机械CAD技术基础考点整理原创.docx
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机械CAD技术基础考点整理原创
第一章
1.计算机辅助工艺规划ComputerAidedProcessPlanning,CAPP
2.数控编程NumericalControlProgramming,NCP
3.产品数据管理ProductDataManagement,PDM
4.计算机集成制造系统ComputerIntegratedManufacturingSystem,CIMS
5.机械设计：
是根据使用要求确定产品应具备的功能,构想出产品的工作原理、运动方式、结构形状等事项,并转化为具体的描述,以此作为制造的依据.
6.机械设计的三个设计阶段：
概念设计、初步设计、详细设计.
7.计算机辅助设计：
以计算机为工具,通过人机交互,处理产品设计过程中的图形和数据信息,辅助完成整个产品设计过程的一门综合技术.
8.CAD技术所涉与的基础技术：
图形处理技术、工程分析技术、数据管理与数据交换技术、文档处理技术、软件设计技术.
9.CAD技术的内涵：
从技术角度看,CAD技术把产品的物理模型转化为存储在计算机中的数字化模型,为后续的工艺、制造、管理等环节提供了共享的信息源.
从方法学角度看,CAD采用计算机工具完成设计的全过程,将计算机海量存储和高速数据处理能力与人的创造性思维和综合分析能力有机的结合起来.
10.CAD技术发展简史：
50年代－萌芽期、60年代－成长期、70年代－发展期、80年代－普与期、90年代－集成期.
11.CAD技术的主要应用：
二维绘图、图形与符号库、参数化设计、三维造型、工程分析、设计文档或生成报表.
12.CAD技术带来的好处：
a.减少手工绘图时间,提高绘图效率；
b.提高分析计算速度,解决复杂计算问题；
c.便于修改设计；
d.促进设计工作的规X化、系列化和标准化.
13.CAD技术会给企业带来的风险与问题：
a.投资较大；
b.需要一支掌握CAD技术的,有良好素质的工程技术队伍,对原有的队伍要进行技术上的培训.
14.CAD技术的发展趋势：
a.集成化：
集成有多种含义,功能集成、信息集成、过程集成等.
b.网络化：
因特网与Web技术的发展,迅速将设计工作推向网络协同模式.
c.智能化：
将人工智能技术,专家系统技术,与传统CAD技术结合起来,形成智能化CAD系统是机械CAD发展的必然趋势.
d.标准化：
随着CAD技术的发展,工业标准化问题越来越显示出它的重要性.
15.什么是影响CAD发展的最重要的因素？
用论据说明.
我个人认为影响CAD发展的最重要的因素CAD的二次开发.其中参数化建模和设计是最需要解决的一个问题,如何使CAD软件能够提供像Pro/E软件一样的参数化实体建模将会很大程度上影响CAD的发展.另外,应该保证CAD可靠性高,维护简单,性价比优良,以与其良好的售后服务和持续支持能力.
16.你认为CAD系统应该包括哪些功能？
首先,CAD系统应具有参数化设计功能,能够像Pro/E软件一样能够进行采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术,为三维实体造型提供了一个优良的平台.其工业设计方案可以直接读取内部的零件和装配文件,当原始造型被修改后,具有自动更新的功能.
其次,CAD系统应保证三维实体模型与二维工程图形应能相互转化并关联.当然,还要考虑它与其它CAD/CAM软件的兼容性,注意软件所带的图形软件接口,看它能支持哪几种图形文件转换,是否能从其它系统读取图形文件,或将本系统的图形文件传送到其它系统.
最后,CAD系统应重点关注其升级方法和技术支援.
第二章
1.CAD系统的基本构成：
a.计算机<中央处理器、键盘与图形显示终端>;
b.图形输入设备；
c.绘图输出设备.
2.CAD系统从硬件角度分类：
a.主机系统；
b.小型机系统；
c.微型机系统；
d.工程工作站系统.
