)，現(xiàn)已有SUN和HP等工作站上運(yùn)行的軟件版

15、本。功能比較強(qiáng)大，如可作尺寸校核等。l SolidWorks：SolidWorks為達(dá)索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A）下的子公司，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)研發(fā)與銷(xiāo)售機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗產(chǎn)品。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng),在目前市場(chǎng)上所見(jiàn)到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過(guò)程比較簡(jiǎn)便而方便的軟件之一。功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)

16、際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專(zhuān)業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。l CADAM：美國(guó)洛克希德公司開(kāi)發(fā)的CAD/CAM軟件包。Micro_CADAM：它是洛克希德公司開(kāi)發(fā)的CADAM軟件包在微機(jī)上運(yùn)行的版本，功能較強(qiáng)，使用方便。交互設(shè)計(jì)是它的主要模塊，提供二維設(shè)計(jì)、繪圖、標(biāo)注尺寸等功能。l IDEAS：是美國(guó)SDRC公司開(kāi)發(fā)的，是當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造軟

17、件中功能較強(qiáng)的軟件之一。l GEMS：清華大學(xué)研發(fā)。1.2.2 硬件基礎(chǔ)只有在硬件上實(shí)現(xiàn)了圖形的輸入和輸出，才有CAD的產(chǎn)生和發(fā)展。1圖形輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖形輸出的標(biāo)志性設(shè)備是繪圖儀。最早投放市場(chǎng)的繪圖儀是筆式繪圖儀，其幅面的大小有三種規(guī)格，A3、A1、A0，按所用筆的數(shù)量有單筆繪圖儀和八筆繪圖儀兩種，所使用的繪圖筆有四種規(guī)格：0.70mm (0.028”)0.50mm (0.020”)0.35mm (0.014”)0.25mm (0.010”)典型的設(shè)備如HP3170八壁A0幅面滾筒式繪圖儀。目前使用的繪圖儀都是A1或A0幅面的噴墨繪圖儀，典型的型號(hào)如HP430。2圖形輸入設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖形輸入的標(biāo)志

18、性設(shè)備是數(shù)字化儀和掃描儀。數(shù)字化儀數(shù)字化儀的作用相當(dāng)于一個(gè)描圖員，可通過(guò)數(shù)字化儀通過(guò)描圖的方式把圖形輸入到計(jì)算機(jī)。數(shù)字化儀是將圖像（膠片或像片）和圖形（包括各種地圖）的連續(xù)模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量的裝置，是在專(zhuān)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中一種用途非常廣泛的圖形輸入設(shè)備，是由電磁感應(yīng)板、游標(biāo)和相應(yīng)的電子電路組成。當(dāng)使用者在電磁感應(yīng)板上移動(dòng)游標(biāo)到指定位置，并將十字叉的交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)數(shù)字化的點(diǎn)位時(shí)，按動(dòng)按鈕，數(shù)字化儀則將此時(shí)對(duì)應(yīng)的命令符號(hào)和該點(diǎn)的位置坐標(biāo)值排列成有序的一組信息，然后通過(guò)接口（多用串行接口）傳送到主計(jì)算機(jī)。再說(shuō)得簡(jiǎn)單通俗一些，數(shù)字化儀就是一塊超大面積的手寫(xiě)板，用戶可以通過(guò)用專(zhuān)門(mén)的電磁感應(yīng)壓感筆或光筆在上面寫(xiě)

19、或者畫(huà)圖形，并傳輸給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。不過(guò)在軟件的支持上它是和手寫(xiě)板有很大的不同的，硬件的設(shè)計(jì)上也是各有偏重的。數(shù)字化儀的典型設(shè)備如CALCOMP2000，其幅面的大小有三種規(guī)格，A3、A1、A0。掃描儀掃描儀可以把圖形直接掃描到計(jì)算機(jī)中?，F(xiàn)今掃描儀已是非常通用的設(shè)備，同學(xué)們見(jiàn)到的都是A4幅面。而在CAD中常用的是A0幅面。掃描儀掃描到計(jì)算機(jī)中而得到的圖形是位圖的格式，而CAD軟件所處理的是矢量圖的格式。因此從掃描儀得到的圖形需要做圖形的矢量化后才能夠被CAD軟件所接受，有專(zhuān)門(mén)的圖形矢量化軟件。第2章 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用CAD技術(shù)進(jìn)行工程或產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要產(chǎn)生、記錄和加工大量的數(shù)據(jù)、文字和圖形。如何有效

