数据库建模案例讲解.doc

4.7 实验五 数据库建模工具的使用一、实验目的与要求1学会使用Sybase公司的PowerDesigner 12建模工具。2学会绘制概念模型图（CDM）。3学会生成物理模型图（PDM）。4学会生成SQL脚本。二、实验内容与步骤1Powerdesigner 12简介Powerdesigner 12是Sybase公司2006年推出的数据库建模工具，它是一个“一站式”的企业级建模及数据库设计解决方案。PowerDesigner 是结合了下列几种标准建模技术的一款独具特色的建模工具集：通过 UML 进行的应用程序建模、业务流程建模以及市场一流的数据建模。PowerDesigner 12的主要涉及下列七模型：需求模型(RQM, Requirement model)；概念数据模型 (CDM, Conceptual Database Model)；物理数据模型 (PDM, Physical Database Model)；面向对象模型 (OOM, Object Oriented Model)；信息流动模型（ILM, Information Liquidity Model）；业务程序模型 (BPM, Business Process Model)；XML模型（XSM, XML Model）。2.使用PowerDesigner12环境 在选择新建一个模型后，PowerDesigner12会打开一个工作区间，其开发环境如图4-13所示，Powdesigner12 开发环境主要包括以下几个窗口：（1）树形模型浏览器：对象浏览器可以用分层结构显示你的工作空间。（2）输出窗口：显示操作的结果。 （3）结果列表：用于显示生成、覆盖和模型检查结果，以及设计环境的总体信息。 （4）图表窗口：用于组织模型中的图表，以图形方式显示模型中各对象之间的关系。图4-13 PowerDesigner12 开发环境3绘制概念模型图（CDM）根据对用户的需求分析，学生选课系统中主要包括两个实体：学生实体：主要记录学生的学号、姓名、专业名称、性别、出生日期、总学分、备注等属性。课程实体：主要记录课程的课程号、课程名、开课学期、学时、学分等属性。此外，学生实体和课程实体之间存在一个选课的关系，并记录了学生所选课程的成绩。根据以上要求，我们开始绘制概念模型图（CDM）。（1）启动PowerDesigner 12。（2）新建概念模型图CDM（Conceptual Data Model）。选择菜单：File-New，会打开如图4-14所示的窗口，在左边模型选择列中选中Conceptual Data Model，输入模型名称，单击“确定“，即确认创建概念数据模型。在单击“确定”后，将会出现类似如图4-13所示的开发环境。左边的浏览窗口用于浏览各种模型图，右边为绘图窗口，可以从绘图工具栏（Palette）中选择各种符号来绘制E-R图，下方为输出窗口和结果列表窗口，此时可以开始绘制E-R图。（3）添加实体。选择Palette工具面板中的“实体“（Entity）工具，然后在模型区域单击鼠标左键，即添加了一个实体图符，如图4-15所示。图4-14 新建概念模型图 图4-15 添加实体单击鼠标右键或单击面板中Palette工具，使鼠标处于选择图形状态。双击新创建的实体图符，打开实体属性窗口，我们以学生选课系统为例子，首先输入学生实体名称（Name：学生）和代码（Code：XS）。（5）添加实体属性（Entity Attributes）。 在PowerDesigner中，不象标准的E-R图中使用椭圆表示属性，你只要打开“学生”实体属性窗口，进入Attributes属性页就可以添加新的属性，如图4-16所示。单击属性窗口工具栏中Add a Row工具，即在属性实体属性列表中添加了一个属性，同时设置该属性相关信息，Attribute中，主要选项表示的含义如下：Name：属性名，可以用中文表示，如“学号”。Code：属性代码，一般用英文表示，如“StuID”。DateType：数据类型，点击旁边的按钮，可以设置具体的数据类型，如图4-17所示。Domain：域，是适用于多个数据项目的标准数据结构。 当你修正一个域时,你将更新全部与域关联的数据项目。M：即Mandatory，强制属性，表示属性值是否为空。P：即Primary Identifer，是否是主标识符，也即主键，表示实体的唯一标识符。D：即Displayed，表示在实体符号中是否显示。输入实体的其它属性，我们这里把“学号”设置为主键，“姓名”、“性别”、“出生日期”设置为不能为空，如图4-18所示。图4-16 添加属性对属性列进行更为详细的设置，可以通过双击对应属性列左边箭头，进入Attribute Properties窗口，可以进行更为精确详细的设置，如数据上下限，精度等。比如双击“性别”列左边箭头，打开属性设置的窗口。在该窗口选择“Standard Checks”选项，即打开如图4-19所示窗口，在该窗口可以设置约束条件，该窗口的选项含义如下：Minimum：设置输入数值的最小值。 Maximum：设置输入数值的最大值。Default：设置输入数值的默认值。Format：设置输入数值的格式。Unit：设置输入数值的单位。Uppercase：设置输入数值的转换为大写字母。Lowercase：设置输入数值的转换为小写字母。Cannot modify：设置输入的数值不能被修改。List of Values：设置输入数据时可以选择的数值。我们这里设置“性别”输入的默认值为“男”。图4-17 设置数据类型图4-18 学生实体的属性（6）设置标识符（Identifiers）。标识符是能够用于唯一标识实体的每条记录的一个实体属性或实体属性的集合，CDM中的标识符等同于PDM中的主键（Primary Key）或候选键（Alternate Key）。每个实体至少要有一个标识符，若一个实体中只存在一个标识符，它就自动被默认指派为该实体的主标识符（Primary Identifier）。图4-19 “性别”属性约束设置窗口在当前实体属性窗口中选择Identifier属性栏，并把标识符名称改为“Identifier_Primary”。