（船舶与海洋结构物设计制造专业论文）一种基于xml的数据接口及应用研究.pdf

ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt od a li a nu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y f o rt h em a s t e r sd e g r e ei ne n g i n e e r i n g m a j o r ： s t u d ya n da p p iic a tio no fa nx m l - b a s e d d a t aln t e r f a c e m dc a n d i d a t e ：c a iz u n d e s u p e r v i s o r s ：p r o f l i ny a n p r o f j iz h u o s h a n g d e sig na n dm a n u f a c t u r eo fs h i pa n do f f s h o r es t r u c t u r e s c h o o l o fn a v a la r c h i t e c t u r ea n dm a r i n ee n g i n e e r i n g d a l i a n ，l i a o n i n g ，p r c h i n a ，11 6 0 2 4 f e b r u a r y ，2 0 0 4 0m 3 舢82 哪im 8iii脚y i i 虐 ， 一 ， “译 -_， 一种基于x m l 的数据接口及应用研究 摘要 本文对基于x m l 的数据接口及其在船舶行业中应用的关键技术和过程进行了研 究。 随着计算机辅助设计等的发展，计算机软件在企业的产品设计制造过程中起到了举 足轻重的作用。近年来，c a x 软件在船舶行业的应用越来越广泛。由于企业往往在不同 的阶段根据不同的要求选用不同的c a x 软件来协同工作，这就导致了不同的软件之间 存在数据交换问题。中性接口是解决不同软件之间数据交换问题的有效方法之一。本文 就是研究这方面的核心问题和关键技术。x m l 语言的发展为数据交换问题的解决带来 了新的思路。 首先，对x m l 语言进行了分析研究。分析了其语法结构和文档结构，分析比较了 解析x m l 文档的d o m 和s a x 两种方法，为下一步x m l 的工程实际应用做准备。 其次，对基于x m l 的图形数据接口进行了研究。在分析比较常用的不同形式的数 据接口的基础上，提出了基于x m l 的图形数据的表达方法，由于这种表达形式规范而 且与平台无关，所以它便于不同软件系统之间进行数据交换。通过对a u t o c a d 2 0 0 2 环 境下驳船自动配载的研究，熟悉了a u t o c a d 的二次开发技术v b a 和a c t i v e x ，为数据 接口在a u t o c a d 上的实现奠定了实现基础。将图形数据的x m l 文档作为不同软件系 统之间进行数据交换的中性文件，利用v b 6 0 程序开发语言，结合d o m 和a c t i v e x 等 技术为a u t o c a d 系统创建了基于x m l 的图形数据接口，并详细阐述了数据接口的创 建过程，验证了数据接口的有效性，为数据接口的应用研究探索了一个可行的方向。 为了满足当前网络工作环境的发展要求，本文提出了基于x m l 的船体线型表达及 其网上发布的思想。详细论述了基于x m l 的船体线型表达的关键技术和过程。以船体 线型的x m l 表达形式为数据依据，通过d o m 技术处理x m l 文档，利用a c t i v e x 技术 在a u t o c a d 下实现了二维、三维船体型线图和三维船体曲面的自动生成，以及从 a u t o c a d 中的二维船体型线图输出规范的x m l 文档，验证了基于蹦l 的船体线型表 达在数据接口中应用的有效性。此外结合v r m l 和x s l 等技术实现了船体线型的型值 表、虚拟现实3 d 造型和二维型线图的网上发布，在基于网络协同船舶设计方面进行了 一些有意义的探索。 最后，提出了基于x m l 的船体结构分解以及基于x m l 的船体结构b o m ( 材料明 细表) 的思想，并提出了它们的应用思路，为x m l 在船体结构方面的应用进行了探索 性的研究。 