多层对象模型（精选5篇）
多层对象模型 篇1
0 引言
网络描述模型的产生是为了解决网络复杂性和快速性所带来的问题。统一的网络结构描述模型,能够清晰、准确得表示目标网络中的各种网元及网元之间的关系,给出网络的节点、链路及相关属性信息的描述标准,实现对网络的拓扑结构、业务逻辑关系、协议分布等信息的有序描述与可视化展示。
针对网络的复杂性和态势展示的需求,国内外已提出一些相关技术,但还存在一些不足,如存在适用范围的局限性、不能适用于动态变化的网络、描述内容简单不能反映网络分布情况、不能描述结构过于复杂的网络等。通过对各种网络结构描述方法的优缺点进行分析,本文提出了基于NDL的面向对象的多层网络描述模型M-NDM。
本文提出的多层网络结构描述模型M-NDM,就是网络分析人员通过对网络多层协议的分析,获取网络拓扑结构、业务逻辑关系、协议分布等多层信息的有序描述。例如,通过对ARP、PPP等协议的地址字段分析,可以发现网络中设备的物理地址、设备的物理连接关系等信息;基于信令协议分析,可以推导业务控制服务器的位置、类型等信息,发现业务的逻辑关系;基于应用协议,可以识别网络中不同服务器的属性、位置,还原应用拓扑。通过研制M-NDM软件及相关试验,验证了M-NDM描述规范的正确性以及M-NDM的网络结构描述可视化的可行性。
1 可采取的几种网络结构描述方法
针对网络结构描述方法的研究,国内外已提出一些相关技术,包括李强国等人提出的并行机互联网络拓扑结构描述语言、杨鹏等人提出的基于交互的网络服务体系结构描述语言、谢红漫等人提出的基于分层的网络拓扑结构可视化研究方法、张伟明等人提出的一种用于描述拓扑图的语言、网络描述方法NDL等,对各种网络结构描述方法的分析如下:
1.1 一种通用的面向并行机静态互联网络拓扑结构的描述语言TOD
TOD是以图的运算为核心完成拓扑结构的描述,通过基础运算、扩展运算和带条件的运算可以简便地描述主流的并行机拓扑结构。TOD的描述过程主要是运算过程,因此描述复杂度由目标系统互联网络拓扑结构的规律性强度决定,而与其规模无关,适用于并行机的静态互联网络的结构描述。
1.2 一种基于交互的网络服务体系结构描述语言 INSADL
INSADL语言详细介绍了实体构件、交互连接件、端口、角色及网络体系结构配置等主要建模元素的语法定义,明确区分了类型和实例2个概念。它能够从特定网络系统的全局组织和总体结构入手,将具体网络系统的体系结构分解成多个实体构件实例和交互连接件实例,为面向服务的新一代网络体系结构的形式化建模、描述和分析等研究奠定了坚实的基础,适用于描述基于交互的网络服务体系结构。
1.3 基于分层的网络拓扑结构可视化方法研究
该方法的特点是以分层的方式来进行网络拓扑的显示,主要设备和次要设备分属于不同的显示层次。网络拓扑关系可以采用无向图的形式表示,包含顶点和边的两种数据结构。顶点统一表示所有要被显示的设备,包括子网和路由器;边表示设备之间存在的连接关系,从而构建出整个网络的拓扑关系。此方法适用于描述小规模网络拓扑结构,但是当网络设备过多时,存储数据复杂,显示结果不准确。
1.4 拓扑图描述语言 TGL
在网络拓扑可视化类库TopV is Library的设计与实现中,提出的拓扑图描述语言TGL,它是针对TopV is Library而设计的一种用于描述拓扑图的语言。TGL主要由段类别、属性和属性类型3类关键字构成,网络拓扑文件由TGL描述,由5部分组成:起始段、图描述段、节点描述段、连接描述段和属性描述段,段之间以“;”相隔,描述简单清晰、易于阅读,但是其主要针对网络拓扑可视化类库提出的,主要是为了网络拓扑的可视化,其它技术描述则不关心。
1.5 网络描述方法 NDL
