ГОСТ Р ИСО 10303-21-2002
Группа П87
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И ИХ ИНТЕГРАЦИЯ
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ ОБ ИЗДЕЛИИ И ОБМЕН ЭТИМИ ДАННЫМИ
Часть 21
Методы реализации. Кодирование открытым текстом структуры обмена
Industrial automation systems and integration. Product data representation and exchange. Part 21. Implementation methods. Clear text encoding of the exchange structure
ОКС 25.040.40
ОКСТУ 4002
Дата введения 2003-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским центром (НИЦ) CALS-технологий "Прикладная логистика" и Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации (ВНИИстандарт)
ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 431 "CALS-технологии"
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 20 декабря 2002 г. N 496-ст
3 Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст международного стандарта ИСО 10303-21-2002 "Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 21. Методы реализации. Кодирование открытым текстом структуры обмена"
4 ВЗАМЕН ГОСТ Р ИСО 10303-21-99
Введение
Стандарты серии ГОСТ Р ИСО 10303 распространяются на машинно-ориентированное представление данных об изделии и обмен этими данными. Целью является создание механизма, позволяющего описывать данные об изделии на протяжении всего его жизненного изделия независимо от конкретной системы. Характер такого описания делает его пригодным не только для обмена инвариантными файлами, но также и для создания баз данных об изделиях, коллективного пользования этими базами и архивации соответствующих данных.
Настоящий стандарт устанавливает механизм, который позволяет представлять данные об изделии для передачи из одной вычислительной системы в другую, используя язык EXPRESS, описанный в ГОСТ Р ИСО 10303-11.
Основные разделы настоящего стандарта:
- определение синтаксиса структуры обмена;
- преобразование из EXPRESS-схемы в заданный синтаксис.
Примечания
1 Примеры использования EXPRESS в настоящем стандарте не соответствуют каким-либо правилам стиля. Напротив, иногда в примерах используют искаженный стиль, чтобы сохранить место или сконцентрироваться на важных вопросах. Примеры не ставят целью отразить содержание информационных моделей, определенных в других частях стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303. Данные примеры предназначены для показа конкретных особенностей EXPRESS или структуры обмена. Многие примеры даны с аннотациями, не согласующимися с синтаксическими правилами настоящего стандарта. Такие аннотации введены символическими стрелками: или горизонтальными "", или вертикальными "". При составлении правил просмотра текста эти аннотации должны быть игнорированы. Должно быть также игнорировано любое сходство между примерами и нормативными моделями, определенными в других стандартах серии ГОСТ Р ИСО 10303. В настоящем стандарте приведены несколько примеров отображения. В некоторые примеры для улучшения читаемости вставлены дополнительные пробелы и новые строки. Эти пробелы и новые строки не должны появляться в структуре обмена.
2 Стандарт дополнен следующими приложениями:
- А - описывающим правила представления файла на носителе данных;
- В - описывающим соглашения по синтаксической нотации Вирта;
- С - устанавливающим идентификаторы информационных объектов, присвоенные настоящему стандарту и описанной в нем схеме;
- D - описывающим основной латинский алфавит и набор используемых графических символов;
- Е - описывающим форму заявки о соответствии реализации протоколу (ЗСРП);
- F - описывающим множество EXPRESS-схем в структуре обмена;
- G - содержащим руководство по распечатке структуры обмена;
- Н - содержащим пример полной структуры обмена.
3 В настоящем стандарте объекты и конструкции языка EXPRESS в ряде случаев выделены полужирным шрифтом (например, file_description).
По сравнению с ГОСТ Р ИСО 10303-21-99 в настоящий стандарт внесены следующие изменения:
- исключена структура SCOPE (&SCOPE/ENDSCOPE);
- в структуру обмена может быть внесено несколько секций (разделов) данных;
- в заголовочной секции структуры обмена по умолчанию может быть задан язык описания строковых атрибутов экземпляров объектов (сущностей), закодированных в секции данных;
- в заголовочной секции структуры обмена может быть задана информация, описывающая контексты кодирования экземпляров объектов, используемые в секции данных;
- значения перечислений могут кодироваться с использованием соответствующих сокращенных наименований (при их наличии).
Все структуры обмена, закодированные согласно ГОСТ Р 10303-21-99 и не входящие в структуру SCOPE, соответствуют настоящему стандарту.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает формат структуры обмена, использующий кодирование открытым текстом данных об изделии, для которого концептуальная модель определена в языке EXPRESS (ГОСТ Р ИСО 10303-11). Формат обмена пригоден для передачи данных об изделии между вычислительными системами.
