Bài giản về cấu túc dữ liệu và tiêu chuẩn đồ họa

6 CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ TIÊU CHUẨN ĐỒ HOẠ Thạc sĩ Lê Trung Thực CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU • Cấu trúc liệu tập liệu có mối quan hệ với theo quy luật định • Theo quan điểm CAD CAM cấu trúc liệu sơ đồ logic hay bước lưu trữ liệu đồ hoạ khơng đồ hoạ • Chức database xử lý liệu zoom, pan, giao tiếp với người dùng, đặc biệt chức chỉnh lý trim, fillet, stretch, đánh giá tính chất diện tích, khối lượng, qn tính, …, đảm bảo thơng tin phụ cho sản xuất Hệ thống quản lý liệu (DBMS) • Là phần mềm cho phép truy xuất để sử dụng biến đổi liệu nhớ database • DBMS tạo lớp sở liệu vật lý người sử dụng user CPU DBMS Database disk Hệ thống quản lý liệu (DBMS) • DBMSs thiết kế cho hệ thống thương mại q chậm chạp cho ứng dụng lĩnh vực CAD/CAM • Các u cầu quản lý liệu hệ thống CAD/CAM khác với ứng dụng thương mại Đặc điểm liệu CAD/CAM • Nhiều kiểu, số lượng kiểu khơng nhiều • Sản phẩm thiết kế lớn với hàng triệu chi tiết cụm lắp phụ thuộc lẫn • Thiết kế thay đổi theo thời gian • Mỗi chi tiết thay đổi • Hàng trăm người làm việc thiết kế • Do phải hỗ trợ làm việc tập thể • Có hai loại liệu tổ chức cơng nghệ Dữ liệu tổ chức • • • • • • • • • Số nhận dạng Số vẽ Chuẩn thiết kế Tình trạng Tên người thiết kế Ngày thiết kế Tỉ lệ Kiểu hình chiếu Tên cơng ty Dữ liệu cơng nghệ • • • • • • • Hình học Kích thước Dung sai Độ nhám bề mặt Vật liệu Trình tự cơng nghệ Trình tự kiểm tra Lưu trữ truy xuất liệu • Dạng tuần tự: suất thấp • Ngẫu nhiên: suất cao • Do file chứa liệu đồ hoạ lưu dạng truy xuất ngẫu nhiên tất file liên kết với mũi tên • Bản ghi có tên " Head record", từ mũi tên chỉa đến tất liệu khác theo trật tự chặt chẽ Data Structure Database • Mục đích database thu thập lưu trữ liệu nhớ trung tâm để dễ truy xuất xử lý • Ưu điểm việc quản lý tập trung liệu là: – – – – – Hạn chế trùng lặp Tăng cường tiêu chuẩn Bảo mật Duy trì tính thống Loại trừ mâu thuẫn Data Structure Database • Hạn chế trùng lặp – Rất quan trọng việc tích hợp CAD/CAM – Dữ liệu phải đủ phong phú để hỗ trợ thiết kế chế tạo sản phẩm – Hạn chế mâu thuẫn hay khơng phù hợp truy xuất cho cac ứng dụng khác • Tăng cường tiêu chuẩn – Việc kiểm sốt tập trung tăng cường tiêu chuẩn cấu trúc liệu – Các tiêu chuẩn cần cho việc trao đổi liệu hệ thống Data Structure Database • Bảo mật – Việc truy xuất liệu phải kiểm tra kiểm sốt mã đăng ký sử dụng vùng khác database • Duy trì tính thống – Tính thống đảm bảo tính xác liệu – Tính thống trước tính phù hợp – Thiếu tính thống dẫn đến việc nhập dũ liệu khơng phù hợp 10 Tiêu chuẩn IGES (Initial Graphics Exchange Specification) • Quá trình phát triển IGES – Ủy ban IGES thành lập 1979 Cơ sở IGES CAD/CAM Integrated Information Network (CIIN) hãng Boing – V 1.0 đời năm 1980 V.1.0 –Mechanical 2D 3D drawings – V.2.0 – 1983 – Sculpture surface – V.3.0 – 1986 – AEC, Piping, v.v – V.4.0 - 1988 – Constructive Solid Geometry – V.5.0 – 1990 – Rationalisation of existing formats – V.6.0 – 1991 – B – REP solids Tiêu chuẩn IGES (Initial Graphics Exchange • Specification) IGES cho phép chuyển liệu từ hệ thống CAD sang hệ thống CAD khác CAD system Preprocessor IGES files Postprocessor CAD system ❙Phần mềm chuyển đổi liệu từ hệ thống CAD sang IGES gọi Preprocessor, phần mềm chuyển đổi liệu từ IGES sang hệ thống CAD khác gọi Postprocessor Cũng phần lớn hệ thống CAD khác IGES dựa khái niệm đối tượng từ đơn giản điểm, đường, đường tròn, v.v đến Các đối tượng IGES chia làm loại • a/ Hình học: Đường, đường cong, mặt v.v xác đònh đối tượng • b/ Ghi chú: (Annotation): Dimention, notes, title block • c/ Structure: Phương pháp mà hệ thống CAD dùng để phối hợp đối tượng khác để mô tả vật thể cách dễ dàng (block, cell, v.v CAD systems) • Tiêu chuẩn IGES chủ yếu bảng liệt kê cấu trúc cú pháp file trung hoà dạng mã nhò phân ASCII Các ghi IGES gồm có 80 cột 72 cột đầu chứa liệu, cột lại số thứ tự ghi dùng để đònh vò phận Một file IGES gồm có phần Phần mở đầu: Chứa thông tin đặc tính hệ thống gốc Phần tổng quát: Gồm có 24 trường cần thiết cho việc chuyển đổi file Các trường ghi đặc tính đối tượng cần chuyển đổi tên file, tên người gửi, người nhận, tỉ lệ, đơn vò, giá trò toạ độ lớn nhất,… Phần thư mục chứa đối tượng: Là danh sách tất đối tượng xác đònh IGES file với đặc tính gắn liền với đối tượng màu sắc, kiểu đường, chiều dày nét vẽ, v.v Phần liệu tham số: chứa đặc tính đối tượng giá trò tọa độ, ghi chú, số lượng điểm liệu đường spline,… Tham số kiểu đối tượng, tham số sau dựa đối tượng Mỗi đối tượng có mũi tên thư mục chứa nó, nằm cột từ 66 đến 72 Phần kết: Ghi dấu chấm hết cho file chứa tổng số ghi cho mục đích kiểm tra liệu Nhược điểm IGES: – Phức tạp cồng kềnh – Một file IGES lớn gấp lần file đồ họa tương đương – Một số đối tượng mà ứng dụng CAD chuyển hay yêu cầu chưa thể tạo nên – Vì IGES xem xét lại thường xuyên, nhiều nhược điểm giới hạn tương lai Tiêu chuẩn DXF (Data Exchange File) – Là dạng file trung hoà hãng Autodesk phát triển để dùng với phần mềm AutoCAD họ File cho phép truyền liệu sản phẩm Autodesk chuyển đổi liệu hệ thống CAD khác hỗ trợ file trung hoà Nó dùng rộng rãi hệ thống CAD sở máy tính cá nhân làm công cụ lưu liệu dạng chuyển đổi Product data-based format (Đònh dạng file trung hoà dựa liệu sản phẩm) • Kinh nghiệm đạt từ tiêu chuẩn dựa việc chuyển đổi liệu shape không shape với cần thiết phải tự động hóa chức CAD/CAM dẫn đến việc phát triển tiêu chuẩn chuyển đổi dựa liệu thiết kế chế tạo  Tiêu chuẩn thứ phân tích Product Data Definition Interface (PDDI) US AIR FORCE  Ủy ban kỹ thuật ISO có tên TCI 84 (Industrial Automation Systems) đưa tiêu chuẩn STEP (Standard For Transfer and Exchange of Product Model Data) vào năm 1984  Họ xem xét tiêu chuẩn IGES, SET, PDDI, VDAFS gần PDES CAD-1 Ủy ban có tên TCI 84/SC4 Nhiệm vụ họ phát triển tiêu chuẩn quốc tế:  ISO 10303  PART - LIB (Product Data Representation and Exchange ) -ISO – 13584  Manufacturing management data Khởi đầu năm 1991 Tiêu chuẩn PDES (Product Data Exchange using STEP) • Khởi đầu vào