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《计算机在材料科学中的应用》
第五章材料数据库和新材料、新合金的设计
数据库系统的组成与结构
材料科学与工程数据库
专家系统
人工神经网络技术
人工神经网络在材料科学中的应用
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把数据和数据的定义集中统一管理,由用户按照自己
的需要分别加以应用,导致了数据库管理技术的产生
和发展
数据库技术的发展促进了各种计算机应用系统和集成
化的信息系统的建立
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数据库系统概述
数据的管理经历了人工管理、文件管理和数据库管理几个阶段。
年代特征
20世纪60 数据库技术及其应大多基于层次数据模型和网络数据模型
年代用系统最早出现
20世纪70- 迅速发展关系数据库理论发展迅速:简单清晰、易理
80年代解和掌握。
20世纪80 迅猛发展面向对象数据库:主要表现在数据库技术的
年代发展涉及到各种工程和科技领域,如分布式
数据库、工程数据库、模糊数据库、并行数
据库和多媒体数据库等
当前面向最好的关系数据库。
数据库技术已成为一门新兴学科:通用化、
标准化和理想化
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数据库管理系统
数据库管理系统(Data Base Management Systems, DBMS):
负责数据库管理和维护的软件系统。
 DBMS主要有:DBASE、FoxBase、FoxPro、INFORMIX、
ORACLE、DB2。都是关系型DBMS
 ORACLE优于其他各种DBMS的两个突出特点:
在大、中、小及微型计算机中都能应用
具有分布式功能
数据库管理系统通常由数据描述和操纵语言、数据库管理控
制程序、数据库服务程序三部分组成。
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数据库系统结构:三个部分及三级模式
数据库:结构化的相关数据的集合,有数据间的关联性,独立于应
用程序而存在,是数据库系统的核心和管理对象。
物理存储器:存储数据的介质,如光盘、磁盘、磁带等。
数据库软件:负责对数据库管理和维护的软件,其核心是DBMS。
三级结构:子模式、模式和存储模式。
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数据库数据主要特证
数据共享:多用户同时使用全部或部分数据
数据独立性:每个用户所使用的数据有其自身的逻辑机构
减少数据冗余:数据集中管理,统一组织、定义和存储
数据的结构化:数据的相互关联和记录类型的相互关联
统一的数据保护功能:并发控制的问题,加强了对数据的保护
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工程数据库的应用
工程数据系统:适合于CAD/CAM、CIM(计算机集成制造)等
工程应用领域。将数据进行集合及其管理、利用,从而对工程数
据建立数据库系统,用于储存、管理和使用面向工程设计所需要
的工程数据和数据模型,是将工程方法与数据库技术结合起来,
并将人工智能及专家系统与数据库相结合,建成智能化的
CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)集成系统。
工程数据库系统的建立包括两项重要工作:
选择合适的DBMS作为其开发平台,
将工程数据映射成DBMS支持的数据模型,利用DBMS提供的
数据定义语言和数据操纵语言,设计数据库的结构,提供操纵数
据库数据的用户界面。 7

工程数据库的应用
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材料数据库的发展
计算机材料性能数据库具有下列优点:
①储存信息量大且存取速度快
②查询方便,由材料查性能,也可以由性能查材料
③通过比较不同材料的性能数据,进行选材或材料代用
④使用灵活,及时对材料的数据进行补充、更新和修改
⑤功能强大,实现单位的自动转换、图形化表示数据、进行数据
的派生
⑥应用广泛,配合CAD、CAM实现计算机辅助选材,还可以设
计材料性能预测或材料设计的专家系统。
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材料数据库的发展
国外:美国是世界上数据库开发和应用最发达国家,目前它拥有
的数据库数量和规模都居首位。以美国国家标准局为例就
建有数十个各类数据库,其中材料数据库占很大比例。
合金相图数据库陶瓷相图数据库材料腐蚀数据库
材料摩擦磨损数据库晶体数据库材料性能数据库
金属弹性性能数据库金属扩散数据库
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