第章CADCAM軟件開發(fā)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

1、第第3章章 CAD/CAMCAD/CAM軟件開發(fā)基礎(chǔ)軟件開發(fā)基礎(chǔ) 軟件開發(fā)與軟件工程軟件開發(fā)與軟件工程 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)資料的程序化處理數(shù)據(jù)資料的程序化處理 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理與應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 軟件開發(fā)與軟件工程軟件開發(fā)與軟件工程 一、軟件開發(fā)的演化過程軟件開發(fā)的演化過程 個(gè)人編程時(shí)代個(gè)人編程時(shí)代 （1946年年50年代末）年代末） 軟件作坊時(shí)代（軟件作坊時(shí)代（60年代初年代初 60年代末）年代末） 軟件工程時(shí)代（軟件工程時(shí)代（70年代以后）年代以后）軟件開發(fā)的演化過程軟件開發(fā)的演化過程 這一階段的程序設(shè)計(jì)是一種個(gè)體化的行為，且由于硬件容量小，速度低，機(jī)時(shí)昂貴，使得

2、程序設(shè)計(jì)的目標(biāo)確定在節(jié)省資源和縮短機(jī)時(shí)上，根本談不上系統(tǒng)化的軟件開發(fā)方法，編制出的程序也不作為商品出售。 軟件開發(fā)成為一種新型的社會(huì)職業(yè)。但由于軟件作坊的開發(fā)方式?jīng)]有改變，依然是個(gè)體的或小組的思維方式，使得軟件的任務(wù)延誤，質(zhì)量不可靠，甚至無法維護(hù)，軟件的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于硬件的發(fā)展，極大地限制了計(jì)算機(jī)的功能發(fā)揮和實(shí)際應(yīng)用，“軟件危機(jī)”產(chǎn)生了。 為了擺脫軟件生產(chǎn)的落后的“手工方式”，大幅度改進(jìn)軟件產(chǎn)品質(zhì)量，提高軟件生產(chǎn)率，軟件行業(yè)又在80年代明確提出“軟件工程支撐環(huán)境”的基本思想，力圖把軟件工程領(lǐng)域的各種方法技術(shù)都形成支撐系統(tǒng)和工具，即程序設(shè)計(jì)不再要求程序員從頭到尾，逐字逐句的編寫，而是可以直接從支

3、撐環(huán)境中調(diào)用各個(gè)所需的“組件”。軟件工程軟件工程 指借鑒從事工程項(xiàng)目所積累的行之有效的原理、概念、技指借鑒從事工程項(xiàng)目所積累的行之有效的原理、概念、技術(shù)和方法來開發(fā)和維護(hù)軟件，把正確的管理和科學(xué)的技術(shù)結(jié)術(shù)和方法來開發(fā)和維護(hù)軟件，把正確的管理和科學(xué)的技術(shù)結(jié)合起來。這是一門指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。合起來。這是一門指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。軟件的生存周期軟件的生存周期 軟件從形成概念開始，經(jīng)過開發(fā)、使用和不斷補(bǔ)增修正，軟件從形成概念開始，經(jīng)過開發(fā)、使用和不斷補(bǔ)增修正，直到最終被淘汰的整個(gè)過程。直到最終被淘汰的整個(gè)過程。 軟件工程強(qiáng)調(diào)使用生存周期方法學(xué)，即將生存周期分為若軟件工程

4、強(qiáng)調(diào)使用生存周期方法學(xué)，即將生存周期分為若干個(gè)既相互區(qū)別又相互聯(lián)系的階段：干個(gè)既相互區(qū)別又相互聯(lián)系的階段： 二、軟件工程軟件工程 可行性研究與計(jì)劃階段可行性研究與計(jì)劃階段要做什么 需求分析階段需求分析階段必須做什么-5% 設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段確定設(shè)計(jì)方案（概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)）-10% 實(shí)現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)階段 完成源程序編碼、編譯和無語(yǔ)法錯(cuò)誤的程序 測(cè)試階段測(cè)試階段總裝測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試，檢查審閱文檔，成果評(píng)價(jià)10% 運(yùn)行與維護(hù)階段運(yùn)行與維護(hù)階段擴(kuò)充、修改（改正性。適應(yīng)性、完善性、預(yù)防性）67% 三、軟件工程規(guī)范國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)三、軟件工程規(guī)范國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范規(guī)范說明說明計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)范（GB8566-88） 詳細(xì)規(guī)

