（机械电子工程专业论文）基于网络的cad图形自动判别系统的研究.pdf

l 一 。- i ! 声明尸明 舢, 1 , | n j i i i iiiiiii l t l l y 1 7 8 5 6 。芝苦。 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文 基于网络的c a d 图形自动判别系统 的研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和 取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 高盘盛 日期： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：南盍越 日期：迦盘：丝：三3 导师签名： 日期： 弓7 ， ， 一1 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 随着科学技术的发展，c a d 技术在国民经济各行业得到了广泛的应用，对c a d 技术人才开展相应的c a d 技术水平测试成为必需。本文进行基于网络的c a d 水平 测试系统研究，利用v b 编程自动生成图形的s a t 文件，提取s a t 文件中的图形 信息，完成c a d 三维图形特征信息提取并录入数据库，提出图形评判方法及评判 标准，通过c a d 图形尺寸、位置和颜色评判，实现c a d 图形评判自动化。采用 d r e a m w e a v e r 软件编程，实现c a d 水平测试系统网上信息注册、考试登录和成绩查 询等功能。测试试验表明，评判结果正确，系统功能可靠。c a d 水平测试的自动化 和网络化，对提高c a d 测试技术的水平和效率具有重要的意义和影响。 关键词：c a d ，自动评判，网络，测试系统 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , t h et e c h n o l o g yo fc a do b t a i n s w i d e s p r e a da p p l i c a t i o ni nv a r i o u si n d u s t r i e so fn a t i o n a le c o n o m y i tb e c o m e sn e c e s s a r y t oc a r r yo u tt h ec o r r e s p o n d i n gc a dt e c h n i c a lp r o f i c i e n c yt e s tf o rc a dt e c h n i c a l p e r s o n n e l t h ep a p e rp e r f o r m st h ew e b - b a s e dc a dp r o f i c i e n c yt e s t i n gs y s t e mr e s e a r c h ， d e s i g n st h eu n i f i e dju d g m e n ti n t e r f a c eb e t w e e nt w o - d i m e n s i o n a la n dt h r e e d i m e n s i o n a l g r a p h i c s ，u s e sv bp r o g r a mt oa u t o m a t i c a l l yg e n e r a t es a tf i l eo ft h eg r a p h i c s ，r e t r i e v e t h eg r a p h i c si n f o r m a t i o ni ns a tf i l e ，c o m p l e t et h ec h a r a c t e r si n f o r m a t i o ne x a c t i o no f3 d g r a p h i c sa n di n p u td a t a b a s e s ，p r o p o s e st h eg r a p h i c sj u d g m e n tm e t h o d sa n dt h ej u d g m e n t s t a n d a r dr e g u l a t i o n ，a n dt h e nt h r o u g hc a dg r a p hs i z e ，p o s i t i o na n dc o l o rju d g m e n t ， a c h i e v e st h ea u t o m a t i o no fc a dg r a p h i c sju d g m e n t u s i n gd r e a m w e a v e rs o f t w a r ea n d p r