1绪论
1.1引言
人类在日常生活和生产活动中，材料是人类生存的物质基础，是人类文明程度的重要鉴证，是人类实现自动化所必须的物质保障。随着人类文明程度的不断提高，所需要的材料种类也与日增加，若每次使用材料都要测试其性能，这不仅费时费力，还费料，无法与现阶段技术衔接，因此材料科学这门学科便应运而生m。在这方面，世界发达国家已高度重视，在材料数据库方面投入了大量的人力和资金进行研究。材料科学数据库是对材料的研究和应用的一个重要基础。经20多年的发展历程证明，材料数据库不仅可以获得材料信息和性能数据，还能提供常见的数据库查询和检索功能,并且还可以结合人工智能技术,构成材料性能预测或材料设计专家系统，在现代工业材料工程和机械制造行业中扮演着重要的角色^。在计算机辅助技术发展的今天，和材料数据库技术结合CAD / CAE / CAM计算机辅助设计和制造系统，而且还提高了机械制造业,工业生产和材料设计水平是最重要的一种方式。作者根据之前的数据库幵发经验和最近的一项研究，通过分析和研究的进一步发展形成了一些意见，讨论了材料数据库版本。合理的材料选择、科学处理和精确的设计直接影响到产品的成本和质量，甚至影响社会的发展和进步。近年来，随着计算机技术的发展，特别是数据库技术、材料科学数据库在科学研究和生产的优势和重要性不断增长,得到越来越多的广泛使用,在一个越来越重要的位置。此外,在狭义上分为材料性能数据库、数据库、材料技术材料成分数据库等等,但是材料数据库通常包括材料的性能、组件、和处理过程,实验条件、材料应用和评价数据等。
合理的材料选择方式及处理方法将会直接影响设备的生产成本和产品质量，材料信息系统将对材料的实验研究，生产，加工的等环节的数据以及材料的大量使用情况进行全方位数据及图像显示，人们在使用的过程中少走弯路。发达国家在这方面起步很早，他们数据库建设比较完善，公共数据库建设发展速度很快；中国在这个领域起步较晚,截止目前,很少看到完美的中国材料数据库建设水平很低且很不完善，具体表现在数据库规模单一、服务质量差、标准化差，输入/输出值少,使用效果不理想，导致商业化程度低，低水平的材料数据库重复创建现象严重等。因此，我国的材料科学数据库建设必须尽快解决，材料数据库的科学合理创建已成为材料科学技术人员的一个重要任务⑷。材料科学数据库的一个分支机械加工材料数据库系统总结了各种材料和数据及技术标准，合理的材料选择和处理标准的正确的方法会影响产品的质量和效率，基于一定的编程语言和数据库技术，合理开发和建立机械加工材料数据库。这是我论文的重点内容。
1.2研究现状及其发展趋势
1.2.1概述
材料科学数据库是以材料的分析和方便应用为目的所组建的一种应用程序系统，随着科技的进步和电子产品的进一步升级，计算机技术水平也在不断提高，数据库应用的范围是越来越宽广，伴随的是对数据库技术的要求是倍增式的提高。因此，材料数据库技术的开发世界各国都在聚集人力物力财力进行研究^。发达国家群体中最早幵始是美国，其次是日本和前苏联，再就是东欧国家，如德国、英国、法国、荷兰等，这些国家在材料数据库方面取得了很大的成效。中国的数据库开发时期是发展中国中国家中起步较早的,目前中国建立了一些科学研究机构，虽然在大学和学院等单位中，也幵始建立自己的数据库，但多数是功能比较单一的数据库，造成数据量小，数据库内的材料种类少的情况，并且还只有在局域网和个人电脑使用，无法与外界接轨，导致学校间、学院间重复性建设，不单是浪费人力物力财力，还造成创建的数据库科技水平较低，无法创建高水平的材料数据库。中国科技工作者经过20年的不懈努力，中国材料数据库有了很大的发展,我国当前材料数据库不仅具备了获取信息和性能数据,提供常见的数据库查询和检索功能,而且还与人工智能技术结合,构成材料性能预测专家系统设计,材料数据库技术也日续完善，现代工业工程材料和机械制造行业发挥重要影响。
2系统开发的方法和工具选择
2.1本系统开发的方法及关键技术
2.1.1软件工程方法
在软件开发的早期，人们常用的软件幵发方法是边写边改法。这种开发方法在应用幵发中最为快捷，但由于其开发的随意性，因而也最为低效。同时，使用该方法的项目常常因为管理失控而终结。基于这种情况，业界人士借鉴其它工程领域的方法，提出了许多有规则可言的软件系统幵发方法。最著名的当数“瀑布式”方法了，即把软件开发过程分解成这样一些阶段：制定开发计划、需求分析和定义、系统设计、编码实现、测试验证。然而，在软件幵发实践中完全遵循这种过程取得成功的案例并不多。其原因主要在于这种方法有一个前提条件，那就是系统需求必须明确、不变。但在现实应用中，这几乎是不可能的。需求通常模糊不清，并且在系统开发期间随时都有可能发生变化。因此软件开发要求采用的方法过程也必须能适应这种变化，这就出现了其它一些软件幵发方法。软件工程是研究和应用如何以系统性的、规范化的、可定量的过程化方法去幵发和维护软件，以及如何把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来。软件工程从管理和技术两个方面研究如何更好地开发和维护计算机软件的问题,很好地解决了软件产业中的一系列问题。国外大的软件公司和机构一直在研究软件开发方法这个概念性的东西，而且也提出了很多实际的开发方法，典型代表有结构化系统幵发方法和原型法。