5、定軟件開發(fā)過程的各個(gè)階段即每一階段的任務(wù)、實(shí)施步驟、實(shí)施要求、完成指標(biāo)及交付文檔。計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南（GB8567-88） 詳細(xì)規(guī)定軟件開發(fā)過程中應(yīng)該產(chǎn)生的文檔種類、數(shù)目和文檔的編制形式、編制內(nèi)容。計(jì)算機(jī)軟件需求說明編制指南（GB9385-88） 詳細(xì)規(guī)定軟件需求說明的內(nèi)容和質(zhì)量。編寫所需的背景和表達(dá)方式，列出編制大綱。計(jì)算機(jī)軟件測(cè)試文件編制規(guī)范（GB9386-88） 詳細(xì)規(guī)定一組測(cè)試文件的種類、數(shù)目、書寫格式、內(nèi)容及各自作用。計(jì)算機(jī)軟件質(zhì)量保證計(jì)劃規(guī)范（GB/T 12504-90） 詳細(xì)規(guī)定在制定軟件質(zhì)量保證計(jì)劃時(shí)應(yīng)遵循的基本要求，列出了編制大綱。計(jì)算機(jī)軟件配置管理計(jì)劃規(guī)范（GB

6、/T 12505-90） 詳細(xì)規(guī)定軟件配置管理計(jì)劃的目次、章節(jié)內(nèi)容等統(tǒng)一要求。軟件工程術(shù)語(yǔ)（GB/T 11457） 詳細(xì)列舉了軟件工程中的常用術(shù)語(yǔ)定義、說明、英文譯名等信息。軟件文檔軟件文檔 按照計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南（GB8567-88）規(guī)定，整個(gè)軟件生存周期應(yīng)該提供十四種標(biāo)準(zhǔn)文檔。 軟件生存周期各階段中的文檔編制如下： 可行性研究與計(jì)劃開發(fā)階段需求分析階段設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)階段測(cè)試階段運(yùn)行與維護(hù)階段可行性研究報(bào)告- 項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃- 軟件需求說明書 - 數(shù)據(jù)要求說明書 - 測(cè)試計(jì)劃 - 概要設(shè)計(jì)說明書 - 詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書 - 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)說明書 - 模塊開發(fā)卷宗 - 用戶手冊(cè) - 操作手冊(cè)

7、- 測(cè)試分析報(bào)告 - 開發(fā)進(jìn)度月報(bào)- 項(xiàng)目開發(fā)總結(jié) - 小型軟件所需的五種文檔小型軟件所需的五種文檔 軟件需求與開發(fā)計(jì)劃 /軟件設(shè)計(jì)說明書 /使用說明書 /測(cè)試分析報(bào)告 /項(xiàng)目開發(fā)總結(jié) 四、軟件開發(fā)方法四、軟件開發(fā)方法 對(duì)軟件的基本要求對(duì)軟件的基本要求要要 求求說說 明明正確性滿足用戶提出的應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的全部功能，性能優(yōu)越，結(jié)果正確。可靠性出錯(cuò)概率小于預(yù)定指標(biāo)，運(yùn)行正常，容錯(cuò)性好。完整性提供完整的有效運(yùn)行程序和文檔資料以及必要的培訓(xùn)服務(wù)。實(shí)用性具有良好的人機(jī)界面，操作簡(jiǎn)便，有適用范圍，能解決實(shí)際問題?？删S護(hù)性便于糾正軟件錯(cuò)誤，擴(kuò)充系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)各類維護(hù)活動(dòng)。 瀑布型瀑布型 這是一種按軟件

8、生存階段而順序工作的單項(xiàng)、單鏈的開發(fā)方法。 快速原型及螺旋型快速原型及螺旋型 盡快向用戶提供原型系統(tǒng)，試通原理和路子，讓用戶使用，得到反饋信息，再按實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性要求進(jìn)一步修改設(shè)計(jì)，解決原型系統(tǒng)暴露出來的問題。 平行進(jìn)程型平行進(jìn)程型 該方法認(rèn)為軟件開發(fā)是三個(gè)進(jìn)程組相互平行，相輔相成，齊頭并進(jìn)的團(tuán)隊(duì)行為。 第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 一、基本概念與術(shù)語(yǔ)基本概念與術(shù)語(yǔ) 在數(shù)據(jù)處理中，首先應(yīng)將現(xiàn)實(shí)世界轉(zhuǎn)化為信息在數(shù)據(jù)處理中，首先應(yīng)將現(xiàn)實(shí)世界轉(zhuǎn)化為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)世界。這就包世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)世界。這就包含幾個(gè)層次概念：含幾個(gè)層次概念： 二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)二、數(shù)據(jù)結(jié)

