PowerDesigner

相思湖學院計協 2012-03-13

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PowerDesigner http://www./powerdesigner ) 最初由Powersoft公司開發，后來為Sybase公司并購。從1989年到2003年的十幾年間，PowerDesigner經歷了巨大的變化，從一個單一數據庫設計工具發展為一個全面的數據庫設計和應用開發的建模軟件。PowerDesigner面向數據分析、設計和實現，集成了UML (統—建模語言) 和數據建模的CASE工具。它不僅可以用于系統設計和開發的不同階段 (即系統需求分析、對象分析、對象設計以及數據庫設計和程序框架設計) ，繪制系統的數據流程圖DFD和E-R圖，以及生成物理的建表程序、存儲過程與觸發器框架等，也可以滿足管理、系統設計、開發等相關人員的使用。
PowerDesigner包含4個模型，即業務處理模型 (BPM) 、概念數據模型 (CDM) 、物理數據模型 (PDM) 和面向對象模型 (OOM) 。這4個模型覆蓋了軟件開發生命周期的各個階段，圖4-1表示了各個模型的相互關系及其作用。
在軟件開發周期中，首先進行的是需求分析，并完成系統的概要設計；系統分析員可以利用BPM畫出業務流程圖，利用OOM和CDM設計出系統的邏輯模型：然后進行系統的詳細設計，利用OOM完成系統的設計模型，并利用PDM完成數據庫的詳細設計，最后，根據OOM生成的源代碼框架進入編碼階段。
1. PowerDesigner的特性建模工具的重點曾經完全放在數據建模這一個方面，而隨著需求的不斷提高，商業流程建模和UML已經成為軟件開發不可缺少的部分。從PowerDesigner的變化，可以看出它正在努力發展成為UML建模工具，但同時又不放棄自己的特長，即提供更好、更方便的數據建模能力。PowerDesigner支持UML，包括新的業務處理建模能力，改善了的基于UML的對象模型，而且可以在一個豐富的圖表環境中，支持傳統的和新增的建模技術。因此，對于那些需要跨平臺作業和使用多種類型編碼的項目，可以大大地縮短開發時間，降低復雜度。PowerDesigner還具備一個完整的版本資料庫 (repository) ，用來貯存和管理所有建模和設計過程中的信息，并將最大限度地減少其中不一致的部分，從而極大地提高了開發者的效率。
市場上有很多工具提供數據建模，包括數據倉庫建模、對象建模、業務流程建模以及UML建模等，但這些產品都無法與將所有的功能集于一體的PowerDesigner相媲美。在努力將商業需求和IT技術需要結合時，建模工具之間的一致性顯得尤為重要。通過PowerDesigner，有可能通過一套完整的工具來集合三種建模技術——業務流程建模、數據建模和UML建模，從而使商業和IT部門能夠更容易進行項目合作，幫助客戶實施更多連貫的、成功的項目。 http://www.
PowerDesigner主要特性包括：
1) 業務過程建模，允許非IT專業用戶用一個簡單的圖示模型，進行實際業務過程的設計或建模。
2) 數據建模，利用基于可靠方法、真正的兩級 (概念上和物理上) 關系數據庫建模，設計并生成數據庫模型。同時還支持數據倉庫建模技術。
3) 對象建模，使用標準的UML技術 (所有UML圖) 完成設計和分析，并且利用定制的生成器，自動地生成源代碼，如Java、XML、Web Services、C++、PowerBuiler、Visual Basic和Microsoft .Net等。
4) 企業版本庫，PowerDesigner的企業版中加入了企業級版本庫。可以查閱井共享工作組里所有成員的模型和信息。版本庫可升級支持角色安全設置、版本控制、并具備搜索及報告能力。
2. 業務處理模型業務處理模型 (business process model，簡稱BPM) 主要用在需求分析階段。這個階段的主要任務是理清系統的功能，系統分析員在與用戶充分交流后，應得出系統的邏輯模型。BPM用于從業務人員的角度對業務邏輯和規則進行詳細描述，并使用流程圖來表示從—個或多個起點到終點間的處理過程、流程、消息和協作協議。
3. 概念數據模型概念數據模型 (conceptual data model，簡稱CDM) ，主要用在系統開發的數據庫設計階段，是按用戶的觀點來對數據和信息進行建模，并具體用實體-聯系圖 (E-R圖) 來體現。CDM靜態地描述系統中的各個實體以及相關實體之間的關系，系統分析員通過E-R圖來表達對系統靜態特征的理解。E-R圖實際上相當于對系統的初步理解所形成的一個數據字典，系統的進一步開發將以此為基礎。