20、地存儲(chǔ)和管理各類(lèi)數(shù)據(jù)，使圖形處理、數(shù)值計(jì)算等應(yīng)用軟件，既能共享公共數(shù)據(jù)資源，又可保持?jǐn)?shù)據(jù)的獨(dú)立性和完整性，這一工作由工程數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成。2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)在程序編寫(xiě)過(guò)程中經(jīng)常要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，早期人們采用數(shù)據(jù)文件來(lái)存放數(shù)據(jù)，使用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)程序來(lái)對(duì)其處理，這就是最初的“文件管理”階段。隨著信息量的增大，產(chǎn)生了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)：庫(kù)中數(shù)據(jù)不再為某個(gè)用戶特有，而由多個(gè)用戶共享；由于數(shù)據(jù)共享,消除了大量的重復(fù)數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)冗余度降到了最低；數(shù)據(jù)完全獨(dú)立，不在依附于某個(gè)程序；實(shí)現(xiàn)了整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，適于表示相互間有多種聯(lián)系的大量數(shù)據(jù)。1. 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)（data）是存儲(chǔ)在某一種媒體上能

21、夠識(shí)別的數(shù)據(jù)符號(hào)。它包括描述事物特性的數(shù)據(jù)內(nèi)容和存儲(chǔ)在某一種媒體上的數(shù)據(jù)形式。數(shù)據(jù)處理是指將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信息的過(guò)程。2. 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）是指按照一定的數(shù)據(jù)模型，有規(guī)則地存儲(chǔ)在一起的相關(guān)信息的數(shù)據(jù)集合。簡(jiǎn)而言之，數(shù)據(jù)庫(kù)就是數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)。它不僅包括描述事物的數(shù)據(jù)本身，還包括了數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。3. 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）是指引進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)后的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量相關(guān)數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，減少數(shù)據(jù)冗余。4. 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)為方便建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，需要一個(gè)特定的支持軟件，這就是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS。定義：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）是建立、維護(hù)和使用數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)

22、庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制的系統(tǒng)。具體指數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)管理通常使用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)完成。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)兩部分。DBMS包括三部分功能模塊：數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言DDL，供用戶建庫(kù)；數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言DML，供用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)操作；管理和控制程序，保證數(shù)據(jù)的安全、通信與其他事物。不同的數(shù)據(jù)庫(kù)其性能是不一樣的，衡量其性能的主要技術(shù)指標(biāo)有：庫(kù)文件最大記錄數(shù)、記錄最大長(zhǎng)度、記錄最大記錄數(shù)、數(shù)值字段最大長(zhǎng)度(位)、字符字段最大長(zhǎng)度(字節(jié))、數(shù)值計(jì)算精度、命令行最大長(zhǎng)度、內(nèi)存變量總數(shù)、可同時(shí)打開(kāi)庫(kù)文件數(shù)。不同的數(shù)據(jù)庫(kù)其運(yùn)算速度有很大的差異。2.2 數(shù)據(jù)模型

23、數(shù)據(jù)模型是指數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部數(shù)據(jù)的組織方式，描述了數(shù)據(jù)之間的各種關(guān)系，它是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的活性和基礎(chǔ)，每一種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)產(chǎn)生后，根據(jù)它所采用的數(shù)據(jù)模型不同又將其劃分為三代：第一代采用非關(guān)系數(shù)據(jù)模型，主要有層次模型和網(wǎng)絡(luò)模型。其中層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特例，它們都支持格式化數(shù)據(jù)模型。第二代普遍采用關(guān)系模型。關(guān)系數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單、清晰，且有關(guān)系代數(shù)作為語(yǔ)言模型，有關(guān)系數(shù)據(jù)理論作為理論基礎(chǔ)，因此具有形式基礎(chǔ)好，數(shù)據(jù)獨(dú)立性強(qiáng)，數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言非過(guò)程化的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際商用數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。也正是商用數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行，特別是微機(jī)DBMS的使用，使數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)日益廣泛的應(yīng)用到企業(yè)

