数据库建模工具简介-PowerDesig.ppt
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1、数据库建模工具简介Power Designer9.0,华迪实训基地Version:1.0,内容,课程授课形式重点、难点授课内容习题思考信息反馈,受训对象,数据库应用专业实训学生,课程,总课时:180分钟授课大纲:,重点、难点,一、掌握概念数据模型理论基础中实体、联系和域的概念。二、利用 Power Designer工具建立具体需求的概念数据模型和物理数据模型。,一、Power Designer 概述,1.1、认识Power Designer 过去的软件开发过程往往缺乏规范.开发的软件也没有详细的文档.为了提高软件质量,降低维护难度,加强重复使用率,让开发人员、分析人员、测试人员、数据库管理人员
2、、管理人员以及用户相互沟通,使系统发挥最大综合效率,世界各大数据库厂商和第三方合作开发出了智能化的计算机辅助软件工程(computer aided software engineering,简称 CASE)工具.在此领域中,Rational公司的 Rational Rose 擅长以UML(Unified Modeling Language)构造模型,具备严谨的方法论,但技术偏高.PLATIUM公司的Erwin擅长以E-R(Entity Relationship)建立实体联系模型,并具有版本控制功能.Sybase 公司的Power Designer 则集UML与E-R 精华于一体,更能迎合市场潮
3、流.,1.2、Power Designer 分析设计过程.分析设计人员利用Power Designer 可建立三类模型,即面向对象模型(Oriented Object Model,简称OOM)、概念数据模型(Conceptual Data Model,简称CDM)、物理数据模型(Physical Data Model,简称PDM),期中OOM包括用例图、时序图、及类图.最终产生如下图深色部分的五种结果,即模型仓库(Repository)、模型报告(Report)、数据库SQL脚本、用户数据库结构及应用程序代码.程序开发人员利用模型报告(Report)、数据库SQL脚本、用户数据库结构及应用程序
4、代码.结合应用程序开发工具(如PB、VB、c+、c#、java等)和数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)开发出符合要求的软件.完成软件分析设计通常采用三种途径:一条是从面向对象分析设计开始,依次建立用例图、时序图、及类图,由类图转化为CDM及PDM;第二条路径是从结构化分析设计开始依次产生流程分析设计模型(Process Analysis Model,简称PAM),CDM,PDM及类图,第三条路径是前两种途径的结合.,一、Power Designer 概述,PowerDesigner,用例图,面向对象模型,流程分析模型,概念数据模型,物理数据模型
5、,数据库SQL脚本,程序开发人员,Java,Vb,XML等应用程序,模型文档,类图,时序图,DBMS(模型仓库),DBMS(用户数据结构),固化,Odbc提取,odbc,一、Power Designer 概述,1.3、Power Designer的三级建模功能.面向对象建模.UML是一种标准的图形化建模语言,是面向对象分析设计的一种标准表示,并为不同领域的人们提供统一的交流标准.UML共有九种图,PD9支持其中重要的三种图形,这三种图形描述了系统的静态结构及内部对象的相互关系.UML中的类图可以转换为概念数据模型(CDM)或物理数据模型(PDM),为信息的存储建立了数据结构,同时,类图还可以转
6、换为C#,C+,IDL-CORBA,JAVA,PB和VB代码框架,为应用程序的编制奠定了良好的基础.概念数据建模 概念数据建模是建模的重要阶段,它把现实世界中的信息抽象成实体和联系来产生实体联系图(E-R模型).这一阶段为高质量的应用提供坚实的数据结构基础.,一、Power Designer 概述,概念数据建模通过实体和属性以及这些实体间的关系(E-R模型)表明 系统内部抽象的数据结构,概念数据建模与模型的实现方法无关.物理数据建模 物理数据建模把CDM与特定DBMS的特性结合在一起,产生PDM.同一个CDM结合不同的DBMS产生不同的PDM.PDM中包含了DBMS的特征,反映了主键(Prim
