单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/11/17,东莞理工学院机电系田君,‹#›,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,1,3.1,数据结构,,数据结构是数据之间的结构和关系数据结构的基本概念包括数据结构的定义以及数据的,逻辑结构,和,物理结构,概念，常见的数据结构主要包括,线性表,、,栈,、,队列,、,数组,、,串,、,树,与,二叉树,、,图,与,网,等相关内容数据结构的基本概念,(,一,),,在数据处理中，首先应将现实世界转化为信息世界，然后将信息世界转化为数据世界这就包含几个层次概念：,第,1,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,2,,,,,,实体,客观存在的并可互相区分的事物,,属性,实体的特征,,属性值,每个属性所能测量或纪录的值,,域,属性值的变化范围,,数据,描述实体的数值、字符及其它的各种物理符号,,,字符,是数据的最小单位,,数据项,是数据中最基本的、不可分的并有命名的数据单位,,组合项,由若干个数据项组成,,记录,相关组合项和数据项的集合构成一个记录，是描述某个实体属性的集合,,文件,相同性质的记录的集合就是文件,,数据库,非单纯性、有结构文件的集合,第,2,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,3,数据结构的基本概念,(,二,),数据结构理论,研究数据元素之间的抽象化关系，并不涉及数据元素的具体内容。
以车床为例：,车床零部件关系示意图,第,3,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,4,数据结构,包括数据的,逻辑结构,和,物理结构,数据结构的基本概念,:,数据的逻辑结构,数据的逻辑结构描述的是数据之间的逻辑关系，它从客观的角度组织和表达数据线性结构,在这种结构中，每一个数据元素仅与它前面的一个和后面的一个数据元素相联系，因而只能表达数据间的简单顺序关系下图就表示了一个线性结构：,,线性结构示意图,第,4,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,5,非线性结构,包括,树状结构,和,网状结构,等如下面的工艺路线方案图即是一种网状结构,第,5,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,6,数据结构的基本概念,:,数据的物理结构,数据的物理结构是指数据在计算机内部的存储方式，它从物理存储的角度来描述数据以及数据间的关系顺序存储结构,利用连续的存储单元依次存放各数据元素如将,G1(12),G2(12)...G5(12),一维数组存入计算机，则各数据在存储器中的存储顺序与逻辑顺序一致，也为依次排列顺序存储结构占用存储单元少，简单易行，结构紧凑。
但数据结构缺乏柔性，若要增删数据，必须重新分配存储单元，因而不适合需要频繁修改、补充、删除数据的场合第,6,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,7,链接存储结构,即把数据的地址分散存放在其他有关的数据中，并按照存取路径进行链接 在链接存储结构中，一个数据元素项由信息字段（,INFO,）和指针字段,(POINT),组成：,信息字段,,指针字段,,,链接存储有以下几种形式：,链接存储结构在不改变原来存储结构的条件下，增删记录十分方便，只要控制指针即可,第,7,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,8,常见的数据结构,,,,,,,,线性结构,非线性结构,,线性表,,,树,与,二叉树,,栈,,图与网,,队列,,,,数组,,,串,,第,8,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,9,常见的数据结构,:,线性表,线性表是一个由,n,（,n≥0,）个数据元素,a1,a2,a3...an,组成的有限序列，表中的每一个数据元素，除了第一个和最后一个，仅有一个直接前驱和直接后继当,n=0,，称为空表线性表逻辑结构,,[a(1),a(2),a(3),…,a(k-1),a(k),a(k+1),…,a(n)],,例如：光轴轴径系列值表示成线性表形式： （,3,，,6,，,10,，,14,，,18,，,...,）,线性表物理结构,既可以采用顺序存储，也可以采用链接存储结构。