可以通过单击工具栏上Property 工具或双击所要选择的标识符栏，进入标识符属性编辑窗口。选择Attributes属性，可以看到当前标识符所关联的属性列表。单击工具栏中Add Attributes工具，也可以进行为当前标识符添加属性。完成标识属性设置后，我们同样添加“课程”实体，课程实体名称（Name：课程）和代码（Code：KC），并添加相应的属性，如图4-20所示。图4-20 “课程”实体的属性我们还需要设置“开课学期”属性的约束条件：默认值为1，取值范围从1到6。（7）创建实体之间的Association关联。学生选课系统中通过一个Association来表示学生与课程的选课关系，包括了属性成绩（Score）用于记录学生所选课程的考试成绩。注：联系（Relationship）也表示实体间的连接。如在系统的CDM中，还有一个“班级”实体，学生是班级中的成员，关系“Member”连接了学生（XS）和班级（CLASS），这种关系表述了每个学生在一个班级中学习且每个班级都由多个学生组成。可以在Palette面板中，左键单击Relationship工具建立实体之间的（Relationship）联系。 在Palette面板中单击Association Link工具。 在学生（XS）实体内单击鼠标左键且按住不放，拖放鼠标至另一课程（KC）实体上，松开鼠标左键，即在两实体间创建了Association，如图4-21所示。图4-21 建立实体Association关系图 双击模型图表中刚创建的Association图符，以打开Association Properties窗口，输入Association的Name（选课）和Code（XK）。 选择Attributes属性页，添加实体属性成绩(Score)并设置相关属性，如图4-22所示。图4-22 添加选课关系的“成绩”属性 同时可以通过在模型图表中双击“学生选课”和“课程选课”的Association Link来打开Association Link Properties来编辑连接属性，如图4-23和图4-24所示。图4-23 学生选课的关系属性图4-24 课程选课的关系属性把图4-23中的学生与选课的映射基数Cardinality设置为0,n，表示一个学生可能选择0门或多门课程。把图4-24中的课程与选课的映射基数Cardinality设置为0,n，表示一门课程可由0或多名学生选修。最后完成学生与课程Association关联的建立。（8）单击“保存”按钮，保存为“学生选课概念模型图”，文件后缀名默认为“*.CDM”。现在已经基本上完成了目标系统的概念建模过程，为此下一步我们需要校验已经设计好的模型，便于能够正确地转换为物理数据模型（PDM）。4检查概念模型（CDM） 选择Tools-Check Models，打开Check Model Parameters窗口，选择检查内容。 确认选择后，单击OK，则PowerDesigner开始对模型进行检验。 完成检验后，PowerDesigner会将检验结果在输出列表中显示出来。 我们可以根据所列出的错误信息对模型进行修改，错误信息分别有Error,Warning, Automatic correction三种，同时只要经过检验后直到没有Error一类的错误信息，我们就可以将该CDM转化为对应PDM。5生成物理模型图（PDM）当你从一个CDM生成PDM时，PowerDesigner将CDM中的对象和数据类型转换为PDM对象和当前DBMS支持的数据类型。PDM转换概念对象到物理对象的对象关系如下表4-1所示。表4-1 CDM与PDM对象映射表CDM对象在PDM中生成的对象备注实体（Entity）表（Table）实体属性（Entity Attribute）列Table Column）主标识符（Primary Identifier）根据是否为依赖关系确定是主键或外键标识符（Identifier）候选键（Alternate key）关系（Relationship）引用（Reference）同一个表中的两列不能有相同的名称，如果因为外键迁移而导致列名冲突，PowerDesigner会自动对迁移列重命名，新列名由原始实体名的前三个字母加属性的代码名组成。主标识符在生成PDM中的主键和外键，非主标识符则对应生成候选键。在PDM中生成的键类型取决于CDM中用于定义一个Relationship的基数和依赖类型。经过以上认识，以及设计小组成员和客户讨论决定后，可以选择具体数据库，生成物理模型图。 选择菜单栏上Tools-Generate Physical Data Model弹出PDM Generation Options窗口，如图4-25所示。图4-25 生成的物理模型图图 选择Generate Physical Data Midel，在DBMS下拉列表中选择相应的DBMS，输入新物理模型的Name和Code。 若单击Configure Model Options则进入Model Options窗口，可以设置新物理模型的详细属性。 选择PDM Generation Options中的Detail页，设置目标PDM的属性细节。 单击Selection页，选择需要进行转化的对象。 确认各项设置后，单击确定。即生成相应的PDM模型，如图4-26所示。图4-26 生成物理模型图生成PDM后，我们可能还会对前面的CDM进行更改，若要将所做的更改与所生成的PDM保持一致，这时可以对已有PDM进行更新。这时操作也很简单，Tools-Generate Physical Data Model，在打开的PDM Generation Options窗口中选择Update existing Physical Data Model，并通过Select model下拉框选择将要更新的PDM。6生成SQL数据库脚本单击菜单：DatabaseGenerate Database， 出现如图4-27所示窗口，输入SQL脚本的文件名，单击中“确定”，将自动生成对应数据库的SQL脚本。用户可以打开SQL文件保存的路径，查看生成的脚本，也可以按Edit按钮，打