3.CAD系统的网络采用局域网常用三种形式：
星网、环网、总线网
4.主机的组成部分与各部分的组成：
主机由中央处理器和主存储器两部分组成.
CPU包括控制器和运算器；
主存储器一般包括随机读写存储器和只读存储器.
5.表示主机性能的重要指标是速度,有以下几种表示方法：
a.时钟频率<主频>,单位：
MHz；
b.存取周期,单位：
微秒；
c.MIPS<每秒处理指令的平均数>
6.外存储器的定义与其常见种类：
定义：
用来存放暂时不用或等待调用的程序、数据等信息.
常见种类：
磁带机、磁盘、光盘.
7.常见输入输出设备：
键盘、字符终端、打印机.
8.图形输入设备的类型：
a.定位设备：
操作方式是控制屏幕上的光标并确定它的位置；
b.数字化仪：
能将放在上面的图形用游标器指点摘取大量的点,进行数字化后存储起来；
c.图形输入设备：
图形经图象数字化与图象处理后输出.
9.图形输入版的三种使用方式：
a.将图形变成数字化信息；
b.拾取台板菜单区中的菜单项,即取出拾取点的坐标,算出该菜单项的代码并转入相应程序运行；
c.选择输出坐标数据的方式〔点方式、连续方式、开关连续方式、增量方式〕；
10.鼠标器的两种类型：
机械式鼠标器、光学鼠标器.
11.光笔的两个基本功能：
a.拾取：
即能够取出光笔在屏幕上所指的那个点的所有状态参数；
b.跟踪：
即能使屏幕上光标跟着光笔一起移动.
12.根据所输出的图形性质扫描输入系统可分为两大类：
a.输出矢量化图形；
b.输出光栅图形.
13.绘图输出设备：
打印机、自动绘图机.
14.客户机/服务器形式：
C/S是一种计算机处理模式,它将一个大的应用任务分解为多个子任务,由多台计算机分别执行,共同完成整个应用.
15.C/S结构包括硬件和软件,由以下几部分组成：
a.客户机系统的硬、软件;
b.服务器系统的硬、软件;
c.网络系统的硬、软件;
d.中间件.
16.浏览器/服务器形式：
基于因特网和WEB技术的浏览器/服务器模式是一种特殊的客户/服务器模式,但它与客户/服务器模式的根本区别在于它可以做到与计算机软硬件平台无关,同时做到了用户界面的统一,解决了异构计算机系统间的通信问题.
17.显示器的常见三种类型：
刷新式显示器、存储管显示器、光栅显示器.
18.刷新式显示器的优缺点：
优点是分辨率高,因此可获得高质量的清晰图形.缺点是由于循环刷新显示文件的频率必须保证30-60次/s,因此包含在显示文件中的图形信息的数量不能太多,即图形不可太复杂.
19.存储管显示器的优缺点：
优点是无需刷新,图像可保存1-3h,无闪烁现象,且不限制图形的复杂程度.缺点是无需刷新,任何局部修改必须先全部清除原有电荷图象,再建立修改后的新电荷图象,由于响应慢,故无法实现局部修改,更谈不上动画.此外还不能显示彩色图形.
20.就软件配置而言,CAD系统应具备两类软件,即系统软件与应用软件.
21.系统软件包括以下软件：
a.操作系统；
b.计算机语言；
c.窗口系统；
d.网络通信与管理软件；
e.数据库与数据库管理软件.
22.机械CAD支撑软件从功能上划分为三类：
a.解决几何图形设计问题；
b.解决工程分析与计算问题；
c.解决文档写作与生成问题.
23.支撑软件：
a.基本图形资源软件；
b.二、三维绘图软件；
c.几何造型软件；
d.工程分析与计算软件；
e.文档制作软件
24.CAD系统设计应考虑的问题
a.明确系统的要求；
b.确定近期目标与长远目标；
c.确定系统的集成水平.