第,9,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,10,常见的数据结构,:,栈,栈是一种特殊的线性表，它的插入与删除操作只能在表的一端进行栈顶,在栈里，允许插入和删除操作的一端称为栈顶栈底,不允许插入和删除操作的一端称为栈底栈的操作,是按照后进先出的原则进行的第,10,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,11,栈的顺序存储结构,第,11,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,12,常见的数据结构,:,队列,队列也是一种特殊的线性表，它限定只能在表的一端插入，在表的另一端删除队尾,允许插入的一端叫队尾队头,允许删除的一端叫队头操作,第一个进队的数据元素也将会第一个出队所以，队列也叫先进先出（,FIFO,）表第,12,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,13,常见的数据结构,:,数组与串,数组,数组是一组按一定顺序排列的具有相同类型的数据 数组与线性表的存储方式相同，用,顺序存储结构,存放在存储器中，数组都是按一维排列存储的串,串是一种字符型的线性表，通常记为：,A="a1a2...an",其中，,A,是串名，,a1a2a3...,为,A,的值。
ai(1≤i≤n),为字符型常量 串可以用一个字符型数组来顺序存储，也可以,链接存储,,第,13,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,14,常见的数据结构,:,树,树表示了元素之间的层次关系，这种关系就仿佛一棵倒长的树，故得名第,14,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,15,树中只有一个没有前驱的结点称为树根，其它结点仅有一个直接前驱结点；树中结点的最大层次称为树的深度；结点的子树的个数称为度；度数是,0,的结点称为树叶实例,树是一种常见的数据结构例如一张普通的校,-,系行政单位分类表，这就是一个树状结构树的物理结构,树中的各数据可以连续存储，也可以分散存储，通过指针来建立元素间的联系和存取路径第,15,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,16,常见的数据结构,:,二叉树,特点与形态,a.,二叉树可以是空的，树则必须至少有一个根结点b.,二叉树的度数不能超过,2,，树则无此限制c.,二叉树的子树有左、右之分，不能颠倒，树的子树则可以交换位置第,16,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,17,物理结构,通常采用链接结构，每个结点设两个指针，左指针指向左子树的地址；右指针指向右子树的地址。
常见的数据结构,:,二叉树,第,17,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,18,二叉树的遍历,即按一定规律，不重复地访问树中的每一个结点前序遍历：按从上到下，先左后右的原则中序遍历：按从左向上，先上后下的原则第,18,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,19,后序遍历：按从左到右，先下后上的原则第,19,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,20,常见的数据结构,:,图与网图,图是比树更为复杂的一种非线性结构图由顶点和边组成，设图,G=,（,V,E,）其中,V,是顶点的集合；,E,是边的集合边由确定该边的两顶点表示若两顶点是有序的，则从,Vi,到,Vj,用一带箭头的线段相连，并用尖括号表示,〈Vi,Vj〉,,这样的图称为有向图若两顶点是无序的，则边不带箭头，用圆括号表示为,(Vi,Vj),，这样的图称为无向图 通常用,N,阶方阵表示,N,个顶点的图的逻辑结构每个元素满足：,V,（,i,j,）,=1,若（,Vi,Vj,）∈,E(G),即,Vi,Vj,有边连接,V,（,i,j,）,=0,若,Vi,Vj,无边连接,,第,20,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,21,第,21,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,22,网,当图的边具有和它相关的权时，这样的图称为网。
权可以代表从一个顶点到另一个顶点的距离、时间、所耗代价等等网同样可采用邻接矩阵的形式表示,,,只是矩阵元素的取值为相应的权值V,（,i,j,）,=Wij,若（,Vi,Vj,）∈,E(G),即,Vi,Vj,有边连接,V,（,i,j,）,=0,若,Vi,Vj,无边连接,,第,22,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,23,3.2,工程数据的程序化处理,,在,CAD/CAM,中，需要将相关资料先期以数据库或文件的形式加以管理，以便在设计时由计算机按要求自动检索和调用；或在程序编制过程中融于其中，将其程序化，随着程序的运行自动选择，加工处理数值的程序化,(,一）,数值程序化是将要使用的各个参数及其函数关系，用一种合理编制的程序存入计算机，以便运行使用用数组形式存储数据,当要使用的数据是单一、严格、无规律可循的数列，通常的方法是用数组形式存储数据，程序运行时，直接检索使用第,23,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,24,,例,:,将表中的齿轮标准模数值编入程序要求程序运行时，输入模数计算值后，能输出适合的标准模数值齿轮标准模数（部分）,第一系列,2,,2.5,,3,,,第二系列,,2.75,,2.75,,(3.25),3.5,第一系列,,4,,5,,6,,第二系列,3.75,,4.5,,,5.5,,(6.5),第一系列,,8,,10,,12,,第二系列,7,,9,,(11),,14,第,24,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,25,解题分析：,考察表中数据及实际使用情况，有如下特点： 所列齿轮标准模数是一组取值严格，而从总体上看又无统一规律的的数列。