7、ary Key)、外键(Foreign key)、候选键(Alternative)、视图(View)、索引(Index)、触发器(Trigger)、存储过程(Stored Procedure)等特征.物理数据模型是后台数据库应用蓝本,直接针对具体的DBMS(如Microsoft sql server 2000).PDM可由CDM转换得到,其中实体(Entity)变为表(table),属性(Attribute)变为列(Column),同时创建主键和索引,CDM中的数据类型映射为具体DBMS中的数据类型.,一、Power Designer 概述,2.1、概念数据模型的理论基础。Power Desi
8、gner的概念数据模型以实体联系(Entity-Relationship,简称E-R)理论为基础,并对这种理论进行了扩充,建立了概念数据模型,它与数据库管理系统无关,CDM的建立是一个比较复杂的过程,需要考虑众多因素,使用CDM,可以把主要精力集中在分析设计上,先不考虑很多物理实现的细节,只考虑实体和实体之间的联系,通过模型的内部生成,可把CDM转化为物理模型(PDM),也可转化为面向对象的模型(OOM)的类图。实体 实体是现实世界中可区别于其它对象的“事件”或“物体“,它可能是有形的或无形的、具体或抽象的、有生命或无生命的。例如,,二、建立概念数据模型,学校中的每个学生是一个实体,医院中的每
9、个手术也是一个实体。每个实体有一组性质,称为实体的属性,用来描述实体的特征。例如,某个学生,姓名:王丽,性别:女,学号:902801,出生日期:1976年11月30日,这一组具体的性质表示了王丽实体。实体也称实例。实体集(Entity Set)实体集是相同类型及相同性质实体的集合。例如,银行所有客户的集合可定义为实体集“客户”,“客户”实体集中的每个实体具有帐号、户名、密码、余额等性质。实体型(Entity Type)实体型是实体集中每个实体所具有的共同性质的集合。例如,“患者”实体型为:患者门诊号,姓名,性别,年龄,身份证实体是实体型的一个实例,在含义相同的情况下,实体(实例)、实体型通常互
10、换使用。实体型中的每个实体都有用来唯一标识它的一个或一组属性,,二、建立概念数据模型,这些属性称为实体型的标识符(Identifier)。例如,“学号”是学生实体型的标识符;“姓名”、“出生日期”、“住址”共同组成“公民”实体型的标识符。有些实体型有几组属性可以充当其标识符,其中选定一组标识符作实体型的主标识符(Primary Identifier),其它的标识符称为次标识符(Secondary Identifier)。例如,“学生”实体型中“学号”或“姓名、班级、出生日期”一般都可作为“学生”实体的标识符,如果选择“学号”作主标识符,那么“姓名、班级、出生日期”就是次标识符。主标识符只能有一
11、个,但次标识符可能有多个。联系实体可以通过联系(Relationship)相互关联,与实体和实体集对应,把联系区分为联系和联系集,联系集是实体集之间的联系,联系是实体之间的联系,联系具有方向性。联系和联系集在含义明确的情况下都称为联系。按照实体型中实例之间的数量对应关系,通常可将联系分为四类,即一对一(One to One)联系、一对多(One to Many)联系、多对一(Many to One)联系、多对多(Many to Many)联系。,二、建立概念数据模型,A实体集中的一个实体至多同B实体集中的一个实体相联系,B实体集中的一个实体至多同A实体集中的一个实体相联系,这种联系称为一对一联
12、系。如图a所示。A实体集中的一个实体可以同B实体集中任意数目的实体相联系,而B实体集中的一个实体至多同A实体集中的一个实体相联系,这种联系称为一对多联系。如图b所示。A实体集中的一个实体至多同B实体集中的一个实体相联系,而B实体集中的一个实体可以同A实体集中任意数目的实体相联系,这种联系称为多对一联系。如图c所示。A实体集中的一个实体可以同B实体集中任意数目的实体相联系,B实体集中的一个实体可以同A实体集中任意数目的实体相联系,这种联系称为多对多联系。如图d所示。多对多联系在现实生活中普偏存在,但在数据库系统中难以实现,所以在实际设计时要把一个多对多联系分解为两个一对多联系。例如,“学生”实,
