先進(jìn)制造技術(shù) 第五章

1、機(jī)械CAD/CAM技術(shù)山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2第五章第五章 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 設(shè)計(jì)資料的程序處理設(shè)計(jì)資料的程序處理第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)介第四節(jié)第四節(jié) 參數(shù)化繪圖和尺寸驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)技術(shù)參數(shù)化繪圖和尺寸驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)技術(shù)第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械機(jī)械CADCAD應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)方法應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)方法34設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 根據(jù)成本沉根據(jù)成本沉淀理論，設(shè)計(jì)淀理論，設(shè)計(jì)成本占產(chǎn)品成成本占產(chǎn)品成本本5-7%，但卻，但卻決定產(chǎn)品成本決定產(chǎn)品成本的的70!設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)準(zhǔn)備加工加工材料消耗材料消耗銷售管理銷售管理 100 %50 0 5%70%18% 7

2、% 5%54%28% 3%對(duì)成本的影響成本的影響所需成本所需成本企業(yè)中成本的確定企業(yè)中成本的確定6 產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的重要性使人們非常關(guān)心對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程本質(zhì)的研究，各個(gè)國(guó)家越來(lái)越重視設(shè)計(jì)理論和方法的系統(tǒng)研究，形成了若干設(shè)計(jì)思想流派，如： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué) 多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì) 基于發(fā)明創(chuàng)造方法學(xué)的設(shè)計(jì) 公理化設(shè)計(jì)78 計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)是將計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)以及人的智慧和經(jīng)驗(yàn)以現(xiàn)代的科學(xué)方法為指導(dǎo)結(jié)合起來(lái)，在設(shè)計(jì)全過(guò)程中各盡所長(zhǎng)，盡可能的利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成那些重復(fù)性高、勞動(dòng)量大、計(jì)算復(fù)雜以及單純靠人難以完成的工作，輔助而非代替工程技術(shù)人員完成整個(gè)過(guò)程，以獲得最佳效果。四、計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)四、計(jì)

3、算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)9 根據(jù)設(shè)計(jì)方法學(xué)的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)過(guò)程可以劃分為若干個(gè)設(shè)計(jì)階段，各個(gè)階段又可以劃分為若干個(gè)設(shè)計(jì)步驟。 設(shè)計(jì)過(guò)程可以概括描述為下面幾個(gè)階段：101.任務(wù)規(guī)劃階段11 任務(wù)規(guī)劃階段要進(jìn)行需求分析、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、可行性分析，根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的發(fā)展目標(biāo)、現(xiàn)有設(shè)備能力及科研成果等，確定設(shè)計(jì)參數(shù)及約束條件，最后明確詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求作為設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和決策的依據(jù)，制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。121314151617181920212223在CACD系統(tǒng)支持下進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程，包括了產(chǎn)品在功能、原理、形態(tài)、色彩、布局、人機(jī)工程和結(jié)構(gòu)這7個(gè)方面的創(chuàng)新活動(dòng) 。24 產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)過(guò)程的早期階段，其核心就在于產(chǎn)品

4、創(chuàng)新。一旦概念設(shè)計(jì)被確定，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的60%70%也就確定了，而概念設(shè)計(jì)階段所花費(fèi)的成本和時(shí)間在總的開(kāi)發(fā)成本和設(shè)計(jì)周期中占的比例通常都在60%以下，并且很難或不能在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段糾正產(chǎn)品設(shè)計(jì)的缺陷。因此產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率不僅對(duì)產(chǎn)品的創(chuàng)新性、功能的合理性、使用的宜人性和外觀造型的美觀性等起著決定性的作用，同時(shí)也直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、上市時(shí)間、生產(chǎn)成本等重要因素。2526 強(qiáng)生公司的“獨(dú)立3000“輪椅概念設(shè)計(jì)獲得了2000年美國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)卓越獎(jiǎng)的金獎(jiǎng)，這種四輪工具采用了先進(jìn)的陀螺儀平衡系統(tǒng)，可以非常方便地讓使用者上下移動(dòng)，升高后高度與一個(gè)站立的成年人的視線高度一樣，不僅可以夠著

