长期归档数据格式调研汇总.docx
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长期归档数据格式调研汇总
归档格式研究
工程协同研发过程涉及到多种工具，例如CAD软件、PDM系统，产品设计数据一般有CAD模型、CAM模型、2D图纸、文档规范、有限元分析模型和各种报告等组成。
传统产品定义数据交换中间媒介是工程图纸，工程图纸也作为合法证据留存。
专项装置产品的生命周期通常超过50年，工程图纸归档与长期保存对于专项装置产品来说十分关键。
目前，许多企业正在将传统2D工程图纸替换到更加先进的3D标注模型。
因此，研究如何长期保存3D条件下的产品定义数据十分必要和迫切。
同时，软件不断过时导致计算机应用程序、备份格式延续性受到挑战。
专业的工程设计软件通常依赖于计算机平台，随着计算机平台的不断发展，专业工程设计软件的数据长期保存问题变得更加复杂。
如何建立具备完整性、可持续性的数据仓库一直是近期研究热点。
1.基于LOTAR项目研究成果的归档数据格式研究
LOTAR（LongTermArchivingandRetrieval）是国际上一个著名的与航空工业相关的归档项目，该项目的参与者包括重要的航空工业企业（空客、波音、达索航空、洛克希德马丁、BAE等）、监管机构（FAA、JAA等）和政府机构（NASA、ESA、NIST等），LOTAR项目的目标是归档3DCAD和PDM信息，并遵从监管、法律和业务上的需求。
该项目基于2个不断改进的标准：
长期归档系统框架OAIS，实际的产品定义数据标准STEP（即ISO10303）。
1.1.传统数据保存技术
传统数字数据的保存技术包括3个主策略：
数据迁移、技术仿真和封装。
⏹数据迁移旨在定期迁移与计算机应用程序相关的数字化数据，一般是从旧版本软件迁移到新版本软件中。
这类案例通常要求在短期内完成，导致的风险是相关数据在传输过程中的由于版本兼容性问题导致的数据损失。
⏹仿真旨在通过将现有软件环境转换到未来平台环境以克服数据迁移方式的缺点。
与数据迁移不同，仿真仍以原始格式存储数据，通过仿真技术，重新生成数据的外观、使用体验以及软件环境，目前有VMWare、QEMU、Xen等虚拟仿真平台能够实现该技术，但是不成熟。
⏹封装旨在解决所依赖软件和应用系统技术陈旧的问题。
它将数字化归档信息和相关元数据封装到一个逻辑容器中，辅以完整的规格说明和描述归档格式所需要的信息。
其缺点是在技术条件和用户需求不断变化的条件下，更新所有封装信息十分复杂。
1.2.基于LOTAR项目研究成果数据归档实施建议
专项装置产品在开展3D标注模型归档问题研究中，建议借鉴LOTAR项目的先进经验，研究NAS/EN9300系列标准等相关成果，结合专项装置产品实际情况制定符合现状的3D标注模型归档系列标准。
在此基础上开发归档系统并实施验证。
具体实施过程如下：
1）基于STEP中性格式的系列标准研究及NAS/EN9300标准本地化。
a）STEP中性格式
产品模型数据交换标准STEP是国际标准化组织（ISO）所属技术委员会TC184（工业自动化系统技术委员会）下的“产品模型数据外部表示”（ExternalRepresentationofProductModelData）分委员会SC4所制订的国际统一CAD数据交换标准。
所谓产品模型数据是指为在覆盖产品整个生命周期中的应用而全面定义的产品所有数据元素，它包括为进行设计、分析、制造、测试、检验和产品支持而全面定义的零部件或构件所需的几何、拓扑、公差、关系、属性和性能等数据，另外，还可能包含一些和处理有关的数据。
产品模型对于下达生产任务、直接质量控制、测试和进行产品支持功能可以提供全面的信息。
STEP为产品在它的生命周期内规定了惟一的描述和计算机可处理的信息表达形式。
这种形式独立于任何特定的计算机系统，并能保证在多种应用和不同系统中的一致性。
这一标准还允许采用不同的实现技术，便于产品数据的存取、传输和归档。
STEP标准是为CAD/CAM系统提供中性产品数据而开发的公共资源和应用模型，它涉及到了建筑、工程、结构、机械、电气、电子工程及船体结构等无所不包的所有产品领域。
在产品数据共享方面，STEP标准提供四个层次的实现方法：
⏹ASCII码中性文件；
⏹访问内存结构数据的应用程序界面；
⏹共享数据库
⏹共享知识库。
STEP标准在下述几个方面有着明显的优越性：
一是经济效益显著；二是数据范围广、精度高，通过应用协议消除了产品数据的二义性；三是易于集成，便于扩充；四是技术先进、层次清楚，分为通用资源（子标准40系列）、应用资源（子标准100系列）和应用协议（子标准200系列）三部分。
如今，STEP标准已经成为国际公认的CAD数据文件交换全球统一标准，许多国家都依据STEP标准制订了相应的国家标准。
我国STEP标准的制订工作由CSBTSTC159/SC4完成，STEP标准在我国的对应标准号为GB16656。
STEP标准存在的问题是整个体系极其庞大，标准的制订过程进展缓慢，数据文件比IGES更大。
目前商用CAD系统提供的STEP应用协议还只有AP203“配置控制设计”，内容包括产品的配置管理、曲面和线框模型、实体模型的小平面边界表示和曲面边界表示等以及AP214“汽车机械设计过程的核心数据”两种。
使用任何的主流三维设计软件Pro/E、UG、CATIA、Solidworks等等都可以直接打开。
b）NAS/EN9300标准
图119300-1XX系列标准
2）基于以上标准的应用技术开发及应用实践，包括：