25.应用软件
在系统软件和支撑软件基础上,针对某一具体应用开发的软件,如机床设计、夹具设计、汽车车身设计等CAD或CAE软件系统
26.选择CAD系统的准则
a.硬件系统要有良好的开放性且符合工业标准；
b.软件系统要满足以下三点要求：
1>.用标准操作系统；
2>.良好的用户界面；
3>.齐全的技术文档,优良的可读性,还应具备屏幕在线使用说明.
c.优良的几何造型与绘图功能；
d.功能丰富；
e.整个软硬件系统运行可靠,维护简单,性价比优良；
f.良好的售后服务.
第三章
1.处理工程数据的方法有以下三种：
a.程序化处理：
在编程时将数据以一定的形式直接放于程序中;
〔1〕将数表离散化后存入一维,或二维的,三维的数组中,然后利用查表、插值等方法检索所需数据.
〔2〕将数表拟合成公式,编入程序计算出所需数据.
特点：
程序与数据结合在一起.
缺点：
数据无法共享,增大程序的长度.
b.文件化处理：
将数据放于扩展名为.DAT的数据文件中,需要数据时,由程序来打开文件并读取数据.
特点：
数据与程序作了初步的分离,实现了有条件的数据共享.
缺点：
〔1〕文件只能表示事物而不能表示事物之间的联系.
〔2〕文件较长.
〔3〕数据与应用程序之间仍有依赖关系.
〔4〕安全性和##性差.
c.数据库管理：
将工程数据存放到数据库中,可以克服文件化处理的不足.
特点：
〔1〕数据共享.
〔2〕数据集中.
〔3〕数据结构化,既表示了事物,又表示了事物之间的联系.
〔4〕数据与应用程序无关.
〔5〕安全性和##性好.
2.一维数表:
只由一个已知变量查取所需数据的表格,称为一维数表.
3.二维数表:
需由二个已知条件才能确定一个未知数据的表格,称为二维数表.
4.线性插值
第四章
1.数据：
数据是描述客观事物的数、字符与所有能输入到计算机中并被计算机处理的符号的集合.
2.字符：
是组成数据的最小单位；可用数字、字母、专用符号表示.
3.数据项：
是数据中最基本的、不可分的并有命名的数据单位.
4.数据元素：
数据元素是数据的基本单位,是数据这个集合中的一个个体.
5.数据的逻辑结构和物理结构：
数据的逻辑结构仅考虑数据之间的逻辑关系,它独立于数据的存储介质.通常所说的数据结构一般指数据的逻辑结构.
逻辑结构归纳为两大类型：
线性结构与非线性结构<树状结构、网状结构、树状网状的结合>.
线性结构：
线性表、栈、队列、数组、串.
非线性结构：
树与二叉树、图与网.
线性结构：
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.
特点：
数据间的关系很简单,只是顺序排列的位置关系,而且这种位置关系是线性的.
这种结构的数据可以用数表的形式表示.又称这类数据结构为"线性表结构〞.
线性表：
线性表是一种最常用且最简单的数据结构,是n个数据元素的有限序列.数据元素ai可以是一个数,可以是一个符号,还可以是一个线性表,甚至是更复杂的数据结构.
特点：
数据元素之间呈线性关系,是最简单、最常见的数据结构.
线性表逻辑结构：
[a<1>,a<2>,a<4>,…,a,a,a,…,a]
线性表的物理结构：
既可以采用顺序存储,也可以采用存储结构.
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：
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.
逻辑结构：
S=
物理结构：
既可以采用顺序存储,也可以采用存储结构.
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：
按照先进先出的原则进行的.
数组：
数组是一组按一定顺序排列的具有相同类型的数据〔一维、二维、三维…〕.
一维数组的逻辑结构→一个简单的线性表.
二维数组的逻辑结构,可将一行<或一列>元素→一维数组→一个线性表,由两个线性表组成.
n维数组的逻辑结构→由n个线性表组成.