标准规定：第一系列为优先采用模数；第二系列中不带括号的数值为可以采用的模数；而带括号的为尽可能不采用的模数，程序中应能反映这一标准规定 通常，根据模数的计算值取较大的标准值选取但对于比标准值大得有限的一类计算值（如：计算值为,3.01mm,，标准值为,3mm,），若选用高一档的模数值或许并不适合，编程中应考虑这一情况第,25,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,26,第,26,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,27,第,27,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,28,数值程序化（二）,用数学公式计算数据,当使用的数据是一组单一、严格、但能找到某种规律的数列，则不必定义数组逐项赋值，将反映这种规律的数学公式编入程序，通过计算即可快速、准确地达到目的 例：将,60,，,70,，,80,，,90,，,100,，,110,，,120,这一标准直径系列编入程序解题分析,：这组数值是按,10,递增的，导出数学公式，问题就迎刃而解了 公式：,D=INT,（,Dc/10.02,）*,10+10,其中,Dc,为计算所得直径；,D,为所选标准直径,第,28,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,29,第,29,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,30,数表程序化,数表程序化是用程序完整准确地描述不同函数关系的数表，以便在运行过程中迅速有效地检索和使用数表中的数据。
屏幕直观输出法,,数组存储法,,公式计算法,,第,30,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,31,屏幕直观输出法,例,:,将齿轮传动强度计算中的使用系数,KA,数表程序化要求根据原动机工作特性和工作载荷特性确定适宜的使用系数,KA,,,使用系数,KA,,原动机工作特性,工作机械载荷特性,,,,平稳,中等冲击,较大冲击,平稳,1.00,1.25,1.75,轻度冲击,1.25,1.50,2.00,或更大,中等冲击,1.50,1.75,2.25,或更大,解题分析,纵观表格，虽然幅面不大、数据有限，但因,KA,是经验值，实际应用允许根据情况综合考虑，选取中间数值，仅凭程序中的简单的条件判断难以正确选取此时，可采用屏幕直观显示整个数表的方法，让用户凭经验自行选取,KA,第,31,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,32,数组存储法：,例：将平键和键槽与轴径的尺寸关系表程序化要求输入轴径后，能输出相应的键和键槽的剖面尺寸在满足传递所需转矩条件下，允许用较小剖面的键，但应使键侧与轴槽及轮槽接触高度各为,h/2, 平键和键槽的剖面尺寸（部分）,,,轴径,d,键,,键槽,,,,b,,h,t,t,1,>17-22,6,6,3.5,2.8,>22-30,8,7,4.0,3.3,>30-38,10,8,5.0,3.3,>38-44,12,8,5.5,3.3,>44-50,14,9,6.0,3.8,>50-58,16,10,6.5,4.3,>58-65,18,11,7.0,4.4,>65-75,20,12,7.5,4.9,>75-85,22,14,9.0,5.4,>85-95,25,14,9.0,5.4,>95-110,28,16,10.0,6.4,>110-130,32,18,11.0,7.4,第,32,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,33,解题分析：,表中数据有如下特点：,项目多、确定而无规律。
每组键槽尺寸要适应一定范围尺寸的轴径使用标准附注功能应在程序中予以体现为此，编程前需推导出键的剖面尺寸,b,、,h,与轴径,d,的几何关系式，从中算出,t,和,t1,第,33,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,34,数表程序化,:,公式计算法,插值法,设法构造某个简单的函数,Y=P(x),作为列表函数,f(x),的近似表达式，然后，计算,P(x),值以得到,f(x),的近似值并且使,f(x)=P(xi) i=1,，,2,，,3....,，,n,成立P(xi),就称为,f(x),的插值函数，点,x1,x2,x3...,xn,称为插值节点线性插值,,,拉格朗日插值,曲线拟合,在这种方法中构造出若干曲线，此曲线并不是严格通过所有节点，而是尽可能反映所给数据的趋势具体方法请参照,线图程序化,第,34,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,35,线性插值,原理,即两点插值已知插值点,P,的相邻两点：,y1=f(x1),，,y2=f(x2),，如图所示近似认为在此区域，函数呈线性变化，根据几何关系可求的插值点,P,对应于,x,的函数值。