5、商店里的上層貨架和書(shū)架上的書(shū)，還可以爬馬路牙子。不僅如此，這種輪椅還模糊了使用者的身份，因?yàn)榻】等艘部梢允褂盟浅１憷厝「咛幍臇|西。27 Steelcase和IDEO公司共同推出的“Leap“椅子可以根據(jù)每個(gè)人的脊椎形狀來(lái)調(diào)節(jié)靠背，靠背的上下部位還可以按照使用者的需要進(jìn)行單獨(dú)的調(diào)整，每個(gè)人都會(huì)覺(jué)得這種椅子是為自己度身定做。赫爾曼米勒公司最新推出的“Levity Tower“可調(diào)節(jié)桌子可以幫助你消除長(zhǎng)時(shí)間在辦公桌前處理公務(wù)引起的背部疲勞，只要指尖一碰桌子即可隨意升降，升高時(shí)可以站立工作，降低后可以坐著辦公，創(chuàng)造了靈活辦公的新方式 。28法拉利最新概念摩托車29科幻味十足的，雅馬哈三輪個(gè)人型概念

6、摩托車3031悍馬H3T概念車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)32蘭博基尼Miura概念車33寶馬概念5系gt備戰(zhàn)79屆日內(nèi)瓦車展3435這款名為Soft Phone的概念手機(jī)，出自一位中國(guó)設(shè)計(jì)師之手，機(jī)如其名，Soft Phone采用一種柔軟的纖維材料作為機(jī)身用料，同時(shí)能夠借助光線將原本隱藏的全鍵盤顯現(xiàn)出來(lái)，而通過(guò)手對(duì)機(jī)身的擠壓則可以實(shí)現(xiàn)諸如撥打和掛斷電話等功能，非常有創(chuàng)意。 36透明化概念手機(jī) 37諾基亞一款概念手機(jī)Scentsory采用了一種先進(jìn)的折疊技術(shù)，使其可以像書(shū)本一樣對(duì)折。Scentsory將運(yùn)用一種特殊材質(zhì)打造，從而使用戶徹底擺脫汗水以及指紋的俄侵?jǐn)_。同時(shí)，獨(dú)特的左右雙屏設(shè)計(jì)以及個(gè)性的鍵盤設(shè)計(jì)都給人

7、異常另類之感，不知道該機(jī)能否引領(lǐng)未來(lái)手機(jī)產(chǎn)品的走向。 38有助健康，泛泰概念手機(jī)inhealth39兒童用概念手機(jī)okids 40 CAD技術(shù)就要求計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)把產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中要用到一些設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，要查閱大量的圖表、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)地檢索出來(lái)。為此必須先把這些設(shè)計(jì)資料處理成計(jì)算機(jī)能夠操作的方式，讓計(jì)算機(jī)能自動(dòng)地查找和檢索所需數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)中常用的規(guī)范、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)大多以數(shù)表、線圖、公式等形式給出，所以，只需對(duì)這幾種形式進(jìn)行程序處理。第二節(jié)第二節(jié) 設(shè)計(jì)資料的程序處理設(shè)計(jì)資料的程序處理一、設(shè)計(jì)資料的程序處理一、設(shè)計(jì)資料的程序處理41 數(shù)表中的數(shù)據(jù)可以以數(shù)組(一維、二維或三維)的形式或擬合成公式編入

8、程序。 數(shù)表按其數(shù)據(jù)間有無(wú)函數(shù)關(guān)系可分為：非函數(shù)數(shù)表和函數(shù)數(shù)表。 1、非函數(shù)數(shù)表非函數(shù)數(shù)表 待查數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)之間無(wú)函數(shù)關(guān)系，如漸開(kāi)線齒輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)、滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外徑等結(jié)構(gòu)尺寸、各種傳動(dòng)的工況系數(shù)等等。這類數(shù)據(jù)一般用數(shù)組的形式存儲(chǔ)，直接檢索、調(diào)用，不需要改變其數(shù)據(jù)值。（一）數(shù)表的處理（一）數(shù)表的處理422、函數(shù)數(shù)表函數(shù)數(shù)表 待查數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)之間有著一定的函數(shù)關(guān)系，如中、低精度齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算中的齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)、帶傳動(dòng)的包角系數(shù)等。這類數(shù)表中的數(shù)據(jù)常需要通過(guò)插值的方法檢索數(shù)據(jù)。43插值法的基本思想是：插值法的基本思想是： 在插值點(diǎn)附近選取幾個(gè)合適的節(jié)點(diǎn)，過(guò)這些點(diǎn)構(gòu)造一個(gè)簡(jiǎn)單的