NDL是一种面向对象的网络描述方法,其描述文件基于RDF/XML的描述方式,这也是NDL优于其他网络结构描述方法的原因之一。NDL v.2主要包含拓扑、层、技术、能力、域和物理层六类描述规范,在每种描述规范下都定义其各自的类和属性内容,并通过类间的继承性将不同的描述规范内容彼此连接起来,易于解析,可扩展性强。因此,该方法能够为应用程序、网络和服务提供者提供一种通用的语义结构,从而使得它们之间的通信情况非常清晰。
本文主要基于NDL网络描述模型,提出一种面向对象的多层网络结构描述模型M-NDM,并通过试验验证了M-NDM描述规范的正确性,以及基于M-NDM的网络结构信息描述可视化的可行性。
2 基 于 NDL 的 面 向 对象 的 多 层 网络 结 构 描 述模 型M-NDM
由于NDL给出的描述规范,多是侧重于描述网络的物理传送能力,尤其是针对光传送网的描述。为了满足多层次网络结构分析信息的描述需要,在NDL已定义的类和属性基础上,针对网络结构要素进行了扩展,增加对网络中的设备、协议、接口、能力领域的要素描述,形成基于NDL的面向对象的多层网络结构描述模型M-NDM。M-NDM包括六个核心描述规范,分别为域描述规范、层描述规范、设备描述规范、协议描述规范、能力描述规范和接口描述规范。具体分层情况如图1所示。
域描述规范作为网络结构描述最顶层和概要的描述,将网络描述结果划分不同的管理域,从而能够针对不同域之间的网络连接关系、同一个域内的网络结构进行描述和展示,实现跨域的网络结构描述结果。
层描述规范主要用于描述同一个域内网络结构描述结果的网络分层关系,包括链路层、网络层、传输层和应用层4个子类,根据分析结果,协议、接口、设备分别包含分层的属性。
设备描述规范根据设备的功能不同,划分为安全设备、网络传输设备、用户设备等类型。其中,安全设备包括防病毒设备、认证设备、入侵检测设备等;网络传输设备主要包括路由器、交换机等;用户设备包括用户终端、服务器、管理设备等。
协议描述规范基于分层的思想定义了各层协议的类型,并通过hasprotocol属性将设备类、接口类与协议类关联起来,用于描述从设备、接口中解析到的协议内容信息。根据协议的不同分层将协议描述规范划分为链路层协议、网络层协议、传输层协议、应用层协议、路由协议以及其他。
能力描述规范定义了网络结构描述模型中各种类、元素、属性之间的关系和具备的能力,包括:完成、组成、冲突、依赖、拥有、需要、包含接口、包含协议等能力属性。
接口描述规范要与设备、协议类进行继承和关联,例如,通过switchedT o、linkT o和connected To属性将描述不同设备间或同一设备内不同接口或同一接口连接起来,以便可以通过可视化工具给出网络结构拓扑图,将分布情况以图形方式展示给网络管理人员。
3 网络结构描述模型软件设计及试验
多层网络结构描述模型M-NDM软件,是基于网络结构描述语言NDL的描述规范并进行扩展,采用面向对象的设计方法,以动态库的方式构造网络元素、网络拓扑、网络连接关系相关的结构要素类库,通过对象工厂模式供分析者使用,并将分析结果通过统一的XML文件进行输出。M-NDM是多个协议分析模块与数据融合中心交互数据的基础,各个模块的分析结果统一使用M-NDM进行描述。
3.1 软件功能模块
多层网络结构描述模型M-NDM软件,共包含三个组成模块:M-NDM类工厂模块、M-NDM类库模块及格式化XML结果文件输出模块,如图2所示。
输入:分析人员通过工厂模式将获取的网络结构要素数据输入到多层网络结构描述模型软件M-NDM中,根据M-NDM类库中各类之间的继承和关联关系,分别构造各探测结果的具体类;
输出:网络结构描述模型软件根据分析人员构造的类及填写的网络要素数据,输出序列化、格式化的XML结果文件,供网络分析人员进行调用,为进一步分析网络拓扑奠定基础;同时能够在界面上进行网络拓扑结果的显示。
3.2 总体实现流程