o g r a m m i n gi m p l e m e n tt h ef u n c t i o n so fn e t w o r ki n f o r m a t i o nr e g i s t r a t i o n ，l o g g i n gi n a n dr e s u l t si n q u i r yi nc a d p r o f i c i e n c yt e s ts y s t e m t e s t ss h o wt h a tt h ej u d g m e n tr e s u l t s a r ec o r r e c ta n dt h ef u n c t i o n so ft h es y s t e ma r er e l i a b l e r e a l i z i n gt h ea u t o m a t i o na n d n e t w o r ko fc a dp r o f i c i e n c yt e s ti so fg r e a ts i g n i f i c a n c ea n di m p a c tt oi m p r o v et h ec a d t e s t i n gt e c h n o l o g yl e v e la n de f f i c i e n c y g a os u w e i ( m e c h a t r o n i c se n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f h a nq i n g y a o k e yw o r d s ：c a d ，a u t o m a t i cj u d g m e n t ，n e t w o r k ，t e s ts y s t e m ，1 ，1 - 华北电力大学硕士学位论文目录 目录 中文摘要 英文摘要 第一章引言1 1 1c a d 概述1 1 2c a d 技术的发展历程。1 1 3c a d 技术的优缺点2 1 4c a d 技术的发展趋势2 1 5 我国c a d 技术及软件发展现状3 1 6c a d 考试技术的发展4 1 7 本课题研究的背景和意义一5 1 8 论文的主要内容6 第二章系统的体系结构及开发平台7 2 1 系统的体系结构：7 2 2 系统开发平台8 2 3 系统开发工具的选择1 0 第三章c a d 图形自动判别系统研究1 2 3 1 图形数据及信息提取方法1 2 3 2 系统开发方案的制定1 2 3 3a u t o c a d 三维图形自动判别1 3 3 3 1a u t o c a d 软件的三维实体模型1 3 3 3 2a c i s 及s a t 文件格式1 4 3 3 2 1a c i s 简介1 4 3 3 2 2 几何体和拓扑体1 4 3 3 2 3 实体对象和属性1 8 3 3 2 4s a t 文件格式1 9 3 3 3 三维图形数据的自动提取及录入数据库2 l 3 3 3 1 三维图形信息的表示方法及意义2 1 3 3 3 2 三维图形数据的自动提取2 3 3 3 3 3 三维图形数据自动录入数据库2 3 3 3 4 三维图形数据的自动评判2 4 3 3 4 1 三维图形的评判原理2 4 3 3 4 2 三维图形的评判流程2 4 3 3 4 3 三维图形的评判细则2 6 i 华北电力大学硕士学位论文目录 3 3 4 4 三维图形的评判编程实现2 6 3 3 4 5 评判结果保存2 9 3 3 4 6 成绩的分析统计与自动保存3 0 3 3 5 三维图形的位置判别3 0 3 3 5 1 差值计算3 l 3 3 5 2 坐标点补差3 l 第四章系统的界面功能设计3 2 4 1 标准答案录入模块设计3 2 4 2 标准答案查看模块设计3 2 4 3 自动评判模块的设计3 3 4 4 评判详细模块设计一3 5 4 4 1 评判结果的查看3 5 4 4 2 测试结果的统计3 5 第五章系统网络功能设计3 7 5 ：l 系统网络功能分析3 7 5 2 数据库设计3 7 5 3 网络功能设计：3 8 5 3 1 注册信息一3 8 5 3 2 登录考试。3 8 5 3 3 成绩查询一3 9 5 4 系统界面设计3 9 5 4 1 注册信息界面：3 9 5 4 2 登录考试界面4 l 5 4 3 成绩查询界面4 4 第六章结论4 6 参考文献4 7 致谢5 0 在学期间发表的学术论文和参加科研情况5 1 华北电力大学硕士学位论文 1 1c a d 概述 第一章引言 计算机辅助设计( c a d ) 是“c o m p u t e ra i d e dd e s i g n 的缩写，是指在工业领域 用计算机软件及硬件辅助工程技术人员进行产品或工程设计绘图、计算等一系列的 设计活动总称【。c a d 技术是计算机系统在工程和产品设计的各阶段和过程中，为 设计人员提供各种快速、有效的工具和手段，加快和优化设计过程和设计效果，以 达到最佳的设计效果的一种技术【2 1 2 。 