24、管理、情報(bào)檢索、輔助決策等各方面。自上世紀(jì)八十年代以來(lái)，幾乎所有的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，如Microsoft SQL Sever，Visual FoxPro，Oracle等都采用關(guān)系模型。第三代在關(guān)系模型的基礎(chǔ)上引入了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)和方法，形成了對(duì)象關(guān)系模型，成為目前數(shù)據(jù)庫(kù)的主流技術(shù)。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的不斷深入，又出現(xiàn)了一些重要的發(fā)展趨勢(shì)：?jiǎn)斡脩魯?shù)據(jù)庫(kù)到多用戶數(shù)據(jù)庫(kù)；集中式數(shù)據(jù)庫(kù)到分布式數(shù)據(jù)庫(kù)；傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)到智能數(shù)據(jù)庫(kù)。2.2.1 層次型指記錄之間是樹(shù)型的組織結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了“一對(duì)多”的關(guān)系。滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)；根以

25、外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。R1R2R4R6R3R5層次型結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清晰的特點(diǎn)，適用于記錄之間本身就存在一種自然的層次關(guān)系，但它難于處理記錄之間復(fù)雜的聯(lián)系。1優(yōu)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單，對(duì)具有一對(duì)多的層次關(guān)系的部門(mén)描述自然、直觀，容易理解；性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型；層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持。2缺點(diǎn)多對(duì)多聯(lián)系表示不自然；對(duì)插入和刪除操作的限制多；查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過(guò)雙親結(jié)點(diǎn)；層次命令趨于程序化。3典型的層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)IMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。l 第一個(gè)大型商用DBMSl 1968年推出l IBM公司研制2.2.2 網(wǎng)絡(luò)型指事物之間為網(wǎng)絡(luò)的組織結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了“多對(duì)多”的關(guān)系。滿

26、足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型。允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親；一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。R1R2R3R4R6R5L1L2L3L4L5L6網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)能夠處理事務(wù)之間非常復(fù)雜的聯(lián)系,但其模型結(jié)構(gòu)也是及其復(fù)雜的。層次結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)的一種特例。網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親具有良好的性能，存取效率較高2缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)就變得越來(lái)越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握DDL、DML語(yǔ)言復(fù)雜，用戶不容易使用3典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系統(tǒng)l 由DBTG提出的一個(gè)系統(tǒng)方案l 奠定了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本

27、概念、方法和技術(shù)l 70年代推出實(shí)際系統(tǒng)l Cullinet Software Inc.公司的 IDMSl Univac公司的 DMS1100l Honeywell公司的IDS/2l HP公司的IMAGE2.2.3 關(guān)系型把信息集合定義為一張二維表的組織結(jié)構(gòu)，每一張二維表稱為一個(gè)關(guān)系，其中表中的每行為一個(gè)記錄，每列為數(shù)據(jù)項(xiàng)。關(guān)系型的模型結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但能夠處理復(fù)雜的事 物之間的關(guān)系。關(guān)系型最重要的一種數(shù)據(jù)模型，也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型。1970年由美國(guó)IBM公司San Jose研究室的研究員E.F.Codd提出。1優(yōu)點(diǎn)：與非關(guān)系模型不同，它有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)理論根據(jù)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶易懂易

28、用，不僅用關(guān)系描述實(shí)體，而且用關(guān)系描述實(shí)體間的聯(lián)系。關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶透明，從而具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、更好的安全保密性，也簡(jiǎn)化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)建立和開(kāi)發(fā)的工作。2缺點(diǎn)：由于存取路徑對(duì)用戶透明，查詢效率往往不如非關(guān)系模型，因此，為了提高性能，必須對(duì)用戶的查詢表示進(jìn)行優(yōu)化，增加了開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。3典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)l Oraclel Sybasel SQL Serverl DB2l Dbase Foxpro Access MySQL2.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（RTDBReal Time DataBase）是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)分支，是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)結(jié)合實(shí)時(shí)處理技術(shù)產(chǎn)生的。實(shí)時(shí)