线性插值举例,,第,35,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,36,拉格朗日插值,从几何示意图显示，,线性插值,的误差比较大，需要的情况下，可采用多次插值公式，提高插值精度原理,将线性插值公式整理得,:,第,36,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,37,线图的程序化,工程手册中的线图可能来源于某已知的复杂理论公式，也可以根据经验数据制作出来，对于前者，查阅其原始公式编程即可对于后者，可采用经验公式处理，建立这种经验公式的过程称为曲线拟合曲线拟合的方法,常用的典型方法是最小二乘法线性方程拟合,,对数方程拟合,,指数方程拟合,,对数指数方程拟合,,多项式拟合,,第,37,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,38,线图程序化的步骤：,线图数表化要注意：弄清线图坐标的含义，确切掌握坐标的比例性质、大小和量纲；读准数值，尤其是特征点,--,起点、终点、峰点、谷点、转折点、中点等确定合理的精度，控制误差在允许的范围之内正确运用分段原则按曲线走向，相似部分作为一段，分段拟合，使方程简化并且可提高精度选择合适的拟合方程。
采用多种方程分别拟合，从中选出最佳方案根据建立的拟合方程编程第,38,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,39,线性方程拟合,原理,有,N,组实验数据,xi,yi,，设线性方程的形式是：,y=a+bx,根据最小二乘法定义，为了达到最好拟合，应使各节点的最小偏差平方和为最小设,S(a,b),为偏差平方和，则,:,对上式求偏导并使之为零，得,第,39,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,40,线性拟合举例,将,Z,型带长度系数,KL,与基准长度,Ld,之间关系数据用线性方程拟合第,40,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,41,第,41,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,42,对数方程拟合,原理,设有实验数据,xi,yi,，设对数方程形式为：,y=a+blnx,,采用变量代换的方法，使之回归为线性方程形式令,X=lnx,,同,线性方程拟合,可求出系数,a,，,b,值 注意：这里,Xi=lnxi,，其偏差平方和：,,第,42,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,43,对数方程拟合举例,将,Z,型带长度系数,KL,与基准长度,Ld,之间关系数据用对数方程拟合。
第,43,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,44,第,44,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,45,数据资料文件化,数据资料文件化通常采用两种类型文件,,第,45,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,46,第,46,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,47,3.3,数据的存储与管理,,文件,,是数据管理的一种形式，它能独立于应用程序单独存储具体地说，文件是记录的集合·,,文件的组织方法,,·,,文件的,查找,和,排序,,数据库,,是一种能较好地解决共享问题的数据处理方法·,,数据库的特点,,·,,数据库管理系统,,·,,数据库的数据模型,,·,,工程数据库,,·,,新一代数据库,,,第,47,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,48,文件的组织方法,,同一文件的逻辑结构可以有多种物理组织方法组织方法,,,概念,,,说明,,,,顺序文件,,,,,物理顺序与逻辑顺序一致的文件磁带就是典型的顺序存储器索引文件,,,,,带有一包括关键字和存放地址索引表的文件。