数组物理结构：
数组与线性表的存储方式相同,用顺序存储结构放在存储器中,数组都是按一维排列存储的.
树：
数据之间的关系是层次关系.
树的逻辑结构特点：
树根：
树中没有前驱的结点,且只有一个.
其它结点：
仅有一个直接前驱结点.
树的深度：
树中结点的最大层次.
度：
结点的子树的个数.
度数：
树中所有结点中最大的度数.
树叶：
度数是0的结点.
存储结构：
链式,可采用定长或不定长两种方式描述树的结点.
定长方式：
以最大度数结点的结构作为作为该树的所有结点的结构.
不定长方式：
每个结点增加一个存放读书的域,结点长度随着度数不同而不同.
二叉树：
二叉树是一种不同于树的数据结构,它的每个结点至多有两棵子树,子树有左右之分,即不能颠倒.二叉树可以是空的.二叉树的深度和度的定义与树一致.
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.
物理结构：
采用结构,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.
网：
当图的边具有和它相关的权时,这样的图称为网.
网的逻辑结构：
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.
网的物理结构：
1〕以数组的方式顺序存储；
2〕多向存储.
非线性结构：
树状结构：
数据之间的关系是一种层次式的逻辑关系,每个数据元素仅与它前面的一个数据元素相关,可与后面多个数据元素相关.
网状结构：
数据元素之间的关系是一种多元关系,即多对多、多对一.
数据的物理结构也称存储结构,是数据结构在计算机中的映象.它包括数据元素的映像和关系的映像.
常用种类:
顺序存储结构、存储结构.
顺序存储结构：
利用一组地址连续的存储单元依次存放各数据元素.
特点：
1〕存储单元少,简单易行,结构紧凑.
2〕数据结构缺乏柔性,若要增删数据,必须重新分配存储单元.
应用：
查询频繁,修改、补充、删除数据量小的场合.
存储结构：
用一组任意的存储单元存储数据元素<这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的>.
结构形式：
一个数据元素项由两个字段组成信息字段〔INFO〕和指针字段.
信息字段：
存放数据元素本身的域
指针字段：
存放直接后继或直接前驱的域称为指针域.指针域中存储的信息称作指针.
特点：
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.
根据指针的数目,存储结构有三种类型：
单向链结构、双向链结构、多向链结构.
a.单向链结构：
各个数据元素由一个指针域和一个数据域组成,通过指针构成一个链状结构,且方向单一.
正向链：
连接方向与逻辑顺序相同.
反向链：
连接方向与逻辑顺序相反.
单向环链：
最后一个数据元素与第一个数据元素通过指针.
特点：
①可以从任意一个元素进入,按指针逐个存取各条记录；
②某个指针损坏不影响整个结构.
b.双向链结构：
双向链结构中有两个指针域,分别按正、反两个方向.
c.多向链结构：
结构中有多个指针域〔多于2个〕.
应用：
通常用于矩阵元素、树结构存储,只要查询到某一元素,即可获得相邻的、相关元素的地址.
存储结构的记录增、删：
在不改变原来存储结构的条件下,只要控制指针即可.
6.数据类型：
数据类型是程序设计语言允许变量的种类.每一种程序设计语言都提供一组基本的数据类型.
7.实体：
客观存在的并可互相区分的事物.
8.属性：
实体的特征.
9.属性值：
每个属性所能测量或纪录的值.
10.域：
属性值的变化X围.
11.组合项：
由若干个数据项组成.
12.文件：
相同性质的记录的集合就是文件.
13.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.
14.数据库：
非单纯性、有结构文件的集合.
15.数据结构理论：
研究数据元素之间的抽象化关系,并不涉与数据元素的具体内容.
第五章
1.数据项：
描述事物的一个属性的最小单位,也称字段或数据元素.
2.记录：
数据项的有序集合,用于描述一个事物的一组属性特征.
3.文件：
记录的集合.
4.关键字：
可以用来标识一个记录的数据项的值.
