CAD-數(shù)據(jù)處理技術(shù)

1、 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)1.數(shù)表的計(jì)算機(jī)處理技術(shù) 2.線圖的計(jì)算機(jī)處理技術(shù) 3.數(shù)據(jù)庫(kù)基本原理與應(yīng)用 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)1. 數(shù)表的計(jì)算機(jī)處理技術(shù) 數(shù)表的數(shù)組化 數(shù)表的文件化 數(shù)表的公式化 CAD/CAM中需要將各種表格數(shù)據(jù)和曲線圖表編入程序預(yù)先存入計(jì)算機(jī)中，以便設(shè)計(jì)時(shí)由程序自動(dòng)檢索和調(diào)用，提高設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度 這就涉及各種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù) 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或資料的計(jì)算機(jī)常用處理方法：將數(shù)表或線圖轉(zhuǎn)化為公式將數(shù)表或線圖轉(zhuǎn)化為公式編入程序，再根據(jù)已知數(shù)編入程序，再根據(jù)已知數(shù)據(jù)計(jì)算出所需數(shù)據(jù)據(jù)計(jì)算出所需數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)表的數(shù)組化 將數(shù)表(含線圖離散化而成數(shù)表)中的數(shù)據(jù)編入程序，存入一維、二維或多

2、維數(shù)組，再根據(jù)已知條件自動(dòng)檢索和調(diào)用所需數(shù)據(jù)例1：將表中為標(biāo)準(zhǔn)螺孔底孔尺寸進(jìn)行數(shù)組化處理公稱尺寸M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M12 M14 M16 M18 M20 底孔尺寸3.3 4.2 5.0 6.0 6.7 7.7 8.5 10.2 11.9 13.9 15.4 17.4 定義2個(gè)一維數(shù)組，將數(shù)表中的數(shù)值賦值于各自的數(shù)組，使之初始化 數(shù)表程序化的C語(yǔ)言初始化賦值語(yǔ)句： float m12= 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20 ; float d12=3.3 ,4.2 ,5.0 ,6.0,6.7,7.7,8.5,10.2,11.9

3、,13.9 ,15.4,17.4 ; 可用d0=3.3表示M4的底孔尺寸，d1=4.2表示M5螺孔的底孔尺寸 若已知螺孔公稱尺寸 mi，就可相應(yīng)的檢索出螺孔底孔尺寸 di 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)例2：二維數(shù)表 決定齒輪工況系數(shù) KA 值有兩個(gè)自變量，即原動(dòng)機(jī)的載荷特性和工作機(jī)的載荷特性。它們?cè)緹o(wú)數(shù)值概念，現(xiàn)用i=02及j=02分別代表原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)不同的載荷特性，用一個(gè)二維數(shù)組ka33記載表中的系數(shù) 工作機(jī)載荷特性工作機(jī)載荷特性 j=j=0 0j=j=1 1j=j=2 2工作平穩(wěn)工作平穩(wěn) i=i=0 0輕度沖擊輕度沖擊 i=i=1 1中等沖擊中等沖擊 i=i=2 2原動(dòng)機(jī) 載荷特性工況系數(shù) Kaij

4、 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)檢索齒輪傳動(dòng)工況系數(shù)的C程序：#include main() int i,j; float ka33=1.0,1.25,1.75,1.25,1.5,2.0,1.5,1.75,2.25; while(1) printf(“請(qǐng)輸入原動(dòng)機(jī)的載荷特性請(qǐng)輸入原動(dòng)機(jī)的載荷特性(0,1,2): ”); scanf（“%d”，&i）; if(i=0&i=0&j17-2217-22 6 6 3.5 2.8 22-3022-30 8 7 4.0 3.3 30-3830-38 10 8 5.0 3.3 38-4438-44 12 8 5.5 3.3 44-5044-50 14

5、 9 6.0 3.8 50-5850-58 16 10 6.5 4.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)1：數(shù)表的文件化1)了解和掌握工程數(shù)據(jù)文件化的處理過程和方法。2)掌握數(shù)據(jù)文件的查詢方法。3)熟悉c語(yǔ)言編程并掌握基本的繪圖指令。工程數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理，可以采用程序化或文件化的方法。n 程序化是直接將數(shù)表以數(shù)組的形式編到程序中去，數(shù)組賦值的方法n 文件化則是將數(shù)表以文件形式保存在磁盤中，早期CAD系統(tǒng)采用該方法存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為了用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，對(duì)C語(yǔ)言中有關(guān)文件操作及繪圖指令進(jìn)行介紹：C語(yǔ)言繪圖函數(shù)D:TURBOC2建立數(shù)據(jù)文件程序：GB2226A.C讀取數(shù)據(jù)繪圖程序：GB2226B.C數(shù)據(jù)文件：GB2226