索引文件的索引项必须按关键字顺序排列，文件本身可以按顺序排列或不按顺序排列，前者称为索引顺序文件，后者称为非索引顺序文件直接存取文件 （随机文件）,,,,,,采用一种算法将记录的关键字转化为一个近乎随机的数，根据这个数确定记录在存储器上的位置，以便存取直接存取文件通常是利用,杂凑法,组织的第,48,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,49,文件的查找,顺序查找法,从第一条记录开始，逐个查询，若找到欲查数值，则查找成功；否则查找失败该法简单，但效率低折半查找法（二分查找法）,·,,,先将文件记录按关键字顺序排列·,,,再将查找范围中点处关键字,K,M,与,K,待查记录关键字比较，应为下列三种情况：,,a)KK,M,，确定待查记录在文件后半区·,,,若为情况,b),，则查找成功；若为情况,c),或,a),，则在确定的区域中再次顺序查找，或逐次折半查找第,49,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,50,分块查找法,,与折半查找法类似，只是要先将按关键字排好顺序的文件划分为大于,2,的若干块；再将待查关键字依次与各块的最大关键字比较，确定查找范围；然后顺序查找。
文件的排序,选择排序,,以升序排列为例，在所有的记录中选出关键字最小的记录，将它与第一个记录交换，然后，在第二个记录到最后一个记录中重复上述的操作冒泡排序,,以升序排列为例，顺序比较相邻记录的关键值，若后者比前者小，则交换位置否则，位置不变经过数轮比较和交换，较小的数向前移动，较大的数向后移动，就像水中的气泡一点点冒出水面，故而得名插入排序,,仍以升序为例，首先假定第一个记录的位置是适合的，然后取出第二个记录与第一个记录进行关键字比较若小于，则插到前面，否则，位置不变；再取第三个数据与前面的各记录进行关键字比较，将其插入到前面有序记录的适合位置上；依此类推，直到完成排序第,50,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,51,数据库的特点,数据库技术是三种数据管理技术之一，是在人工管理，,文件管理,技术上发展起来的数据管理技术特点,,,说明,,,复杂的数据模型,,,,,即在描述数据的同时，也描述数据之间的联系，即数据结构化数据共享性好，冗余度低,,,,,数据库从整体观点处理数据，面向系统，因而弹性大，使用灵活，实现了数据共享数据具有独立性,,,,,数据可独立于程序存在，应用程序也不必随数据结构的变化而修改。
数据具有安全性和完整性,,,,,数据库系统提供数据的控制功能，保护数据，防止不合理使用；保证数据的确定性、有效性和相容性，即数据的完整性,第,51,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,52,数据库系统构成,,组成部分,,,功能,,,硬件,,,,,支持数据库管理系统、应用程序运行的设备环境软件,,,,,支持数据库管理系统运行的软件环境包括支持,DBMS,的操作系统、宿主语言系统、数据库管理系统以及应用程序数据库软件系统层次如下图）,,,数据库管理员（,Data Base Administrator,，简称,DBA,）,,,,,负责数据库系统的建成，维护和协调工作的专门人员数据库,,,,,是由,DBMS,建立、运用、管理及维护的通用化的、综合性的数据集合第,52,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,53,第,53,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,54,数据库管理系统（二）,数据库管理系统的功能,,第,54,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,55,数据库管理系统的组成,,第,55,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,56,数据库管理系统（三）,模型,,在数据库系统中，用户看到的数据与计算机中存放的数据并不是一一映像的关系，而是存在着三个层次：,层次,,,说明,,,外模型,,,,,用户使用的数据视图。
这是一种局部的逻辑数据视图，它表示用户所理解的实体、实体属性和实体间的联系外模型有多个，处于系统的外部概念模型,,,,,数据库系统的全局逻辑视图它代表了整个系统的抽象实体、实体属性和实体间的联系概念模型只有一个，属于系统的概念层内模型,,,,,物理数据存储的模型亦只有一个，处于系统的内层，也是最低层 第,56,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,57,数据模式,,用,DBMS,中的,DDL,精确定义上述模型就成为模式对于不同层次的模型，也有相应的模式：,外模式（子模式）；概念模式（模式）；内模式（物理模式）,,,请参看：,DBMS,各模式之间的关系图,,第,57,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,58,第,58,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,59,数据库管理系统（四）,数据库的层次,以子模式为框架的数据库是用户数据库； 以模式为框架的数据库是概念数据库； 以物理模式为框架的数据库是物理数据库不同层次数据库之间的关系：,第,59,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,60,第,60,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,61,数据库的数据模型（一）,层次模型,,,,用树性结构表示实体之间连系的模型称为层次模型，它能描述一对多的关系。
