第01章 绪论20120411

第一章绪论1．1 数据库的基本概念1．1．1 从文件管理到数据库管理高级语言QBASIC，FORTRAN，C中的数据文件，数据形式的记录，数据项等。

在60年代末诞生了第一个商品化的数据库系统IMS （Information Management System）(1) 人工管理阶段。

20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。

当时在硬件方面，外存储器只有卡片、纸带、磁带，没有像磁盘这样的可以随机访问、直接存取的外部存储设备。

软件方面，没有专门管理数据的软件，数据由计算或处理它的程序自行携带，两者混为一体，相互依赖。

数据与程序都不具有“独立性”，计算机在数据处理中没有发挥应有的作用。

(2) 文件系统阶段。

20世纪50年代后期至60年代中后期，随着计算机硬件性能的改进和软件技术的发展，计算机开始大量地用于管理中的数据处理工作。

大量的数据存储、检索和维护成为紧迫的需求。

在硬件方面，可直接存取的磁鼓、磁盘成为联机的主要外存。

在软件方面，出现了高级语言和操作系统。

操作系统中的文件系统(有的也称信息处理模块) 是专门管理外存的数据管理软件。

数据处理方式有批处理，也有联机实时处理。

在这一阶段，程序与数据有了一定的独立性，程序和数据分开存储，有了程序文件和数据文件的区别。

数据文件可以长期保存在外存储器上多次存取，如进行查询、修改、插入、删除等操作。

数据的存取以记录为基本单位，并出现了多种文件组织形式，如顺序文件、索引文件、随机文件等。

在文件系统的支持下，数据的逻辑结构与物理结构之间可以有一定的差别，逻辑结构与物理结构之间的转换由文件系统的存取方法来实现。

数据与程序之间有设备独立性，程序只需用文件名访问数据，不必关心数据的物理位置。

这样，程序员可以集中精力在数据处理算法上，而不必考虑数据存储的具体细节。

(3) 数据库系统阶段。

从20世纪60年代后期开始，需要计算机管理的数据量急剧增长，并且对数据共享的需求日益增强。

第一章绪论1.1研究背景及发展概况社会主义市场经济的发展带动了物流运输业的飞速发展，物流运输业已经成为经济发展的主要推动力，因而被誉为“第三利润源泉”，越来越多的企业关注物流。

在这其中，如何针对日趋复杂的运输网络制定最优的运输路线，无疑是提高物流公司竞争力和经济效益的关键所在。

物流业融合多种产业形成一种复合型服务产业，是国民经济的重要组成部分，涉及领域广，吸纳就业人数多，促进生产、拉动消费作用大，在经济方式的转变和加快产业结构调整等方面发挥着重要作用。

我国物流业已进入转型升级的新阶段。

但是，物流业发展总体水平还不高，发展方式比较粗放。

其物流成本较高、效率较低，条块分割严重，阻碍物流业发展的体制机制障碍仍未打破且政策法规体系还不够完善，市场秩序不够规范。

已经出台的一些政策措施有待进一步落实，一些地方针对物流企业的乱收费、乱罚款问题突出。

信用体系建设滞后，物流业从业人员整体素质有待进一步提升[1]。

在社会经济中，物流的位置是无法替代的，它是经济中的流通、经济中的物流以及运输。

同时，随着经济的快速发展，环境问题越来越严重，许多国家开始实施节能减排政策，以减少对环境的污染，企业也更加关注在进行货物运输过程中车辆的燃油消耗和碳排放，减少车辆在运输过程中的碳排放有助于减少对环境的污染，绿色出行的观念已经深入人心，可以为企业带来巨大的社会效益，并且碳排放交易已经走进中国市场，减少碳排放就是在节约金钱。

因此提升物流经济效益成为关键。

遗传算法是由美国Michigan大学的J.Holland教授于1975年首先提出的一种模拟自然界生物进化过程的全局随机优化算法。

遗传算法结合了计算机科学与进化论思想，根据于生物进化机制与遗传学原理，依据“优胜劣汰”和“适者生存”的原则，通过模拟自然界中生物群体由低级、简单到高级、复杂的生物进化过程，使所要解决的问题从初始解逐渐逼近最优解或准最优解[2]。

遗传算法是以自然选择和遗传理论为基础，以一种群体的所有个体为对象，将生物进化过程中适者生存规则与染色体信息交换机制有效的结合起来，利用随机化技术对一个被编码的参数空间进行高效搜索，能自动获得和积累搜索过程中的空间知识，是一种高效的全局寻优方法。