概念數據模型的主要功能包括：
1) 以圖形化 (E-R圖) 的形式組織數據。
2) 檢驗數據設計的有效性和合理性。
3) 生成物理數據模型 (PDM) 。
4) 生成面向對象模型 (OOM) 。
5) 生成可定制的模型報告。
4. 物理數據模型物理數據模型 (physical data model，簡稱PDM) ，提供了系統初始設計所需要的基礎元素，以及相關元素之間的關系。但是，在數據庫的物理設計階段，必須在此基礎上進行詳細的后臺設計，包括數據庫存儲過程、觸發器、視圖和索引等。物理數據模型是以常用的DBMS (數據庫管理系統) 理論為基礎，將CDM中所建立的現實世界模型生成相應的DBMS的SQL語言腳本，利用該SQL腳本在數據庫中產生現實世界信息的存儲結構 (表、約束等) ，并保證數據在數據庫中的完整性和—致性。
利用概念數據模型可以自動生成物理數據模型。物理數據模型的主要功能包括：
1) 可以將數據庫的物理設計結果從一種數據庫移植到另一種數據庫。
2) 可以利用逆向工程把已經存在的數據庫物理結構更新生成物理模型或概念模型。
3) 可以生成可定制的模型報告。
4) 可以轉換為OOM。
5) 完成多種數據庫的詳細物理設計。生成各種DBMS (如Oracle、Sybase、SQL Server和SQL Anywhere等30多種數據庫) 的物理模型，并生成數據庫對象 (如表、主鍵、外部鍵等) 的SQL語句腳本。

5. 面向對象模型面向對象模型 (object-oriented model，簡稱OOM) 是利用UML (統一建模語言) 的圖形來描述系統結構的模型，它從不同角度表現系統的工作狀態。這些圖形有助于用戶、管理人員、系統分析員、開發人員、測試人員和其他人員之間進行信息交流。
面向對象模型的主要功能包括：
1) 利用統一建模語言UML的用例圖 (use case diagram) 、時序圖 (sequence diagram) 、類圖 (class diagram) 、構件圖 (component diagram) 和活動圖 (activity diagram) 等來建立面向對象模型OOM，從而完成系統的分析和設計。
2) 利用類圖生成不同語言的源文件 (如Java、PowerBuilder、XML等) ，或利用逆向工程將不同類型的源文件轉換成相應的類圖。
3) 利用逆向工程將面向對象模型 (OOM) 生成概念數據模型 (CDM) 和物理數據模型 (PDM) 。
6. 模型文檔編輯器PowerDesigner還提供了模型文檔編輯器 (multi-model report) ，用來為所建立的模型生成詳細文檔，根據各種模型生成相關的RTF或HTML格式的文檔，開發人員可以通過這些文檔來了解各個模型中的相關信息。
? 實驗目的1) 初步了解系統分析和建模工具PowerDesigner的基本概念和操作界面。
2) 了解PowerDesigner的4個模型：業務處理模型 (BPM) 、概念數據模型 (CDM) 、物理數據模型 (PDM) 和面向對象模型 (OOM) 及其相互關系與作用。
3) 用PowerDesigner工具進行簡單系統分析建模操作。
工具/準備工作在開始本實驗之前，請回顧教科書相關內容需要準備一臺裝有Sybase PowerDesigner 10.0軟件系統的計算機。
實驗內容和步驟在本實驗中，我們以一個簡單的“圖書信息系統”為例，來學習PowerDesigner的基本操作。
在應用PowerDesigner進行系統分析和設計之前，應該充分理解項目的軟件需求說明書，找出元數據和中間數據，用實體將元數據組織起來，為設計E-R圖做好準備。這一步是數據庫分析與設計的基本功。
例如：在“圖書信息系統”中，其基本實體至少有圖書、讀者、書庫、單位和借還書等5個，每個實體又有多個不同的屬性。
步驟1：啟動PowerDesigner，進入PowerDesigner的操作主界面。
步驟2：在File菜單中單擊New…命令，或者單擊New按鈕。在Model type（模型類型）框中，可以看到：Business Process Model(BPM,業務處理模型)、Conceptual Data Model(CDM,概念數據模型)、Object-Oriented Model（OOM，面向對象模型）和Physical Model(PDM,物理數據模型)等選項。在此，我們選擇CDM并單擊“確定”按鈕。