Определено преобразование из языка EXPRESS в синтаксис структуры обмена. В синтаксис структуры обмена может быть преобразована любая EXPRESS-схема.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р ИСО/МЭК 8824-1-2001 Информационная технология. Абстрактная синтаксическая нотация версии один (АСН.1). Спецификация основной нотации
ГОСТ Р ИСО 10303-1-99 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 1. Общие представления и основополагающие принципы
ГОСТ Р ИСО 10303-11-2000 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 11. Справочное руководство по языку EXPRESS
ГОСТ Р ИСО 10303-41-99 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 41. Интегрированные обобщенные ресурсы. Основы описания и поддержки изделий
ИСО 639-2-98* Коды для представления наименований языков. Часть 2. Код Alpha-3
ИСО 3788-90* Обработка информации. 9-дорожечная магнитная лента для обмена информацией шириной 12,7 мм (0,5 дюйма) с использованием фазового кодирования плотностью 126 перехода потока на миллиметр (3200 переходов потока на дюйм) - 63 символа на миллиметр (1600 символов на дюйм)
ИСО 8601-2000* Элементы данных и форматы обмена. Обмен информацией. Представление дат и времени
ИСО/МЭК 8859-1-98* Обработка информации. 8-битные однобайтные кодированные наборы графических символов. Часть 1. Латинский алфавит N 1
ИСО/МЭК 8859-2-99* Обработка информации. 8-битные однобайтные кодированные наборы графических символов. Часть 2. Латинский алфавит N 2
ИСО/МЭК 8859-3-99* Обработка информации. 8-битные однобайтные кодированные наборы графических символов. Часть 3. Латинский алфавит N 3
ИСО/МЭК 8859-4-99* Обработка информации. 8-битные однобайтные кодированные наборы графических символов. Часть 4. Латинский алфавит N 4
ИСО/МЭК 8859-5-99* Обработка информации. 8-битные однобайтные кодированные наборы графических символов. Часть 5. Алфавит латинский / кириллица
ИСО/МЭК 8859-6-99* Обработка информации. 8-битные однобайтные кодированные наборы графических символов. Часть 6. Алфавит латинский / арабский
ИСО/МЭК 8859-7-87* Обработка информации. 8-битные однобайтные кодированные наборы графических символов. Часть 7. Алфавит латинский / греческий
ИСО/МЭК 8859-8-99* Обработка информации. 8-битные однобайтные кодированные наборы графических символов. Часть 8. Алфавит латинский/иврит
ИСО/МЭК 8859-9-99* Обработка информации. 8-битные однобайтные кодированные наборы графических символов. Часть 9. Латинский алфавит N 5
ИСО/МЭК 10646-1-2000* Обработка информации. Многобайтный кодированный набор символов. Часть 1. Архитектура и основной многоязычный уровень
_______________
* Оригиналы стандартов ИСО (ИСО/МЭК) - во ВНИИКИ Госстандарта России.
3 Определения
3.1 Термины, определенные в ИСО/МЭК 8859-1
В настоящем стандарте использованы следующие термины:
- байт;
- символ;
- графический символ.
3.2 Термины, определенные в ИСО/МЭК 10646-1
В настоящем стандарте использован термин основной многоязычный уровень.
3.3 Термины, определенные в ГОСТ Р ИСО 10303-1
В настоящем стандарте использованы следующие термины:
- прикладной протокол;
- структура обмена.
3.4 Термины, определенные в ГОСТ Р ИСО 10303-11
В настоящем стандарте использованы следующие термины:
- экземпляр сложного объекта;
- тип данных;
- объект;
- частное значение сложного объекта;
- экземпляр простого объекта;
- лексема.
3.5 Другие определения
В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями:
3.5.1 основной алфавит (basic alphabet): Набор символов из ИСО 8859-1 от G (02/00) до G (07/14).
3.5.2 кодирование открытым текстом (clear text encoding): Кодирование информации с использованием последовательности кодов для символов в основном алфавите.
3.5.3 управляющая директива (control directive): Последовательность символов в основном алфавите.
3.5.4 ключевое слово (keyword): Особая последовательность символов, обозначающая объект или определенный тип в структуре обмена.
3.5.5 секция (section): Набор данных одной и той же категории информации.
3.5.6 последовательный файл (sequential file): Файл, который может быть доступен только последовательным способом.
3.5.7 разделитель лексем (token separator): Последовательность из одного или нескольких 8-битных байтов, которая разделяет любые две лексемы.