关键词：船舶x l v i l ；数据接口；船体线型；a u t o c a d ；自动配载；v r m l ；船体 结构；材料明细表 一种基于x m l 的数据接口及应用研究 a b s tr a c t k e yt e c h n i q u e sa n dp r o c e s si n v o l v e di nx m l - b a s e d d a t ai n f e r f a c ea n di t sa p p l i c a t i o ni n t h ef i l e d so f s h i pa r es t u d i e di nt h i sp a p e r w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e r - m d e dd e s i g n ，t h es o f f w a r e sp l a ym o r ei m p o r t a n tr o l e i nt h ep r o c e s so fd e s i g na n dm a n u f a c t u r eo fp r o d u c t si nac o m p a n y i nr e c e n ty e a r s ，m a n y s o f t w a r e so fc a xh a v eb e e n i n gu s e di nt h ef i l e d so fs h i p b u i l d i n g d i f f e r e n ts o f t w a r e sa r eu s e d i nd i f f e r e n ts t a g e sa c c o r d i n gt od i f f e r e n tr e q u i r e m e n t s ，w h i c hl e a d st ot h ep r o b l e mo fd a t a e x c h a n g eb e t w e e nd i f f e r e n ts o f t w a r es y s t e m s o n eo fv a l i dm e t h o d st os o l v et h ep r o b l e mi s n e u t r a li n t e r f a c e t h ec o r ep r o b l e m sa n dk e yt e c h n i q u e sa b o u td a t ae x c h a n g ea r es t u d i e di n t h ep a p e rt h ed e v e l o m e n to fx m lb r i n g sn e wm e t h o d st os o l v et h ep r o b l e m sm e n t i o n e d a b o v e f i r s t l y , a n a l y s i ss t u d i e so nx m l a r ed o n ei nt h ep a p e r t h es t r u c t u r e so fs y n t a xa n d d o c u m e n to fx m la r ea n a l y z e d ，a n dt h e nt w om e t h o d so fp a r s i n gt h ex m ld o c u m e n t ，d o m a n ds a x ，a r ei n _ t r o d u c e da n dc o m p a r e d ，w h i c hm a k e p r o v i s i o nf o rf u r t h e ra c t u a la p p l i c a t i o n s o f x m l s e c o n d l y , x m l - b a s e dg r a p h i c sd a t ai n t e r f a c ei ss t u d i e di nt h ep a p e r s e v e r a lk i n d so f c o m m o nd a t ai n t e r f a c e sa r ec o m p a r e da n dan e wm e t h o dt od e s c r i b eg r a p h i c sd a t ai s p r e s e n t e d t h ex m l - b a s e dd e s c r i p t i o no fg r a p h i c sd a t ai s n o r m a la n di n d e p e n d e n c eo f p l a t f o r m s ，w h i c hm a k e si te a s yt oe x c h a n g ed a t ab e t w e e nd i f f e r e n ts y s t e m su s i n gt h ex m l d o c u m e n ta