工程数据库系统

　　内容简介本书全面系统地论述了工程数据库系统的理论和技术，其内容分为三大部分：第一部分介绍了与工程数据库有关的基础知识，包括工程数据库发展史、计算机辅助设计和计算机辅助制造基础，详尽论述了工程数据库与商用数据库的特点分析，充分展示了工程数据库的客观需求等等；第二部分为工程数据库概论，分别对几何元素在数据库中的模式表示、工程数据库的特性、工程数据库的各种数据模型、工程数据库语言、工程数据库管理系统、工程数据库的物理组织方法、工程数据库体系结构、长事务和版本管理、工程数据的完整性安全性检查等项具体实现技术都作了较详细的论述。与此同时，还对在集成工程系统中如何嵌入工程数据库的方法，以及复杂系统通用的设计分析方法（IDEF0和IDEF1x）作了详细的介绍；最后一部分介绍了具有特色的一些工程数据库系统，如工程专家数据库系统、地理数据库以及6个典型的工程数据库管理系统。因为工程数据库涉及到多种学科，本书结合应用对关键技术给出了一些解决方法。本书可作为数据库研究人员的研究参考书，也可作为研究生和本专业高年级大学生的教材。

　　宛延闿江苏省南京市人，现任北京计算机应用和仿真技术研究所研究员、中国计算机辅助设计和计算机图形学术委员会专委、系统集成和工程数据库学组副组长、中国计算机用户协会系统集成分会副秘书长、中国科学院研究生院和中国科学技术大学研究生院兼职教授。1964年毕业于北京大学数学力学系计算数学专业，长期从事计算机系统和计算机软件的理论与技术研究工作，是我国首批计算机软件工作者之一。先后在国内外单独或以第一作者名义发表学术论文63篇，出版著作和译著5本，专著1本，并是多种计算机科学或计算机软件杂志和报刊撰稿人和审稿人。近年来特别在工程数据库，面向对象数据库，面向对象方法和面向对象程序设计等方面提出了一些新概念和新方法，做出了许多有益的工作，得到了广泛好评，其中获奖成果有8项，1项实用新型国家专利。现在主要兴趣集中在工程数据库理论和技术，面向对象及后关系型理论和技术相结合的研究，超文本标记语言HTML和Java技术的理论与应用等方面的研究。

第一部分  工程数据库管理的基础                  
   第一章  数据库技术的发展                  
     l. 1  数据库管理发展历程                  
     1. 2  数据库管理系统与文件管理系统的主要区别                  
     1. 3  数据库技术的新进展                  
     1. 3. 1  数据库的争论——历史的回顾                  
     l. 3. 2  数据库技术的新进展                  
     1. 4  为何要研究工程数据库                  
   第二章  工程数据库的发展史及其定义                  
     2. 1  工程数据库的发展史                  
     2. 2  工程数据库的定义                  
   第三章  工程数据库结构                  
   第四章  计算机辅助设计和计算机辅助制造基础                  
     4. 1  CAD／CAM技术发展概况                  
     4. 2  CAD／CAM的定义范畴                  
     4. 3  CAD系统主要组成部分                  
     4. 4  CAD／CAM的作业方式及配置                  
     4. 5  CAD／CAM系统的定义                  
     4. 6  CAD/CAM系统的支撑软件                  
   第五章  工程数据库与商用数据库的特点分析                  
   第二部分  工程数据库概论                  
   第六章  几何元素在数据库中的表示                  
     6. 1  前言                  
     6. 2  坐标系                  
     6. 3  曲线                  
     6. 4  曲面                  
     6. 5  体素                  
     6. 6  立体造型的几何模型及模式描述                  
     6. 6. 1  几何造型中的基本概念                  
     6. 6. 2  线框(Wire—Frame)模型                  
     6. 6. 3  边界表示(B—rep)模型                  
     6, 6. 4  结构的立体几何表示(CSG树)模型                  
     6. 6. 5  CSG树与B—rep边界表示                  
     6. 6. 6  几何交线和网格组                  
     6. 6. 7  立体造型系统的一种数据模式                  
     6. 7  结语                  
   第七章  工程数据库的特性                  
     7. 1  数据的工程性                  
     7. 2  数据的形态                  
     7. 3  复杂实体的处理                  
     7. 4  变长数据实体的处理                  
     7. 5  动态模式修改和可扩展数据类型                  
     7. 6  图形数据和数据库版本管理                  
     7. 7  长事务及并发控制                  
   第八章  工程数据库的数据模型                  
     8. 1  引言                  
     8. 2  一种CAD数据模型                  
     8. 2. 1  CAD数据模型的基本构造                  
     8. 2. 2  CAD数据模型的操纵和实现                  
     8. 2. 3  实例                  
     8. 3  面向CAD/CAPP／CAM集成的数据模型                  
     8. 3. 1  面向对象数据模型的方法                  
     8. 3. 2  建立面向CAD/CAPP／CAM集成的数据模型                  
     8. 4  扩充的网状数据模型(面向工程的网状数据组织)                  
     8. 5  扩展的关系数据模型                  