9、構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指的是數(shù)據(jù)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。數(shù)據(jù)元素不是孤立的。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論研究數(shù)據(jù)元素之間的抽象化關(guān)系，并不涉及數(shù)據(jù)元素的具體內(nèi)容。以車床為例： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)1、數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)線性結(jié)構(gòu)線性結(jié)構(gòu) 在這種結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)數(shù)據(jù)元素僅與它前面的一個(gè)和后面的一個(gè)數(shù)據(jù)元素相聯(lián)系，因而只能表達(dá)數(shù)據(jù)間的簡(jiǎn)單順序關(guān)系。下圖就表示了一個(gè)線性結(jié)構(gòu) 包括樹狀結(jié)構(gòu)樹狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等。如下面的工藝路線方案圖即是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)： 非線性結(jié)構(gòu)非線性結(jié)構(gòu) 三、常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三、常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （自學(xué)）線性表?xiàng)Ｅc隊(duì)列數(shù)組串樹與二叉樹2、數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)順序存貯結(jié)構(gòu)鏈接存貯結(jié)構(gòu) 單向鏈結(jié)構(gòu) 雙向鏈結(jié)構(gòu)

10、 多向鏈結(jié)構(gòu)四、文件四、文件 （自學(xué)） 文件是數(shù)據(jù)管理的一種形式，文件常常作為管理數(shù)據(jù)、交換數(shù)據(jù)而廣泛應(yīng)用。1、常見的文件組織方法順序文件索引文件直接存取文件2、文件的操作查找順序查找法、折半查找法和分塊查找法排序選擇排序、冒泡排序、插入排序第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)據(jù)資料的程序化處理數(shù)據(jù)資料的程序化處理 在CAD/CAM中，需要將相關(guān)資料先期以數(shù)據(jù)庫(kù)或文件的形式加以管理，以便在設(shè)計(jì)時(shí)由計(jì)算機(jī)按要求自動(dòng)檢索和調(diào)用；或在程序編制過程中融于其中，將其程序化，隨著程序的運(yùn)行自動(dòng)選擇，加工處理。一、數(shù)值程序化一、數(shù)值程序化 數(shù)值程序化是將要使用的各個(gè)參數(shù)及其函數(shù)關(guān)系，用一種合理編制的程序存入計(jì)算機(jī)，以便運(yùn)行使用

11、。 1 1 用數(shù)組形式存貯數(shù)據(jù)用數(shù)組形式存貯數(shù)據(jù) 當(dāng)要使用的數(shù)據(jù)是單一、嚴(yán)格、無規(guī)律可循的數(shù)列，通常的方法是用數(shù)組形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，程序運(yùn)行時(shí)，直接檢索使用。例:將表中的齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值編入程序。要求程序運(yùn)行時(shí)，輸入模數(shù)計(jì)算值后，能輸出適合的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值。 2 2、用數(shù)學(xué)公式計(jì)算數(shù)據(jù)、用數(shù)學(xué)公式計(jì)算數(shù)據(jù) 當(dāng)使用的數(shù)據(jù)是一組單一、嚴(yán)格、但能找到某種規(guī)律的數(shù)列，則不必定義數(shù)組逐項(xiàng)賦值，將反映這種規(guī)律的數(shù)學(xué)公式編入程序，通過計(jì)算即可快速、準(zhǔn)確地達(dá)到目的。 例：將60，70，80，90，100，110，120這一標(biāo)準(zhǔn)直徑系列編入程序。 解題分析：解題分析：這組數(shù)值是按10遞增的，導(dǎo)出數(shù)學(xué)公式，問題就迎刃而解了

12、。 公式：D=INT（Dc/10.02）*10+10 其中Dc為計(jì)算所得直徑；D為所選標(biāo)準(zhǔn)直徑 二、數(shù)表程序化二、數(shù)表程序化 數(shù)表程序化是用程序完整準(zhǔn)確地描述不同函數(shù)關(guān)系的數(shù)表，以便在運(yùn)行過程中迅速有效地檢索和使用數(shù)表中的數(shù)據(jù)。 1 1、屏幕直觀輸出法、屏幕直觀輸出法 例: 將齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算中的使用系數(shù)KA數(shù)表程序化。要求根據(jù)原動(dòng)機(jī)工作特性和工作載荷特性確定適宜的使用系數(shù)KA。解題分析解題分析 縱觀表格，雖然幅面不大、數(shù)據(jù)有限，但因KA是經(jīng)驗(yàn)值，實(shí)際應(yīng)用允許根據(jù)情況綜合考慮，選取中間數(shù)值，僅憑程序中的簡(jiǎn)單的條件判斷難以正確選取。此時(shí)，可采用屏幕直觀顯示整個(gè)數(shù)表的方法，讓用戶憑經(jīng)驗(yàn)自行選取KA