sn e u t r a lf i l e v b aa n da c t i v e xa r ev a l i dt o o l st od e v e l o pa u t o c a d a u t o m a t i c l o a d i n gd i s t r i b u t i o no fb a r g eu n d e ra u t o c a d 2 0 0 2i s s t u d i e dw i t ht h e m a n das o l i d i m p l e m e n t a t i o nf o u n d a t i o no fg r a p h i c sd a t ai n t e r f a c ei sl a i d u n d e rt h ed e v e l o p m e n tp l a t f o r m o fv b 6 0 x m l ，b a s e dg r a p h i c sd a t ai n t e r f a c ei sc r e a t e df o ra u t o c a dw i t ht h et o o l so fd o m a n da c t i v e x ，w h i c hc e r t i f y st h ev a l i do ft h ei n t e r f a c e t h ed e t a i l e dp r o c e s so ft h ec r e a t i o no f d a t ai n t e r f a c ei se x p o u n d e di nt h ep a p e r t h e r e f o r e ，af e a s i b l ed e v e l o p m e n td i r e c t i o no fd a t a i n t e r f a c ei se x p l o r e d t 1 1 i r d l y , t h et h o u g h to fx m l b a s e dh u l lf o r ma n di t sr e l e a s eo nt h ew e bi sp u tf o r w a r di n t h ep a p e r t h ek e yt e c h n i q u e sa n dp r o c e s so fx m l b a s e dh u l lf o r ma r ee x p o u n d e d t h e f u n c t i o n so fa u t o m a t i cg e n e r a t i o no f2 d 3 dl i n e sa n d3 ds u r f a c eo fh u l lf o r ma r e i m p l e m e n t e du n d e rt h ee n v i r o n m e n to fa u t o c a dw i t ht h et o o l so fd o m a n da c t i v e x a n d t h ew e l l f o r m e d 删ld o c u m e n t sc a nb ee x p o r t e df o r m2 dl i n e so fh u l lf o r m 啪l a t sm o r e t h e0 f f s e t s v i r t u a lm o d e l i n ga n d2 dl i n e so fh u l lf o r mc a l lb er e l e a s e de a s i l yo nt h ew r e bb y u s i n gv i 之m la n dx s l t h e s es u p p l ys o m es i g n i f i c a n te x p e r i e n c ei nt h ea s p e c to fw 曲一b a s e d c o o p e r a t i v es h i pd e s i g n f i n a l l y , t h et h o u g h to fx m l - b a s e dd i s a s s e m b l yo fh u l ls t r u c t u r ea n dx m l - b a s e db o m o fh u l ls t r u c t u r ea r eb r o u g h tf o r w a r da n ds o m es t u d i e so f a p p l i c a t i o na r ed o n ei nt h ep a p e r k e yw o r d s ：s h i px m