6、.TXT作業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)2. 線圖的計(jì)算機(jī)處理技術(shù) 線圖的離散化處理 線圖的公式化處理 設(shè)計(jì)資料中，常用部分由直線、折線或各種曲線構(gòu)成線圖直觀地表示出參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系 線圖不能直接存儲(chǔ)，需進(jìn)行計(jì)算機(jī)化處理 一般做法： 若能查到線圖原有的公式，將公式編寫到程序中； 將線圖離散為數(shù)表，然后將數(shù)表進(jìn)行程序化處理； 用曲線插值或擬合的方法求出線圖的近似公式，再將公式編寫到程序中。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)線圖的離散化處理分割離散的原則： 各分割點(diǎn)間的函數(shù)值相差不大 分割點(diǎn)的選取隨曲線的形狀而異，陡峭部分分割密集一些，平坦部分分割稀疏一些為了將曲線圖變換成數(shù)表，可將曲線進(jìn)行分割離散，用這些分割離散點(diǎn)的坐標(biāo)值列成一

7、張數(shù)表當(dāng)變位系數(shù)x=0，漸開線齒輪的當(dāng)量齒數(shù) Zv 和齒形系數(shù) Y 之間的關(guān)系曲線 漸開線齒輪的當(dāng)量齒數(shù)和齒形系數(shù)的關(guān)系 當(dāng)量齒數(shù)Zv 12 14 16 18 22 26 30 40 50 齒形系數(shù)Y 3.48 3.22 3.03 2.91 2.73 2.60 2.52 2.40 2.32 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)把變位系數(shù) x 取不同數(shù)值時(shí)所對(duì)應(yīng)的曲線都畫在同一坐標(biāo)平面內(nèi)，就得到不同 x值時(shí)當(dāng)量齒數(shù) Zv與齒形系數(shù) Y 之間的關(guān)系曲線圖 每條曲線可變換成一張一維數(shù)表，則m條曲線的線圖就可變換成m張一維數(shù)表，這些數(shù)表組合在一起就是一張二維數(shù)表二維數(shù)表 轉(zhuǎn)換后的數(shù)表只能表示曲線上有限點(diǎn)有限點(diǎn)處的變量關(guān)系，

8、若要查找曲線上任意點(diǎn)處的變量值，要用插值方法漸開線齒輪的齒形系數(shù) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)序 號(hào) N 變形系數(shù) x x 齒形系數(shù) Y(M,N)Y(M,N) 當(dāng) 量 齒 數(shù) Zv (N) 12 14 16 18 22 26 30 40 50 X=1Y(1,N)1.861.871.881.901.911.931.95X=0.9Y(2,N)1.91.901.911.921.931.931.951.97X=0.8Y(3,N)1.981.971.961.971.961.971.971.981.99X=0.7Y(4,N)2.072.052.032.022.022.012.012.022.02X=0.6Y(5,N)2

9、.192.152.122.12.082.072.062.052.05X=0.5Y(6,N)2.322.262.222.22.162.142.122.102.09X=0.4Y(7,N)2.492.422.362.322.252.222.192.152.13X=0.3Y(8,N)2.672.562.482.432.352.302.252.202.17X=0.2Y(9,N)2.892.742.632.562.462.392.342.262.21X=0.1Y(10,N)3.172.972.832.722.582.492.432.332.26X=0Y(11,N)3.483.223.052.912.732