13、二、建立概念数据模型,a1,a2,a3,a4,A,a1,a2,A,a1,a2,a3,a4,A,b1,b2,B,b1,B,b1,B,B,a1,a2,a3,a4,A,a5,(a)一对 一联系,(b)一对 多联系,(d)多对 多联系,(c)多对 一联系,二、建立概念数据模型,体集与“课程”实体集之间存在多对多的联系如图e所示。可以把这种联系转化成两个一对多联系。在转化过程中,产生一个“选课”实体集,通常称为“中间实体”,在中间实体上可以增加其他属性,如“成绩”属性,如图f所示。这样,学生”实体集与“选课”实体集是一对多联系,“课程”实体集与“选课”实体集也是一对多联系。,图e 多对多联系,图f 多对
14、多联系转换成两个一对多联系,二、建立概念数据模型,实体集与实体集之间还存在递归联系(Recursive Relationship)、标定联系(Identify Relationship)、非标定联系(Non-identify Relationship).同一实体型中不同实体集之间的联系称为递归联系,有时也称为自反联系。例如,“学生”实体集中的实体隐含地包含“班长”实体集与“普通学生”实体集,这两个实体集之间的联系称为递规联系,如图g所示。每一个实体型都有自己的标识符,如果两个实体集之间发生联系时其中一个实体型的标识符进入另一个实体型并与该实体型中的标识符号共同组成其标识符时,这种联系称为标定联
15、系,也叫依赖联系。一个实体型的标识符进入另一个实体型后充当非其标识符时,这种联系称为非标定联系,也叫非依赖联系。如图h所示,图g递规联系,二、建立概念数据模型,域域是一个取值范围,定义域后可以被多个实体的属性共享使用,域的定义在模型设计中具有重要意义。例如,可以定义一个Name域,使它的,表示强制,标定联系,图h 联系的表示方法,表示可选,非标定联系,二、建立概念数据模型,数据类型为char(8),在模型设计中,记载“姓名”的属性可能包含在多个实体中,使用了Name域的所有“姓名”属性,一旦修改Name的定义,使用该域的所有“姓名”的定义也会随之改变。E-R模型的扩展E-R模型的扩展用来更恰当
16、地表述现实世界中信息之间的另外一些特殊关系。扩展E-R模型的特性:特殊化、概化和继承。实体集中可能包含一些子集,子集中的实体在某些方面区别于实体集中的其它实体。例如,实体集中的某个实体子集可能具有一些自己独有的属性。因此有必要在实体集内部进行分组。在实体集内部分组并把这些分组存放在不同的实体型中的过程叫实体集的特殊化,从多个实体集的公共属性抽象出一个公共实体型的过程叫实体集的概化。通过特殊化或概化方法产生的实体型之间存在分类关系,这种分类关系叫继承,也叫继承联系(Inheritance Relationship).继承联系的一端连接具有普遍性的实体集,叫父实体集,简称父实体;.继承联系的另一端
17、连接具有特殊性的一个或多个实体集,称为子实体集,简称子实体。例如,“帐户”为,二、建立概念数据模型,“存款帐户”与“”支票帐户“的父实体,”存款帐户“与”支票帐户“为”帐户“的子实体。如果父实体中的一个实例只能出现在一个子实体中,这种继承称为互斥性继承,如果父实体中的一个实例能同时出现在多个子实体中,这种继承称为非互斥性继承。例如下图,(A)中“帐户”父实体与“个人帐户”子实体、“商业帐户”子实体的继承为互斥性继承,因为“帐户号”为01的实例出现在“个人帐户”中时,“商业帐户”中不会再有“帐户号”为01的实例。(B)中,“职工”是“干部”与“教师”的父实体,“职工号”为01的实例出现在“干部”
18、中时,也同时可以出现在“教师”中,所以“职工”父实体与“干部”、“教师”子实体的继承为非互斥性继承。Power Designer 中把信息的最小单位称为数据项(Data Item).例如,姓名、性别、规格等都可以定义为数据项,如创建一个实体“职工”时,可把姓名、性别等数据项添加到“职工”实体型中,它们变为“职工”实体型的属性。数据项保留在模型中,可在任何时候添加到一个或多个实体型上。如果数据项不存在,可直接在实体型中创建属性,创建的属性自动成为数据项。因此数据项和属性不同,数据项可以重用,但属性不能重用。,二、建立概念数据模型,帐户,职工,个人帐户,商业帐户,干部,教师,(A)互斥性继承,(B
19、)非互斥性继承,二、建立概念数据模型,2.2、Power Designer 中的E-R模型。Power Designer 中的E-R模型有三种表示法,即Entity-Relationships、Merise和Mixed.在Power Designer 中,实体用长方形表示,长方形分上、中、下三个区域,每个区域用以代表实体的不同特征。上面区域书写实体型的名称,中间区域书写实体型的属性,下面区域显示标识符。中间区域属性名的后面显示属性的标识符和数据类型等特征,pi表示主标识符,ai表示次标识符,M表示强制(Mandatory),表示该属性不能为空值(not null),如图:,属性名,实体名称,强