能够唯一标识一个记录的关键字称为主关键字
不能唯一标识一个记录的关键字称为次关键字或辅助关键字
5.数据以数据文件形式存储在计算机的外存储设备上,用户通过应用程序对文件中的数据进行操作.
6.文件中的数据有多种组织形式,如顺序组织、随机组织、链形组织等,不同的应用系统应选取不同的文件组织方式,以提高应用系统的效率,并便于用户使用.
7.顺序文件是指文件中的物理记录按其在文件中的逻辑记录顺序依次存入存储介质而建立的.
8.顺序文件在存储介质中可以有两种不同的实现结构：
连续结构和链结构.
连续结构是一种最简单的物理文件结构,它把逻辑上连续的文件信息依次存放在连续编号的物理块中.
连续文件结构的优点是一旦知道了文件在文件存储设备上的起始地址〔首块号〕和文件长度〔总块数〕,就能很快地进行存取.
连续结构文件在建立文件时必须在文件说明信息中确定文件信息长度,且以后不能动态增长；而且在文件进行某些部分的删除后,又会留下无法使用的零头空间.
因此,连续结构不宜用来存放用户文件、数据库文件等经常被修改的文件.
链结构将逻辑上连续的文件信息分散存放在若干不连续的物理块中,其中每个物理块设有一个指针,指向其后续连接的另一个物理块.
使用链结构时,不必在文件说明信息中指明文件的长度,只要指明该文件的第一个块号就可以按链指针检索整个文件.
链结构的另一个特点是文件长度可以动态地增长,只要调整链指针就可在任何一个信息块之间插入或删除一个信息块.
文件采用链结构时,逻辑块到物理块的转换由系统沿链查找与逻辑块号对应的物理块号的办法完成.
链结构不适宜随机存取访问.
9.顺序文件可以分为两种：
无序顺序文件和有序顺序文件.
无序顺序文件指组成文件的记录没有任何次序规律,只是按写入的先后顺序进行存储.
有序顺序文件指组成文件的记录按照某个关键字递增、减的顺序进行存储.
10.要查找顺序文件中的某个记录,一般可以采用顺序扫描、折半查找、分块查找等
顺序扫描一般只用于无序顺序文件
折半查找适用于有序顺序文件
分块查找适用于有序顺序文件
分块查找过程〔假设记录按关键字递增〕：
将文件分为若干块,依次扫描每块中最后一个记录的关键字,直至大于要查找记录的关键字,则断定要查找的记录在此块中,再将此块分为若干快进行查找,直至找到为止.
11.索引文件由索引表和主文件两部分构成.
索引表是一X指示逻辑记录和物理记录之间对应关系的表.索引表中的每项称作索引项,索引项按键〔或逻辑记录号〕顺序排列.
主文件按主关键字有序的文件称索引顺序文件.在索引顺序文件中,可对一组记录建立一个索引项.这种索引表称为稀疏索引.
主文件按主关键字无序的文件称索引非顺序文件.在索引非顺序文件中,必须为每个记录建立一个索引项,这样建立的索引表称为稠密索引.
索引文件可以对数据记录进行快速随机访问和顺序访问,以与插入和删除操作.
注意：
通常将索引非顺序文件简称为索引文件.
索引非顺序文件主文件无序,顺序存取将会频繁地引起磁头移动,适合于随机存取,不适合于顺序存取.
索引顺序文件的主文件是有序的,适合于随机存取、顺序存取.
索引顺序文件的索引是稀疏索引.索引占用空间较少,是最常用的一种文件组织.
12.为了提高检索效率,一般会把索引文件调入内存,但由于内存容量有限,较大的索引文件不能全部装入内存,而是把它组织成索引树的形式,分成若干块,每块又分为若干子块.检索时可以分级将用到的索引块调入内存.
13.第一级索引的索引称为第二级索引.