c a d 技术是电子信息技术的重要组成部分，是信息技术在工业领域的一项重要 应用，也是现代设计工程的关键技术内容。c a d 技术的普及应用是企业提高产品质 量、增强竞争能力、加速产品更新换代、进入国际市场的有利手段，大力发展和应 用c a d 技术，必将会对我国经济建设和社会发展产生巨大的促进作用，大力推广 和普及c a d 技术具有非常重要的现实意义1 3 1 。 1 2c a d 技术的发展历程 ( 1 ) 准备和酝酿时期( 5 0 6 0 年代初) c a d 技术起源于2 0 世纪5 0 年代后期，最初处于被动式的图形处理阶段。在 c a d 软件的发展初期，c a d 的主要作用仅仅是建立在以“甩掉画图板 为目标的 计算机绘图与设计系统之上的，应用国内外开发的一些绘图软件，用计算机来代替 传统的手工绘图。 ( 2 ) 蓬勃发展和进入应用时期( 6 0 年代) 提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想，从而为 c a d 技术的发展和应用打下了理论基础。6 0 年代中期出现了许多商品化的c a d 设 备，6 0 年代末，美国安装的c a d 工作站已达2 0 0 多台，可供几百人使用。 ( 3 ) 广泛使用的时期( 7 0 年代) 1 9 7 0 年美国a p p l i c o n 公司第一个推出完整的c a d 系统。出现了面向中小企业 的c a d c a m 商品化系统。7 0 年代末，美国c a d 工作站安装数量超过1 2 0 0 0 台， 使用人数超过2 5 万。 + ( 4 ) 突飞猛进的时期( 8 0 年代) 在这个时期，图形系统和c a d c a m 工作站的销售量与日俱增，美国实际安装 c a d 系统至1 9 8 8 年发展到6 3 0 0 0 套。c a d c a m 技术从大中企业向小企业扩展； 1 华北电力大学硕士学位论文 从发达国家向发展中国家扩展；从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。 ( 5 ) 开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期( 9 0 年代) 由于微机加视窗9 5 9 8 n t 操作系统与工作站加u n i x 操作系统在以太网的环境 下构成了c a d 系统的主流工作平台，因此现在的c a d 技术和系统都具有良好的开 放性。图形接口、图形功能日趋标准化。 在c a d 系统中，综合应用正文、图形、图像、语音等多媒体技术和人工智能、 专家系统等技术大大提高了自动化设计的程度，出现了智能c a d 新学科。智能c a d 把工程数据库及其管理系统、知识库及其专家系统、拟人化用户接口管理系统集于 一体。经过4 0 多年的发展，现代c a d 设计软件不再是仅仅代替手工绘图的一种工 具，而是传统设计与手段的变革随着计算机技术的日益完善，c a d 技术得到了迅 猛的发展。在当代，广义的c a d 指的是c a d c a e c a m ，其中c a d 侧重于产品 的设计与开发，c a e 侧重于产品的优化与分析，c a m 侧重于产品的加工与制造h 1 3q 也技术的优缺点 。c a d 技术的优点：( 1 ) 速度快，劳动强度低；( 2 ) 准确度高；( 3 ) 效率高；( 4 ) 技术图纸方便管理；( 5 ) c a d 的实体优势 c a d 技术目前存在的不足：( 1 ) c a d 技术的局限性( 由于电脑显示屏幕尺寸和 对c a d 软件的熟练程度影响) ；( 2 ) c a d 技术的依赖性( 要求设计人员熟练c a d 绘图软件) 1 4c a d 技术的发展趋势 ( 1 ) 标准化 c a d 软件一般集成在一个异构的工作平台之上，只有依靠标准化技术才能解决 c a d 系统支持异构跨平台的环境问题目前，除了c a d 支撑软件逐步实现i s o 标 准和工业标准外，面向应用的标准零部件库、标准化设计方法已成为c a d 系统中 的必备内容，且向合理化工程设计的应用方向发展 ( 2 ) 开放性 c a d 系统目前广泛建立在开放式操作系统视窗2 0 0 0 x p n r 和u n i x 平台上， 为最终用户提供二次开发环境，甚至这类环境可开发其内核源码，使用户可定制自 己的c a d 系统 ( 3 ) 集成化 c a d 技术的集成化体现在三个层次上：其一是广义c a d 功能， 2 华北电力大学硕士学位论文 a 狮c a e c a p p c a m c a q p d m e r p 经过多种集成形式，成为企业一体化解决 方案。新产品设计能力与现代企业管理能力的集成，已成为企业信息化的重点；其 二是将c a d 技术采用的算法，甚至功能模块或系统，做成专用芯片，以提高c a d 系统的使用效率；其三是c a d 基于计算机网络环境实现异地、异构系统在企业间 的集成。