网络结构分析人员通过对网络进行结构分析,以路由器(Router)为例,分析人员调用相应工厂类接口;在对象工厂中构造具体Router类的对象,并将分析获取的对象属性按需加入到Router类中;根据类之间的继承和关联关系,对分析结果进行序列化,生成标准格式的XML文件,并将XML文件返回给分析人员进行输出,具体流程如图3所示。
3.3 试验结果
为了描述M-NDM模型在网络结构信息描述与展示应用中的可行性,进行了网络结构描述试验。针对M-NDM的描述规范,使用XML语言生成了XML文件,截取部分显示结果如图4所示;并将XML文件传输至网络结构要素描述模型可视化系统中进行展示,生成网络拓扑图,如图5所示。
4 结束语
根据以上介绍,本文的目的是使更多的网络技术科研工作者了解M-NDM模型的组成和应用方法。基于NDL的面向对象的多层网络结构描述模型生成简单、易于解析,使使用者能够清晰地了解网络结构的组成和分布情况。希望可以有更多学者致力于网络结构描述方法的研究上,使其成为一项成熟而完善的技术。
多层对象模型 篇2
【关健词】模型字典;模型库管理系统;分布式多层技术
随着软件应用范围的日益拓展，软件规模越来越大，结构也越来越复杂，对于很多功能相同或相近的软件系统，都可以通过模型复用的技术重用已有的成果，以降低软件开发费用、提高开发效率、保证软件质量和可靠性。
基于分布式多层结构的模型库管理系统，能够更加广泛地共享已有模型资源，增加了模型的重复使用性，整个系统的开发和维护成本都降低了，性能也大幅提升。
1.模型库管理系统的应用分析
模型库系统是对模型進行分类和维护、支持模型的生成、存储、查询、运行和分析应用的软件系统，主要包括模型库、模型库管理系统，以模型库为基础的应用程序和模型库管理员等4个部分。模型库是为一定目的服务，以特定的结构存储的相关联的模型集合。模型库管理系统是处理模型存取和各种管理控制的软件，实现对模型库系统的有效管理，是模型库系统的核心组成。模型库系统的好坏关键看其模型库管理系统设计是否科学有效。
1.1 模型库管理系统的用户分析
模型库管理系统具有多层次的用户，其中，模型库管理员通过管理系统对模型库进行规划、设计、协调、实现、维护、测试等。开发人员通过模型库管理系统实现对现有模型的查询，根据其算法、精度等特征决定已有模型在新应用中的可复用程度。应用程序通过模型库管理系统调用模型库中模型，得到运行后的结果数据，提交给用户界面。
1.2 模型库管理系统的基本功能
根据模型库管理系统的应用，模型库管理系统一般包括以下几个基本功能：模型的表示，用知识、数据、子程序、对象等方法表示基本模型;模型的存储，提供模型在计算机中的存储方式，便于进行模型管理;模型的维护，提供模型的增加、删除、修改、查询、浏览、帮助等功能;模型的运行，模型独立于数据而存在，仅在运行时才与数据相结合，从数据库调取数据，得出计算结果，提供给系统前台;模型的测试，对于每一个模型，系统都应提供检测模块，便于用户测试模型的正确性和准确性;控制管理，包括安全保密控制、优先级控制、完整性控制和开发控制等。
1.3 实现模型库管理系统的技术分析
设计模型库管理系统应达到如下目标：有效的模型表示方法，能够涵盖模型的理论模型、数学模型、工程模型、应用领域、精度、误差、算法复杂度以及所需要的数据等;优良的人机用户界面，能够支持模型的各种特征视图，支持具有查询、应用等不同需求的用户;可靠接口，能够实现模型与数据和管理系统的有效联接;模型的理论模型、数学模型和工程模型应相对独立存储，便于模型的调整，提高应用程序的适用性。
2.基于分布式多层结构模型库管理系统设计
2.1 模型表示