29、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用框架實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、CIMS系統(tǒng)等的支撐軟件。在流程行業(yè)中，大量使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行控制系統(tǒng)監(jiān)控，系統(tǒng)先進(jìn)控制和優(yōu)化控制，并為企業(yè)的生產(chǎn)管理和調(diào)度、數(shù)據(jù)分析、決策支持及遠(yuǎn)程在線瀏覽提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)和多種數(shù)據(jù)管理功能。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)成為企業(yè)信息化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)重要特性就是實(shí)時(shí)性，包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和事務(wù)實(shí)時(shí)性。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性是現(xiàn)場(chǎng)IO數(shù)據(jù)的更新周期，作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，不能不考慮數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性。一般數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性主要受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的制約，特別是對(duì)于一些比較老的系統(tǒng)而言，情況更是這樣。事務(wù)實(shí)時(shí)性是指數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其事務(wù)處理的速度。它可以是事件觸發(fā)方式或定時(shí)觸發(fā)方式

30、。事件觸發(fā)是該事件一旦發(fā)生可以立刻獲得調(diào)度，這類(lèi)事件可以得到立即處理，但是比較消耗系統(tǒng)資源；而定時(shí)觸發(fā)是在一定時(shí)間范圍內(nèi)獲得調(diào)度權(quán)。作為一個(gè)完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性而言，必須同時(shí)提供兩種調(diào)度方式。關(guān)系實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)可用于工廠過(guò)程的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)和監(jiān)視，可在線存儲(chǔ)每個(gè)工藝過(guò)程點(diǎn)的多年數(shù)據(jù)，可以提供清晰、精確的操作情況畫(huà)面，用戶既可瀏覽工廠當(dāng)前的生產(chǎn)情況，也可回顧過(guò)去的生產(chǎn)情況，可以說(shuō)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于流程工廠來(lái)說(shuō)就如同飛機(jī)上的“黑匣子”。2.4 工程數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)最初主要是應(yīng)用于事物管理領(lǐng)域.隨后也開(kāi)始廣泛應(yīng)用于工程中,出現(xiàn)了工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)EDBMS(Engineering Da

31、ta Base Management System)。2.4.1 工程數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)的復(fù)雜性對(duì)于一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，首先表現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，其次從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)說(shuō)，從設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的制定，經(jīng)過(guò)初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的試制，直至產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定型進(jìn)入批量生產(chǎn)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)圖紙往往要經(jīng)過(guò)多次修改和補(bǔ)充，以取得滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果。相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不僅數(shù)量不斷增大，類(lèi)型增多，而且數(shù)據(jù)要不斷修改和補(bǔ)充。因此不僅要記錄整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的全部圖形和文字?jǐn)?shù)據(jù)，并以文件形式保持在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，還要適應(yīng)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的修改。工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)能提供變長(zhǎng)記錄來(lái)存貯和管理這些數(shù)據(jù)，以及具有改變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力。數(shù)據(jù)的關(guān)系

32、在數(shù)據(jù)元素之間通常存在著比較復(fù)雜的關(guān)系。數(shù)據(jù)或記錄之間的關(guān)系類(lèi)型有一對(duì)一，一對(duì)多和多對(duì)多三類(lèi)。在工程數(shù)據(jù)庫(kù)中，一對(duì)多關(guān)系是比較普通的。例如某一產(chǎn)品的部件可以對(duì)若干個(gè)零件，而零件集的每一個(gè)零件只能對(duì)一個(gè)部件。然而多對(duì)多關(guān)系也是常見(jiàn)的，它是一種更為一般的關(guān)系，例如在一個(gè)三維物體的幾何模型中，存在著點(diǎn)，邊和面之間的拓?fù)潢P(guān)系，一個(gè)面包含著若干條邊，而一條邊可能屬于幾個(gè)表面，那么邊和面的關(guān)系是多對(duì)多的。數(shù)據(jù)的有序性工程數(shù)據(jù)中包含了很多圖形信息，根據(jù)圖形顯示和繪圖的要求，圖形數(shù)據(jù)必要依次順序存放而不能任意改動(dòng)。數(shù)據(jù)的有序性不僅在圖形應(yīng)用中得到體現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)輔助制造中，數(shù)控加工走刀路線計(jì)算出的一系列數(shù)據(jù)同樣