机械工程控制基础学习辅导与题解（修订版）第1章绪论内容提要1.1 机械工程控制论的研究对象与任务1.1.1 系统及广义系统系统是由相互联系、相互作用的若干部分构成，且具有一定运动规律的一个有机整体。

系统各元素之间存在着非常紧密的联系，而且，系统与外界也存在一定的联系。

系统及其与外界的关系如图1.1-1所示，其中.输入是指外界对系统的作用，输出是指系统对外界的作用。

系统可大可小可繁可简，甚至可“实”可“虚”，完全由研究的需要而定，因而将它们统称为为广义系统。

图1.l-l 系统及其与外界的联系1.1.2 机械工程控制论的研究对象机械工程控制论实质上足研究机械工程技术中广义系统的动力学问题。

具体地说，它研究机械工程广义系统在一定的外界条件（即输入或激励、干扰）作用下，从系统的一定的初始状态出发，所经历的由其内部的固有特性（即由系统的结构与参数所决定的特性）所决定的整个动态历程，研究这一系统与其输入、输出三者之间的动态关系。

1.1.3 机械工程控制论的研究任务从系统、输入、输出三者之间的关系出发，根据已知条件与求解问题的不同，机械工程控制论的任务可以分为以下五方面：（1）已知系统和输入，求系统的输出，即系统分析问题；（2）已知系统和系统的理想输出，设计输入，即最优控制问题；（3）已知输入和理想输出，设计系统，即最优设计问题；（4）已知输出，确定系统，以识别输入或输入中的有关信息.此即滤波与预测问题；（5）已知系统的输^和输出，求系统的结构与参数即系统辨识问题。

1.2 系统及其模型1.2.1 系统的特性（1）系统的性能不仅与构成系统的元素有关，而且还与系统的结构有关；（2）系统具有层次性；（3）系统的内容比组成系统各元素的内容要丰富得多；（4）系统是运动的，具有～定的动态特性。

1.2.2 机械系统以实现一定的机械运动、输出一定的机械能，以及承受一定的机械载荷为目的的系统称为机械系统。

对于机械系统，其输入和输出分别称为“激励”和“响应”。

第一章 绪论 1.1数据结构讨论的范畴 Niklaus Wirth Algorithm + Data Structures = Programs 程序设计: 为计算机处理问题编制一组指令集 算法:处理问题的策略 数据结构:问题的数学模型 例如: 数值计算的程序设计问题 结构静力分析计算 ─━ 线性代数方程组 全球天气预报 ─━ 环流模式方程 非数值计算的程序设计问题 例一: 求一组(n个)整数中的最大值 算法: 基本操作是“比较两个数的大小” 模型：？ 例二：计算机对弈 算法：对弈的规则和策略 模型：？ 例三：足协的数据库管理 算法：需要管理的项目？如何管理？用户界面？ 模型：？ 简言之，数据结构讨论描述现实世界实体的数学模型及其上的操作在计算机中的表示和实现。

1.2 基本概念 一、数据与数据结构 数据: 所有能被输入到计算机中，且被计算机处理的符号的集合 是计算机操作的对象的总称 是计算机处理的信息的某种特定的符号表示形式 数据元素: 数据中的一个“个体”，数据结构中讨论的基本单位 数据项：数据结构中讨论的最小单位 数据元素是数据项的集合 姓名 俱乐部名称 出生日期 入队日期 职位 业绩 年 月 日 组合项 数据结构：带结构的数据元素的集合 例如一个含12位数的十进制数可以用三个4位的十进制数表示 3214,6587,9345 ─━ a1(3214),a2(6587),a3(9345) 在a1、a2和a3 之间存在“次序”关系 a1,a2、a2,a3 数据的逻辑结构

线性结构

树形结构

图状结构

集合结构 数据的存储结构 ─━ 逻辑结构在存储器中的映象 数据元素的映象方法： 用二进制位(bit)的位串表示数据元素 (321)10 ——→ (501)8 ——→ (101000001)2 A ——→(101)8 ——→ (001000001)2 关系的映象方法：（表示关系的基本单位是有序对x，y） 顺序映象 以x和y存储位置的相对关系表示有序对 最简单的方法就是使y和x的存储位置之间差一个常量C， 而C是一个隐含值，整个存储结构中只含数据元素本身的信息 例如:(a1,a2,a3)