3.6 Сокращения
В настоящем стандарте использованы следующие сокращения:
ОМУ (BMP) - основной многоязычный уровень (Basic multilingual plane);
СНВ (WSN) - синтаксическая нотация Вирта (Wirth Syntax Notation)
4 Основополагающие концепции и допущения структуры обмена
4.1 Введение
Для того чтобы облегчить синтаксический анализ с помощью программных средств, структура обмена описана однозначной, контекстно-свободной грамматикой. Грамматика выражена в синтаксической нотации Вирта, которая описана в приложении В. Представление данных об изделии в структуре обмена определяется с использованием отображения из языка EXPRESS в синтаксис структуры обмена.
4.2 Нотационные и типографские соглашения
Любые кавычки, используемые в настоящем стандарте, не являются частью текста структуры обмена, но служат для отделения этого текста. Это положение применимо ко всем местам в тексте, где используются кавычки. Таблицы 2-4 определяют исключения из этого правила, так как кавычки, используемые в этих таблицах, составляют часть правил СНВ.
Стандартами серии ИСО 8859 каждому символу присваивается обозначающее имя. Когда это имя используют в настоящем стандарте, для отличия от обычного текста, оно выделено курсивом. Так, запятую (comma) используют для ссылки на ", ", подчеркивание (low line) - для ссылки на "_", а прописную букву A (capital letter A) - для ссылки на "А".
В примерах настоящего стандарта, где требуются пояснения, они введены последовательностью .
4.3 Соответствие
Установлены два уровня соответствия:
- синтаксическое соответствие структуры обмена: структура обмена соответствует настоящему стандарту, если удовлетворены требования этого стандарта;
- схематическое соответствие структуры обмена: экземпляры, представленные в структуре обмена, соответствуют схемам, указанным в заголовочной секции соответствующей структуры обмена, если удовлетворены все требования и ограничения данных схем и требования отображения каждого экземпляра или группы экземпляров, установленные в разделах 9 и 10.
Примечание - В приложении F определены методы оценки соответствия схемы, когда структура обмена содержит ряд секций данных, связанных с различными EXPRESS-схемами.
Синтаксическое соответствие является необходимым условием для схематического соответствия.
Настоящим стандартом установлены два класса синтаксического соответствия в зависимости от метода, выбранного для кодирования экземпляров сложных объектов (см. 10.2.5). Реализация, претендующая на синтаксическое соответствие настоящему стандарту, должна читать или (и) записывать файлы, которые демонстрируют синтаксическое соответствие по крайней мере в одном из этих двух классов соответствия.
Реализация, претендующая на схематическое соответствие настоящему стандарту, должна читать или (и) записывать файлы, которые демонстрируют схематическое соответствие наряду с синтаксическим соответствием.
5 Формальные определения
5.1 Формальная нотация
В настоящем стандарте для определения синтаксиса структуры обмена использована синтаксическая нотация Вирта (СНВ), описанная в приложении В.
5.2 Определение основного алфавита
Алфавит структуры обмена определен как символы от G(02/00) до G(07/14) по ИСО/МЭК 8859-1. Этот алфавит представлен в структуре обмена набором 8-битных байтов с десятичными значениями от 32 до 126. Таблица 1 делит основной алфавит на подмножества. G является нотацией для символа, находящегося в позиции (16 раз по ) + в кодовой таблице по ИСО/МЭК 8859-1.
Примечание - Таблица D.1 определяет соответствие между 8-битными байтами и их графическим представлением в ИСО/МЭК 8859-1.
Таблица 1 - Определение подмножеств основного алфавита по СНВ
5.3 Структура обмена
Структура обмена должна быть представлена в виде последовательного файла с использованием кодирования открытым текстом. Структура обмена должна содержать заголовочную секцию и секцию данных. Заголовочная секция представляет данные, относящиеся к самой структуре обмена. Структура заголовочной секции определена в разделе 8. Секция данных представляет данные, которые должны быть переданы. Структура секции данных определена в разделе 9. Структура обмена определена с помощью СНВ в таблице 3.
Структура обмена является потоком 8-битных байтов, которые кодируются графическими символами основного алфавита. Графические символы группируются в распознаваемые последовательности, называемые лексемами. Лексемы могут быть отделены разделителями. Структуру обмена можно рассматривать как последовательность лексем и их разделителей.
5.4 Определение лексем
Лексемы, используемые в структуре обмена, определены средствами СНВ в таблице 2.