步驟3：進入PowerDesigner的CDM操作窗口，在窗口上方有一組工具按鈕圖標，其中有實體的邊框、聯線、字體加粗、加黑等圖標，但最常用的工具圖標在Palette工具欄中，包括實體、關系、放大、縮小、移動等26個圖標工具。用鼠標單擊某個圖標，再到界面中央單擊，或拖動即可。
比如，“圖書管理系統”的E-R圖右5個基本實體，所以單擊實體圖標（entity）然后在操作界面中單擊5下，得到5個實體框并適當布局。
此時這5個實體還是空的，其名字可以臨時任意選取，并且還沒有屬性，接下來，要逐步對每個實體的名字及其屬性進行定義。
步驟4：定義實體。用鼠標雙擊第一個實體框，打開實體屬性定義窗口，開始定義實體“圖書”。在該窗口中，有許多對實體進行描述的選項卡，用戶可以根據需要，對實體的宏觀特征進行定義或描述。
此例中，對Name欄輸入“圖書”，在Code處輸入“Book”，在Number處輸入實體中實例（記錄）的最大個數“10000000”它表示圖書館的最大藏書量。這個數字的作用，是便于計算并估計數據庫服務器的磁盤容量。
步驟5：定義屬性、屬性的約束和算法。單擊Attributes按鈕，進入定義該實體的屬性界面。
每一行定義一個屬性，包括屬性名稱，屬性代碼，數據類型，使用域、是否強制（M）、是否為主鍵（P），以及是否顯示屬性等。屬性名稱在概念數據模型中顯示，但在物理數據模型中忽略。屬性定義完畢，單擊“確定”按鈕返回。
在定義字符類型的時候，可以通過單擊“…”按鈕顯示全部類型選項并從中選擇。
步驟6：同理，依次完成其他4個實體的屬性定義。
步驟7：定義關系。當實體及其屬性定義完成后，開始定義實體間的關系。Palette工具欄中選擇Relationship圖標，在相關聯兩個實體中的一個實體的圖形符號上單擊左鍵，拖動鼠標到另外一個實體釋放，就可以在兩個實體之間建立聯系。
基本關系為一對一、一對多、多對多三種。連線的開叉一端代表多，不開叉的一端代表一，帶小圓圈的一端代表可選，即記錄可能有也可能沒有：帶小十字的一端代表強制（必須有記錄）。
步驟8：雙擊表示聯系的圖形符號，可打開聯系屬性定義窗口，其中的General選項卡內容如下：
Name：此聯系的名稱，可以是中文信息；Code：此聯系的代碼，必須是英文；Comment：對聯系的進一步說明，可以是中文信息，也可以為空；Entity1和Entity2：兩個關聯實體的名稱；Detail選項卡用來填寫聯系的細節信息，其中：
One-Many：聯系的類型，表示一對多的關系。其他如一對一、多對一、多對多等等。
Cardinality：基數，“0，n”表示一個實體可以有0到n個聯系實體。
Dependent：依賴關系。表示實體所包含的基本信息必須依賴于另一個實體的基本信息。步驟9：系統所有的實體、屬性、關系都定義完畢之后，單擊“確定”按鈕返回CDM主窗口。
步驟10：可以在Tools菜單中單擊Check Model命令來檢查E-R圖的錯誤。檢查結果分為沒有錯誤、錯誤和警告三類：
錯誤是必須要改正的，警告可以改正也可以不改正。若沒有錯誤，則保存此E-R圖，至此，“圖書管理系統”的概念數據模型 CDM已經生成。
CDM模型完成的是系統的概要設計，還需要通過PDM模型完成詳細設計，并對CDM模型中的E-R圖進行檢驗和修改。有了CDM模型之后，可以利用系統提供的自動轉換功能將CDM模型轉換成PDM模型，而不需要重新定義。
步驟11：選擇生成PDM。在Tools菜單中單擊Generate Physical Data Model命令，打開物理數據模型設置窗口。
Generate Physical Data Model：選中此項，表示生成新的物理數據概念模型DBMS：選擇數據庫類型。例如：選擇Sybase AS Anywhere 9Name：物理數據模型的名稱，例如，“圖書信息系統物理數據模型”
Code：物理數據模型的代碼，例如“tsgl_pdm”
在Detail選項卡中，可以進行物理數據模型的細節屬性設置。
在Selection選項卡中，可以選擇概念數據模型中已定義的實體。
選擇完畢后，單擊“確定”按鈕，開始生成物理數據模型可以利用鼠標拖動實體框和關聯線，對PDM圖進行調整，直到圖形整齊、美觀為止，最后進行保存。
步驟12：此外，可以通過File菜單中單擊New…命令，在打開的窗口中選擇Multi-Model Report選項，來生成并打印CDM或PDM的各類文檔資料，還可以生成創建表，創建索引，創建觸發器的程序。

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