năm 1985 • Tiêu chuẩn thiết kế để hỗ trợ ứng dụng công nghiệp ( khí, điện, thiết kế nhà máy, kiến trúc, kỹ thuật ( Engineering) kết cấu v.v) • Bao hàm chức thiết kế, phân tích, chế tạo, đảm bảo chất lượng, thử hỗ trợ khác • Để hỗ trợ tự động hóa công nghiệp, tiêu chuẩn PDES mã hóa thông tin dạng mà máy tính biên dòch trực tiếp Các tiêu chuẩn đồ họa khác • SET- (Standard d’Exchange et de Transfert) • PDDI- ( Product Data Definition Interface) • VDA/FS ( Verband der Deutschen Automobil Industrie – Flachen – Schnittsteile) Tiêu chuẩn SET (Standard d’Exchange et de • Do Airospatiale Pháp đưa sở IGES data Transfert) Model dạng gọn nhiều Vì IGES có kích thước file qúa lớn chuyển liệu CAD họ thông qua IGES được, họ phát triển phần mềm họ thành SET Các dạng File họ cho phép chia sẻ data record (bản ghi) nên giảm đáng kể kích thước file so với IGES • Lần SET công bố vào năm 1983 sau vào năm 1984 với nhiều cải tiến So với IGES 2.0, file SET giảm đến 80 lần, thời gian truy xuất nhanh gấp lần SET ứng dụng kỹ thuật hàng không Châu Âu Tiêu chuẩn PDDI (Product Data Definition •Interface): Phát triển US Air Force dùng để xác đònh trình bày giao diện hoàn thiện thiết kế chế tạo Công ty Mcdonnell khách hàng vào năm 1982 Tiêu chuẩn VDA/FS ( Verband der Deutschen Automobil Industrie – Flachen – Schnittsteile) – Là dạng file cho phép chuyển đổi tự liệu bề mặt nhà sản xuất ô tô Đức nhà cung cấp IGES xem không thích ứng với nhu cầu họ – Không giống tiêu chuẩn khác, VDA/FS dùng phạm vi nhỏ hẹp CAD Tuy nhiên hữu ích VDA/FS công nhận tiêu chuẩn đồ họa DIN DMIS (Dimensional Measurement Interface Specification) – Là tiêu chuẩn truyền thông CAM-I thiết lập cho chế tạo – Mục tiêu DMIS truyền thông hai chiều liệu kiểm tra máy tính thiết bò đo – Dữ liệu hình học thông tin gia công dùng để tạo chương trình NC chương trình kiểm tra máy CMM Tóm lược • Tiêu chuẩn hố đồ hoạ máy tính chuyển đổi liệu cần thiết để dễ chuyển đổi liệu đồ hoạ văn bản, khơng phụ thuộc phần cứng • Đã có nhiều cố gắng giới để tạo tiêu chuẩn đồ hoạ GKS, GKS 3D, PHIGS, GM Solid, CGM, NAPLPS, STEP, PDES, • Việc chuyển đổi liệu gữa phần mềm CAD/CAM đòi hỏi phải có tiêu chuẩn Q trình phát triển phần mềm CAD/CAM cho đời tiêu chuẩn chuyển đổi liệu sau: IGES, STEP, DXF, SET, PDDI, VDA/FS, DMIS • Nắm ý nghĩa chất việc tiêu chuẩn hố đồ hoạ máy tính, giúp cho người dùng hiểu q trình hình thành phát triển hệ thống CAD/CAM sử dụng tốt phần mềm CAD/CAM ... trung liệu là: – – – – – Hạn chế trùng lặp Tăng cường tiêu chuẩn Bảo mật Duy trì tính thống Loại trừ mâu thuẫn Data Structure Database • Hạn chế trùng lặp – Rất quan trọng việc tích hợp CAD/CAM... cho việc trao đổi liệu hệ thống Data Structure Database • Bảo mật – Việc truy xuất liệu phải kiểm tra kiểm soát mã đăng ký sử dụng vùng khác database • Duy trì tính thống – Tính thống đảm bảo... thiết kế Tỉ lệ Kiểu hình chiếu Tên công ty Dữ liệu công nghệ • • • • • • • Hình học Kích thước Dung sai Độ nhám bề mặt Vật liệu Trình tự công nghệ Trình tự kiểm tra Lưu trữ truy xuất liệu • Dạng