Таблица 2 - СНВ определений лексем
5.5 СНВ структуры обмена
Синтаксис структуры обмена установлен в таблице 3. Таблица 3 ссылается на лексемы, определенные в таблице 2. Отношение между синтаксисом и EXPRESS-схемой установлено в разделе 10.
Таблица 3 - СНВ структуры обмена
5.6 Разделители лексем
Разделитель лексемы является элементом, отделяющим две лексемы. Разделителями являются пробел, явные директивы управления печатью и комментарии. Разделитель может появиться между терминальными или нетерминальными порождениями таблицы 3. В том месте, где может появиться один разделитель, может появиться любое число разделителей. Разделитель не должен появляться внутри лексем, за исключением того, что явные директивы управления печатью могут появляться внутри чисел в двоичном представлении и внутри строк. Директивы управления печатью определены в разделе 11.
Примечание - Пробелом является символ пробела, описанный в основном алфавите в 5.2. Разделители строк, такие как перевод строки или возврат каретки, могут быть использованы в структуре обмена в соответствии с приложением А, но они не входят в основной алфавит, и согласно этому приложению А должны быть проигнорированы при обработке структуры обмена. Поэтому разделители строк могут присутствовать в структуре обмена, включая разделители лексем.
Комментарий должен быть закодирован как косая черта, звездочка "/*", за которым следует любое число символов из основного алфавита, и завершаться "*/". Любое появление комбинации "*/" после первого появления не имеет значения, т.е. комментарии не могут быть вложены. Все графические символы, появляющиеся внутри комментария, не имеют значения для структуры обмена и предназначены только для чтения людьми.
6 Лексемы
В структуре обмена лексема является специальной лексемой, ключевым словом или кодированием простого типа данных.
6.1 Специальные лексемы
Для открытия структуры обмена должна быть использована специальная лексема "ISO-10303-21;", а для закрытия структуры обмена - "END-ISO-10303-21;".
Для того чтобы открыть или закрыть заголовочную секцию структуры обмена, должны быть использованы специальные лексемы "HEADER" или "ENDSEC" соответственно.
Для того чтобы открыть или закрыть секцию данных структуры обмена, должны быть использованы специальные лексемы "DATA" или "ENDSEC" соответственно.
Специальную лексему знак доллара "$" используют для представления объекта, чье значение не представлено в структуре обмена.
Специальную лексему звездочка "*" используют для представления предмета, значение которого не представлено в структуре обмена, но может быть выведено из других величин в соответствии с правилами, приведенными в EXPRESS-схеме (см. 10.2.6).
Специальные лексемы точка с запятой ";", скобки "(",")", запятая "," и косая черта "/" используют как знаки препинания в структуре обмена.
6.2 Ключевые слова
Ключевые слова являются последовательностями графических символов, указывающими объект или определенный тип в структуре обмена. Ключевые слова должны состоять из прописных букв, цифр, подчеркивания и, возможно, восклицательного знака "!". Восклицательный знак должен появляться не болеe одного раза и только как первый символ в ключевом слове.
Ключевые слова могут быть таковыми, определенными в схеме или заданными пользователем. Ключевые слова, которые не начинаются с восклицательного знака, являются определенными в схеме. Ключевые слова, которые начинаются с восклицательного знака, являются определенными пользователем. Определенное пользователем ключевое слово является идентификатором для поименованного типа (типа данных объекта или определенного типа) в EXPRESS-схеме, управляющей структурой обмена. Смысл ключевого слова, определенного пользователем, является предметом соглашения между партнерами, использующими структуру обмена.
6.3 Кодирование простых типов данных
В структурах обмена используют кодирование шести простых типов данных: целое (integer), вещественно (real), строка (string), имя экземпляра объекта (entity instance name), перечисление (enumeration) и двоичное (binary).
6.3.1 Целое (Integer)
Целое должно быть закодировано как последовательность из одной или нескольких цифр, согласно таблице 2, которой может (но необязательно) предшествовать знак плюс "+" или минус "-".
Целое должно быть выражено в десятичном основании. Если целое не имеет знака, его считают положительным.
Пример
Верное представление целого в файле | Значение |
16 | Положительное 16 |
+12 | Положительное 12 |
-349 | Отрицательное 349 |
012 | Положительное 12 |
00 | Нуль |
Неверное представление целого в файле | Ошибка |
26 54 | Содержит пробелы |
32.0 | Содержит точку |
+12 | Содержит пробел между знаком плюс и цифрами |
6.3.2 Вещественное (Real)
Вещественное должно быть закодировано, как указано в таблице 2. Код должен состоять из десятичной мантиссы, за которой (необязательно) следует десятичный показатель степени. Десятичная мантисса состоит в порядке следования из необязательного знака плюс "+" или минус "-", последовательности из одной или более цифр, точки ".", последовательности из нуля или нескольких цифр. Десятичный показатель степени состоит из прописной буквы Е, за которой следует необязательный знак плюс "+" или минус "-" с одной или несколькими цифрами.