9、函數(shù)g（）代替原來(lái)的函數(shù)（），這樣作為插值點(diǎn)的函數(shù)值就用g（）的值代替，g（）也稱為逼近函數(shù)。 最常用的逼近函數(shù)g（）為代數(shù)多項(xiàng)式，常用的為線性插值法和拋物線插值法 . 44 1 1、有原始數(shù)學(xué)公式的線圖、有原始數(shù)學(xué)公式的線圖 找到線圖的原始公式，將公式編入程序。這是最精確的程序化的處理方法。 2 2、無(wú)原始數(shù)學(xué)公式的線圖、無(wú)原始數(shù)學(xué)公式的線圖 將線圖離散成數(shù)表，再按數(shù)表的處理方法處理。這種方法占計(jì)算機(jī)內(nèi)存大，且精度也不高。（二）線圖的處理（二）線圖的處理453 3、有些線圖本來(lái)就是試驗(yàn)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式的圖形、有些線圖本來(lái)就是試驗(yàn)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式的圖形化，化， 采用曲線擬合把這些線圖重新擬合成公式

10、編入程序，準(zhǔn)確性較高。 曲線線圖擬合的方法很多，最常用的是最小二乘法。在這種方法中，需要用與線圖曲線相近的函數(shù)進(jìn)行擬合，采用何種函數(shù)，視曲線的形狀而定。常用線性擬合、冪函數(shù)或指數(shù)函數(shù)擬合或多項(xiàng)式擬合。461使用方便、快捷2數(shù)據(jù)依賴于程序而存在，若要修改數(shù)據(jù)，就要修改程序3同樣的數(shù)據(jù)資料存在于不同的應(yīng)用程序中，無(wú)法共享。（三）特點(diǎn)（三）特點(diǎn)471 1概念：概念： 把一組相關(guān)數(shù)據(jù)元素的集合以文件的形式組織和保存，當(dāng)程序需要用到數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)有關(guān)語(yǔ)句打開(kāi)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行讀取。2 2特點(diǎn)特點(diǎn) 1）優(yōu)點(diǎn)：）優(yōu)點(diǎn)： 數(shù)據(jù)以文件形式存儲(chǔ)后，就可以與數(shù)據(jù)操作的處理程序分離開(kāi)，當(dāng)數(shù)據(jù)有變化時(shí)，只需更改數(shù)據(jù)文件，而程序

11、保持不變。二、數(shù)據(jù)資料的文件化二、數(shù)據(jù)資料的文件化48 2)2)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 1 1）專用性）專用性：數(shù)據(jù)文件是面向應(yīng)用問(wèn)題的，文件結(jié)構(gòu)一般是用戶專有。各用戶都有自己建立的一套文件結(jié)構(gòu)，造成大量的數(shù)據(jù)冗余和不一致性。 2 2）依賴性）依賴性：文件中數(shù)據(jù)的邏輯定義、物理存儲(chǔ)、組織方式及存儲(chǔ)方法由程序員在應(yīng)用程序中設(shè)定，數(shù)據(jù)文件一旦離開(kāi)其所依賴的應(yīng)用程序?qū)⑹ゴ嬖诘囊饬x。 3 3）無(wú)結(jié)構(gòu)性：）無(wú)結(jié)構(gòu)性：文件結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)一般只反映單一事物的信息，不能描述各種數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。493 3分類分類 文本文件文本文件： 用于存儲(chǔ)行文檔案資料，如技術(shù)報(bào)告、專題分析、論證材料等，可以利用任何一種計(jì)算機(jī)文字處理工具軟

12、件建立。 數(shù)據(jù)文件：數(shù)據(jù)文件： 是記錄的集合，有自己固定的存取格式，用于存儲(chǔ)數(shù)值、短字符串?dāng)?shù)據(jù)，如零件編碼、切削參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)零件尺寸等，通常用語(yǔ)言的文件管理功能實(shí)現(xiàn)文件的建立、數(shù)據(jù)的存取。50 不能在不同的系統(tǒng)間共享 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小，不同滿足系統(tǒng)的需要 難以存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作要求高的數(shù)據(jù)。三設(shè)計(jì)資料的程序化和文件化的缺點(diǎn)三設(shè)計(jì)資料的程序化和文件化的缺點(diǎn)51 CAD/CAM集成系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各應(yīng)用程序所需要的及產(chǎn)生的各種信息的存儲(chǔ)、交流和操作使用，因此信息的集成問(wèn)題最終反映出、表現(xiàn)出的是數(shù)據(jù)的交換和共享問(wèn)題，目前數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是能較好地解決共享問(wèn)題的數(shù)據(jù)處理方法，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是CAD/CAM集成系統(tǒng)的關(guān)

