CIMS中的计算机网络与数据库【PPT课件】

计算机集成制造系统概论 (7) 计算机集成制造系统概论 第一章 第二章 计算机辅助设计 第三章 计算机辅助制造 第四章 计算机辅助工艺规程设计 第五章 计算机辅助质量保证 第六章 现代企业管理信息系统 第七章 计算机集成制造系统概论 第七章 第七章 1. 在 其通信特点各不相同： (1)企业级通信： 该层通信活动多涉及决策 、 管理 、 销售 、 开发 、 办公自动化等；在处理功能上涉及文件传输 、 事务处理 、数据检索等 。 其通信特点： 数据容量大 ， 数据寿命长 ， 响应时间要求不高； 同层通信量大 ， 而与相邻层通信量小 。 该层主要设备有主机 (大 、 中型机 )、 小型机等 。 第七章 (2)工厂级通信： 该层通信活动面向产品设计 ( 制造( 生产计划与调度 ( 维护等；其通信特点： 数据量大 ， 数据寿命长 ， 响应速度稍快些； 该层与下层通信量大 。 该层主要设备有小型机 、 工作站等 。 (3)车间 /区域级通信： 该层通信活动涉及生产调度 、 生产控制与协调 、 作业管理等；它与工厂层联系密切 。 其通信特点与工厂层类似 。 第七章 (4)单元级通信： 该层负责单元内的活动 ， 协调加工站的活动等；其通信活动为两种： 在本级中为协调任务而进行信息交换； 对加工站进行同步控制 ， 信息交换 。 它们分别为横向与纵向通信 。 (5)加工工作站级通信： 该层负责生成和控制各个设备的工序 ，同步控制不同设备等；其通信活动比单元级频繁 。 上述两级 (单元级 、 工作站级 )通信特点： 数据量小 ， 数据寿命短； 接收与响应时间很快 (几百毫秒级 )； 需要程序文件加载服务 ， 但不需要文件传输服务 。 第七章 (6)设备级通信： 该层次中存在大量设备 ， 但它们之间通信量很小 ， 主要是与上层的垂直纵向通信 ， 且一般不需要对接收信息进行确认 。 其通信特点： 数据量小 ， 数据寿命很短； 本层与加工站层通信量很大 。 第七章 2. 面向 为了满足 就要建立与之相适应的计算机网络 。 考虑要点如下： (1)采用局域网技术 ( 覆盖范围适中 ， 数据速率高 ， 安装与维护简单 ， 非常适合于制造环境的通信 ， 支持 (2)采用由多个异构局域网构成的互联网络 ， 形成分布式控制系统：可以支持 以选择多种传输媒体和访问方式 ， 适应不同通信需求；还可以降低子系统复杂性 ， 减少单个网中的结点数 ， 便于故障检测 、 隔离与排除 ，提高系统可靠性 。 第七章 (3)采用开放体系结构，即 证不同子系统及局域网的互联，保证 总之 ， 面向 第七章 向 1. (1)由美国通用汽车公司 82年提出的用于工厂自动化环境的局域网标准。由美国波音公司 85年提出的用于办公室自动化环境的局域网标准。 86年， 87年， 用成熟的 免了重复开发。 第七章 向 (2)为 7个协议层。 应用层 表示层 会话层 传输层 473 327 823 571) 506) 网络层 链路层 物理层 7 6 5 4 3 2 1 第七章 向 物理层 /媒质访问控制子层： 采用 即总线 物理电缆： 75欧姆同轴电缆 。 宽带 采用宽带多级双二进制调制方式 (幅 /相位键控法 )， 将频带分割为 6个信道 ， 每个信道有 12 信道速率为 10需要总线头端调制器 。 载波带 采用相位相干调制方式 (移键控法 )，不用头端调制器 ， 但传输长度不超过 1000米 ， 信道速率为5 链路层： 选用无连接 (数据报 )服务 ， 即 逻辑链路控制 )。 第七章 向 网络层： 选用 473无连接互连网协议 ， 允许不同类局部网互连 。 传送层 (传输层 )： 选用 473的第四类协议 ， 即 完成面向连接的服务 。 会话层： 选用 327面向连接的会话协议的核心与全双工功能单元 。 表示层： 选用 823的核心功能单元 ， 提供数据格式变换服务 。 第七章 向 应用层： 采用三种交互方式： 联系控制服务 共应用服务单元 )的核心功能 ， 实现网络进程通信； 文件传输服务 571)： 实现文件传递 ， 存取 ， 管理； 制造报文服务 506)： 在异构自动化环境中 ， 负责制造设备通信 、 制造实时控制；采用了虚拟设备概念；提供了客户 /服务器形式 。 其内容包括： 506 I(服务规范 )， 506 议规范 )，506 器人控制 )， D 9506 控 )， D 9506 V(可编程控制器 )， 506 程控制 ) 第七章 向 (3)是在物理层与应用层有差异。 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 7 6 5 4 3 2 1 02 473 327 823 七章 向 物理层： 采用 送时检测冲突的访问方式 )、 线、 形网 ，可灵活选择其一。 应用层： 采用多种交互方式，包括： 件传输访问与管理 业传递与加工 拟终端 子邮件、报文处理系统 据采集 程数据访问 第七章 向 2. 基于 根据 设计多层结构的 (1)企业级： 采用 以互连主机、工作站等。 适合企业级的通信特点。