33、要求數(shù)據(jù)的有序性。數(shù)據(jù)的一致性在工程數(shù)據(jù)庫(kù)中可能存在著從產(chǎn)品的初始模型推導(dǎo)出的二次數(shù)據(jù)，例如從產(chǎn)品的外形數(shù)據(jù)定出它的內(nèi)形數(shù)據(jù)。一旦初始模型被修改，二次數(shù)據(jù)也就無(wú)效了，需要重新計(jì)算，用計(jì)算出的新數(shù)據(jù)取代失效的數(shù)據(jù)。因此為了保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)一致性的原則，工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不允許用戶直接修改二次數(shù)據(jù)，并且需要提供檢查數(shù)據(jù)一致性的程序。數(shù)據(jù)的使用產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作最終反映在該產(chǎn)品的成套設(shè)計(jì)圖紙上，例如機(jī)械可工程圖中的總裝圖，部裝圖和零件圖。對(duì)于第一張工程圖紙上既有圖形數(shù)據(jù)，又有各種屬性數(shù)據(jù)。這些屬性數(shù)據(jù)是尺寸公差，技術(shù)要求，材料，熱處理狀態(tài)以及各種標(biāo)注等。各類(lèi)圖紙有著不同的屬性要求，名目繁多。工程數(shù)據(jù)庫(kù)既要能處

34、理設(shè)計(jì)過(guò)程中的圖形和非圖形數(shù)據(jù)，還要便于查找和組織這兩類(lèi)數(shù)據(jù)。2.4.2 工程數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)目前在商業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)并不適用于工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域。隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，需要有適用于CAD/CAM形體環(huán)境的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。由于工程設(shè)計(jì)工作是一個(gè)不斷修改和完善的設(shè)計(jì)過(guò)程以及工程數(shù)據(jù)自身的特點(diǎn)，對(duì)工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（EDBMS）有以下特殊要求：能支持多對(duì)多關(guān)系，遞歸關(guān)系等復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，以滿足數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)體之間的多種關(guān)系；能夠?qū)⒁粋€(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為一個(gè)完整的獨(dú)立實(shí)體處理，能有效地支持對(duì)工程數(shù)據(jù)操縱的能力；支持動(dòng)態(tài)描述數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力，使用戶既能修改數(shù)據(jù)庫(kù)中的值，又能修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的

35、模式；能支持用于分析和比較的多種設(shè)計(jì)方案，并具有回溯能力；對(duì)于數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（DML）應(yīng)提供與工程設(shè)計(jì)常用算法語(yǔ)言的接口。工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)工作開(kāi)始于70年代末期。在工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)發(fā)展的第一階段一般仍采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，而且以網(wǎng)狀和關(guān)系模型為主，同時(shí)在用戶界面和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)充等方面具有一定的工程應(yīng)用特點(diǎn)。另一方面是對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行改進(jìn)和混合，使它適合工程應(yīng)用環(huán)境。例如由關(guān)系模型和網(wǎng)狀模型組合成的關(guān)系網(wǎng)狀混合數(shù)據(jù)模型以及層次網(wǎng)狀混合數(shù)據(jù)模型，以發(fā)揮相混合的數(shù)據(jù)關(guān)系的各自優(yōu)點(diǎn)。在此混合數(shù)據(jù)模型也有一定的缺點(diǎn)，如不同模型之間的轉(zhuǎn)換對(duì)用戶的使用能力有一定的要求。2.4.3 工程數(shù)據(jù)庫(kù)