层次模型必须满足两个条件：,只有一个根结点根以外的其他节点有且只有一个父节点第,61,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,62,网状模型,,网状模型必须满足两个条件：,·,,,可以有两个以上结点无父点·,,,至少有一个结点有多于一个父结点第,62,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,63,数据库的数据模型（二）,关系模型,,这是一种用二维表结构表示实体之间联系的模型，能描述多对多的关系一个二维表就成为一个,关系,：,,第,63,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,64,作为一个,“,关系,”,的二维表，必须满足如下条件：,·,,,表中每一列必须是基本数据项，而不是组合项·,,,表中每一列必须具有相同的数据类型·,,,表中的每一列必须有一个唯一的属性名·,,,表中不应有内容相同的行·,,,行与列的顺序均不影响表中所表示的信息含义第,64,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,65,工程数据库（一）,工程数据库管理系统,,简称,EDBMS(Engineering Data Base Management System),，其功能是针对工程数据的特点而设置的。
工程数据库管理系统功能特点,·,,,能描述复杂的数据模型，保存相关语义信息·,,,支持模式的动态定义和修改，不需重新编译和数据重载·,,,支持工程长事务的处理·,,,能存储和管理各种类型数据，并支持图形标准件的相互转化，具有多库协调管理能力·,,,具有版本管理功能·,,,支持程序控制和交互操作两种工作方式·,,,具有分布式数据库处理能力，支持多用户工作环境第,65,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,66,工,程数据库（二）,工程数据库管理系统的开发方法,,,·,,,以商用,DBMS,为底层支撑环境，使用数据操纵语言嵌入宿主语言，建立更加简洁、良好的人机界面和外围管理结构，扩充所需的各种功能，从而达到适用于,CAD/CAM,工程环境的目的·,,,分析、拆解商用,DBMS,原代码，按,EDBMS,要求修改原组织结构、概念模式、扩充强化功能·,,,开发通用的工程数据库管理系统，按,EDBMS,的规范化设计标准，将工程应用的特殊需求融于,DBMS,内部，从无到有地开发,EDBMS,工程数据库的发展趋势,,,,新型化 智能化 巨型化 工具化 分布式 集成化,,第,66,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,67,新一代数据库技术,分布式数据库,,数据库技术与分布处理技术相结合产生了分布式数据库（,Distribute Database,）。
它是由一组分布在不同场地计算机中的数据组成，这组数据具有物理分布性、逻辑整体性、分布独立性和场地自制能力所谓物理分布性，即数据库中的数据分布在计算机网络的不同场地计算机上所谓逻辑整体性，即数据库中的数据虽然物理分布，但逻辑相关，是相互联系的整体所谓独立分布，即分布透明性，在用户来看，整个数据库系统仍是一个集中的数据库，不关心数据物理位置分布的细节，分布的实现完全由系统完成所谓场地自制能力，即系统网络中的每个节点具有独立处理能力，可以执行局部应用，同时也能通过网络执行全局应用分布式数据库能够适应部门分布的组织结构，降低通信代价，提高响应速度；能提高系统的可靠性和可用性，一个场地的故障不会引起整个系统崩溃；有利于充分利用数据库资源，提高现有集中式数据库的利用率；便于扩展处理能力和系统规模,,第,67,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,68,主动数据库,,数据库技术和人工智能技术相结合产生了主动数据库（,Active Database,）它是相对传统数据库的被动性而言的，能根据应用系统的当前状况，主动适时地作出反应，执行某些操作向用户提供相关信息主动数据库强调主动性、快速性和智能性，其主要目标是提供对紧急情况的及时反应能力，同时提高数据库管理系统的模块化程度。
