第三章 数据的处理方法

第三章数据的处理方法第一节基本概念第二节数表和线图的处理方法第三节用文件系统管理数据第四节数据库及其应用思考题第一节基本概念一、数据与数据的结构数据：用来描述客观事物的数字、字符、运算符号等，能够输入到计算机中，并能被计算机处理的集合。数据结构：数据之间的关系，数据之间的组织形式。包括：数据的逻辑结构、数据的物理结构。逻辑结构：数据在用户面前呈现的方式。物理结构：用特定软件写入存储器（映像），用一逻辑结构可映像出多种物理结构。二、现实世界与信息世界1、现实世界的一些术语实体：客观存在并可相互区别的物体叫实体。实体集：性质相同的同类实体的集合称作实体集。属性：数据表示的信息常用来描述实体的某些特征，这些特征就是该实体的属性。属性的集合所描述的对象即为实体。实体标识符：能将一个实体与其他实体区别开来的属性集。2、信息世界的部分术语“信息”是对现实世界中实体的一种认为标记。数据项（分段、数据元素或初等项）：被命名的最小信息单位，是标记实体属性的符号集。纪录：数据项的有序集。记录用来描述实体，又可定义为：完整地描述一个实体的符号集。文件：同类记录的集合。文件用来描述实体集，又可定义为：描述一个实体集的所有符号集。关键字：其值能唯一地确定标识一个记录的某一个数据项或几个数据项的集合。现实世界与信息世界各术语的对应关系：现实世界信息世界属性数据项实体记录实体集文件实体标识符关键字3、实体间的联系包括：实体内部联系，实体与实体间联系。1-1（one-to-one）关系：如果两个实体集E1、E2中的每一个实体至多和另一个实体集中的一个实体有联系，则E1、E2叫“一对一”关系，记为“1-1”关系。如“学校”与“校长”。1-m（one-to-many）关系：两个实体E1、E2，如果E2中每个实体与E1中任意实体有关，而E1中每个实体至多和E2中一个实体有关，则称该关系为“从E2到E1的一对多”关系，记为1-m关系。如：“公司”与“职员”。m-m（many-to-many）关系：如果两个实体集中每一个实体和另一个实体集中任意个实体有关，则称这两个实体集是“多对多”关系，记为m-m关系。如：“标准模架”与“标准零件”。如图第二节数表与线图的处理方法一、数表的程序化1、以数组形式存放的数表一维数表（表3-1）用FORTRAN语言：DIMENSIONGAMMA(4)DATAGAMMA/7.87,7.85,8.30,7.75/用C语言：staticfloatgamma[4]={7.87,7.85,8.30,7.75};（2）二维数组：（表3-2）图3-2用FORTRAN语言T——板厚数组；AH——尺寸数组；TA——板厚；H——h；ALPHA——α；BETA——β。SUBROUTINEHAB(TA,H,ALPHA,BETA)DIMENSIONT(4),AH(5,3)DATAT/0.5,1.0,2.5,6.0/DATAAH/5.0,6.0,7.0,8.0,10.0,0.25,0.25,0.25,0.5,0.5,2.0,2.0,2.0,3.0,3.0/DO100I=1,4IF(TA.LE.T(1))GOTO150100CONTINUEI=5150H=AH(I,1)ALPHA=AH(I,2)BETA=AH(I,3)RETURNEND2、以数据文件的形式存放数表建立数据文件可用高级语言，也可用文本编辑器，查用文件中的数据因使用的高级语言不同而异。二、线图的程序化和公式化将线图转换为数据存储。方法：离散化。第三节用文件系统管理数据以文件的形式存储设计原始数据、标准和设计结果，是小型CAD系统常用的方法。材料成型CAD/CAM系统模块间的数据传递CAD/CAM系统大多采用模块结构，每个模块功能上相对独立，不受其他模块的影响。各模块间的数据联系靠文件来实现。对于标准数据，可用文件编辑器或高级语言写入文件，且一劳永逸，对设计中间数据则需要用程序写入文件，不同的语言，程序不同。第四节数据库及其应用利用文件管理数据具有简单、不需要额外软件投资的特点，但存在以下问题：1）文件因程序需要而建，不能共享。2）数据结构和应用程序相依赖，难以进行其他应用，数据结构修改，程序也要修改。3）缺乏对数据控制的统一方法，程序编制繁琐。4）数据不能共享，难以适应多用户。解决方案：采用数据库系统。一、数据库与数据库管理系统数据库系统的优点：（1）可实现数据共享，大大减少了数据的冗余。（2）数据独立于应用程序，程序与数据结构的改变不会相互影响。（3）应用程序编制者可不考虑存储管理和访问效率。(4）实现对数据的统一控制，保证了数据的正确性和保密性。数据库系统数据库：所存储的关联数据的集合。数据管理系统（DBMS）：管理数据库的软件，提供对数据定义建立、查询和修改功能数据库关系型数据库采用的数据模型为关系模型，由行和列组成的矩形表，类似于设计手册中的二维数表。层次型数据库采用的数据模型为层次模型，即以纪录类型为结点的树状结构，除根结点外，父结点与子结点为1-m关系，如图所示。网络型数据库采用的数据模型为网络模型，即以纪录类型为结点的网络结构，两结点之间为m-m关系，如图所示。二、工程数据库管理系统1、工程数据库的特点：表为商用管理数据库与CAD/CAM工程数据库的比较。2、CAD/CAM工程数据库的内容理想的面向CAD/CAM应用环境的EDBMS，除了应具有一般MLS的DBMS基本功能外，还要有如下的功能：1）有多个主语言接口，以支持不同编程语言研制的应用程序访问数据库；2）支持实体间复杂结构数据的描述；3）支持大量的几何、非几何数据的描述和操作功能，具有几何数据库的整体处理功能；4）支持动态模式，具有动态的描述数据库中数据结构的能力；5）支持交互式、试探性的反复设计过程具有数据恢复功能和储存管理多个设计版本的能力；6)具有较高的数据独立性；7)图形间的各种不同表示方法之间有相互转化能力；8)支持查询语言，支持各种管理的实用程序。思考题1、解释下列术语实体、实体集、属性、实体标识符、数据项、记录、文件、关键字2、什么是数据？什么是数据结构？数据结构包括哪几类？3、实体间的联系有哪几种？4、在材料成型CAD/CAM中处理数表的方法有哪几种？5、利用文件系统管理数据存在哪些问题？6、数据库系统有哪些优点？7、数据库系统有哪些类型？8、与商用数据库比较，工程数据库有哪些特点？9、工程数据库的主要内容有哪些？10、工程数据库具有怎样的结构？