l ；d a t ai n t e r f a c e ；h u l lf o r m ；a u t o c a d ；a u t o m a t i cl o a d d i s t r i b u t i o n ；v r m l ；h u l ls t r u c t u r e ；b o i m i i 气 窆笋 j l 一 一种基于x m l 的数据接口及应用研究 目录 1 引言1 1 1 选题背景及意义l 1 2 国内外文献综述2 1 2 1 数据接口的发展概况2 1 2 2 计算机网络语言的发展概况5 1 3 本文研究内容5 1 4 本章小结7 2x 缸8 2 1x m l 产生“8 2 2 ) ( 1 l 设计目标9 2 3x m l 发展现状及前景9 2 4x m l 语法和文档结构1 0 2 4 1x m l 语法1 0 2 4 2x ! l 文档结构1 2 2 4 3 格式良好的x m l 和有效的x m l 1 3 2 5x m l 文档的解析1 4 2 6 本章小结1 7 3 基于皿，的图形数据接口研究一1 8 3 1 图形数据接口形式1 8 3 2 基于x 1 l 的图形数据接口原理1 9 3 3 基于x m l 的图形数据描述1 9 3 3 1 定义x m l 文档的结构1 9 3 3 2x i ls c h e m a 2 0 3 3 3 书写基于x m l 的图形数据2 4 3 4m s x m l 接口”“一2 6 3 4 1m s x m l 与w 3 cd o m 2 7 3 4 2m s x m l 中的d o m 2 8 3 5a u t o c a d 的开发工具和a c t i v e x 对象模型：2 9 3 5 1a u t o c a d 的开发工具v b a 和v b 2 9 3 5 2a u t o c a d 的a c t i v e x 模型3 0 3 5 3 利用v b a 和a c t i v e x 开发a u t o c a d 实例3 2 3 6 基于x m l 的图形数据接口在a u t o c a d 中的实现3 5 3 6 1 向a u t o c a d 导入x m l 文档3 7 3 6 2 从a u t o c a d 导出x m l 文档3 9 i i i 一 争 。r 一种基于x m l 的数据接口及应用研究 3 7 本章小结4 1 4 基于x m l 的船体线型表达及其网上发布研究4 2 4 1 传统的船体线型表达4 2 4 2 基于l 的船体线型表达4 2 4 2 1 船体线型x m ls c h e m a 的创建4 3 4 2 2 船体线型x m l 文档的创建4 4 4 3 基于l 的船体线型的网上发布4 5 4 3 1 船体线型数据的网上发布4 5 4 3 2 船体虚拟现实3 d 造型及其网上发布4 9 4 4 基于x m l 的船体线型表达及其网上发布在a u t 0 c a d 中的实现5 1 4 4 1 程序功能介绍0 0000 5 1 4 4 2 程序流程图5 2 4 4 3 程序模块介绍及应用实例5 4 4 5 本章小结6 8 b o m 研究7 0 ”7 0 ”7 0 7 2 “7 3 7 5 7 6 - - - - - - - 7 7 ”7 7 ”7 8 7 8 - - - - - - - - - - 8 0 - - - - - 8 3 - - - - - - - 8 4 q k ； 一 0 0 j 一种基于x m l 的数据接口及应用研究 1 引言 随着计算机技术的飞速发展，各行各业的计算机软件如雨后春笋般纷纷涌现，它们 的出现为现代化的工作提供了快捷有效的手段。船舶行业是一个涉及专业面广又较为特 殊的行业，船舶行业的计算机软件多种多样，从一般的办公管理软件到计算机辅助设计、 制造和工艺等软件，它们的广泛应用大大缩短了船舶的设计和制造周期，加速了现代造 船模式的转变。目前，我国各种具有自主版权的c a x ( c a d 、c a m 、c a p p ) 软件 与国外c a x 软件已经出现并存局面，它们同时在不同的企业内部使用。随着社会和科 学技术的发展，企业内部部门之间以及企业与企业之间的信息交流变得越来越多，而且 要求信息的传递越来越快捷，其中较多的信息交流的实质是计算机软件之间的数据交 换。然而由于历史的原因，导致信息交流的双方使用不同的软件系统，这给信息交流造 成了障碍。所以，软件之间的共享数据接口是目前软件工程应用领域的研究热点之一， 数据接口的发展促进了不同软件之间的数据交换，提高了应用软件系统的利用率，成为 软件集成的一种粘合剂。 1 1 选题背景及意义 近年来，c a x 软件在船舶行业应用越来越广泛。在船舶的设计制造过程中，企业往 往在不同的生产阶段根据不同的要求选用不同的c a x 软件。