13、鍵技術(shù)之一。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序及支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的操作系統(tǒng)所組成。第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)介521 1數(shù)據(jù)庫(kù)（數(shù)據(jù)庫(kù)（DatabaseDatabase）： 是一個(gè)可滿足多個(gè)用戶、多種應(yīng)用的需要、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中按一定的數(shù)據(jù)模型組織、存儲(chǔ)的相互聯(lián)系的數(shù)據(jù)集合。用戶可以采用各種方法來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種組合以滿足各種應(yīng)用。 數(shù)據(jù)庫(kù)和圖書(shū)館相似，圖書(shū)館的任務(wù)是存儲(chǔ)和負(fù)責(zé)借用圖書(shū)資料，數(shù)據(jù)庫(kù)的任務(wù)是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并負(fù)責(zé)用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)。 一概念一概念53 數(shù)據(jù)庫(kù)不能僅僅理解為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的集合，應(yīng)看作是一個(gè)系統(tǒng)，既數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，一個(gè)圖書(shū)館要很好的為讀者服務(wù)必須完成以下工作

14、： 1） 建立完善書(shū)卡 2） 圖書(shū)應(yīng)有組織的存放在書(shū)庫(kù)里 3） 規(guī)定借閱權(quán)限 4） 建立周密的借閱管理制度數(shù)據(jù)庫(kù)也應(yīng)該完成類似的工作：54 1）數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)建立數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型，使用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)模型訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)庫(kù)中的物理存儲(chǔ)位置。數(shù)據(jù)模型應(yīng)該象書(shū)卡一樣可以反應(yīng)各種數(shù)據(jù)建立的內(nèi)在聯(lián)系。 2）數(shù)據(jù)應(yīng)該有組織的存放在存儲(chǔ)設(shè)備上，并建立數(shù)學(xué)模型到物理存儲(chǔ)位置的對(duì)應(yīng)表，使數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)能按照用戶的訪問(wèn)找到被訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置。551 1復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫(kù)在描述數(shù)據(jù)的同時(shí)，也描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。2 2數(shù)據(jù)的共享性好，冗余度低。數(shù)據(jù)的共享性好，冗余度低。 數(shù)據(jù)庫(kù)從整體觀

15、點(diǎn)處理數(shù)據(jù)，面向系統(tǒng)，彈性大，易擴(kuò)充，使用方式靈活，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。二數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)：二數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)：563 3數(shù)據(jù)的獨(dú)立性數(shù)據(jù)的獨(dú)立性 數(shù)據(jù)可以獨(dú)立于程序而存在，應(yīng)用程序不必隨數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化而變化，數(shù)據(jù)庫(kù)本身有操作功能，不需要應(yīng)用程序額外負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)操作任務(wù)。4 4數(shù)據(jù)具有安全性、完整性。數(shù)據(jù)具有安全性、完整性。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)，防止不合理的使用，保證數(shù)據(jù)的完整性。57數(shù)據(jù)模型（數(shù)據(jù)模型（Data ModelData Model）：）： 是一種人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行描述的工具，不僅描述數(shù)據(jù)本身的內(nèi)容，也描述數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)庫(kù)的核心問(wèn)題是研究如何表示和處理數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。三數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)

16、據(jù)模型三數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型581 1）層次模型）層次模型 層次模型也稱為樹(shù)狀模型，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呈樹(shù)型結(jié)構(gòu)，如圖所示。是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用的最早的一種數(shù)據(jù)模型。層狀模型節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系簡(jiǎn)單，層次分明，結(jié)構(gòu)清晰，但只能反映一對(duì)一或一對(duì)多的聯(lián)系。支持層次模型的典型系統(tǒng)是IBM公司的IMS(Information Management System)系統(tǒng)。59602 2）網(wǎng)狀模型）網(wǎng)狀模型 網(wǎng)狀模型，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)狀，如圖所示。網(wǎng)狀模型允許每個(gè)結(jié)點(diǎn)有多個(gè)父結(jié)點(diǎn)和多個(gè)子結(jié)點(diǎn)，是一種多對(duì)多的聯(lián)系。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以描述實(shí)體之間的復(fù)雜聯(lián)系，但在概念上，結(jié)構(gòu)上及實(shí)現(xiàn)起來(lái)都比較復(fù)雜。支持網(wǎng)狀模型的典型系統(tǒng)是DBTG(Data Bas