应运而生的虚拟设计、虚拟制造、虚拟企业就是该集成层次上的应用。例 如，在美国通用汽车公司的生产过程，大量的零部件生产、装配都通过“虚拟工 厂一、“动态企业联盟弦的方式完成，本企业只负责产品总体设计和生产少数零部 件，并最终完成产品的装配。 ( 4 ) 智能化 设计是一个含有高度智能的人类创造性活动领域，智能c a d 是c a d 发展的必 然方向。从人类认识和思维的模型来看，现有的人工智能技术模拟人类的思维活动 明显不足。因此，智能c a d 不仅是简单地将现有的智能技术与c a d 技术相结合， 更重要的是深入研究人类设计的思维模型，最终用信息技术来表达和模拟它，才会 产生高效的c a d 系统，为人工智能领域提供新的理论和方法。c a d 的这个发展趋 势，将对信息科学的发展产生深刻的影响。 ( 5 ) 虚拟现实( v i r t u a lr e a l i t y ) 与c a d 集成 v r 技术在c a d 中的应用面很广，首先可以进行各类具有沉浸感的可视化模拟， 用以验证设计的正确性和可行性。例如，用这种模拟技术进行设计分析，可以清楚 地看到物体的变形过程和应力分布情况。其次它还可以在设计阶段模拟产品装配过 程，检查所用零部件是否合适和正确。在概念设计阶段，它可用于方案优化。特别 是利用v r 的交互能力，支援概念设计中的人机工程学，检验操作时是否舒适、方 便，这对摩托车、汽车、飞机等的设计作用尤其显著，在协同设计中，利用v r 技 术，设计群体可直接对所设计的产品进行交互，更加逼真地感知到正在和自己交互 的对象的存在和相互间的活动。尽管v r 技术在c a d 中的应用前景诱人，目前离实 现广泛应用还有一定距离。 1 5 我国c a d 技术及软件发展现状 目前北航海尔、华中天喻、武汉开目、中科院凯思博宏、清华同方等公司的7 种c a d 支撑软件和近百种国产c a d 应用软件已在国内得到了较为广泛的应用。产 品中二维c a d 软件技术已与国际知名产品相当，功能已经适应国内广大用户需求， 在国内市场占有率达8 0 以上。产品中三维c a d 软件技术与国际知名产品存在一 定的差距，但国内三维c a d 软件产品的开发走出了一条高校科技成果转化和创办 高科技企业的成功之路，通过产、学、研一体化发展已经推出了功能较为完善的三 3 华北电力大学硕士学位论文 维软件，并具有了一定的市场占有率，如北航海尔开发的三维c a x a 软件。在应 用软件和系统集成上，目前国内c a d 软件产品已从单一的c a d 绘图软件发展为涵 盖c a d 、c a p p 、c a e 、c a m 、p d m 、e r p 等方面的系列化产品。软件厂商在软件 产品的功能完善、性能稳定、系列化、售前售后服务等方面有了较大的提升，且较 之国外产品，由于我国软件厂商对国内需求有更为深刻的理解和更富个性化的营销 策略，目前国内c a d 及e r p 厂商都在不长的时间内，针对中国的市场需求，开发 了适合不同需求的各层次的p d m 、e r p 产品，适应了各类用户的应用需求。从宏观 看。国产p d m 、e r p 软件所具有的基本功能和实用性不比国外软件差，这表明我国 的c a d 软件已取得了显著的进展，打破了进口软件一统天下的局面截止目前已 开发了百余种商品软件，并形成一定的应用规模，其中特别在建筑、印染、服装等 产业开发的专用c a d 软件已有出口。但在系统的标准化、智能化及与虚拟现实阳之) 结合形成基于网络的异地协同虚拟c a d 环境等方面还存在着明显的差距【5 l 。 1 6q 蛐考试技术的发展 自从出现c a d 软件以后，随之产生了许多c a d 培i j i i ，特别针对于c a d 软件 应用及其操作熟练程度的考查，使得c a d 测试的内容由最初的c a d 的理论知识考 试变为c a d 图形的操作水平和熟练程度的考核。将先进的考试技术引入c a d 测试 中，使得c a d 上机测试逐步走向标准化、工程化、网络化、自动化、无纸化、智 能化的发展趋势为了适应这种需求，社会上已经出现了带有标准单元模式的c a d 上机图形测试系统，该系统具有自动组卷、发卷、计时考试、收卷功能，但是没有 自动判卷功能。 网络化、无纸化考试是目前适应信息技术发展需求和现代化教学考试管理需求 而出现的一种先进的、可付诸实践的考试技术，已经在很多的领域得到应用和开发， 特别是计算机知识考试。相对于传统考试方式，标准化、无纸化考试从出题、组卷、 印刷到试卷分发、答题、收卷再到判卷、公布成绩，整个过程可以集成起来实现 自动化，只需要人工简单的参与。考试周期短、工作量小，整个考试的成本低同 时标准化、一人一卷、难度一致的无纸化考试可以避免测试者之间的相互抄袭；测 试题库覆盖面广，需要测试者对课程内容体系的全面了解，对理论知识可以灵活运 用：计算机评判对于客观选择题类型测试准确公正 目前，国外许多计算机软件水平测试、外语测试均有专门的测试公司开发的网 络化测试系统承担，基本实现了网络化、无纸化、智能化的测试要求。