L ỜI CAM ĐOAN
3.1.1 Phân tích, đánh giá các mô hình CSDL
Hình 3.1: Đối tượng CAD được mô tả bằng các dữ liệu khác nhau
CSDL đồ họa – thuộc tính mà trong nội dung luận văn đề cập tới sử dụng để lưu trữ dữ liệu đồ họa cộng với các loại dữ liệu có tổ chức khác của chi tiết. Vềcơ bản các dữ liệu đó mô tả một đối tượng CAD là chi tiết máy cụ thể. Cho nên, để chọn được mô hình CSDL phù hợp với CSDL đồ họa – thuộc tính chúng ta cần nghiên cứu các mô hình CSDL hiện có trên cơ sở chúng là các mô hình được áp dụng cho dữ liệu là các đối tượng CAD, nhằm qua đó chọn được mô hình phù hợp.
35
Như ta đã biết, đối tương CAD được xác định bởi các khối, các khối được xác định bởi các bề mặt, bề mặt được xác định bởi các đường biên (các cạnh), các đường biên được xác định bởi các đỉnh, cuối cùng các đỉnh được xác định bởi các tọa độ X, Y, Z (như hình 3.1). Sốlượng các đỉnh, các cạnh, các bề mặt là không cố định trong bản thân từng đối tượng CAD cũng như trong các đối tượng khác. Ngoài ra, còn có các thuộc tính về kiểu nét, các yêu cầu kỹ thuật đi kèm... Như vậy, dữ liệu đồ họa cũng như là thuộc tính của đối tượng CAD thuộc loại dữ liệu khó cấu trúc hóa dưới dạng bảng giá trị.
Từ trước tới nay, một số mô hình CSDL được sử dụng để xây dựng CSDL đồ họa (bản vẽ) nói riêng, cũng như là CSDL CAD/CAM nói chung gồm:
- Mô hình CSDL phân cấp - Mô hình CSDL mạng - Mô hình CSDL quan hệ
- Mô hình CSDL hướng đối tượng
Tuy nhiện hiện nay đối với CSDL CAD/CAM thường được xây dựng trên cơ sở mô hình CSDL quan hệvà mô hình CSDL hướng đối tượng. Cho nên ta xem xét cụ thể hai mô hình CSDL trên và minh họa cấu trúc dữ liệu theo ví dụ dữ liệu của đối tượng CAD được thể hiện ở hình 3.1 nhằm mục đích chọn ra mô hình CSDL phù hợp với CSDL đồ họa – thuộc tính cần nghiên cứu xây dựng.
A. Mô hình CSDL quan hệ
Mô hình CSDL quan hệra đời dựa trên cơ sở khái niệm lý thuyết tập hợp của các quan hệ, tức là tập hợp các k – bộ với k cốđịnh. Các quan hệđó có thểđược thể hiện dưới dạng bảng như hình 3.2 trên cơ sở thể hiện đối tượng CAD tại hình vẽ 3.1. Các quan hệđược lưu trữ trong tệp có thể được truy cập tuần tự hoặc theo chế độ truy cập ngẫu nhiên.
Mô hình CSDL quan hệ có ưu điểm là luôn đồng bộ và rất mềm dẻo trong việc thao tác các mối quan hệ và dữ liệu. Tuy nhiên, mô hình CSDL quan hệ có hạn chếtrong trường hợp đối tượng dữ liệu phức tạp như đối tượng CAD khi mà sốđỉnh của đường, số đường hạn chế bể mặt và số bề mặt của đối tượng CAD có giá trị
36
thay đổi. Hơn thế nữa, ngoài các dữ liệu hình học ta còn phải lưu trữ các thuộc tính khác của đường, bề mặt... mà chúng rất cần thiết cho việc thể hiện bản vẽ chi tiết hoặc cụm máy.
Điểm X Y Z Đường Điểm đầu Điểm cuối Bề mặt Cạnh Kiểu đường 1 X1 Y1 Z1 E1 1 2 S1 E1 Y1 2 X2 Y2 Z2 E2 2 3 E2 Y2 3 X3 Y3 Z3 E3 3 4 E3 Y3 4 X4 Y4 Z4 E4 4 1 E4 Y4 5 X5 Y5 Z5 E5 5 6 S2 E5 Y5 6 X6 Y6 Z6 E6 6 7 E6 Y6 7 X7 Y7 Z7 E7 7 8 E7 Y7 8 X8 Y8 Z8 E8 8 1 E8 Y8 Hình 3.2: Mô hình CSDL quan hệ
Từđó ta có thể đưa ra các ưu điểm của mô hình CSDL quan hệnhư sau:
Đơn giản hóa của mô hình dữ liệu ở mức người dùng, sựđơn giản bắt nguồn từ chỗ sử dụng các bảng như là việc xây dựng các khối lược đồ. Các bảng là cách thể hiện dữ liệu đơn giản, tự nhiên, đồng nhất và nó thường là dễ hiểu đối với người sử dụng
CSDL quan hệ có tính mềm dẻo cao. Nên chúng có thể dễ dàng được bổ sung trong từng giai đoạn. Lược đồ quan hệ có thể thêm, bớt, mở rộng một cách dễ dàng và nhanh chóng
Có thể truy nhập dữ liệu. Mô hình dữ liệu quan hệ cho phép người dùng tự do truy nhập thẳng tới bất kỳ giá trị nào trong CSDL bằng tham chiếu tới các giá trị của chúng. Đối với các CSDL không phải dạng quan hệ, dữ liệu được truy nhập thông qua vị trí của chúng hoặc bằng con trỏ
37
Các ngôn ngữ thao tác dữ liệu quan hệ thực hiện trên các tập hợp các bản ghi chứ không phải với từng bản ghi như là các hệ thống không phải dạng quan hệ
Các CSDL dạng quan hệ rất thuận lợi cho việc tạo các chương trình ứng dụng. Có thể truy nhập và thao tác trên các hệ thống CSDL quan hệ bằng cách nhúng các lệnh của ngôn ngữ định nghĩa và thao tác dữ liệu trong ngôn ngữ chủ của chương trình ứng dụng.