视图是人们看到的模型库中的逻辑结构。为了更好地分离模型的逻辑表示和物理实现，在模型库管理系统的设计中采用内部视图、概念视图和外部视图3级视图结构。其中内部视图是最接近于物理实心的模型表示，是模型的物理模式。在内部视图中，每个模型都对应于且只对应于一个文件或某个数据结构，它是模型库管理员看到的模型库。概念视图是内部视图的抽象，在概念视图中的模型可以对应于内部视图中的一个模型，也可以是内容视图中若干个模型的逻辑组合，它是够末人员看到的模型库的全貌。外部视图是概念视图某个部分的抽象，是一般用户看到的模型库。在外部视图和概念视图中，我们将每个模型都看作一个对象或实体，表示为一个四元组：M=（A，I，O，C）。其中，A是模型描述集，I是输入变量集合;O是输出变量集合;C是约束条件集合。每个模型的存储都包括两个部分，既模型体和模型说明，模型体依模型的表示方式不同，可以是一个程序文件，也可以是一个索引结构，比如复合模型的表示，模型说明是有关该模型的各种特征和领域意义的描述。
2.2 模型字典
模型字典是模型库管理系统的核心，它包含模型库中所有模型的描述和存储信息，是关于模型描述信息的特殊数据库，它是模型库系统设计和实现人员在模型库系统设计、实现、运行、维护以及扩充等阶段中控制并管理有关模型的信息工具。模型库系统中关于模型的描述、存储和使用等信息成为模型库系统的元数据，模型字典就是管理和控制模型库系统元数据的工具。模型库系统的模型管理功能是通过模型字典的方式来实现的。将模型字典看作模型库管理下的一个用户数据库，可获得模型库含有什么样的模型、模型的定义、使用范围、使用方法、数据格式、开发人员、开发时间以及系统作出修改时可能的影响等方面的信息。
模型字典分为3级，1级字典存储的是模型的总体信息，包括模型名称、模型编号和模型在分类结构中的位置信息，根据位置信息便可建立模型分类结构树，有助于方便有效的组织管理模型。2级字典存储的是各个模型的个体信息，包括模型编号、输入变量表名、输出变量表名、方法编号、模型变量与方法参数匹配关系表名、精度范围、算法复杂度、建模单位以及建模日期等。3级字典存储的是模型的输入变量表、输出变量表、子模型表等有关信息。变量表包括变量名称、类型、长度、单位、小数位数、值或值区间，以及意义的说明。子模型表存储复合模型的子模型信息。
2.3 复合模型
一般来说，模型可分成两大类，原子模型和符合模型。原子模型是最小单位的模型，符合模型是由夺个字模型组合而成的模型，其中的子模型可以是原子模型，也可以是复合模型。
2.4 方法库
方法中的方法是可执行的程序单位。每个方法均由方法首部和方法体两部分组成。方法首部是方法与外部的接口，任何方法与外部交换数据只能通过方法首部进行。方法首部具有标准的接口形式。方法体是描述算法的程序。方法库由源代码库、说明库、目标代码库三部分组成，统一由方法字典管理。方法字典包括方法编号、方法名称、方法标题、输入输出参数的序号、名称、类型、长度、方法描述、源代码地址、目标代码地址。
3.模型库管理系统运行机制
当有权限的用户运行模型时，用户只需要推动人机界面提供必要的数据，系统自动搜索模型并运行得出结果，模型的内部运行机制分两种情况，对于原子模型，从模型字典中找到模型，取得输入变量、拘束条件等数据，然后按照匹配关系调用从模型方法中找到的方法，求解模型，当运行复合模型时，系统首先从子模型列表及顺序信息中取得复合模型包含的子模型及其各自的优先顺序，然后每运行一个子模型，系统都要从参数信息中度曲相应子模型计算结果的取舍信息，以保证个格子模型之间数据传递的准确性。
由于系统采用了多层应用系统的结构，模型字典、方法字典都可以存储在异地数据库中，但是模型的方法有些不同，因为模型的运行需要调用方法的目标代码，所以可执行的目标代码（一般以DLL、COM等技术实现）要保存在本地，以简化处理。
参考文献
[1]曲成义，唐德顺，等.决策支持系统与专家系统[M].北京：社会科学文献出版社，1988.
[2]李瑞，黄明.CIMS环境下面向对象模型库管理系统分析与设计[M].计算机应用，1999.