     8. 5. 1  背景                  
     8. 5. 2  新型扩展的关系数据模型                  
     8. 6  语义网络数据模型                  
     8. 6. 1  语义网络表达                  
     8. 6. 2  语义约束                  
     8. 7  超图数据模型                  
     8. 7. 1  超因数据结构                  
     8. 7. 2  基于超图的数据模拟                  
     8. 8  结语                  
   第九章  工程数据库语言                  
     9. 1  扩充的NF数据语言                  
     9. 1. 1  NF关系的形式定义                  
     9. 1. 2  具有属性的NF关系表示                  
     9. 1. 3  扩充的NF模型                  
     9. 1. 4  数据定义语言                  
     9. 1. 5  无冗余顶点的边界表示模式                  
     9. 1. 6  查询语言                  
     9. 1. 7  小结                  
     9. 2  自描述数据模型语言                  
     9. 3  基于网状结构的数据语言                  
     9. 3. 1  几何信息的描述                  
     9. 3. 2  数据定义和数据操纵语言                  
     9. 4  面向对象数据语言                  
     9. 5  结语                  
   第十章  工程数据库管理系统                  
     10. 1  系统的功能                  
     10. 1. 1  工程数据的物理组织. 存储和管理                  
     10. 1. 2  工程数据库语言的实现                  
     10. 1. 3  缓冲区的调度和管理                  
     10. 1. 4  工程数据的一致性控制(并发控制)                  
     l0. 1. 5  工程数据的整体化处理                  
     10. 1. 6  安全性控制                  
     l0. 1. 7  工程数据字典的维护                  
     10. 1. 8  “垃圾”收集和数据库重组                  
     l0. 1. 9  事务处理                  
     10. 1. 10  出错和例外处理                  
     10. 1. 11  与其他软件和运行环境间的接口                  
     10. 1. 12  应用支撑和服务功能                  
     10. 2  工程数据库的体系结构                  
     l0. 2. 1  多层数据库结构                  
     10. 2. 2  分布式工程数据库管理系统的组成和结构                  
     l0. 2. 3  客户／服务器体系结构                  
     10. 3  面向CAD／CAM的工程数据库管理系统                  
     10. 3. 1  交互式服务子系统                  
     10. 3. 2  数据库管理子系统                  
     l0. 3. 3  基本结构文件管理系统                  
     10, 3. 4  数据库接口子系统                  
     10. 3. 5  HEDBMS工程数据库管理系统特点                  
     10. 3. 6  HEDBMS的应用                  
     10. 4  工程数据库管理系统的特殊要求                  
     10. 4. 1  EDBMS的特殊要求                  
     10. 5  工程数据库管理系统的面向对象数据定义和操作                  
     10. 5. 1  模式表示                  
     10. 5. 2  模式定义框架                  
     10. 5. 3  模式的信息隐藏                  
     10. 5. 4  模式的名字空间                  
     10, 5. 5  引入模式                  
     10. 5. 6  模式演变操作分类                  
     10. 5. 7  工程数据库的数据操作                  
     10. 6  系统接口                  
     10. 6. 1  与操作系统的接口                  
     10. 6. 2  与主语言的接口                  
     10. 6. 3  与运行环境的接口                  
     10. 6. 4  与应用程序和最终用户的接口                  
     10. 7  系统的实现问题                  
     10. 8  工程数据库应用系统开发环境                  
     10. 8. 1  工程数据库设计工具                  
     10. 8. 2  应用系统测试工具                  
     10. 8. 3  工程数据转换工具                  
     10. 9  结语                  
   第十一章  工程数据库的物理组织                  
     11. 1  记录的存储结构                  
     11. 1. 1  记录的物理表示                  
     11. 1. 2  记录在物理块上的分配                  
     11. 1. 3  物理块在磁盘上的分配                  