10、.602.522.402.32 漸開線齒輪當(dāng)量齒數(shù)和齒形系數(shù)的關(guān)系 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)線圖的公式化處理 由于數(shù)據(jù)的離散性和離散數(shù)量的有限性，相鄰兩數(shù)值點(diǎn)之間的函數(shù)值只能選取相近的數(shù)據(jù)，會(huì)給計(jì)算帶來(lái)誤差。 數(shù)表的存儲(chǔ)和使用，會(huì)占用較多的計(jì)算機(jī)資源和存儲(chǔ)空間，增加計(jì)算機(jī)檢索時(shí)間；數(shù)表公式化處理方法：函數(shù)插值 曲線擬合 數(shù)據(jù)間存在某些聯(lián)系或函數(shù)關(guān)系的列表函數(shù)應(yīng)盡量進(jìn)行公式化處理公式化處理，充分利用計(jì)算機(jī)高速計(jì)算功能計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)函數(shù)插值已知插值點(diǎn)P的相鄰兩點(diǎn)： P1=f(x1) P2=f(x2) 近似認(rèn)為此區(qū)域函數(shù)呈線性變化，用過P1、P2兩點(diǎn)連線的直線直線g(x)代替原來(lái)函數(shù)函數(shù)f(x)，則插值點(diǎn)函數(shù)

11、為：)()()()()(112121xxxxxfxfxfxg)()(112121xxxxyyyxg 21211212)(yxxxxyxxxxxg 2211)(yAyAxg 函數(shù)插值分：、和 （兩點(diǎn)插值）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 為提高插值精度，可采用拋物線插值。拋物線插值又稱 根據(jù)插值點(diǎn) x 值，選取三個(gè)相鄰自變量 xi-1 , xi 和 xi+1，簡(jiǎn)化為 x1、x2、x3 滿足x1xx3 ，過這三點(diǎn)作拋物線 g(x) 替代 f(x)，與線性插值類似可寫出拋物線插值公式： 3231321232121311312132)()()()()()()(yxxxxxxxxyxxxxxxxxyxxxxxxxxxg計(jì)

12、算機(jī)輔助設(shè)計(jì)曲線擬合 用插值法對(duì)列表函數(shù)進(jìn)行公式化處理是一種比較簡(jiǎn)便的方法，但存在兩方面不足： 插值函數(shù)嚴(yán)格通過列表函數(shù)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，而這些節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)往往由試驗(yàn)所得，不可避免的帶有試驗(yàn)誤差，這樣得到的插值公式復(fù)印了原有的節(jié)點(diǎn)誤差； 仍需將各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，占用存儲(chǔ)空間 工程上常采用數(shù)據(jù)的函數(shù)擬合方法（又稱曲線擬合），所擬合的曲線不要求嚴(yán)格通過所有的節(jié)點(diǎn)不要求嚴(yán)格通過所有的節(jié)點(diǎn)，而是盡量反映數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì) 函數(shù)擬合有多種方法，最常用的為最小二乘法 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)最小二乘法原理 若列表函數(shù)所有節(jié)點(diǎn)基本上呈現(xiàn)線性變化規(guī)律，用直線方若列表函數(shù)所有節(jié)點(diǎn)基本上呈現(xiàn)線性變化規(guī)律，用直線方程程 f(x)

13、 = a + b x 描述描述 選取系數(shù) a, b，使偏差平方和最小，就是最小二乘法的實(shí)質(zhì) 最小二乘法處理的任務(wù)就是求直線方程中的待定系數(shù)a和b 最小二乘法步驟 在坐標(biāo)紙上標(biāo)出列表函數(shù)各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)其趨勢(shì)繪出大致的曲線 根據(jù)曲線確定近似的擬合函數(shù)類型，擬合函數(shù)可為代數(shù)多項(xiàng)式、對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù) 用最小二乘法原理確定函數(shù)中的待定系數(shù) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)niiiniiiniiybxayxfe121212)()(圖示各結(jié)點(diǎn)到所擬合直線偏差的平方和為：0a0b則令： 根據(jù)函數(shù)求極值性質(zhì)，函數(shù)對(duì)自變量的偏導(dǎo)為零 0)(2iiybxa0).(2.xiiiybxa求偏導(dǎo)數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)，得： 求得： xbya)(

14、)(xxxyyxbiiii計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)例：以表中的5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，擬合線性方程 101022443296451620542520將表中數(shù)據(jù)代入前式得方程組： 50551513155baba求解得： a=-0.7 b=1.1 則： 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)2：最小二乘法的應(yīng)用1)了解和掌握工程工程數(shù)據(jù)公式化的處理過程和方法。2)掌握最小二乘法的原理，并能應(yīng)用于列表函數(shù)的公式化處理過程。在某車削過程中，車刀前角對(duì)切削力的影響有如表2-2所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：試建立車刀前角與切削力的線性經(jīng)驗(yàn)公式，并在屏幕上畫出相應(yīng)曲線D:TURBOC2最小二乘法程序：curveSimulate.C作業(yè) 實(shí)驗(yàn)表2-3是在某實(shí)