多层对象模型 篇3
一、明确备课的含义
落实新的课程标准无论是以往的单一的主讲式的备课,还是现在研讨式的备课,甚至包括“导学探思”教学模式下的备课活动,都强调了一个主要话题.:学生能否接受,能达到什么程度,反馈信息说明了什么。所有教学活动的心都是学生的认知和发展。在这种观念下,备课的含义不是以往的准备上一节课那么简单,根据基础教育改革纲要,所有的教学改革内容是围绕着以人的发展——学生的发展为目的。因此,明确备课的含义,落实新的课程标准,完成教学目标是首要注意的问题,也是关键所在。而教学目标的完成是依靠可行的教学设计,一个系统的教学计要对教学对象进行正确地分析,要对教学内容进行严;地组织,还要选择合适的教学策略和教学媒体。这些活的设计是在备课这一环节产生。所以明确新的课程标准再进行备课时,教育对象的正确分析便成了中心问题。
二、教学对象的分析
1. 学习者体验与经验的分析
我们都知道,在日常生活中,我们自觉地或不自觉地运用先人的知识解决实际问题。例如,点燃木炭取暖把生猪肉煮熟食用,甚至先人在造字时都考虑到燃烧的承与样式,如“火”字。因此学习者在学习生活中也在应这些常识,只不过有的可能是正确的,例如,热水溶解大的白糖会很甜,振荡之后碳酸饮料有大量的气泡,这些体是正确的,可以用来创设情境来学习新的相关知识。但些是不正确的,例如,凉菜过咸时放入醋就不咸了,冰水混合物等,这些概念与经验在学习中是必须要纠正的。这些现象表明,学习者已有的生活经验会直接影响到学者的学习方式,影响到认知的科学性,也会影响到心理状。对正确运用知识,完善学习过程及教学设计,有时会到消极作用。如果对这一点认识不充分,会影响到教师教学活动与情境设计。因此,在备课中要找出学生体验的错误,实现概念转变。例如,在“走进化学世界”的教学计中,应充分考虑到现在的成果及社会的产品与学生中围不一定都是化学物质”概念的冲击和对立性,因为受验的影响,学生对化学物质概念的理解可能有一定的难,通常认为是“不一定”。在化学启蒙阶段,针对这样的认识,应采用哲学的观念和类比、归纳的方法,引导学?对此有正确的理解,才能顺利通过第一关。
2. 学习者认知方式的分析
不同认知方式的人对信息加工和处理方式有差异。这种差异不同于智力上的差异,它没有优?分,但是影响到学生学习的方式。而且学生的认知方与生活环境、教师的教学风格、教学的一贯策略、教学目标、导入技巧、学习内容的类型等因素有关。例如,在课题1燃烧和灭火一课的教学中,两位教师的不同质疑设置会产生两种不同方式的回答,甚至相同质疑,不同学生回答也不同。
例1质疑:A教师:你所看到的现象说明了什么?
学生甲:1.白磷燃烧。2.水能灭火。
B教师:根据白磷的不同位置、现象,本实验说明了什么?
学生乙:白磷燃烧的条件。
例2:质疑:C教师:根据我们对燃烧的研究,试归纳燃烧的条件。
学生丙:三个条件,可燃物、氧气、着火点。
学生丁:三个条件,可燃物、氧气、燃点。
在例1中,甲学生的回答明显地把问题带入了下一阶段的研究,而这时第一个问题还没有完成。但该同学却发现了实验探究中问题的另一个侧面。在教学中,我经常会遇到这样的问题,这是在备课中对于学生的认知分析不透彻,应仔细研究学生的这种状况,在自学目标的确立中,加以引导,如“从燃烧的角度探究,该实验说明了什么”。这样的分析,能把学生的思维引导到正确的轨道,为学习新知设置良好的学习秩序和环境。在例2中,“燃点”的说法是在平时家长及周围环境的影响下才有的,遇到这样的问题应及时纠正或强调与指导。只有充分意识到个性的差别,才能因人而异,尺寸共进,共同提高。
3. 学习者学习能力的分析
学生的能力判断不是像学生解一道题或回答一个问题那样容易显露知识水平,从而表现出学生的学识,它是一种潜在的、综合的、有生活经验的综合思维和综合知识下的智慧,是学生学习的必要条件,在很大程度上决定着教学的成效,最终决定着学生的学习成绩。在初中化学教学中,能力的培养贯穿在教学始终。例如,在第一节课的教学过程中,就让学生在启蒙阶段意识到应该具备概念分析、判断能力,在学习微观的概念和宏观物质性质的时候,综合的分析能力常作为学习知识的另一个重点。因此,在备课的过程中,从第一课开始就应该确立系统的或是整个章节的能力培养目标,不仅建立知识系统,也应该建立能力积蓄过程,并定期实行反馈,采用各种措施培养学生的分析能力、判断能力、归纳能力、实验能力、生活经验的验证和更新能力、探究能力和综合的应用知识能力,以保证学生能够顺利接受新知识。