国内大学生 的计算机过级测试、工程技术人员的职称计算机测试，基本实现了网络化测试形式。 而对于c a d 测试，由于不同企业、不同行业、工科类大专院校授课内容及其形式 的不统一，使得c a d 技术水平测试形式和内容参差不一，并且差异较大 4 , 6 - 1 0 l 。 4 华北电力大学硕士学位论文 1 7 本课题研究的背景和意义 目前企业对工程及产品设计等技术人员的要求从过去的只能绘制一些简单的 二维图形，发展到要求他们既懂得c a d 基本理论知识，又能够熟练绘制二维、三 维图形，还可以做一些c a d 技术的二次开发工作。社会对c a d 人才的数量和质量、 培养规格、层次相对有较高的要求，工程技术人员的c a d 技术水平及其考核已经 成为企事业单位进行职称晋升、上岗资格评判及业务水平考核等工作的重要的内容 之一，计算机测试系统日益受到政府和教育机构的重视。 网络化测试可以充分利用网络无限广阔的空间，方便对考生进行考试，不受时 问与空间的限制，大大地简化了传统考试的过程，减轻了繁重的测试管理工作，避 免了测试过程中的人为因素，提高了测试考核技术水平和管理水平。 网络化测试系统具有从测试组织、测试流程控制以及测试结果处理的完整功 能，与传统的“纸笔修考试相比，网络测试系统具有以下优点： ( 1 ) 题库的数字化管理。把试题存放在数据库中，利用数据库技术，进行试 题管理，为题库的保存、检索、更新提供了便利，试题库是网络测试系统的重要组 成部分。 ( 2 ) 组卷效率高。网络测试系统可以按照制定的组卷策略自动从试题库中抽 取试题，大大提高了组卷效率。 ( 3 ) 更加公正、合理、规范。试题由测试系统自动评判，防止了人工评判时 经常出现的错判、漏判和分数计算错误等现象，实现判卷自动化，使测试过程更加 规范化。 ( 4 ) 有效保存。试卷及测试成绩保存在数据库中，便于考生对成绩进行查询 以及管理员对试卷进行管理。 ( 5 ) 强大的统计分析功能。 正是考虑到网络化测试的这些优点以及社会对于迅速、公正、客观，准确的考 核c a d 人才的需求，我们提出了“基于网络的c a d 图形自动判别系统的研究 这 一课题。 通过本课题的研究，可以为社会提供一种有效的c a d 软件操作技能自动测评 机制。运用该技术研究成果开发的c a d 自动判别系统不仅可以大大减轻测试评判 的工作量，而且可以最大限度地避免人为因素的干扰。同时对于实现网络化、无纸 化、自动化的c a d 测试具有重要的意义。 5 华北电力大学硕士学位论文 1 8 论文的主要内容 根据前面所述，c a d 技术水平测试应该进入到一种标准、等级、客观、全面的 考查学习者水平的阶段，应该使其成为一种面向全社会的等级化、职业化、自动化 的测试，本论文主要针对基于网络的c a d 图形自动判别系统展开研究，目的是研 究开发一套基于网络的c a d 测试系统，实现考点的自动判别，从而为企业快速、 准确评价c a d 人才，使用c a d 人才，为国家c a d 技术人才培养提供可靠的依据， 为c a d 技术人才水平的评价、就业、充分发挥其能力提供客观依据 论文课题“基于网络的c a d 图形自动判别系统的研究一。是河北省科学技术 研究计划项目“基于网络的计算机辅助设计等级测试技术研究 中的一个子课题。 论文主要研究内容如下： ( 1 ) 在c a d 二维图形的特征信息提取的基础上，进行c a d 三维图形的特征 信息提取技术和网络化测试系统开发研究。 ( 2 ) 三维图形考试体系结构的研究，进行测试系统方案设计，规划系统的模 块功能，建立三维图形系统数据库，选取开发平台及开发工具。 ( 3 ) 设计系统功能模块，研究c a d 三维图形的特征提取的方法，对提取的结 果进行分析验证，分析提取结果( 数据) 的价值和必要性将有评判价值的提取结 果录入数据库，与标准结果核对，实现自动判别。 ( 4 ) 设计考生注册，登录考试和成绩查询等相关界面，利用d r o a m w e a v e r 软 件，编程实现各界面的功能。 6 华北电力大学硕士学位论文 第二章系统的体系结构及开发平台 2 1 系统的体系结构 自从计算机技术诞生以来，计算机大体经历了三种计算模式：m a h m a m e c o m p u t i n g ( 主机计算模式) 、c l i e n t s e r v e rc o m p u t i n g ( 客户服务器计算模式) 、 w e bc o m p u t i n g ( w e b 计算模式) 。m a i n f r a m ec o m p u t i n g 模式指的是以主机主终端 为主的体系模式，用户可通过终端直接使用计算机，利用终端和应用程序进行交互。 但是，由于大型主机维护的复杂性和相对性能的低下，以主机主终端为主的计算模 式已渐渐退出了历史的舞台。 随着p c 机的出现和网络技术的成熟，分布式c l i e n t s e r v e rc o m p u t i n g 模式逐 渐发展起来。