13、。 2 2、數(shù)組存儲(chǔ)法：、數(shù)組存儲(chǔ)法： 例：將平鍵和鍵槽與軸徑的尺寸關(guān)系表程序化。要求輸入軸徑后，能輸出相應(yīng)的鍵和鍵槽的剖面尺寸。 注：在滿足傳遞所需轉(zhuǎn)矩條件下，允許用較小剖面的鍵，但應(yīng)使鍵側(cè)與軸槽及輪槽接觸高度各為h/2。解題分析：解題分析：表中數(shù)據(jù)有如下特點(diǎn)： 項(xiàng)目多、確定而無規(guī)律。 每組鍵槽尺寸要適應(yīng)一定范圍尺寸的軸徑使用。 標(biāo)準(zhǔn)附注功能應(yīng)在程序中予以體現(xiàn)。為此，編程前需推導(dǎo)出鍵的剖面尺寸b、h與軸徑d的幾何關(guān)系式，從中算出t和t1。 3 3、公式計(jì)算法、公式計(jì)算法（1）插值法 設(shè)法構(gòu)造某個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)Y=P(x)作為列表函數(shù)f(x)的近似表達(dá)式，然后，計(jì)算P(x)值以得到f(x)的近似值

14、。并且使f(x)=P(xi) i=1，2，3.，n成立。P(xi)就稱為f(x)的插值函數(shù)，點(diǎn)x1,x2,x3.,xn稱為插值節(jié)點(diǎn)。線性插值線性插值 即兩點(diǎn)插值。已知插值點(diǎn)即兩點(diǎn)插值。已知插值點(diǎn)P的相鄰兩點(diǎn)：的相鄰兩點(diǎn)：y1=f(x1)，y2=f(x2)，如圖所示。近似認(rèn)為在此區(qū)域，函數(shù)呈線性，如圖所示。近似認(rèn)為在此區(qū)域，函數(shù)呈線性變化，根據(jù)幾何關(guān)系可求的插值點(diǎn)變化，根據(jù)幾何關(guān)系可求的插值點(diǎn)P對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于x的函數(shù)值。的函數(shù)值。 線性插值舉例線性插值舉例 拉格朗日插值拉格朗日插值 從幾何示意圖顯示，線性插值的誤差比較大，需要的情況下，可采用多次插值公式，提高插值精度。 原理：將線性插值公式整理得

15、 工程手冊(cè)中的線圖可能來源于某已知的復(fù)雜理論公式，也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)制作出來，對(duì)于前者，查閱其原始公式編程即可。對(duì)于后者，可采用經(jīng)驗(yàn)公式處理，建立這種經(jīng)驗(yàn)公式的過程稱為曲線擬合。 曲線擬合的方法 常用的典型方法是最小二乘法。 線性方程擬合 對(duì)數(shù)方程擬合 指數(shù)方程擬合 對(duì)數(shù)指數(shù)方程擬合 多項(xiàng)式擬合 三、線圖程序化三、線圖程序化 線圖程序化的步驟：線圖程序化的步驟： （1）線圖數(shù)表化。要注意：弄清線圖坐標(biāo)的含義，確切掌握坐標(biāo)的比例性質(zhì)、大小和量綱；讀準(zhǔn)數(shù)值，尤其是特征點(diǎn)-起點(diǎn)、終點(diǎn)、峰點(diǎn)、谷點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、中點(diǎn)等。 （2）確定合理的精度，控制誤差在允許的范圍之內(nèi)。 （3）正確運(yùn)用分段原則。按曲線走向，