14.检索多级索引文件
a.先将级别高的索引调入内存；
b.根据要查找记录的关键字找出该记录所在块的索引在第一级索引表中的地址；
c.将此地址所对应的索引块调入内存继续查找；
d.依次下去,直到找到该记录的地址；
e.再根据此地址到主文件中直接读取记录.
15.多重链表文件中记录的物理存储顺序与逻辑顺序不一致,它在每个记录项上增设一个指针,指向下一个记录的存储地址.
多重链表的组织方式是在数据文件中增加次关键字的链表指针,通常用于根据多个次关键字来访问某条记录.
16.根据n个关键字来查询记录时,建立文件过程中,每个记录增加n个指针项,每个指针项指向包含相应次关键字的下一个记录的地址.
分别建立每个次关键字的索引表,根据该索引表查询记录.〔注意：
该索引表中的指针为头指针.〕
17.倒排文件指用记录的非主属性值〔次关键字〕来查找记录而组织的文件,即次索引.
倒排文件中包括了所有副键值,并列出了与之有关的所有记录主键值,主要用于复杂查询.
18.倒排文件也是多关键字的多重链表结构,与多重链表文件的主要区别在于次关键字的链表指针信息不是加在数据文件中的每个记录中,而是在每个次关键字的索引表中.
倒排文件用多个关键字组织数据记录,查询速度快且可以对多个关键字查询出的结果进行逻辑运算,是信息检索系统中常用的文件组织形式,但占用的存储空间较大.
19.数据库系统是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统,是存储介质、处理对象和管理系统的集合体.
它通常由软件、数据库和数据管理员组成.
软件主要包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以与数据库管理系统.
数据库由数据库管理系统统一管理,数据的插入、修改和检索均要通过数据库管理系统进行.
数据管理员负责创建、监控和维护整个数据库,使数据能被任何有权使用的人有效使用.
20.数据库系统中,应用程序不直接操作数据库,而是通过数据库管理系统对数据库进行操作.
21.数据库系统存在着如下显著特征：
a数据结构化
是数据库的主要特征之一,也是数据库系统与文件系统的本质区别
b.数据的共享性高、冗余度低、易扩展
数据库系统从整体角度看待和描述数据,数据不再面向某个应用而是面向整个系统.
c.数据独立性高
数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性.
d.数据由DBMS统一管理和控制
数据库的共享是并发的共享,即多个用户可以同时存取数据库中的数据,甚至可以同时存取数据库中同一个数据.
22.数据库系统一般由数据库、数据库管理系统〔DBMS〕、应用系统、数据库管理员和用户构成.DBMS是数据库系统的基础和核心.
由于数据库系统数据量都很大,加之DBMS丰富的功能使得自身的规模也很大,因此整个数据库系统对硬件资源提出了较高的要求：
a.足够大的内存,存放操作系统、DBMS的核心模块、数据缓冲区和应用程序.
b.有足够大的磁盘等直接存取设备存放数据库,有足够的磁带〔或微机软盘〕作数据备份.
c.要求系统有较高的通道能力,以提高数据传送率.
23.数据库系统的软件主要包括：
a.DBMS.DBMS是为数据库的建立、使用和维护配置的软件.
b.支持DBMS运行的操作系统.
c.具有与数据库接口的高级语言与其编译系统,便于开发应用程序.
d.以DBMS为核心的应用开发工具.
e.为特定应用环境开发的数据库应用系统.
应用开发工具是系统为应用开发人员和最终用户提供的高效率、多功能的应用生成器、第四代语言等各种软件工具.它们为数据库系统的开发和应用提供了良好的环境
24.开发、管理和使用数据库系统的人员主要是：
数据库管理员、系统分析员和数据库设计人员、应用程序员和最终用户.
不同的人员涉与不同的数据抽象级别,具有不同的数据视图.
25.在数据库系统环境下,有两类共享资源：
一类是数据库,另一类是数据库管理系统软件,因此需要有专门的管理机构来监督和管理数据库系统.
数据库管理
升级会员 