1) 结构化开发方法
结构化系统幵发方法（SSA&D或SADT),是自顶向下结构化方法、工程化的系统开发方法和生命周期方法的结合，它是迄今为止开法方法中应用最普遍、最成熟的一种。其基本思想是：用系统工程的思想和工程化的方法，按用户至上的原则，结构化，模块化，自顶向下地对系统进行分析与设计。具体来说，就是先将整个信息系统开发过程划分出若干个相对独立的阶段，如系统规划、系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护等。在前三个阶段坚持自顶向下地对系统进行结构化划分。在系统调查或理顺管理业务时，应从最顶层的管理业务人手，逐步深人至最基层。在系统分析，提出新系统方案和系统设计时，应从宏观整体考虑人手，先考虑系统整体的优化，然后再考虑局部的优化问题。在系统实施阶段，则应坚持自底向上地逐步实施。也就是说，组织人力从最基层的模块做起(编程），然后按照系统设计的结构，将模块一个个拼接到一起进行调试，自底向上、逐渐地构成整体系统。
3数据库的设计与实现........... 20
3.1设计思想及设计流程.......... 22
3.1.1设计思想 ..........23
3.1.2数据库设计流程..........24
3.2需求分析.......... 25
3.2.1信息需求.......... 26
3.2.2功能需求.......... 27
3.3概念设计.......... 29
3.4逻辑设计.......... 31
3.5物理设计.......... 33
3.6数据库功能设计.......... 35
3.7本章小结.......... 36
4系统模块设计与实现.......... 37
4.1系统模块设计 ..........37
4.2数据库连接的实现.......... 43
4.3系统幵发关键技术.......... 47
4.3.1精确查询.......... 47
4.3.2精确查询.......... 49
4.3.3多条件定量查询.......... 50
4.3.4多条件组合查询 51
4.4本章小结 ..........52
5系统运行实例.......... 53
5.1系统登录模块测试.......... 53
5.2工件材料数据库运行实例.......... 54
结论
本文是建立基于Windows环境下以常用桌面开发系统数据库Access关系数据库为后台数据库、以典型系统数据库幵发工具PowerBuilder作为前台关系系统的综合管理系统。该系统涵盖了机械加工过程中工件材料、刀具材料以及己知刀具和加工材料情况下切削用量等资源的数据库，包括内容有：材料的成分、热处理工艺、物理性能等。数据库系统具有的功能有读取一个数据库、增加数据库记录、删除数据库记录、查询数据库记录等，基本完成了预定的研究计划，初步到达了预期的效果。本文主要的工作总结如下：
1)查阅了大量涉及机械加工过程的书籍和资料，介绍了国内外材料数据库系统的发展状况、发展趋势，分析了建立机械加工材料数据库的意义。
2)介绍了数据库系统幵发方法的工具及其方法，具体包括系统开发的面向对象方法，用于数据物理存储的Access数据库，用于系统前端开发的工具PowerBuilder，以及PowerBuilder与Access数据库连接方法与接口 ODBC,实现最终系统查询用的标准化查询语与SQL。
3)完成了数据库系统的设计方案并完成了机械加工材料数据库的设计。对系统包含的三个数据库做了系统的论述，给出了各子库的性能参数，并对每个库进行了概念结构设计和逻辑结构设计，并完成数据的物理存储，为系统开发提供了数据资源。
4)分析说明了本论文系统最终要能实现的功能，并具体介绍了在Windows下以PB作为丌发工具建立数据库的过程，其中包括应用程序的设计、登录窗口的设计、主界面的设计、材料数据库等子库的界面设计和窗口，以及用户管理的情况。
6)建立了基于Windows环境的数据库管理系统，并根据用户级别设置相应权限。最高权限的系统管理员可以对数据库中所有材料数据以及使用数据库的所有人员进行管理，保证系统的安全运行。
7)在完成数据库设计以及系统开发之后，最后对数据库进行测试，包含登录模块的测试，查询的测试，并通过运行示例来展示数据库所具有的功能，确保系统能正常工作，达到预期效果。
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