16、相似部分作為一段，分段擬合，使方程簡(jiǎn)化并且可提高精度。 （4）選擇合適的擬合方程。采用多種方程分別擬合，從中選出最佳方案。 （5）根據(jù)建立的擬合方程編程。 數(shù)據(jù)資料文件化數(shù)據(jù)資料文件化 數(shù)據(jù)資料文件化通常采用兩種類型文件數(shù)據(jù)資料文件化通常采用兩種類型文件 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，可利用任何一種計(jì)算機(jī)文字處理工具軟件建立。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)據(jù)、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。數(shù)據(jù)資料文件化要注意的幾個(gè)問題數(shù)據(jù)資料文件化要注意的幾個(gè)問題 數(shù)據(jù)資料的正確組織。 選擇適宜的文件組織方法，根據(jù)要存

17、儲(chǔ)數(shù)據(jù)的使用情況、數(shù)量大小選擇建立順序、索引或直接存取文件。 正確錄入數(shù)據(jù)，這是系統(tǒng)正確運(yùn)行的前提。 注意保存、備份數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是一種能較好地解決共享問題的數(shù)據(jù)處理方法。 一、數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)一、數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn) 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是在人工管理，文件管理文件管理技術(shù)上發(fā)展起來的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。 特特 點(diǎn)點(diǎn)說說 明明復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型 即在描述數(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

18、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。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理與應(yīng)用二、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)二、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)是由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS（Data Base Management System）來保障的，因而DBMS是數(shù)據(jù)庫(kù)軟件系統(tǒng)的核心。 組成部分組成部分功能功能硬件 支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序運(yùn)行的設(shè)備環(huán)境。軟件 支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)運(yùn)行的軟件環(huán)境。包括支持DBMS的操作系統(tǒng)、宿主語(yǔ)言系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)以及應(yīng)用程序。（數(shù)據(jù)庫(kù)軟件系統(tǒng)層次如下圖）數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（Data Base Administrator，簡(jiǎn)

19、稱DBA） 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的建成，維護(hù)和協(xié)調(diào)工作的專門人員。數(shù)據(jù)庫(kù) 是由DBMS建立、運(yùn)用、管理及維護(hù)的通用化的、綜合性的數(shù)據(jù)集合。1、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)成、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)成整理ppt2、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能 功能功能說明說明數(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)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。3、數(shù)據(jù)庫(kù)管

20、理系統(tǒng)的抽象層次、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的抽象層次 在數(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)在數(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，而是存在著三個(gè)層次：并不是一一映像的關(guān)系，而是存在著三個(gè)層次：層層 次次說說 明明外模型 用戶使用的數(shù)據(jù)視圖。這是一種局部的邏輯數(shù)據(jù)視圖，它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 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的全局邏輯視圖。它代表了整個(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)，屬于系統(tǒng)的概念層。內(nèi)模型 物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的模型。亦只有一個(gè)，處于系統(tǒng)的內(nèi)層，也是最低層 。 4、數(shù)據(jù)模式數(shù)據(jù)模式

21、對(duì)于不同層次的模型，也有相應(yīng)的模式：外模式（子模式）對(duì)于不同層次的模型，也有相應(yīng)的模式：外模式（子模式）；概念模式（模式）；內(nèi)模式（物理模式）；概念模式（模式）；內(nèi)模式（物理模式） 1、層次模型、層次模型 用樹形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間聯(lián)系的模型稱為層次模型，它用樹形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間聯(lián)系的模型稱為層次模型，它能描述一對(duì)多的關(guān)系。能描述一對(duì)多的關(guān)系。 層次模型必須滿足兩個(gè)條件： 只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)。 根以外的其他節(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)。 三、數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型三、數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型2 2、網(wǎng)狀模型、網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型必須滿足兩個(gè)條件： 可以有兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)無父點(diǎn)。 至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。 3、關(guān)系模型、關(guān)

22、系模型 這是一種用二維表結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間聯(lián)系的模型，能描述多對(duì)多的關(guān)系。一個(gè)二維表就成為一個(gè)關(guān)系： 材料材料屈服極限屈服極限s/MPas/MPa10 210Q215 220Q235 24035 32045 360 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。1、工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 簡(jiǎn)稱EDBMS(Engineering Data Base Management System)，其功能是針對(duì)工