但作为一艘船舶的设计制 造，在其产品生命周期范围内关于船舶的数据信息是连续的，这些信息可能在不同的生 产阶段重复地使用。然而由于不同生产阶段使用不同的软件系统，而这些软件又往往使 用不同格式的数据结构，这就导致了相同的数据在不同的软件中以不同的数据格式使用 的情况【l 】。这必然造成信息冗余，信息传递受阻从而直接导致工作效率的降低。目前在 国内船厂应用的c a x 软件中，面向图形设计的软件系统有美国a u t o d e s k 公司的 a u t o c a d 系统，瑞典h b o ns o l u t i o n s 公司的t r i b o n 系统，美国p t c 公司的c a d d s 5 系统，澳大利亚f o r m a t i o n sd e s i g ns y s t e m 公司的m a x s u r f 系统等。面向结构分析的有美 国a n s y s 公司的a n s y s 系统，美国m s c 公司的n a s t r a n 系统以及各个船级社推出的各 种设计计算软件系统等。国内外船厂在使用这些软件的过程中，一般是根据自身的需要 对这些软件进行相应地二次开发，相对来说，国外比国内的应用情况要好得多。从各个 造船企业对这些软件的应用情况中可以看出都存在相同的缺陷，就是软件之间的信息交 流差，软件之间的协同工作不好，导致这种情况的主要原因是船舶行业没有一个统一的 数据交换标准。船舶行业的发展迫切地需要船舶行业数据交换标准的出现，这也是本文 所要进行的研究工作的主要背景。 目前在企业中一方面通过以不同的格式重复建立数据来实现不同的c a x 软件的协 同工作，另一方面一些图形数据接口技术也部分解决了不同c a x 软件之间的数据交换 问题。数据交换主要使用的有d x f 标准、i g e s 标准和s t e p 标准，但在转换时，仍然 存在数据丢失的现象，还有待数据交换标准的进一步发展。 研究和开发c a x 软件接口的目的是提高系统的使用效率，把接口作为开发平台的 主要组成部分，满足不同的要求，从而实现不同c a x 系统之间的数据全息转化和完全 一种基于x m l 的数据接口及应用研究 共享。随着计算机网络的发展，网上协同设计是发展趋势，产品数据不仅是通过网络从 一个终端传递到另一个终端，而且有时还需要数据直接在网络上发布，即让设计者或客 户能够在网上直接看到数据所要表示的具体内容，所以数据的存储格式直接决定其在网 络上的发布情况。近年来x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展标记语言) 【2 捌作为 网络语言的新标准已经显示出它的巨大的可扩展的潜力，今后的网络将是x m l 的时代， 所以如果能够利用x m l 技术对c a x 数据接口进行研究，那必将导致c a x 数据接口技 术的一大革命。本文针对船舶行业的实际发展情况，提出了基于x m l 的数据接口的思 想，它的研究工作一方面使船舶信息交流的形式适应了计算机网络发展的要求，另一方 面为建立船舶行业的数据交换标准提供了有价值的参考，从而进一步促进船舶行业的信 息化革命。 1 2 国内外文献综述 1 2 1 数据接口的发展概况 ( 1 ) 国外的发展情况【4 叫 从5 0 年代到7 0 年代初的计算机图形学形成和发展期间，适用于各种不同应用目的 的图形硬件设备和针对具体设备和应用的各种类型的图形软件系统不断地推出，这些系 统由不同的开发者设计开发，其通用性较差，影响了计算机图形学的进一步发展，这导 致了计算机图形标准的出现。 在7 0 年代初计算机图形软件功能标准化问题的研究就已经开始。1 9 7 4 年美国成立 了图形标准化规划委员会( g s p c ) ，其提出了世界上第一个图形标准方案c o r e ，为计算 机图形标准化的工作做了有益的尝试。 图形标准的研究和制订在8 0 年代进入了大发展时期。1 9 8 5 年第一个国际计算机图 形信息标准即计算机图形核心系统( g k s ) 得以正式颁布，三维图形核心系统( g k s 3 d ) 、 程序员层次交互式图形系统( p h i g s ) 、计算机图形原文件( c g m ) 、计算机图形接口 ( c g i ) 等相继制订并颁布。 随着c a d c a m 技术的广泛应用，产品的几何模型或产品的完整信息模型以计算机 可以理解的数据结构存贮在计算机内部。企业间、企业内部不同的职能部门间经常需要 进行产品信息的交换，由于c a d c a m 系统的不同，产品模型在计算机内部的表达也不 相同，直接影响到设计和制造部门以及企业间的产品信息的交换和流动，导致了产品数 据交换标准的制订。1 9 8 0 年，由美国国家标准局( n b s ) 主持成立了由波音公司和通用 电气公司参加的技术委员会，制订了基本图形交换规范i g e s ( i n i t i a lg r a p h i c se x c h a n g e s p e c i f i c a t i o n ) ，并于1 9 8 1 年正式成为美国国家标准。