Примечание - В настоящем стандарте не сделано никаких попыток выразить концепцию точности. Когда необходимо указать значение точности, посылающая и принимающая стороны должны достигнуть соглашения по этому вопросу. Там, где точность требуется как элемент описания типа данных объекта, ее значение должно быть включено в определение типа данных объекта в EXPRESS-схеме.
Пример
Верное представление вещественного | Значение |
+0.0Е0 | 0.0 |
-0.0Е-0 | 0.0 |
1.5 | 1.5 |
-32.178Е+02 | -3217.8 |
0.25Е8 | 25 миллионов |
0.Е25 | 0. |
2. | 2. |
5.0 | 5.0 |
Неверное представление вещественного | Ошибка |
1.2Е3. | В обозначении показателя степени не допускается десятичная точка |
1Е05 | В обозначении мантиссы требуется десятичная точка |
1,000.00 | Запятая не допускается |
3.Е | В обозначении показателя степени должна быть хотя бы одна цифра |
.5 | Десятичной точке должна предшествовать хотя бы одна цифра |
1 | В обозначении мантиссы требуется десятичная точка |
6.3.3 Строка (String)
Строка должна быть закодирована как апостроф , за которым следует нуль или несколько 8-битных байтов, и заканчиваться
. Нулевая строка (строка нулевой длины) должна быть закодирована последовательностью из двух апострофов. Внутри строки единичный апостроф должен быть закодирован как два последовательных апострофа. Внутри строки единичная косая обратная черта "\" должна быть закодирована как две косые обратные черты ""\\"". 8-битные байты, разрешенные внутри строки, являются десятичными эквивалентами чисел от 32 до 126 (включительно) по ИСО/МЭК 8859-1, которые определяют графические символы основного алфавита.
Примечание - Таблица D.1 определяет соответствие между 8-битными байтами и их графическим представлением по ИСО/МЭК 8859-1. Кавычки при появлении в строке не должны дублироваться. В таблице 1 появляются двойные кавычки потому, что в СНВ они являются метасимволом (см. приложение В).
Дополнительные символы должны быть закодированы с использованием шестнадцатеричных цифр (см. HEX в таблице 2), как определено в 6.3.3.1 и 6.3.3.2. СНВ управляющих директив для закодированных строк приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Управляющие директивы для строк
6.3.3.1 Кодирование полного алфавита по стандартам серии ИСО/МЭК 8859 внутри строки
В стандартах серии ИСО/МЭК 8859 G () является обозначением символа в ""колонке"" ""столбце"" , т.е. значением кода (16*) + в таблице кодов. Каждая часть ИСО/МЭК 8859 (ИСО/МЭК 8859-1-ИСО/МЭК 8859-9) включает в себя основной алфавит (см. 5.2) как позиции от G (02/00) до G (07/14). Различные части стандартов серии ИСО/МЭК 8859 отличаются символами расширенного набора символов - позициями от G (10/00) до G (15/14). Для того чтобы включить в строку символы из расширенного набора, необходимо использовать управляющие директивы.
Управляющую директиву PAGE - обратная косая черта, прописная буква S, обратная косая черта (""\S\"") CHARACTER (см. таблицу 4) - используют в строке для того, чтобы позволить символу основного алфавита представить символ в соответствующей позиции расширенного алфавита. Управляющую директиву PAGE следует интерпретировать в строке как одиночный символ G [], где G() - символ основного алфавита, следующего за ""\S\"". Таким образом, если символ основного алфавита имеет значение кода , его следует интерпретировать как символ со значением кода +128.
Для того чтобы указать, что только в данной строке последующие управляющие директивы обратная косая черта, прописная буква S, обратная косая черта будут интерпретироваться как ссылки на расширенный алфавит, определенный в той части стандартов серии ИСО 8859, которая определяется значением UPPER, должна быть использована управляющая директива обратная косая черта, прописная буква Р, UPPER, обратная косая черта. Прописная буква (обозначенная как UPPER) должна быть одной из следующих: ""А"", ""В"", ""С"", ""D"", ""E"", ""F"", ""G"", ""H"", ""I"". В данном контексте буква А определяет ИСО/МЭК 8859-1