36、的建立用數(shù)組形式和公式化法去存貯數(shù)據(jù)，都是從屬于程序，這樣在調(diào)入程序時(shí)，不僅要占據(jù)內(nèi)存，數(shù)據(jù)也不能被別的程序使用，達(dá)不到數(shù)據(jù)共享?？山⒐こ虜?shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。一個(gè)建庫(kù)的工作流程可分以下幾個(gè)階段：1.調(diào)查和分析階段此階段的主要工作是對(duì)建庫(kù)的環(huán)境和應(yīng)用目標(biāo)作調(diào)查和分析研究,主要包括兩方面:對(duì)建立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的環(huán)境作分析研究。要對(duì)原有的軟件和硬件兩方面的情況作全面的調(diào)查和認(rèn)真的分析研究。軟件主要是DBMS的結(jié)構(gòu)和功能，如數(shù)據(jù)庫(kù)的模式、子模式，數(shù)據(jù)模型，檢索或存取數(shù)據(jù)的方式和速度，對(duì)數(shù)據(jù)的要求和限制，數(shù)據(jù)的安全保護(hù)措施等。對(duì)硬件的調(diào)查和分析研究主要是外存設(shè)備的容量，能提供的數(shù)據(jù)輸入輸出方式和數(shù)據(jù)傳輸

37、速度等。2.系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段此階段的主要工作是根據(jù)已有DBMS所確定的數(shù)據(jù)庫(kù)模型，利用DBMS所提供的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言和有關(guān)程序來(lái)定義數(shù)據(jù)的模式和子模式。對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型來(lái)說(shuō)，也就是設(shè)計(jì)某個(gè)數(shù)據(jù)文件的空白工作表，設(shè)計(jì)二維表中各個(gè)字段的名稱及字段的類(lèi)型和格式。這其中不涉及具體的數(shù)據(jù)值。3.系統(tǒng)調(diào)試設(shè)計(jì)好模式和子模式后，就可以準(zhǔn)備少量數(shù)據(jù)裝入系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)運(yùn)行調(diào)試來(lái)檢驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理。根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)原設(shè)計(jì)作修正，直到符合要求為止。4.裝入數(shù)據(jù)系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試修正符合要求后，可利用DBMS提供的數(shù)據(jù)裝入程序把具體數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)。此階段的工作完成后，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已建成，可以投入使用。在某種意義上，建

38、立CAD數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)也就是把有關(guān)的設(shè)計(jì)守則、標(biāo)準(zhǔn)和其它設(shè)計(jì)資料存入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并提供高效手段為CAD作業(yè)所用。5.編制數(shù)據(jù)字典為了方便用戶的使用，在建立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)后，要編制出數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的使用說(shuō)明書(shū)或數(shù)據(jù)字典。2.4.4 工程數(shù)據(jù)庫(kù)與事物管理數(shù)據(jù)庫(kù)的比較目前的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要是根據(jù)事物管理應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。當(dāng)事物（商用）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)被引入工程技術(shù)領(lǐng)域時(shí)，由于應(yīng)用對(duì)象，環(huán)境和操作方式的不同，特別是圖形數(shù)據(jù)以及與圖形數(shù)據(jù)有關(guān)的非圖形特征數(shù)據(jù)處理的引入，使得事物（商用）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的不適應(yīng)性明顯暴露出來(lái)。盡管工程數(shù)據(jù)庫(kù)與事物管理數(shù)據(jù)庫(kù)分屬于兩個(gè)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，然而數(shù)據(jù)庫(kù)的基本特點(diǎn)對(duì)于它們都是具備的，這兩

39、類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)在系統(tǒng)內(nèi)核部分所作的工作也有相同之處，例如數(shù)據(jù)的裝配、檢索、插入、修改、刪除、排序、分類(lèi)和索引等操作。表-1 事物管理數(shù)據(jù)庫(kù)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)的比較事物管理數(shù)據(jù)庫(kù)工程數(shù)據(jù)庫(kù)1被模仿的實(shí)際事物多為靜態(tài)數(shù)據(jù)能清楚了解實(shí)體之間的關(guān)系，因此模式在使用前定義并存入數(shù)據(jù)詞典中靜態(tài)的設(shè)計(jì)環(huán)境方面的數(shù)據(jù)(設(shè)計(jì)規(guī)則，方法、標(biāo)準(zhǔn)等)動(dòng)態(tài)的有關(guān)設(shè)計(jì)對(duì)象的數(shù)據(jù)，更改量大；要處理動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)值的種類(lèi)值是原子的，常用字符、字符串和數(shù)值類(lèi)型值既是原子的，又是結(jié)構(gòu)化的，其中圖形數(shù)據(jù)作為一種特殊數(shù)據(jù)類(lèi)型3模式的性質(zhì)模式是靜態(tài)可編譯的實(shí)體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，類(lèi)型多模式是動(dòng)態(tài)的與解釋執(zhí)行的4數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的處理數(shù)據(jù)類(lèi)型比較簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)經(jīng)常修