其多种服务，如 以支持企业经营管理、决策、 连，也与下层 (2)工厂级： 采用宽带 产调度、 可以连接车间 /区域级控制设备，监督协调车间生产过程。 决策 管理 经营 企业级 工厂主干网： 或 工厂级 车间 / 区域级 单元级 加工 站级 设备级 车间控制 护 单元控制 信桥 信桥 车间子网： 车间子网： 站 机器人 地总线控制器 场地总线 传感器 测量器 公共 数据网 (第七章 第七章 向 (3)车间 /区域级： 从经济角度考虑，在车间级采用载波带成分布于整个工厂的通信网络；每个子网可连接单元控制器，组成装配线、测试线、生产线；子网可以连接多个加工站控制器，实现任务的协调与同步，实现波带 成纵向通信渠道。 (4)单元级： 与载波带 (5)加工站级： 同上。 (6)设备级： 采用场地总线代替载波带 利于互连各类底层设备。场地总线实现简单，性能价格比好。 (双绞线， 10K 。场地总线通过场地总线控制器与受控制器同步控制。 计算机集成制造系统概论 第七章 第七章 信息集成是 据库是 1. (1)数据结构、类型、数据联系复杂； (2)企业中的用于不同目的的数据库业已存在，且各不相同，存在信息孤岛； (3)数据赖以存在的软硬件环境是异构分布型的； (4) 第七章 2. (1)多数据库集成 对 决共享问题。其中涉及异构数据库集成技术、联邦数据库等。 (2)异构分布数据库管理方法 包括异构 源数据库模型、多源数据语言、模式转换等等。 (3)涉及 放式客户 /服务器技术、开放式 第七章 2. (4)涉及 长文本数据库技术、产品数据管理 (5)企业数据仓库技术 涉及数据仓库、数据挖掘、数据聚类等等。 在上述研究中， 第七章 联邦数据库 1. 概念 联邦数据库系统 （ 是在各个成员数据库系统保持相对局部自治条件下 ， 可以通过协商进行合作的数据库集成系统 。 2. 特点 (1)成员自治性： 保持自己局部操作的特性 ， 自己决定概念模式 、 它与其他成员的联系方式 。 (2)协商合作： 透明地互访 ，从而共享资源 。 它是完全异构的多数据库系统 。 第七章 联邦数据库 3. 对于一组异构的 i = 1,2,.,n)， 将其中的每个成员 其中 ， 接收 、 分解和执行外来查询的服务器 。 各 过 与其他成员交互 。 第七章 联邦数据库 F - D B M D B M D B M D B M M 心 D B M 心 D B M M 成员 1 成员 2结果结果结果结果语言 1语言 1语言 2语言 2语言 2语言 1数据库1数据库2联邦数据库 体系结构 第七章 开放式多数据库集成系统 1. 体系结构 开放式多数据库系统体系结构采用客户 /服务器模型，分为四个层次。 (1)网络层： 主要利用网络服务系统来实现中间语言类 格数据结果、参数、状态信息与控制信息的传输功能。 (2)标准接口层： 主要提供统一的数据库标准接口，体现开放性；包括开放顾客接口和开放服务器接口两个对应的模块。其中， 第七章 开放式多数据库集成系统 开放顾客接口 负责类 开放服务器接口 负责接收类 送表格数据结果。 (3)异构同化层： 主要负责用户应用程序与底层数据库间的数据模式、数据语言的转换工作，完成异构同化功能。包括开放顾客和开放服务器两个对应的模块。其中， 开放顾客 应付异构顾客，负责将用户应用程序中的数据库语言转换成类 返回的表格数据结果转换为用户要求的数据结果格式； 第七章 开放式多数据库集成系统 开放服务器 应付异构数据库，负责将类 提交数据库服务器的执行，把数据库服务器的结果转换为表格数据结果返回给顾客。 (4)应用层： 向顾客提供了一种透明的数据库机制。它包括顾客应用和数据库服务器。其中， 顾客应用 负责接收用户的数据库请求 (以特定形式，如应用程序形式 )，并转给开放顾客，把返回的数据结果提交给用户； 数据库服务器 实际上就是局部 责执行数据库请求，并把操作结果提交给开放服务器。 顾客应用开放顾客开放顾客接口顾客应用开放顾客数据库服务器开放服务器开放服务器接口开放顾客接口数据库 1数据库服务器开放服务器开放服务器接口数据库 Q Q 求结果 结果表格数据结果表格数据结果同化同化 界面同化 界面顾客 1顾客 第七章 开放式 多数据库 系统 体系结构 第七章 开放式多数据库集成系统 (1)多源数据模型 多源模式： 一个多源模式 P ., 多源子模式： 一个多源子模式 p , 其中 ， 这就意味着 第七章 开放式多数据库集成系统 源标签可定义为一个四元组： | 表示相应多源子模式 其中 ， 局部数据库 )； 第七章 多源查询处理器局部查询处理器开放服务器接口标准库接口开放顾客接口数据库 1开放服务器接口数据库 Q L 请求请求 表格数据结果异构同化 层局部查询 局部查询局部结果 局部结果局部查询处理器标准库接口标准库接口表格数据结果表格数据结果类 S Q L 请求分布查询 结果应用查询处理器多源查询 全局结果应用查询 开放式多数据库集成系统 (2)多源数据库集成系统结构 第七章 开放式多数据库集成系统 (3)多源数据语言 数据库集成语言： 数据库集成语言主要是 其内容涉及：多源模式 (集成模式 )、 多源子模式 、 多源属性 、 源标签 、 局部数据库 、 局部子模式 、 导航属性及导航描述