17、e Task Group)系統(tǒng)。61623 3）關(guān)系模型）關(guān)系模型 關(guān)系模型就是一張二維表，用二維表來(lái)描述實(shí)體間的關(guān)系和實(shí)體間的聯(lián)系，如下表。關(guān)系模型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系簡(jiǎn)單明了，有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，用戶易懂易用，因此關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)得到了很大的發(fā)展, 也是當(dāng)今計(jì)算機(jī)世界所流行的一種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如FoxBASE, FoxPro、Access等。6364數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMSDBMS）：）： 是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心，是統(tǒng)一管理整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用支撐軟件，具有數(shù)據(jù)庫(kù)的定義、管理維護(hù)、通信以及設(shè)備控制等功能。 DBMS的中心任務(wù)把對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作轉(zhuǎn)換到物理級(jí)去執(zhí)行。目前有許多商品化的DBMS。四

18、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)四數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)651 1DBMSDBMS的基本功能的基本功能 1 1）數(shù)據(jù)庫(kù)定義和存取功能）數(shù)據(jù)庫(kù)定義和存取功能 DBMS的最基本功能是有效地執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言，包括數(shù)據(jù)庫(kù)模式定義、子模式定義、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)定義和數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等功能。 2 2）數(shù)據(jù)庫(kù)控制功能）數(shù)據(jù)庫(kù)控制功能 這是DBMS的核心部分，包括控制系統(tǒng)的運(yùn)行、用戶的并發(fā)訪問(wèn)、安全性檢查、恢復(fù)機(jī)制、完整性約束條件的檢查和執(zhí)行等。 663 3）數(shù)據(jù)維護(hù)功能）數(shù)據(jù)維護(hù)功能 包括數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、數(shù)據(jù)的更新和再組織、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)等以及數(shù)據(jù)庫(kù)性能監(jiān)視。4 4）通信功能）通信功能 和操作系統(tǒng)協(xié)作處理庫(kù)內(nèi)外數(shù)據(jù)的傳輸。67 用戶使

19、用數(shù)據(jù)庫(kù)，必須對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行各種操作，包括對(duì)數(shù)據(jù)模式的定義，數(shù)據(jù)的增、刪、改、查和控制等，這就要求DBMS必須為用戶提供相應(yīng)的命令和語(yǔ)言來(lái)完成這些操作，也就是用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)的接口。目前應(yīng)用最廣泛的是SQL語(yǔ)言。 SQL語(yǔ)言（Structured Query Language）是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。精致、簡(jiǎn)潔、命令數(shù)量不多，但具有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的基本功能。SQL語(yǔ)言是一種非過(guò)程語(yǔ)言，即用戶只須用SQL語(yǔ)言說(shuō)明“做什么”，而無(wú)須指明“怎么做”；可以以交互命令的方式使用，也可以嵌入主語(yǔ)言在程序中使用。2 2數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言683 3DBMSDBMS的分類的分類 1 1）微機(jī)方式下簡(jiǎn)單的）微機(jī)方式下簡(jiǎn)

20、單的DBMSDBMS。 常見(jiàn)的有FoxBase、Foxpro、Access等。這些系統(tǒng)既有單機(jī)版也有網(wǎng)絡(luò)版。操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。 692 2）分時(shí)系統(tǒng)環(huán)境下，集中式數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)。）分時(shí)系統(tǒng)環(huán)境下，集中式數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)。 在這種系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是集中的，數(shù)據(jù)管理也是集中的，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)都集中在DBMS所在的中心計(jì)算機(jī)上，各用戶借助終端共享中心DBMS上的功能和資源，如ORACLE系統(tǒng)。3 3）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的客戶）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的客戶/ /服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。 Client/Server是隨著LAN的發(fā)展而提出來(lái)的，目前成為計(jì)算機(jī)LAN 下的一種主流體系結(jié)構(gòu)。70工程數(shù)據(jù)庫(kù)工程數(shù)