p c 机虽然资源有限，但应用程序不仅可以利用本机资源，还可以通过 网络有效地使用其他计算机的资源。c l i e n t s e r v e r ( 客户服务器) 结构在企业及其 他的局域网络上应用尤为广泛。在服务器机上运行各种不同服务器的程序模块，如 文件服务器、数据库服务器等，而客户端程序则通过访问服务器提供的资源来实现 自己的功能。c s 模式目前依然是使用很广泛的模式，尤其是在银行、邮政等部门。 随着网络技术的不断发展，基于w e bc o m p u t i n g 计算模式的b s 结构的应用程 序开始占有越来越重要的位置，在b s 体系结构系统( 见图2 1 ) 中，用户可以通过浏 览器，向分布在网络上的服务器发出请求，服务器对浏览器的请求进行处理，将用 户所需信息返回到浏览器，b s 结构简化了客户机的工作，客户机上只需配置少量 的客户端软件。服务器将担负更多的工作，对数据库的访问和应用程序的执行将在 服务器上完成。浏览器发出请求，而其余如数据请求、加工、结果返回以及动态网 页的生成等工作全部由服务器完成。实际上，b s 体系结构是把二层c s 结构的事 务处理逻辑模块从客户机的任务中分离出来，由w e b 服务器单独组成一层来负担其 任务，这样客户机的压力减轻了，把负荷分配给了w e b 服务器。 图2 1b s 体系结构 b s 体系结构和c s 体系结构相比有以下的优点： ( 1 ) 无须开发客户端软件，维护和升级方便； ( 2 ) 可跨平台操作，客户端只要装有w w w 浏览器； 7 华北电力大学硕士学位论文 ( 3 ) 具有良好的开放性和扩充性； ( 4 ) 可以减少网络流量，大大缓解网络的带宽问题； 基于上述优点，本系统选用浏览器w c b 服务器( b s ) 计算模式的体系结构。 用户界面统一使用浏览器，w e bs e r v e r 存储测试系统相关页面及应用逻辑，用户通 过浏览器访问页面触发相应的应用逻辑，数据库服务器存储测试系统相关数据。 2 2 系统开发平台 本系统的开发平台选用m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 3s e r v e r + l l s 6 0 + a s p ，后台数据 库选用m i c r o s o f ta c c e s s2 0 0 3 数据库，a s p 的前端开发工具为m a c r o m e d i a d r e a m w e a v e r8 。 ( 1 ) m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 3s e r v e r m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 3s e r v e r 由于其强大的功能，高度的安全性和稳定性，易 于操作的图形用户界面，特别是在m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 3s e r v e r 中集成了i i s 6 0 ( i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) ，具有一个完整的i n t e r n e t i n t r a n e t 服务器解决方案， 尤其是i i s6 0 还提供了a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 、f r o n tp a g e 扩展功能，使得 w e b 站点的创建与管理更加容易，为应用程序连接外部数据库提供了多种选择方 案。服务器端选择m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 3s e r v e r 网络操作系统，利用i i s 6 0 建立 w e b 服务器。 ( 2 ) i i s 6 0 服务器 i i s 服务器负责服务器端对网络及网络信息的管理，具体有服务管理( f t p 、 h t r p 、g o p h e r 、s m t p 等协议的管理) 、目录管理( 管理网站目录结构、安全性) 等功能，是目前市场占有率最高的服务器。因为i i s 与系统高度集成，所以i i s 的运 行速度非常快，同时，i i s 还集成了组件技术、安全管理、数据库访问等多方面的先 进技术 它提供了多种管理方式，可以使用m m c ( m i c r o s o f tm a n a g e m e n tc o n s o l e ) ，也 可以使用w e b 进行远程管理，i i s 支持多种服务器端w e b 程序开发技术，在i i s 中 使用a s p 则是最佳的选择。 