40、改，但只改變數(shù)據(jù)的值，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DBA)負(fù)責(zé)修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類(lèi)型多，而且復(fù)雜數(shù)據(jù)值和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都經(jīng)常修改允許用戶對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改和動(dòng)態(tài)定義5數(shù)據(jù)量較少的記錄類(lèi)型，較簡(jiǎn)單的聯(lián)系，大量的記錄實(shí)例大量的復(fù)雜實(shí)體類(lèi)型和實(shí)體之間的聯(lián)系描述，靜態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)例相對(duì)較少，動(dòng)態(tài)實(shí)例隨著設(shè)計(jì)過(guò)程迅速增加6語(yǔ)義一致性數(shù)據(jù)必須是一致的，以免除矛盾的數(shù)據(jù)由于對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的數(shù)據(jù)要不斷調(diào)整和修改，可允許有不一致的情況7數(shù)據(jù)的維護(hù)有用戶存取權(quán)限的限制沒(méi)有數(shù)據(jù)版本管理的要求要求對(duì)實(shí)體對(duì)象多個(gè)方案數(shù)據(jù)的保存，所以存在版本管理要求8數(shù)據(jù)的操作通常以對(duì)話方式的查詢語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存取設(shè)計(jì)者以交互方式進(jìn)行操作、檢索數(shù)據(jù)或請(qǐng)求激活某個(gè)技

41、術(shù)程序2.4.5 開(kāi)發(fā)工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的途徑1.開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的數(shù)據(jù)文件管理程序2.對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)擴(kuò)充和改造對(duì)現(xiàn)有的工程（商業(yè)）用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(如ORACLE)進(jìn)行擴(kuò)充和改造，以適應(yīng)CAD/CAM系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的特殊要求，其優(yōu)點(diǎn)是能夠迅速有效地投入工程應(yīng)用。A.對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)增加一些新的功能或工具，例如增加一部分適合于支持工程應(yīng)用的操作接口使它能統(tǒng)一管理各類(lèi)過(guò)程數(shù)據(jù)，達(dá)到適應(yīng)于CAD環(huán)境的目的。B.在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)上加外殼，提供常規(guī)數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)的用戶接口。3.利用改進(jìn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型方法開(kāi)發(fā)新的工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。4.在選用新的數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。2

42、.4.6 工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介1TORNADO系統(tǒng)是由挪威工業(yè)中央研究所開(kāi)發(fā)的一個(gè)面向CACCAM單用戶的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。1978年開(kāi)發(fā)了適用于圖形應(yīng)用的TORNADO1.0版本，該系統(tǒng)是用FORTRAN語(yǔ)言設(shè)計(jì)的模塊化結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)的程序量有15000與行，適用于：AUTOKON-造船及海上石油鉆平臺(tái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)；DAKHUS-房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)；GPM-產(chǎn)品幾何造型系統(tǒng)；SIMROB-機(jī)器人仿真系統(tǒng)；2PHIDAS系統(tǒng)是德國(guó)PHILIPS研究實(shí)驗(yàn)室為CAD/CAM集成系統(tǒng)PHILIKON研制的一種實(shí)用性較好的工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它在CDC1700計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)，并可移植到PDP11/60和PHLIPS P857計(jì)算機(jī)上。系統(tǒng)采用網(wǎng)狀模型，結(jié)構(gòu)是基于三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，即子模式、模式和存貯模式。系統(tǒng)用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě)，提供了三種專(zhuān)用語(yǔ)言，即存貯結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言(SSDL)、數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言(DDL)和數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(DDL)。系統(tǒng)不僅支持圖形數(shù)據(jù)的管理，還支持多對(duì)多的聯(lián)系結(jié)構(gòu)。3ARDBID系統(tǒng)是印度科學(xué)院研制的一個(gè)交互式工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它在配有DECVT11圖形終端的DEC1090計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)主要包括四類(lèi)