它定义了三类不同的实体：几何实 体、描述实体和结构实体。同时定义了用来进行数据交换的文件格式是由五个字节组成 的记录长度是8 0 个字符的a s ci i 码顺序文件。 最初开发i g e s 是为了能在计算机绘图系统的数据库上进行数据交换，i g e s 的开发 吸取的思想主要来自波音公司的c a d c a m 集成信息网和通用电气公司的中性数据库， i g e s 草案( i g e s1 o ) 于1 9 8 0 年1 月发表，最初范围仅限于工程图纸所需的典型几何、 图形和标注元素。1 9 8 0 年春季，美国国家标准所( a n s i ) y 1 4 2 6 委员会经表决，接受 一2 一 氟l， 焉，0j 一种基于x m l 的数据接口及应用研究 i g e s 作为产品数据交换标准的一部分。与此同时，一个旨在维护i g e s 标准的委员会成 立，致力于i g e s 的发展和应用。i g e s 作为a n s i 标准发表以后，i g e s 委员会把注意 力放在扩展i g e s 到新的领域上面，为此设立了一些委员会研究新增的应用领域。1 9 8 2 年i g e s2 0 版本发表，包括了电子和有限元两个委员会完成的工作。1 9 8 6 年i g e s3 0 发表，包括了工厂规划和建筑结构工程两个委员会的工作。在几何表示方面，i g e s3 0 支持曲面和三维线框表示，只是对i g e s1 o 有所改变，这在实际的c a d 系统数据交换 中是不够的，因为c a d 数据很大部分以实体形式出现。i g e s 在c a m - - i 的协助下开发 出实体模型数据的实验规范e s p ( e x p e r i m e n t a ls o l i d sp r o p o s a l ) 。e s p 能处理边界表示 模型r e p ) 、构造实体几何模型( c s g ) 和装配体，其中的c s g 部分成功地用于福特 汽车公司的p a d l 2 系统、通用汽车公司的g m s o l i d 和通用电气公司的t r u c e 系统之 间的数据交换。1 9 8 8 年6 月发表的i g e s4 0 包括了c s g 模型，后来i g e s5 0 支持b r e p 造型技术。i g e s 逐渐发展成熟，日益丰富，覆盖了c a d c a m 数据交换的越来越多的 应用领域。作为较早颁布的标准，i g e s 被许多c a d c a m 系统接受，成为应用最广泛 的数据交换标准。制订i g e s 标准的目的就是建立一种信息结构用来产品定义数据的数 字化表示和通信，以及在不同的c a d c a m 系统间以兼容的方式交换产品定义数据。 随着c a d 系统的深入应用，人们一方面希望各c a d 系统的数据直接通过计算机网 络进行交换，以提高数据交换的效率和正确性，另一方面则要求c a d 技术在发展的每 一个阶段都能建立在一个稳定的平台基础上，以便向纵深发展。 i g e s 作为数据交换的国际标准在发表以后，成为应用最广泛的数据交换标准。但 在应用过程中，i g e s 缺点逐渐暴露出来，不能满足复杂的工业上数据交换的要求。法 国航空航天业发现由于i g e s 文件太过于冗长，有些数据也不能表达，无法传送。因此 在i g e s 的基础上自行开发了数据交换规范s e t ( s t a n d a r d e d e x c h a n g e e td et r a n s f e r t ) 。 s e t 的文件格式与i g e s 完全不同，长度大大小于i g e s 文件长度。s e t 的第一个文本 发表于1 9 8 3 年，成功应用在欧洲航空航天业，在一些汽车制造公司中如雷诺、标致等 也得到了应用。此外，德国的汽车制造业也在i g e s 的基础上开发了产品数据交换的德 国国家标准v d a f s ( v e r b a n dd e rd e u t s c h e na u t o m o b i l i n d u s t r i e f l a c h e n n i t t s t e l l e ) ，与其 它标准不同的是，v d a f s 只集中于自由曲面的数据交换，在c a d 的特定领域中应用的 很好。产品定义数据接口p d d i ( p r o d u c td e f m i t i o nd a t ai n t e r f a c e ) 计划是美国空军组织 实施的，目的在于定义完整的基于计算机的在设计和制造之间的产品定义数据接口。