21、據(jù)庫(kù): : 指能滿足人們?cè)诠こ袒顒?dòng)中對(duì)數(shù)據(jù)處理要求的數(shù)據(jù)庫(kù). 因?yàn)楣こ躺纤幚淼臄?shù)據(jù)，其對(duì)象、類型、結(jié)構(gòu)、性能要比商務(wù)上復(fù)雜的多，工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)較之一般數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有諸多區(qū)別和特點(diǎn)。五工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（EDBMSEDBMS）711 1工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的區(qū)別和特點(diǎn)區(qū)別和特點(diǎn) 1 1）管理對(duì)象）管理對(duì)象 一般數(shù)據(jù)庫(kù):是靜態(tài)的 工程數(shù)據(jù)庫(kù):管理靜態(tài)的數(shù)據(jù) 高度動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)722 2）數(shù)據(jù)的類型）數(shù)據(jù)的類型 一般數(shù)據(jù)庫(kù):字符串和數(shù)值類型， 工程數(shù)據(jù)庫(kù):字符串和數(shù)值， 大量的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)3 3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 一般數(shù)據(jù)庫(kù):

22、關(guān)系模型 工程數(shù)據(jù)庫(kù):多數(shù)是樹(shù)狀的繼承關(guān)系，還有復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，734 4）數(shù)據(jù)庫(kù)的變化）數(shù)據(jù)庫(kù)的變化 一般數(shù)據(jù)庫(kù):數(shù)值多變，結(jié)構(gòu)變化緩慢的， 工程數(shù)據(jù)庫(kù):設(shè)計(jì)者作為工程數(shù)據(jù)的全權(quán)使用者，必須讓其對(duì)庫(kù)的數(shù)值和結(jié)構(gòu)上都可作改動(dòng)、以滿足設(shè)計(jì)過(guò)程中的多變性。745 5）信息種類）信息種類 工程數(shù)據(jù)包含的信息種類繁多，如： （1）產(chǎn)品的圖形信息： （2）產(chǎn)品的文字?jǐn)?shù)據(jù)信息： （3）設(shè)計(jì)所需參數(shù)和分析計(jì)算數(shù)據(jù)： （4）工藝數(shù)據(jù)：加工設(shè)備、工藝規(guī)程、工序文件及加工的數(shù)控代碼等。756 6）系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)）系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu) 一般數(shù)據(jù)庫(kù):支持事物處理功能，但商務(wù)性、管理性的事務(wù)規(guī)律性較強(qiáng)，便于實(shí)現(xiàn)。 工程數(shù)據(jù)庫(kù)

23、:涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)繁多、復(fù)雜，并需要多次的反復(fù)和修改。所以需要設(shè)計(jì)分層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，來(lái)解決工程中的長(zhǎng)事物處理問(wèn)題。系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)如圖5-7。76771) 1) 改造現(xiàn)在的一般數(shù)據(jù)庫(kù)使之支持工程數(shù)據(jù)處理。改造現(xiàn)在的一般數(shù)據(jù)庫(kù)使之支持工程數(shù)據(jù)處理。 它利用一般數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)，輔之以圖形處理的手段，集成為一個(gè)工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，或以一般數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，擴(kuò)充CAD/CAM應(yīng)用所需要的若干功能模塊組成一個(gè)工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)研制的工程數(shù)據(jù)庫(kù)大多采用這種方法。 2) 2) 分析、拆解一般數(shù)據(jù)庫(kù)的源代碼分析、拆解一般數(shù)據(jù)庫(kù)的源代碼，按照工程數(shù)據(jù)庫(kù)的要求修改原組織結(jié)構(gòu)、概念模式，擴(kuò)充強(qiáng)化功能。IBM公司San

24、Jose研究實(shí)驗(yàn)室推出的“擴(kuò)充的 System R”工程數(shù)據(jù)庫(kù)就屬于此類。2 2工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成方法工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成方法783)3) 研制新的數(shù)據(jù)模型，開(kāi)發(fā)新的工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)研制新的數(shù)據(jù)模型，開(kāi)發(fā)新的工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 在現(xiàn)有的一般數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)下改造，往往很難實(shí)現(xiàn)真正的工程數(shù)據(jù)庫(kù)要求的功能。因此人們?cè)噲D開(kāi)發(fā)新的數(shù)據(jù)庫(kù)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)管理方法，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（OOEDBMS）就是這種數(shù)據(jù)庫(kù)的代表。OOEDBMS雖然已經(jīng)有人在研制開(kāi)發(fā)，但未形成商品化。793 3、工程數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 1 1）新型化：）新型化： 2 2）智能化：）智能化： 3 3）巨型化：）巨型化