15、驗(yàn)中獲得的空氣溶解度與壓力間的關(guān)系數(shù)據(jù)，試建立二者的線性函數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，并在屏幕上畫出相應(yīng)的曲線。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)3. 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理與應(yīng)用 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型 FOXPro數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 工程數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可有效管理產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，保持程序與數(shù)據(jù)的獨(dú)立性，保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在CADCAD中得到廣泛的應(yīng)用中得到廣泛的應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是在人工管理，文件管理技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的數(shù)據(jù)管理技術(shù) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序應(yīng)用程序2 2應(yīng)用程序應(yīng)用程序1 1應(yīng)用程序應(yīng)用程序n n 數(shù)據(jù)庫(kù)

16、以文件方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)的一種高級(jí)組織形式。在應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)之間，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件DBMS 把所有應(yīng)用程序中使用的相關(guān)數(shù)據(jù)匯集起來(lái)，按統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，以記錄為單位存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，為各個(gè)應(yīng)用程序提供方便、快捷的查詢、使用 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的是計(jì)算機(jī)發(fā)展中最早采用的、也是最直接的數(shù)據(jù)管理方式。程序中用到的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、操作都必須由程序員自己編程管理應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2 應(yīng)用程序n 數(shù)據(jù)組1 數(shù)據(jù)組2 數(shù)據(jù)組n 數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序呈對(duì)應(yīng)、依賴關(guān)系，應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)無(wú)法被其他程序利用，程序與程序之間存在著大量重復(fù)數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)冗余； 由于數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)某一應(yīng)用程序的，數(shù)據(jù)的獨(dú)

17、立性很差。如果數(shù)據(jù)的類型、結(jié)構(gòu)、存取方式或輸入輸出方式發(fā)生變化，處理它的程序必須相應(yīng)改變，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)性差，而且數(shù)據(jù)不能長(zhǎng)期保存計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的指數(shù)據(jù)可用統(tǒng)一格式，在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中以文件形式文件形式長(zhǎng)期保存的方式 操作系統(tǒng)應(yīng)用程序n應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)組2數(shù)據(jù)組n應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)組1 文件管理階段，文件系統(tǒng)為程序與數(shù)據(jù)之間提供了一個(gè)公共接口，應(yīng)用程序采用統(tǒng)一的存取方法存取、操作數(shù)據(jù)，程序與數(shù)據(jù)之間不再是直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因而程序和數(shù)據(jù)有了一定的獨(dú)立性。 文件系統(tǒng)只簡(jiǎn)單地存放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的存取在很大程序上仍依賴于應(yīng)用程序，不同程序難于共享同一數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)獨(dú)立性較差。 文件系統(tǒng)沒有相應(yīng)的

18、模型約束數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，仍有較高的數(shù)據(jù)冗余，極易造成數(shù)據(jù)的不一致性。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理特點(diǎn)數(shù)據(jù)模型復(fù)雜 描述數(shù)據(jù)的同時(shí)，也描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)共享性好，冗余度低 數(shù)據(jù)庫(kù)從整體觀點(diǎn)處理數(shù)據(jù)，面向系統(tǒng)，因而彈性大，使用靈活，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享 數(shù)據(jù)具有獨(dú)立性 數(shù)據(jù)可獨(dú)立于程序存在，應(yīng)用程序也不必隨數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化而修改 數(shù)據(jù)具有安全性和完整性 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的控制功能，保護(hù)數(shù)據(jù)，防止不合理使用； 保證數(shù)據(jù)的確定性、有效性和相容性，即數(shù)據(jù)的完整性 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所有數(shù)據(jù)實(shí)行統(tǒng)一、集中、獨(dú)立的管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性，提高了數(shù)據(jù)管理效率計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理特點(diǎn)數(shù)