岩体力学行为多层结构模型研究 篇4
1 岩体力学分析研究现状和发展
如何通过有效的方法描素岩体的力学特性一直是岩体力学的重点研究对象。通常我们直接采用模拟和等效连续介质模拟两种方法。直接模拟岩体节理和内部特性为基础, 对其各种所受应力分析。显然, 这种方法可以直观简洁的阐述出岩体真实的形态。常用的数值分析方法有有限元法和边界元法等。在有限元法中, 主要是描素节理特点。边界元法中常用节理单元或位移不连续法, 基于有限差分法的快速拉格朗日分析法 (FLAC) 也可以用于节理岩体的应力分析;对于少量节理, 可用界面单元, 而对复杂密集的节理岩体则采用遍历节理模拟。
随着计算机技术、高等数学教育、线性代数及概率试验技术与测试技术的发展, 岩石力学数值分析将不再简单的认为是一种单一的模式之内。国际上岩石力学上具有崭新的趋势。岩石工程对环境的影响越来越大, 使全球对环境保护越来越重视。岩石力学由固体力学问题向多方向各种力学性能发展。
2 岩体的力学特性及其结构模型
岩体的应力主要取决于岩体中的裂隙断面几何形态, 但是由于裂缝和天然节理的复杂性, 节理缝隙岩体所表现出来的特性是非常困难的。但是, 随着时间的推移和经验的积累加上不懈的努力, 很多问题都已经有了突破性进展。例如, 在软弱岩体地段, 各种介质都会被视作是连续体, 都是以弹性理论为核心处理的, 但是, 对于比较薄的断层和软弱的夹层, 规模比较大的节理就会以单元模拟的形式来视为客观的裂缝岩体构成的复杂关系, 这样就给研究造成了困难。近些年来, 很多国外的专家也都专注于节理裂缝岩体的研究, 取得一定的研究成果。节理岩石模型进行了多轴模式实验, 这些研究结果表明各种力学特性, 尤其在强度上各种力学性能具有不同的特点模式。对于建立关系具有一定的意义, 虽然一些力学特性仍很不充分不具有一定的代表意义, 但是具有一定的代表作用。岩石力学测试和计算在国内的发展取得一定的进步和结果, 裂隙岩体的关系和力学特性之间的关系也越来越明显出现在人们范围内。科研人员主要是把岩体抽象模型这种相对复杂的东西转变为较简单的模型, 这种模拟试验不用在户外而是在室内就可以较好地模拟出来, 完成实验构成, 并辅以一定的计算方法, 找到之间的规律性, 在规律上发现一定的特点。力学特性试验的测量则需要在室内和室外共同进行才能真实地模拟出来好的效果。这些研究仅仅是初步尝试。针对工程岩体这种大型、复杂、系统、全面的研究, 国内外都不多, 所以对与我们来说不能浅尝辄止, 而是需要我们不断探索完成实验模拟。
岩体是一种不均匀介质。在建筑过程中, 我们要需要清楚地了解它们的力学性能以及各种力学之间的关系, 是协作还是互相抗衡。为此通常需要进行相应的试验, 对岩体的力学性能和计算数据加以处理与检测, 同时理论与实际要相结合, 更多的分析计算是必不可少的。由于裂隙岩体的力学特性非常复杂, 应该说, 有关不连续岩体的计算理论知识还是很欠缺的, 因此需要很多假设以应对其不定性。
3 岩体多层结构模型理论
在工程断裂等情况, 不同的岩体结构, 在结构面中, 对影响极其大, 设计者总是将这个看作重中之重。一般情况下, 结构面数量较少, 需要一些特殊模拟在有限元分析。结构面密集需要用等效连续介质方法模拟, 需要考虑其影响。把岩石切成不同层状, 使其具有不同的方向性, 层状节理更具有向异性。假设应变和应力的主轴时刻处在重合状态, 即不考虑旋转造成的影响。然而实际工程中, 比如边坡, 由于应力主轴由旋转导致的塑性变形, 因而塑性力学不能完整的反映出岩体力学机制。