23、程數(shù)據(jù)的特點(diǎn)而設(shè)置的。 工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)功能特點(diǎn)工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)功能特點(diǎn) 能描述復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型，保存相關(guān)語(yǔ)義信息。 支持模式的動(dòng)態(tài)定義和修改，不需重新編譯和數(shù)據(jù)重載。支持工程長(zhǎng)事務(wù)的處理。能存儲(chǔ)和管理各種類型數(shù)據(jù)，并支持圖形標(biāo)準(zhǔn)件的相互轉(zhuǎn)化，具有多庫(kù)協(xié)調(diào)管理能力。具有版本管理功能。支持程序控制和交互操作兩種工作方式。具有分布式數(shù)據(jù)庫(kù)處理能力，支持多用戶工作環(huán)境。四、工程數(shù)據(jù)庫(kù)四、工程數(shù)據(jù)庫(kù)2、工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的開發(fā)方法、工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的開發(fā)方法 以商用DBMS為底層支撐環(huán)境，使用數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言嵌入宿主語(yǔ)言，建立更加簡(jiǎn)潔、良好的人機(jī)界面和外圍管理結(jié)構(gòu)，擴(kuò)充所需的各種功能，從而達(dá)到適用于C

24、AD/CAM工程環(huán)境的目的。 分析、拆解商用DBMS原代碼，按EDBMS要求修改原組織結(jié)構(gòu)、概念模式、擴(kuò)充強(qiáng)化功能。 開發(fā)通用的工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，按EDBMS的規(guī)范化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將工程應(yīng)用的特殊需求融于DBMS內(nèi)部，從無到有地開發(fā)EDBMS。3、工程數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì) 新型化新型化 智能化智能化 巨型化巨型化 工具化工具化 分布式分布式 集成化集成化 新一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)新一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) 1、分布式數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與分布處理技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)（數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與分布處理技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)（Distribute Distribute DatabaseDatabas

25、e）。它是由一組分布在不同場(chǎng)地計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)組成，這組數(shù)據(jù)）。它是由一組分布在不同場(chǎng)地計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)組成，這組數(shù)據(jù)具有物理分布性、邏輯整體性、分布獨(dú)立性和場(chǎng)地自制能力。具有物理分布性、邏輯整體性、分布獨(dú)立性和場(chǎng)地自制能力。 所謂物理分布性，即數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同場(chǎng)地計(jì)所謂物理分布性，即數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同場(chǎng)地計(jì)算機(jī)上。所謂邏輯整體性，即數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)雖然物理分布，但邏輯相關(guān)算機(jī)上。所謂邏輯整體性，即數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)雖然物理分布，但邏輯相關(guān)，是相互聯(lián)系的整體。所謂獨(dú)立分布，即分布透明性，在用戶來看，整個(gè)，是相互聯(lián)系的整體。所謂獨(dú)立分布，即分布透明性，在用戶來看，整個(gè)

26、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)仍是一個(gè)集中的數(shù)據(jù)庫(kù)，不關(guān)心數(shù)據(jù)物理位置分布的細(xì)節(jié)，分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)仍是一個(gè)集中的數(shù)據(jù)庫(kù)，不關(guān)心數(shù)據(jù)物理位置分布的細(xì)節(jié)，分布的實(shí)現(xiàn)完全由系統(tǒng)完成。所謂場(chǎng)地自制能力，即系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)布的實(shí)現(xiàn)完全由系統(tǒng)完成。所謂場(chǎng)地自制能力，即系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有獨(dú)立處理能力，可以執(zhí)行局部應(yīng)用，同時(shí)也能通過網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行全局應(yīng)用具有獨(dú)立處理能力，可以執(zhí)行局部應(yīng)用，同時(shí)也能通過網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行全局應(yīng)用。 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)能夠適應(yīng)部門分布的組織結(jié)構(gòu)，降低通信代價(jià)，提高響分布式數(shù)據(jù)庫(kù)能夠適應(yīng)部門分布的組織結(jié)構(gòu)，降低通信代價(jià)，提高響應(yīng)速度；能提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，一個(gè)場(chǎng)地的故障不會(huì)引起整個(gè)系應(yīng)速度；能提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，一個(gè)場(chǎng)地的故障不會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)崩潰；有利于充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)資源，提高現(xiàn)有集中式數(shù)據(jù)庫(kù)的利用率；統(tǒng)崩潰；有利于充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)資源，提高現(xiàn)有集中式數(shù)據(jù)庫(kù)的利用率；便于擴(kuò)展處理能力和系統(tǒng)規(guī)模。便于擴(kuò)展處理能力和系統(tǒng)規(guī)模。 2、主動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和人工智能技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了主動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)（Active Database）。它是相對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的被動(dòng)性而言的，能根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的當(dāng)前狀況，主動(dòng)適時(shí)地作出反應(yīng)，執(zhí)行某些操作向用戶提供相關(guān)信息。 主動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)強(qiáng)調(diào)主動(dòng)性、快速性和智能