25、： 4 4）工具化：）工具化： 5 5）分布式：）分布式： 6 6）集成化：）集成化：80 CAD的應(yīng)用軟件是在系統(tǒng)軟件、支撐軟件的基礎(chǔ)上，針對(duì)某一專用的產(chǎn)品或行業(yè)或?qū)ｉT的用途而研制的軟件。這類軟件由用戶根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)工作的需要而自行研制的。這個(gè)研制工作可以從底層開(kāi)始開(kāi)發(fā)，也可以利用已有的支撐軟件進(jìn)行“二次開(kāi)發(fā)”。要保證應(yīng)用軟件的先進(jìn)性和開(kāi)發(fā)的高效性，一般都是在這些支撐軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械機(jī)械CADCAD應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)方法應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)方法81 支撐軟件主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)幾何建模、繪圖、工程設(shè)計(jì)計(jì)算和分析等功能。根據(jù)其應(yīng)用可分以下幾類：1 1、計(jì)算機(jī)分析軟件（輔助工程軟件）、計(jì)

26、算機(jī)分析軟件（輔助工程軟件） 這類軟件主要用于工程設(shè)計(jì)中的各種數(shù)值計(jì)算和分析。以現(xiàn)代計(jì)算力學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行工程分析，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)。其主要包括有限元分析法、邊界法等方法。計(jì)算機(jī)分析軟件很多，如ANSYS、ADAMS、CSA/Nastran、FLDAP、LS-NLKE3D等。一些軟件還具有較強(qiáng)的前后置處理能力。一支撐軟件一支撐軟件822 2、CAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 這些軟件支持二維和三維圖形方式下進(jìn)行產(chǎn)品及零件的定義。 1）SDRC公司的I-DEAS軟件 是一個(gè)綜合的集成化CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。除了CAD、CAE、CAM功能外，還具有測(cè)試

27、數(shù)據(jù)分析、仿真項(xiàng)目管理、開(kāi)放結(jié)構(gòu)等功能。 2）PTC公司的Pro/Engineer軟件 是一個(gè)全參數(shù)化和基于特征的CAD/CAM系統(tǒng)。 833）EDS/Unigraphics公司的Unigraphics（UG ）系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的設(shè)計(jì)、分析、制造一體化集成系統(tǒng)。除了CAD/CAE/CAM功能外，還具有CAQ（計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制）、CAT（計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃）等功能。4）Autodask公司的AutoCAD 目前的版本是AutoCAD2006，是目前微機(jī)上應(yīng)用最為廣泛的通用的交互式計(jì)算機(jī)輔助繪圖與設(shè)計(jì)軟件包。843 3、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMSDBM

28、S） 目前有許多商品化的軟件，有微機(jī)方式下簡(jiǎn)單的DBMS：如FoxBase，F(xiàn)oxpro，AccEss等；分時(shí)系統(tǒng)環(huán)境下，集中式數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)：如ORACLE等；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的客戶服務(wù)體系結(jié)構(gòu)：如Client/Server等。 這些DBMS大都屬于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，常用于商業(yè)事務(wù)管理。這些數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)過(guò)改造使之支持工程數(shù)據(jù)處理，但很難實(shí)現(xiàn)真正的工程數(shù)據(jù)庫(kù)所要求的功能。854 4、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件 數(shù)據(jù)交換和共享是當(dāng)今CAD必不可少的手段，如企業(yè)內(nèi)部各部門間的數(shù)據(jù)共享與傳遞、企業(yè)與企業(yè)之間的信息交流等。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件為這些系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸和共享數(shù)據(jù)提供了條件。86 選擇CAD系統(tǒng)軟件作為應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)時(shí)，要注意以下幾個(gè)內(nèi)容： 1）CAD軟件能否實(shí)現(xiàn)3D設(shè)計(jì)？3D設(shè)計(jì)是線框造型還是實(shí)體造型？生成實(shí)體的復(fù)雜程度及速度如何？ 2）圖形修改、編輯功能是否齊全、靈活、方便？尺寸標(biāo)注功能是