20、制,实体数据类型,主标识符,次标识符,二、建立概念数据模型,联系用实体间的一条连线表示,在靠近实体的两端标明联系的基数(cardinality),A实体型中的一个实体通过“联系”与B实体型中相联系的实体最小和最大数,称为A实体型到B实体型的基数,这个基数标注在A实体型的旁边。同样,B实体型到A实体型连线的基数标注在B实体型旁,如图:,系到学生联系的基数,学生到系联系的基数,在联系线上,用“乌鸦脚”表示“多”;用小圆圈表示“可选”;用与联系线交叉的短竖线表示“强制”,在上图的E-R模型中,实体型“系”与实体型“学生”之间存在一对多联系,基数0,n表示一个系拥有0个或n个学生,基数1,1表示一个学
21、生属于一个系,并且只能属于一个系。,二、建立概念数据模型,2.3、建立CDM 创建CDM首先应该明确模型所描述的业务问题。例如,需要存储那些信息,与业务有关的实体有那些,业务流程如何,了解这些问题后,才可以开始建立CDM.创建新的CDM.打开现存的CDM。定义CDM显示参数和模型选项。CDM的模型选项包括Model和Naming Convention两大类,其中Model用来设置整个模型的选项;Naming Convention用来设置每类对象的命名约定。定义CDM的基本特性。2.4、定义业务规则。业务规则是业务活动中必须遵守的规则,是业务信息之间约束的表达式,二、建立概念数据模型,它反映了业
22、务信息数据之间的一组完整性约束,每当信息实体中包含的信息发生变化时,系统都会检查这些信息是否违反了特定的业务规则。在CDM生成PDM或OOM的过程中,业务规则被直接传递到PDM或OOM中。这些业务规则不会自动转换为可执行的业务规则代码,生成新的模型后,需要进一步细化和形式化这些业务规则。业务规则的类型。Power Designer可定义五种不同类型的业务规则,其中只有Validation类型的业务规则才能生成数据库中的业务规则和客户端应用程序中的业务规则。,二、建立概念数据模型,业务规则的特性创建业务规则使用业务规则的表达式。2.5、定义CDM中的域 域定义了一个标准的数据结构,可以应用到多个
23、数据项或属性中。修改,二、建立概念数据模型,域时,将修改所有使用该域的数据项,这样,修改模型时,将使数据特征标准化和模型一致化。CDM中可在域上定义三类信息,第一类是数据类型、长度及小数点精度,第二类是检查参数,第三类是业务规则。CDM中域的特性 创建域 为域选择数据类型 修改域特性 强制域与数据项不分离2.6、定义数据项 如果把一个数据项(Data item)联系到实体上,这个数据项就成为实体的属性。也可以只定义一个数据项,但不把它联系到一个实体。一个数据项根据模型选择的不同,可在模型中唯一或者只在部分实体中唯一。,二、建立概念数据模型,数据项特性创建新的数据项删除数据项从数据项列表中拷贝数
24、据项定义数据项的唯一性代码选项和重用选项把数据项联接到域上为数据项选择数据类型设定数据项列表的显示顺序2.7、定义实体 在设计信息系统时,应能根据业务需求确定出要创建的实体,确定实体属性及实体标识,确定业务规则,并把业务规则联系到实体上。,二、建立概念数据模型,实体特性创建新实体修改实体属性复制实体创建实体快捷方式实体的显示选项定义实体属性把实体属性关联到域上为实体属性选择数据类型实体属性的强制与可选删除实体属性,二、建立概念数据模型,排列实体属性列表创建关联实体指定标识符把业务规则附加到实体上2.8、定义联系 联系(Relationship)是实体集之间或实体集内部实例之间的连接,定义联系是
25、CDM中最为关键的技术。一个完善的CDM应该有易于理解的名称和代码,还应该有对联系的简要说明,在联系中因该正确的理解角色(Role)和基数(cardinality)的概念。联系的特性 创建联系 在联系中定义基数,二、建立概念数据模型,联系具有方向性,每个方向上都有一个基数(Cardinality).定义角色 定义强制联系 定义依赖联系 定义支配联系 显示和排列联系列表 修改联系的图形2.9、定义继承 继承用来定义实体之间的分类关系.继承可以互斥.当一个继承是互斥的意味着子实体不能同时拥有同一个实例.继承的特性,二、建立概念数据模型,创建继承关系 定义继承的特性 定义生成模式选项和定义实体的标识
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