非线性本质特征是岩体特有的, 主要表现在:在变形之后, 在整体变形进入塑性前, 占主导因素的是非线性因素, 这就构成了系统中出现变形和非线性等复杂的力学行为, 而岩石力学和工程都属于自然化学工程, 在自然情况下规模大, 存在比较复杂的系统, 更是具有原始条件和环境信息的不确定性。通常, 岩体演化过程通常是一个非线性过程, 非平衡态系统力学方法无法体现的力学行为。岩石材料的分布不均匀, 岩体内应力时刻变化不定, 岩石成份更是具有不确定性, 岩体工程施工的也带来了许多的可变因素, 使得岩石力学具有非线性关系。多数工程岩土都处于弹塑性状态, 在工程设计上要考虑到岩体弹塑性问题, 而且这个特性起到至关重要的作用。
结语
随着我国社会主义经济发展, 我国对岩体研究、治理越来越重视, 其位置也越来越重要。在一些大型工业等建设中, 经常需要开挖一些坡度较高的地方。高边坡的稳定性与高边坡处理往往是工程难题也是关键的地方, 也是确保整个工程安全及人员安全、财产安全的部分。
本文在系统学习和总结前人研究成果的基础上, 结合本课题的特点, 对裂隙岩体结构模型处理与研究方法进行一定分析。将理论和实践相结合的理念对岩体力学进行更深一层的分析, 得出以下结论:分析了裂隙岩体的变形特性力学性能变化, 塑性力学原理与重要性, 包括各种岩体不同理论和准则、以及加工原理及其在实际生产中的应用问题, 并进一步揭示岩体发展的局限性。阐述了裂隙岩体分析的等效连续模型层结构模型, 详细推导了层结构模型弹塑性理论。各岩体及岩体模型的计算问题仍然是学术界研究的问题, 需指的进一步深入研究和大量的实践。
摘要：随着我国重大基础建设的深入, 西部大开发涌现出更多环境灾害下重大工程的安全问题研究, 复杂的岩土工程难题也大量涌现, 复杂岩土工程的有限元分析也具有很大难度。本文系统研究了开采与岩体力学结构研究, 从理论和实践更加深入研究, 应用多层结构模型理论来分析岩体力学性能, 制定非线性计算方法, 阐述岩体计算模型。深入研究问题, 为国家“十五”计划做出贡献。
关键词：岩体力学,非线性,模型
参考文献
面向对象数据库模型研究 篇5
面向对象的数据库经过十几年的发展, 已经日趋成熟, 有关的国际标准相继出台。ODMG (OMG所属的对象数据库管理组) 分别于1993, 1997, 2000年提出了对象数据库标准O D M G 1.0, O D M G 2.0, O D M G 3.0, 制定ODMG标准的目的是为了让ODBMS的用户编写的可移植的应用, 能运行在多个OODBMS的产品上。本课题的接口实现部分就是参照ODMG标准来实现。
ODMG对象模型主要包括以下基本概念。
(1) 数据建模的基本原语是对象 (Object) 和文字 (Literal) , 每个对象有一个唯一的标识符, 文字没有标识符。
(2) 对象和文字都可以划分为类型 (Type) , 同一类型的对象或文字具有相同的行为和状态, 对象可以称为类型的实例。
(3) 通过一组性质 (Property) 来定义对象的状态, 性质可以分为两种:对象的属性 (Attribute) 和对象之间的关系 (Relationship) 。
1 对象与对象标识
1.1 对象结构
对象是由一组数据结构和在这组数据结构上的操作的程序代码封装起来的基本单位。对象之间的界面由一组消息定义。一个对象包括以下几个部分。
(1) 属性集合:所有属性合起来构成了对象数据的数据结构。属性描述对象的状态、组成合特性。对象的某一属性可以是单值的或值的集合, 进一步地, 一个对象的属性也可以是一个对象, 即对象可以嵌套, 从而组成各种复杂对象。
(2) 方法集合:方法描述了对象的行为特征。方法的定义包括两部分, 一是方法的接口, 二是方法的实现。方法的接口用以说明方法的名称、参数和结果返回值的类型, 也称之为调用说明。方法的实现是一段程序代码, 用以实现方法的功能。
(3) 消息集合:消息是对象向外提供的界面, 消息由对象接收和响应。面向对象数据模型中的“消息”与计算机网络中传输的消息含义不同。它是指对象之间操作请求的传递, 而不考虑操作实现细节。