虚拟目录在i i s 中占有很重要的地位，在站点开发方面具有以下优点： 虚拟目录隐藏了有关站点目录结构的重要信息，在w e b 浏览器中，用户可以 查看w e b 页的源代码，如果在w e b 页面使用代码路径，将暴露有关站点目录结构 的重要信息，而这有可能导致系统受到攻击。 虚拟目录允许在不对页面中的代码做任何改动的情况下，将w e b 页面从一台 8 华北电力大学硕士学位论文 机器移植到另一台机器中。只要两台机器具有相同的虚拟目录，而每台机器的虚拟 目录的实际路径可能不同。 虚拟目录设置文件夹的访问权限。通过虚拟目录可以控制一个文件夹中的文 件是否能被读取，是否能够以脚本或a s p 的形式执行。 虚拟目录还可以对一个文件夹在w e b 服务器和本地使用不同的名字，这可以 避免网站受到攻击【引。 ( 3 ) a c c e s s2 0 0 3 数据库 a c c e s s 数据库是自从引入m i c r o s o f ta c c e s s 以来o f f i c e 套件中通用的应用程序 之一，不论是经验最丰富的数据库用户还是初次使用数据库的用户，都可以像使用 其他o f f i c e 应用程序那样利用其大量的工具，简单地使用该程序。它是微软公司推 出的基于w i n d o w s 的桌面关系数据库管理系统( r d b m s ) 。它提供了表、查询、窗 体、报表、页、宏、模块七种用来建立数据库系统的对象；存储方式单一、面向对 象、界面友好、易操作、集成环境、处理多种数据信息。 a c c e s s2 0 0 3 提供了一组功能强大的工具，这些工具的功能十分完善，能够满足 专业开发人员的需要，功能使用也非常简单，使用者不需要具备专业的计算机技术 和数据库知识，就可以很方便地创建、设计及展示数据库产品。 a c c e s s2 0 0 3 具有以下功能特点： 整合范围广泛的数据源：a c c e s s2 0 0 3 支持多种数据库格式，其中包括可扩展 标记语言( x m l ) 、o l e 、开放式数据库连接( o d b c ) 以及m i c r o s o f tw i n d o w s s h a r e p o i n t 服务。 能够链接其他数据：a c c e s s2 0 0 3 能够链接表，以便在a c c e s s2 0 0 3 窗体、报 表和数据访问页内一次访问多个数据库中的数据，而且，还能链接其他a c c e s s 数据 库、m i c r o s o f te x c e l 电子表格、o d b c 数据源和m i c r o s o f ts q ls e r v e r 数据库，以及 其他数据源中的表。 强大的自动更新属性：在更改表的字段属性后，有控件绑定到该属性的所有 窗体或报表都可以被自动更新。 信息共享：a c c e s s2 0 0 3 能够导入和导出数据，对早期版本a c c e s s 中保存和 打开的窗体和报表重新进行了设计，使得共享信息比以前更轻松。 设计w e b 页的工具功能更强大：a c c e s s2 0 0 3 能够在w e b 上发布窗体和报 表，并能够将指定的信息绑定到记录源，以显示、更新和处理数据库中的数据。 相比s q l - s e r v e r 数据库，采用a c c e s s2 0 0 3 为数据库的w e b 站点具有良好 的可移植性，这一优点也使其成为现在绝大多数小型网站和普通企业网站的首选数 9 华北电力大学硕士学位论文 据库【1 1 1 。 基于上述优点，本文选用a c c e s s2 0 0 3 数据库作为后台数据库。 ( 4 ) d r e a m w e a v e r8 d r e a m w e a v e r8 是美国m a c r o m e d i a 公司开发的功能强大的可视化( 所见即所得) 网页设计软件，也是d r e a m w e a v e rm x2 0 0 4 的升级版本。它提供了集文字、表格、 图像、表单、框架、模板、h t m l 代码、c s s 样式、布局、层、行为、媒体、a s p 程序等混合编辑网页的超强开发环境，可以使网页设计师和w e b 开发人员能够快 捷地创建h t m l 的静态网页和a s p 动态网页，也可以自由灵活地创建和管理任何 类型的w e b 站点。 d r e a m w e a v e r8 具有可视化编辑的强大功能，可以自动生成h t m l 代码和a s p 代码，不需要一行行地手工编写代码，所以利用它可以更加迅速高效地创建出非常 优秀的网页，使制作网页设计的过程更加简单、更加快速、更加灵活。它是网页设 计和网站开发行业中必须掌握的最好的网页设计软件。 另外，d r e a m w e a v e r8 具有简洁高效的设计和开发界面，同时综合了功能强大 的布局工具、应用程序开发工具、代码编辑支持、c s s 样式等稳定功能，因此可以 快速构筑复杂的、布局统一的标准专业w e b 站点f 1 1 - 1 4 1 基于m a c r o m e d i ad r e a m w e a v e r8 的这些优点，本系统采用m a c r o m e d i a d r e a m w e a v e r8 作为a s p 的前端开发工具。 