文档介绍：CAD系统中的工程数据库系统
摘要:为了解决工程CAD系统中数据处理效率低及方便工程CAD软件的开发维护,介绍了基于W indows平台开发的CAD系统的面向对象工程数据库系统,讨论了工程数据库系统的数据模型、逻辑设计、系统的体系结构和功能实现。
关键词:数据模型;面向对象;工程数据库; CAD
随着CAD /CAM /CAPP技术的迅速发展,工程数据库成为工程设计和工程信息系统的核心。各国的研究机构、院校、公司都竟相开展对工程数据库技术的研究,推出了一些有实用价值的工程数据库管理系统。如基于扩充网状模型、扩展关系模型以及基于关系和网状混合数据模型的工程数据库系统等[ 1 - 2 ] 。这些工程数据模型和系统虽得到了应用,但是都很难做到通用,还不能完全满足机械产品CAD中工程数据管理的要求[ 3 ] 。当前对工程数据模型的研究转向面向对象的方法[ 4 ] ,希望能从根本上解决工程应用领域的数据建模问题。
1 冷冲模系统的数据模型
冷冲模工程数据库是利用面向对象技术设计的用于存储模具元件的数据信息和图形、设计结果的有关信息及设计过程中间结果的数据库,以满足模具设计与装配管理,模具元件管理和设计结果管理等,是冷冲模模具设计系统的一个重要组成部分。
工程数据库系统包括工程数据库管理和工程数据库设计两方面的内容。工程数据库设计就是指从工程应用需要出发,设计出一个工程数据库结构的全过程[ 5 ] 。它的一般过程是:首先对工程应用领域的数据进行需求分析,综合整理出被处理对象的概念。这种概念独立于工程数据库管理系统,与具体的工程数据库管理系统无关。完成概念设计后,再根据实际情况进行数据库的具体设计。
面向对象数据模型的主要优点是能用简单的概念对象来描述所有的概念实体,允许把任意复杂的实体表示成一个循环递归的对象[ 6 ] 。它提供了类层次的概念、属性特征的继承概念以及数据和操作的封装机制等。面向对象数据模型解决了传统数据模型所无法解决的工程数据管理问题,能实现各种要求,尤其是复杂工程实体的建模、动态模式管理、版本管理、工程长事务管理等。
面向对象数据库管理系统是适用于各种工程应用领域的新一代数据库管理系统,它代表了工程数据库管理系统的发展趋势。因此本系统采用面向对象数据模型作为工程数据库管理系统的数据模型,并称之为基于对象的工程数据模型(Object - Based Engineering Data Model简称OBEDM) , OBEDM是由对象(Object)所组成。
模具设计中的任何实体都可以看成一个对象,并且每个对象都具有唯一的标识符,对象封装了对象的状态和行为,状态是该对象属性值的集合,行为是在该对象状态上操作方法的集合。OBEDM中的对象可形式定义为
M = {Ni, Si (w) ,Υi}
其中:M表示对象,Ni是对象M的标识符, S(w)是对象N的属性的集合(表示对象M的状态) , Si表示第i个属性( Si是属性名) ,w是属性类型,Υi是方法名,是在对象状态上操作方法的集合。
对象T的属性b的值表示为T。b,属性值也可以是对象,因而可以递归地构成极为复杂的对象。封装在一个对象中的状态和行为只能通过消息传递从外部存取和调用。
对象类(Class)由具有相同属性和方法的对象构成。OBEDM中的对象类可形式定义为
MM