a）选用或开发合适的转换和验证工具；
b）选择某些典型零部件，开展归档试点验证，建立3D归档管理流程；
c）开展保障长期存储及原始凭证性的技术应用。
2.HTLM5数据格式研究
HTML5是HTML下一个主要的修订版本，现在仍处于发展阶段。
目标是取代1999年所制定的HTML4.01和XHTML1.0标准，以期能在互联网应用迅速发展的时候，使网络标准达到符合当代的网络需求。
广义论及HTML5时，实际指的是包括HTML、CSS和JavaScript在内的一套技术组合。
它希望能够减少浏览器对于需要插件的丰富性网络应用服务（plug-in-basedrichinternetapplication，RIA），如AdobeFlash、MicrosoftSilverlight，与OracleJavaFX的需求，并且提供更多能有效增强网络应用的标准集。
具体来说，HTML5添加了许多新的语法特征，其中包括
这些元素是为了更容易的在网页中添加和处理多媒体和图片内容而添加的。
其它新的元素包括
新的属性的添加也是为了同样的目的。
同时也有一些属性和元素被卸载掉了。
一些元素，像,和
同时APIs和DOM已经成为HTML5中的基础部分了。
HTML5还定义了处理非法文档的具体细节，使得所有浏览器和客户端程序能够一致地处理语法错误。
1.
2.
2.1.HTML5特性
1）语义特性（Class：
Semantic）
HTML5赋予网页更好的意义和结构。
更加丰富的标签将随着对RDFa的，微数据与微格式等方面的支持，构建对程序、对用户都更有价值的数据驱动的Web。
2）本地存储特性（Class:
OFFLINE&STORAGE）
基于HTML5开发的网页APP拥有更短的启动时间，更快的联网速度，这些全得益于HTML5APPCache，以及本地存储功能。
IndexedDB（html5本地存储最重要的技术之一）和API说明文档。
3）设备兼容特性（Class:
DEVICEACCESS）
从Geolocation功能的API文档公开以来，HTML5为网页应用开发者们提供了更多功能上的优化选择，带来了更多体验功能的优势。
HTML5提供了前所未有的数据与应用接入开放接口。
使外部应用可以直接与浏览器内部的数据直接相连，例如视频影音可直接与microphones及摄像头相联。
4）连接特性（Class:
CONNECTIVITY）
更有效的连接工作效率，使得基于页面的实时聊天，更快速的网页游戏体验，更优化的在线交流得到了实现。
HTML5拥有更有效的服务器推送技术，Server-SentEvent和WebSockets就是其中的两个特性，这两个特性能够帮助我们实现服务器将数据“推送”到客户端的功能。
5）网页多媒体特性（Class:
MULTIMEDIA）
支持网页端的Audio、Video等多媒体功能，与网站自带的APPS，摄像头，影音功能相得益彰。
6）三维、图形及特效特性（Class:
3D,Graphics&Effects）
基于SVG、Canvas、WebGL及CSS3的3D功能，用户会惊叹于在浏览器中，所呈现的惊人视觉效果。
7）性能与集成特性（Class:
Performance&Integration）
没有用户会永远等待你的Loading——HTML5会通过XMLHttpRequest2等技术，解决以前的跨域等问题，帮助您的Web应用和网站在多样化的环境中更快速的工作。
8）CSS3特性（Class:
CSS3）
在不牺牲性能和语义结构的前提下，CSS3中提供了更多的风格和更强的效果。
此外，较之以前的Web排版，Web的开放字体格式（WOFF）也提供了更高的灵活性和控制性。
2.2.HTML5标准语义化格式
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一个不带CSS样式的HTML5布局--文档的头部区域的标题。
这里要注意，这个title的内容对于SEO来说极其重要-->
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--文档的头部区域元数据区关于开发人员姓名的定义-->
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--文档的头部区域的apple设备的图标的引用-->
--文档的头部区域对于不同接口设备的特殊声明。
宽=设备宽，用户不能自行缩放-->
--文档的头部区域的样式文件引用-->
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--文档的头部区域的兼容性样式文件引用写法-->
--[ifIE7]>[endif]-->
--文档的头部区域的IE7浏览器的兼容性写法-->
--[ifltIE8]>//ie7-js>
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--文档的头部区域的关于让IE8也兼容HTML5的Javascript脚本（本书作者希望读者可以少考虑兼容性，
多做技术研究）-->
--文档的头部区域的Javascript脚本文件调用-->
HTML5文档的主要内容区域的内容区
以下是一个section和article的嵌套，循环表现章节与内容之间的父子关系，包含关系。
HTML5文档的嵌套区域，可以对某个article区域进行头部和脚部的定义。
这样做，可以有非常清晰和严谨的文档目录结构关系。