由 于当时i g e s 还不能满足几何、边界表示实体、公差和形状特征等这些产品数据的所有 要求，p d d i 定义了一些数据结构来满足这些要求，第一次提到了产品数据和产品生命 周期数据的概念。 1 9 8 3 年1 2 月，国际标准化组织i s o 设立了1 8 4 技术委员会( t c l 8 4 ) ，t c l 8 4 名为 工业自动化系统。t c l 8 4 下设第四分委员会( s c 4 ) ，s c 4 的领域是产品数据表达与交换。 i s ot c l 8 4 s c 4 制定的标准常被称为产品模型数据交换标准s t e p ( s t a n d a r df o rt 1 1 e e x c h a n g eo f p r o d u c tm o d e ld a t a ) 。 1 9 8 4 年，i g e s 组织设置了一个研究计划，称为p d e s ( p r o d u c td a t ae x c h a n g e s p e c i f i c a t i o n ) 。p d e s 计划的长期目标是为产品数据交换规范的建立开发一种方法论， 并运用这套方法论开发一个新的产品数据交换标准，新标准要求能克服i g e s 中已经意 识到的弱点，p d e s 计划与i g e s 相比一个显著特点是着重于产品模型信息的交换而不 - - 3 一种基于x m l 的数据接口及应用研究 是象i g e s 那样仅传递一些几何和图形数据。 1 9 8 8 年i s o 把美国的p d e s 文本作为s t e p 标准的建议草案公布，随后p d e s 的制 定工作并入s t e p 的制定中，p d e s 计划从p d e s 的制定转向s t e p 标准的应用，p d e s 也因此改名为“应用s t e p 进行产品数据交换( p r o d u c td a t ae x c h a n g eu s i n gs t e p ) ”。由 于p d e s 计划和s t e p 密切相关，习惯上常将两者合在一起称为p d e s s t e p 。s t e p 的 i s o 正式代号为i s o1 0 3 0 3 ，是一个关于产品数据计算机可理解的表示和交换的国际标 准，目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期中的产 品数据，产品生命周期包括产品的设计、制造、使用、维护和报废等。产品在各过程产 生的信息既多又复杂，而且分散在不同的部门和地方，这就要求这些产品信息以计算机 能理解的形式表示，而且在不同的计算机系统之间进行交换时保持致和完整。产品数 据的表达和交换，构成了s t e p 标准，s t e p 把产品信息的表达和用于数据交换的实现 方法区分开来。s t e p 定义必须包括以下几个基本功能：描述方法、资源信息模型、应 用协议、实现形式和一致性检验。 d x f ( d r a w i n ge x c h a n g ef o r m a t ) 是a u t o c a d 系统的图形数据文件格式之一，d x f 虽然不是以标准的形式被提出来的，但由于a u t o c a d 系统的普遍应用，使得d x f 成为 事实上的数据交换标准。d x f 是具有专门格式的a s c i i 码文本文件，它易于被其它程 序处理，主要用于实现高级语言编写的程序与a u t o c a d 系统的连接，或其它c a d 系统 与a u t o c a d 系统交换图形文件。 ( 2 ) 国内的发展情况1 1 0 。1 9 1 在国内，至今尚未提出一个有关c a x 方面的标准，而是完全采用国际标准，有的 已用作国家标准，如i g e s 和s t e p 等，另外由于种种因素也跟不上国际标准的更新和 发展，因此造成国内c a x 软件系统在数据交换标准化方面存在不少问题。国内的研究 基本上是基于i g e s 、s t e p 和d x f 等数据交换标准而进行的。我国于1 9 9 3 年9 月起将 i g e s 3 0 作为国家推荐标准。我国s t e p 标准的制订工作由c s b t st c l 5 9 s c 4 完成，s t e p 标准在我国的对应标准号为g b1 6 6 5 6 。北京航空航天大学国家8 6 3 c i m s 设计自动化工 程实验室采用s t e p 标准推出了金银花产品，另外清华大学c i m s 国家重点实验室、上 海交通大学c i m s 研究所、哈尔滨工程大学等院校都对s t e p 进行了一定的研究工作并 取得了一定的成果。在船舶行业中，上海7 0 2 所、江南重工集团、哈尔滨工程大学和大 连理工大学等研究单位积极推动了s t e p 在船舶行业中的发展。 综上所述，现在数据交换标准主要是i g e s 、s t e p 和d x f 三种标准，它们在c a x 系统之间的数据交换过程中起到了重要的作用，但它们都有一个共同点就是它们的文件 内容都是连续的数字和字符流，可读性差。