19、據(jù)模型復(fù)雜 描述數(shù)據(jù)的同時(shí)，也描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)共享性好，冗余度低 數(shù)據(jù)庫(kù)從整體觀點(diǎn)處理數(shù)據(jù)，面向系統(tǒng)，因而彈性大，使用靈活，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享 數(shù)據(jù)具有獨(dú)立性 數(shù)據(jù)可獨(dú)立于程序存在，應(yīng)用程序也不必隨數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化而修改 數(shù)據(jù)具有安全性和完整性 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的控制功能，保護(hù)數(shù)據(jù)，防止不合理使用； 保證數(shù)據(jù)的確定性、有效性和相容性，即數(shù)據(jù)的完整性 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所有數(shù)據(jù)實(shí)行統(tǒng)一、集中、獨(dú)立的管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性，提高了數(shù)據(jù)管理效率計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能功能 功功 能能 說(shuō)說(shuō) 明明 數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能 實(shí)現(xiàn)全局邏輯結(jié)構(gòu)、局部邏輯結(jié)構(gòu)

20、和物理結(jié)構(gòu)定義，權(quán)限定義等。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能 提供對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種應(yīng)用操作，例如：檢索、排序、統(tǒng)計(jì)、輸入、輸出的功能。 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能 即建立、更新、再組織數(shù)據(jù)庫(kù)等結(jié)構(gòu)維護(hù)功能。 通信功能 具備與操作系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)處理功能分時(shí)系統(tǒng)及遠(yuǎn)程作業(yè)輸入的相應(yīng)接口。 其他功能 如應(yīng)用程序的開發(fā)、文件管理、存儲(chǔ)變量、設(shè)備控制等。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的組成組成 組成部分組成部分 功功 能能 (Data Description Language ,)及其翻譯程序 用于描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的定義功能 (Data Manipulation Language ,)及其編譯程

21、序 用于存儲(chǔ)、檢索、編譯數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的工具 (Data Base Management Routines ,) 一般包括系統(tǒng)運(yùn)行控制程序，語(yǔ)言編譯程序和DBMS的公用程序 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的抽象層次抽象層次 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，用戶看到的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)中存放的數(shù)據(jù)并不是一一映像的關(guān)系，而是存在三個(gè)層次： 層層 次次 說(shuō)說(shuō) 明明 外模型外模型 一種局部的邏輯數(shù)據(jù)視圖，用戶使用的數(shù)據(jù)視圖， 表示用戶所理解的實(shí)體、實(shí)體屬性和實(shí)體間的聯(lián)系。 外模型有多個(gè)，處于系統(tǒng)的外部。概念模型概念模型 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的全局邏輯視圖。代表整個(gè)系統(tǒng)的抽象實(shí)體、實(shí)體屬性和實(shí)體間的聯(lián)系。 概念模型只有一個(gè)，屬

22、于系統(tǒng)的概念層。 內(nèi)模型內(nèi)模型 物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的模型。 只有一個(gè)，處于系統(tǒng)的內(nèi)層，也是最低層。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模式 1）（子模式）用模式DDL定義外模型的模式 子模式中包含了相應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)記錄類的描述以及與概念模型中相應(yīng)記錄的映像的定義 概念模式的子集 2）（模式）用模式DDL定義概念模型的模式 3）（物理模式）用設(shè)備介質(zhì)語(yǔ)言定義內(nèi)模型的模式用DBMS中的DDL精確地定義上述模型稱為模式模式 對(duì)應(yīng)于不同層次的模型，也有三個(gè)相應(yīng)的模式: 數(shù)據(jù)庫(kù) 內(nèi)模式 概念模式-內(nèi)模式映射 外模式 1 外模式 1 物理級(jí) 存儲(chǔ)視圖 概念模式 概念級(jí) 全局視圖 用戶視圖 外模式-概念模式映射 用戶級(jí) 應(yīng)用程序

23、1 應(yīng)用程序 2 應(yīng)用程序 3 應(yīng)用程序 4 OS DBMS 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的層次 以子模式為框架的數(shù)據(jù)庫(kù)是 以模式為框架的數(shù)據(jù)庫(kù)是 以物理模式為框架的數(shù)據(jù)庫(kù)是 不同層次數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)系：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的一個(gè)核心問題核心問題就是研究如何表示和處理實(shí)體間的聯(lián)系 表示實(shí)體及實(shí)體間聯(lián)系的模型被稱為 層次模型 網(wǎng)狀模型 關(guān)系模型 現(xiàn)行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，常用的數(shù)據(jù)模型有三種：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)層次模型（Hierarchical Model）用樹性結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間連系的模型稱為層次模型，它能描述一對(duì)多的關(guān)系 層次模型兩個(gè)條件： 只有只有根結(jié)點(diǎn)根結(jié)點(diǎn) 根以外的其他節(jié)點(diǎn)有且根以外的其