Nhược điểm của mô hình CSDL quan hệ
CSDL quan hệ xử lý các loại dữ liệu quen thuộc như số, chữ, ngày, tháng, logic. Riêng đối với các đối tượng có cấu trúc phức tạp như một chi tiết, một siêu văn bản, một bức ảnh hay một chương trình mà ta thường thấy trong CAD/CAM ngoài việc thể hiện dữ liệu định lượng còn phải thể hiện dữ liệu định tính thì mô hình CSDL quan hệchưa thể hiện được.
B. Mô hình CSDL hướng đối tượng
Ta thấy rằng, những đối tượng hình học cơ bản mà ta thường gặp trong các phần mềm CAD là đối tượng đường, mặt, kích thước... Chúng là công cụ thể hiện các đối tượng phức tạp hơn của các ứng dụng CAD/CAM/CAE/CAQ như đối tượng trục vít, đai ốc, bánh răng, trục... Như vậy, các ứng dụng CSDL CAD/CAM nói chung đòi hỏi việc lưu trữ và truy nhập đối tượng phải có tính hướng đối tượng, bắt đầu từđơn giản tới phức tạp chứ không phải là thao tác và lưu trữ theo các bản ghi trên tệp.
Việc phân tích hướng đối tượng trong CSDL hay trong một phần mềm CAD đòi hỏi cần phải trang bị phương pháp phân tích cócác đặc thù riêng khác với cách phân tích đã quen dùng. Nghĩa là, thay vì xét bài toán theo mô hình cổđiển gồm các luồng thông tin nhập – xử lý – xuất hay mô hình suy diễn từ các cấu trúc thông tin phân cấp. Việc phân tích hướng đối tượng đã đưa ra các khái niệm sát với thực tiễn tự nhiên hơn. Phân tích hướng đối tượng dựa trên các khái niệm mà người ta gặp khi còn nhỏ là các đối tượng và các thuộc tính, các lớp và các thành viên, toàn thể bộ phận. Ví dụ, như mỗi con người đều có các thuộc tính cân nặng, chiều cao, tính
38
tình... khác nhau và phụ thuộc vào các giá trị thuộc tính đó cũng như mối quan hệ trong cộng đồng thì trong một hoàn cảnh cụ thể họ sẽ có các ứng xử khác nhau. Và trong mô hình CSDL hướng đối tượng người ta sử dụng các khái niệm này để nhìn nhận hệ thống thông tin.
Mô hình đối tượng cho phép nắm bắt được tất cả các diễn tả quan hệ của các đối tượng. Ví dụ, đối tượng đường chứa các đối tượng điểm, đối tượng mặt chứa các đối tượng đường... Như vậy, trong CSDL hướng đối tượng chúng ta thao tác với các đối tượng, mỗi đối tượng đều có thuộc tính và các phương thức ứng xử phù hợp với từng sự kiện cũng như bản chất của nó. CSDL hướng đối tượng được coi là lý tưởng nhất đối với các dữ liệu CAD/CAM nói chung cucngx như CSDL đồ họa và đồ họa – thuộc tính nói riêng.
Ưu điểm của mô hình CSDL hướng đối tượng:
Cho phép lưu trữcác đối tượng dữ liệu phức tạp
Mô tảđược mối quan hệ ràng buộc phức tạp giữa các đối tượng trong CSDL
Các đối tượng cho phép dùng chung nhiều người sử dụng
Có khảnăng phát triển kho trí thức bằng cách thêm các đối tượng mới và các phép xử lý kèm theo, nâng cấp các đối tượng để chúng ngày càng hoàn thiện hơn
Sự phát triển của hệ quản trị CSDL dựa trên việc xử lý các đối tượng phức tạp, đối tượng động và trừu tượng.
Nhược điểm của mô hình CSDL hướng đối tượng:
CSDL hướng đối tượng phụ thuộc nhiều vào khả năng mô hình hóa hướng đối tượng cua ngôn ngữ lập trình (ngôn ngữ chủ) được sử dụng để xây dựng mô hình đối tượng
Tìm kiếm trong CSDL hướng đối tượng thường phải sử dụng ngôn ngữ chủ của chương trình ứng dụng.