1.2 对象标识
面向对象数据库中的每个对象都有一个唯一的不变的标识称为对象标识 (OID) 。对象通常与实际领域的实体对应。现实世界中, 实体的属性值可能随着时间的推移会发生改变, 但是每个实体的标识始终保持不变。相应的, 对象的部分 (或全部) 属性、对象的方法会随着时间的推移发生变化, 但对象标识不会改变。
1.3 封装
OO模型的一个关键概念就是封装。每一个对象是其状态与行为的封装。
封装的意义在于将对象的实现与对象的应用互相隔离, 从而允许对操作的实现算法和数据结构进行修改, 而不影响接口, 不必修改使用它们的应用, 这有利于提高数据独立性。
2 类和类层次
在OO数据库中相似对象的集合称为类。每个对象称为它所在类的一个实例。一个类中所有对象共享一个定义, 它们的区别仅在于属性取值不同。可以看到, 类的概念类似关系模式, 类的属性类似关系模式中的属性:对象类似元组的概念, 类的一个实例对象类似关系中的一个元组。可以把类本身也看作一个对象, 称为类对象 (Class Object) 。
3 面向对象数据库的模式演进
面向对象数据库模式是类的集合。模式为适应需求的变化而随时间变化称为模式演进。模式演进包括创建新的类、删除旧的类、修改类的属性和操作等。在关系数据库系统中, 模式的修改比较简单, 主要有如下的模式修改操作。
(1) 创建或删除一个关系。
(2) 在关系模式中增加或删除一个属性。
(3) 在关系模式中修改完整性约束条件。
OODB应用环境对OODB模式演进提出了许多新的要求, 使得面向对象数据库模式的修改要比关系模式的修改复杂得多, 其主要原因有以下几点。
(1) 模式改变频繁。
使用O O D B系统的应用通常需要频繁地改变O O D B数据库模式。例如O O D B经常运用于工程设计环境中, 设计环境特征之一就是不断变化.设计自身在不断变化, 以纠正错误或修改设计使之更完美、更适合于实际:而当设计者对问题及其解决有更深刻理解时也会修改模式。
(2) 模式修改复杂。
从上面讲解的OO模型特征可以看到OO模型具有很强的建模能力和丰富的语义, 包括类本身的语义、类属性之间和类之间丰富的语义联系, 这使得模式修改操作的类型复杂多样。此外, OODB中模式演进往往是动态的, 动态模式演进的实现技术更加复杂。
3.1 模式的一致性
模式的演进必须要保持模式的一致性。模式的一致性是指模式自身内部不能出现矛盾和错误, 它由模式一致性约束来刻画。模式一致性约束可分为唯一性约束、存在性约束和子类型约束等, 满足所有这些一致性约束的模式则称为是一致的。
(1) 唯一性约束, 这一类约束条件要求名字的唯一性。
(2) 存在性约束, 存在性约束是指显式引用的某些成分必须存在。
(3) 子类型约束。
3.2 模式演进操作
下面给出一些主要的模式演进操作, OODBMS应该支持这些模式演进。
(1) 类集的改变; (2) 己有类的成分的改变; (3) 子势超类联系的改变。
3.3 模式演进的实现
模式演进主要的困难是模式演进操作可能影响模式一致性。面向对象数据库中类集的改变比关系数据库中关系模式的改变要复杂得多。因为类的修改操作可能会影响到其它类的定义。例如, 改变了一个类的属性名, 这需要所有使用该属性的地方都要改名。
因此, 在OODB模式演进的实现中必须具有模式一致性验证功能, 这部分的功能类似编译器的语义分析。进一步, 任何面向对象数据库模式修改操作不仅要改变有关类的定义, 而且要修改相关类的所有对象, 使之与修改后的类定义一致。所谓转换的方法是指在OODB中, 己有的对象将根据新的模式结构进行转换以适应新的模式。例如, 在某类中增加一属性时, 所有的实例都将增加该属性。这时还要处理新属性的初值, 例如给定一缺省初值, 或提供一算法来自动计算新属性初值, 还可以让用户设定初值。删除某类中一属性时只需要从该类的所有实例中删除相应属性值即可。
参考文献
[1]数据库系统基础Ramez Elmasri[M].人民邮电出版社.