在计算机网络的时代任何与计算机相关的事 物如果不能与网络相融合，它的发展将受到很大的限制，上述的所有数据交换标准都具 有与网络结合不好的缺点。所以，数据交换标准的下一个发展方向必定是与网络相互融 合的方向。在数据交换标准网络化方面，2 0 0 0 年西北工业大学的孙宏伟对从s t e p 到 v r m l ( v i r t u a lr e a l i t ym o d e l i n gl a n g u a g e ) 的格式转换技术进行了研究；为了弥补s t e p 原有描述方式不能很好应用于网络的缺陷，2 0 0 1 年华南理工大学的吴明慧借助x m l 提 出了s t e p 的w e b 表达形式x s t e p 。但这些研究的实质只是对已有的数据交换标准进 行了些修补工作，并没有根本上的改变，所以期待新的网络化数据交换标准的出现。 一4 一 - ： i j 二翌茎三圣翌兰塑墼塑堡旦垦 1 。2 2 计算机网络语言的发展概况阳工蚴】 应用研究 随着信息网络的飞速发展，信息资源的主流形式正逐步从图书、期刊等印刷型、静 态的、单一的、固定型的资料过渡到数字化、动态的、网络化、分布式的电子信息资源， 数字化文献开始成为网络时代的主流。为了规范数字化文献形式，s g m l ( s t a n d a r d g e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ) 、h t m l ( h y p e rt e x tm a r k u pl a n g u a g e ) 和x m l 三种标 记语言先后应运而生。 1 9 8 6 年首次公布s g m l 作为国际标准0 s 0 8 8 7 9 ) ，它利用通用方式和元标识语言对 电子文件的结构和内容进行标记，实现各类文献结构和内容的系统化标准化描述，从而 建立起通用数字化文献。由于s g m l 标记语言极其精密和复杂，所以没有被广泛地应用。 h t m l 是由s g m l 这个元语言定义的，h t m l 中所定义的标记是固定的。这种固 定的语法使得h t m l 易学易用，很快成为i n t e m e t 上发布信息广泛使用的一种标准格式， 有力推动了w e b 的发展。h t m l 侧重于主页表现形式的描述，h t m l 自身的特点使它 蕴藏了许多危机，随着它不断的发展，这些危机不但没有减弱，反而越来越突出，已经 成为它继续发展和应用的障碍。 1 9 9 6 年，万维网联盟( w 3 c ，t h ew o r l dw e bc o n s o r t i u m ) 开始对h t m l 的后续语言 进行研究，1 9 9 8 年2 月l o 日正式推出了x m l 。s g m l 和h t m l 是x m l 的两个先驱， 这两个语言都是非常成功的置标语言，但是它们都在某些方面存在缺陷，x m l 由此而 生。在短短的几年时间内，人们已经利用x m l 标准衍生出许许多多的置标语言和协议 规范，例如，专门应用于数学领域的m a t h m l ( m a t h i m a t i cm a r k u pl a n g u a g e ) 和应用于化 学领域的c m l ( c h e m i c a lm a r k u pl a n g u a g e ) 等等。 现在x m l 技术正渗透于各行各业，有着越来越多的应用。国内外高校和研究院所 等机构对x m l 进行了大量的研究与应用【2 5 。3 0 1 ，取得了很好的成果。但利用x m l 技术 对船舶行业的软件系统之间的数据交换进行研究还鲜为少见，在此方面大连理工大学的 陈明在其博士论文中进行了一些探索性研究【3 。 1 3 本文研究内容 针对目前船舶行业c a x 软件系统之间数据交换的问题，考虑计算机网络发展的要 求，本文提出了基于x m l 技术解决软件系统之间的数据交换问题的思想。将x m l 技 术应用于船舶行业，一方面可以满足船舶c a x 软件系统之间进行数据交换的要求，另 一方面由于x m l 是当今最有生命力和发展潜力的网络语言，基于x m l 的船舶数据交 换的研究必将很好地与网络相融合，以适用计算机网络的发展。 数据接口的研究工作一方面需要理论知识的指导，更重要的另一方面是数据接口的 实际验证与应用。本文选择a u t o c a d 系统作为数据接口的实现平台。在参与o d a o p a 滚装运输安全性研究( 赵东项目) 过程中，对a u t o c a d 2 0 0 2 环境下驳船自动配载进行 了研究，熟练掌握了a u t o c a d 的二次开发技术，为数据接口的实际应用奠定了实现基 础。 本文在对x m