通常采用的方法是在数据库系统中嵌入,ECA,（事件,-,条件,-,动作）规则，设置触发器，在某一事件发生时引发数据库管理系统检测数据库当前状态，只要条件满足，就触发规定动作的执行第,68,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,69,多媒体数据库,,数据库技术与多媒体技术相结合产生了多媒体数据库技术（,Multi-media Database,）它支持管理复杂的多媒体数据多媒体数据库在数据对象、数据类型、数据结构、数据模型、应用对象以及处理方式上都与传统数据库有较大差异，它存储处理的是现实世界中复杂的多媒体表现形式，包括动态的视频；它面向应用，强调媒体间的独立性，重视媒体对象的物理表现和交付方式多媒体数据库是计算机技术以及相关技术发展的结果，尤其是在数据表现形式空前丰富的情况下，多媒体数据的管理与应用就变得越来越迫切第,69,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,70,面向对象数据库,,数据库技术与面向对象程序设计的结合产生了面向对象数据库（,Object Oriented Database,）它是指对象的集合、行为、状态和联系均以面向对象数据模型来定义。
面向对象数据库为定义和操作对象间的联系提供了用户界面，应用程序员无须显示编程后管理这些联系它支持如：,Oid,、实例、类、层次、继承、封装及消息传递等面向对象概念第,70,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,71,3.4,软件开发与软件工程,,,CAD/CAM,软件开发是一项高难度、高智力的工作为了保障所开发软件的质量，必须研究和采用科学的开发方法软件开发的演化过程,,,软件工程的概念,,,软件工程的规范,,,软件的开发方法,,第,71,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,72,软件开发的演化过程,,第,72,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,73,软件工程的概念,软件工程,,指借鉴从事工程项目所积累的行之有效的原理、概念、技术和方法来开发和维护软件，把正确的管理和科学的技术结合起来这是一门指导计算机软件开发和维护的工程学科软件的生存周期,,软件从形成概念开始，经过开发、使用和不断补增修正，直到最终被淘汰的整个过程软件工程强调使用生存周期方法学，即将生存周期分为若干个既相互区别又相互联系的阶段,,第,73,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,74,软件工程设计阶,段,可行性研究与计划阶段,,需求分析阶段,,设计阶段,,实现阶段,,测试阶段,,运行与维护阶段,,总结,,,,软件工程利用生存周期方法学，在每个阶段都采用科学的管理手段和良好的技术方法，使软件开发全过程以一种有条不紊的方式进行，保证了软件的质量，提高了软件开发的成功率和生产率,,第,74,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,75,软件工程规范（一）,软件工程规范国家标准,第,75,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,76,软件工程规范（二）,软件文档,,按照,《,计算机软件产品开发文件编制指南,》,（,GB8567-88,）规定，整个软件生存周期应该提供十四种标准文档。
小型软件所需的五种文档,软件需求与开发计划,,/,软件设计说明书,,/,使用说明书,,/,测试分析报告,,/,项目开发总结,,第,76,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,77,第,77,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,78,软件开发方法,对软件的基本要求,第,78,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,79,软件开发方法举例,·,,,瀑布型,这是一种按软件生存阶段而顺序工作的单项、单链的开发方法·,,,快速原型法,尽快向用户提供原型系统，试通原理和路子，让用户使用，得到反馈信息，再按实用性、经济性、可靠性要求进一步修改设计，解决原型系统暴露出来的问题·,,,平行进程法,该方法认为软件开发是三个进程组相互平行，相辅相成，齐头并进的团队行为第,79,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,80,各进程组的作用如下：,·,,,项目管理进程组,负责项目初始化，项目监督控制和软件管理·,,,开发进程组,分为三个组：,,,开发前进程组,负责概念探讨、系统分析开发进程组,负责需求确定、设计和实现。
开发后进程组,负责安装、运行支持、维护和淘汰集成进程组,负责验收确认、配置管理、文档开发和人员培训第,80,页,/,共,81,页,2024/11/19,东莞理工学院机电系田君,81,思考题,1.,说明数据资料程序化处理的目的及方法2.,简述曲线拟合的理论基础3.,数据结构的基本概念有哪些？,4.,说明常用逻辑结构和物理结构的类型、特点5.,论述文件的基本概念和作用，文件的组织形式、基本操作6.,结合文件管理说明数据库系统的特点7.,数据库系统在,CAD/CAM,集成系统中的作用是什么？,8.,说明数据库管理系统的作用和功能9.,何谓数据库系统的数据模型？各种模型有哪些特点？,10.,针对工程数据的特点，分析工程数据库的功能需求第,81,页,/,共,81,页,。