2 3 系统开发工具的选择 v i s u a lb a s i c 简称v b ，是微软公司推出的一种可视化编程工具，具有集成的可 视化数据库工具，是当今世界上应用最广泛的编程语言之一，也被公认为是编程效 率最高的一种编程方法，可用于开发w i n d o w s 环境下的各类应用程序。它简单易 学、效率高，且功能强大可以与w i n d o w s 专业开发工具s d k 相媲美。在v i s u a lb a s i c 环境下，利用事件驱动的编程机制、新颖易用的可视化设计工具，使用w i n d o w s 内部的广泛应用程序接口( a p i ) 函数，动态链接库( d l l ) 、对象的链接与嵌入 ( o l e ) 、开放式数据连接( o d b c ) 等技术，可以高效、快速地开发w i n d o w s 环 境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。 v b 具有以下特点： ( 1 ) 可视化编程 用传统的程序设计语言设计程序时，都是通过编写代码来设计用户界面；而在 v b 下，可以“画一界面，并且有“所见即所得 ( 程序运行效果与设计效果几乎 1 0 华北电力大学硕士学位论文 完全相同) 的动人效果，界面设计效率与设计质量大为提高。 ( 2 ) 事件驱动的编程机制 传统的编程方式是面向过程，按程序代码事先设计的流程运行。但在图形用户 界面的程序设计中，通过事件来执行对象的动作，事件( 即用户的动作) 掌握着程 序的运行流向，每个事件都能驱动一段程序的运行。 ( 3 ) 面向对象的程序设计 面向对象的程序设计是2 0 世纪8 0 年代初提出的，起源于s m a l l t a l k 语言。这 种方法引入了新的概念和思维方式，使软件在程序设计中建立能够模仿真实世界模 型的方法，通过对系统的复杂性进行概括、抽象和分类，使软件的设计与实现形成 一个由抽象到具体、由简单到复杂这样一个循序渐进的过程，从而解决大型软件研 制中存在的效率低、质量难以保证、调试复杂、维护困难等一系列问题。 ( 4 ) 结构化的程序设计语言 v i s u a lb a s i c 是在b a s i c 和q u i c kb a s i c 语言的基础上发展起来的，具有高级 程序设计语言的语句结构( 顺序、选择和循环结构) ，接近于自然语言和人类的逻 辑思维方式，其语句简单易懂。 ( 5 ) 支持多种数据库系统的访问 可以访问的数据库系统有：m i c r o s o f ta c c e s s 、d b a s e 、f o x p r o 和p a r a d o x 等， 也可访问e x c e l 、l o t u s l 2 3 等多种电子表格，还经常作为p o w e rb u i l d e r 、o r a c l e 等 大型数据库的前端开发工具。 ( 6 ) o l e 技术 v b 的核心就是其对对象的链接与嵌入( o l e ) 的支持，利用o l e ，v b 能够开 发集声音、图像、动画、字处理、w e b 等对象于一体的应用程序。 ( 7 ) a c t i v e 技术 a c t i v e 技术发展了原有的o l e 技术，它使开发人员摆脱了特定语言的束缚。 可方便地使用标准的a c t i v e 部件，调用标准的接1 3 ，实现特定的功能【”】。 基于上述特点，本系统选用v b 编程，完成系统界面的设计，实现三维图形特 征提耿和判别的自动化。 华北电力大学硕士学位论文 第三章c a d 图形自动判别系统研究 3 1 图形数据及信息提取方法 在国内，提及c a d 软件，绝大多数的人都会想到a u t o c a d ，a u t o c a d 系列软 件是美国a u t o d e s k 公司开发的系列图形设计软件，在机械图形设计领域应用非常广 泛，也是最早进入国内市场的c a d 软件之一，从最早的2 0 版到以后的r 1 3 、r 1 4 、 2 0 0 0 直到如今的2 0 0 9 版，a u t o c a d 的产品在国内的市场上走过了十几年的历程， 是人们最熟悉和广泛应用的c a d 软件。 a u t o c a d 图是一个存储在数据库中的对象的集合。基本的数据库对象是实体、 符号表和词典。实体是在a u t o c a d 图内部表示图的一种特殊数据库对象，线、圆、 弧、义本、实心体、区域、复合线和椭圆都是实体，用户可以在屏幕上看到实体并 能对其进行操作。每种实体都有其构成数据，用户可以看到实体，但是不能看到构 成实体的数据信息。 通过a u t o c a d 二次开发技术的相关文献可知，对于a u t o c a d 二维图形特征的提 取，利用v b a 、a u t ol i s p 等开发工具可以完成。但是对于a u t o c a d 三维图形的特征