     11. 1. 4  数据压缩技术                  
     11. 2  顺序文件                  
     11. 2. 1  文件的组织                  
     11. 2. 2  记录的插入和检索                  
     11. 3  散列文件                  
     11. 3. 1  线性散列文件                  
     11. 3. 2  随机散列文件                  
     11. 3. 3  溢出散列文件                  
     11. 3. 4  拉链散列文件                  
     11. 3. 5  指标散列文件                  
     11. 3. 6  散列码的产生方法                  
     11. 4  索引文件                  
     11. 4. 1  索引顺序文件                  
     11, 4. 2  索引无序文件                  
     11. 4. 3  索引的组织                  
     11. 5  树结构文件                  
     11. 5. l  一般树结构                  
     11. 5. 2  二叉树结构                  
     11. 5. 3  二叉平衡树结构                  
     11. 5. 4  B树                  
     11. 5. 5  B树                  
     11. 5. 6  B树                  
     11. 5. 7  带稠密索引的B树                  
     11. 6  簇集索引文件                  
   第十二章  其他实现技术                  
     12. 1  版本管理                  
     12. 1. 1  版本                  
     12. 1. 2  版本管理模型                  
     12. 1. 3  版本管理的常用方法                  
     12. 1. 4  版本管理的新模型和新方法                  
     12. 2  安全性检查                  
     12, 3  一致性控制                  
     12. 3. 1  锁的种类                  
     12. 3. 2  “两阶段锁”协议                  
     12. 3. 3  死锁问题                  
     12. 4  完整性检查                  
     12. 5  查询优化                  
     12. 6  恢复                  
     12. 7  数据库语言的翻译                  
     12. 7. 1  数据库语言的解释执行方式                  
     12. 7. 2  数据库语言的编译执行方式                  
     12. 7. 3  编译程序的组成和结构                  
     12. 7. 4  状态矩阵法                  
     12. 7. 5  递归子程序法                  
   第十三章  在集成工程系统中嵌人工程数据库的方法                  
     13. 1  工程数据库嵌入到集成工程系统的方法                  
     13. 1. 1  设计活动的一个多维模型                  
     13. 1. 2  技术实体的表示                  
     13. 1. 3  工程设计系统的交互性                  
     13. 1. 4  工程设计系统的软件构造                  
     13. 2  复杂系统通用的设计分析方法(IDEF及IDEF)                  
     13. 2. 1  IDEF方法                  
     13. 2. 2  1DEF方法                  
   第三部分  工程数据库系统                  
   第十四章  地理数据库                  
     14. 1  系统概述                  
     14. 2  信息源                  
     14. 3  数据库结构                  
     14. 4  地理信息加工算法                  
     14. 5  查询语言                  
     14. 6  应用                  
     14. 7  结语                  
   第十五章  工程专家数据库系统                  
     15. 1  系统的功能                  
     15. 2  系统的结构                  
     15. 3  知识库在CAD中的应用                  
   第十六章  几个典型的工程数据库管理系统                  
     16. 1  面向CAD/CAM的多层数据库系统(MLDB)                  
     16. 2  满足CIMS工程要求的最新工程数据库管理系统(IPIP)                  
     16. 3  面向CAD／CAM系统用的工程数据库管理系统(TORNADO)                  
     16. 4  为CAD/CAM应用软件用的工程数据库管理系统(PHIDAS)                  
     16. 5  为CAD/CAM交互设计的工程数据库管理系统(ARDBID)                  
     16. 6  面向集成电路CAD的工程数据库管理系统(DAMOKLES)                  
   附录1  关系型数据库13条规则                  
   附录2  CI系统简介                  
   附录3  几种典型坐标变换                  
   参考文献