24、他節(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)父節(jié)點(diǎn) 按照層次模型建立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)稱為 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)網(wǎng)狀模型（Network Model）網(wǎng)狀模型滿足兩個(gè)條件： 可以有兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)無(wú)父點(diǎn)可以有兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)無(wú)父點(diǎn) 至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)父結(jié)點(diǎn)至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)父結(jié)點(diǎn)層次模型是網(wǎng)狀模型的特殊形式，網(wǎng)狀模型能描述多對(duì)多的關(guān)系 按照網(wǎng)狀模型建立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)稱為 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)關(guān)系模型（Relational Model） 用二維表結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間聯(lián)系的一種模型，能描述多對(duì)多的關(guān)系多對(duì)多的關(guān)系 作為一個(gè)“關(guān)系”的二維表，必須滿足如下條件： 表中每一列必須是基本數(shù)據(jù)項(xiàng)，而不是組合項(xiàng)表中每一列必須是基本數(shù)據(jù)項(xiàng)，而

25、不是組合項(xiàng) 表中每一列必須具有相同的數(shù)據(jù)類型表中每一列必須具有相同的數(shù)據(jù)類型 表中的每一列必須有一個(gè)唯一的屬性名表中的每一列必須有一個(gè)唯一的屬性名 表中不應(yīng)有內(nèi)容相同的行表中不應(yīng)有內(nèi)容相同的行 行與列的順序均不影響表中所表示的信息含義行與列的順序均不影響表中所表示的信息含義 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)獨(dú)立性高，理論基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)，操作算法成熟、完善 關(guān)系模型的理論基礎(chǔ)是關(guān)系代數(shù)、集合論 基于關(guān)系模型建立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)關(guān)系模型示例表a為產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集合，表b是零件數(shù)據(jù)的集合 兩個(gè)表之間通過關(guān)鍵字段“產(chǎn)品代號(hào)”形成一對(duì)多的關(guān)系，表a為父表，表b為子表，它們共同描述了產(chǎn)品的基本的構(gòu)成信息

26、產(chǎn)品產(chǎn)品代號(hào)代號(hào)產(chǎn)品產(chǎn)品 名稱名稱數(shù)量數(shù)量?jī)r(jià)格價(jià)格AA減速器2002000BB閥門2601200CC車床2056000DD銑床1064000產(chǎn)品產(chǎn)品代號(hào)代號(hào)零件零件 名稱名稱零件零件號(hào)號(hào)數(shù)量數(shù)量AA齒輪AAA-2250AA傳動(dòng)軸AA-3120CC主軸CC-3100CC絲杠CC-4100CC三爪卡盤CC-7120BB連接盤BB-3220AA齒輪BAA-6130 表a：產(chǎn)品數(shù)據(jù)表 表b：零件數(shù)據(jù)表 1:M計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)FOXPro數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) FoxPro是美國(guó)是美國(guó)Fox公司公司 80 年代推出的一個(gè)全新的關(guān)系型年代推出的一個(gè)全新的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它具有強(qiáng)大的性能、豐富的工具、良好的圖數(shù)

27、據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它具有強(qiáng)大的性能、豐富的工具、良好的圖形用戶界面、簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)存取、完備的兼容性。形用戶界面、簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)存取、完備的兼容性。 FoxPro支持多支持多種數(shù)據(jù)類型，在系種數(shù)據(jù)類型，在系統(tǒng)集成環(huán)境下可以統(tǒng)集成環(huán)境下可以完成數(shù)據(jù)的分類、完成數(shù)據(jù)的分類、追蹤、處理、存儲(chǔ)、追蹤、處理、存儲(chǔ)、打印、傳輸?shù)缺姸啻蛴?、傳輸?shù)缺姸鄶?shù)據(jù)庫(kù)操作任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)操作任務(wù) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)Oracle9i數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工程數(shù)據(jù)庫(kù) 工業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫(kù)支持整個(gè)生產(chǎn)過程，數(shù)據(jù)類型非常復(fù)雜類 型說(shuō) 明管理型管理型 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造中所用到的數(shù)據(jù)資料。如：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、產(chǎn)品目錄及文檔管理等。 數(shù)據(jù)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)之間關(guān)系分明，數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本不變，并且數(shù)據(jù)在語(yǔ)義上具有一致性，與管理型數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)基本相同。