關(guān)于PowerDesigner軟件工程技術(shù)的研究

陳思琪

摘? ?要：PowerDesigner是一個(gè)建模工具，運(yùn)行系統(tǒng)為Windows系統(tǒng)，軟件開(kāi)發(fā)人員可以利用該建模工具建立軟件模型，為軟件開(kāi)發(fā)創(chuàng)造有利的條件。首先，對(duì)PowerDesigner軟件工程技術(shù)進(jìn)行闡述;其次，對(duì)建模功能進(jìn)行說(shuō)明;最后，以PowerDesigner的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)建為著手點(diǎn)，對(duì)PowerDesigner軟件工程技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：PowerDesigner;軟件工程技術(shù);系統(tǒng)模型

初學(xué)者在學(xué)習(xí)軟件編程時(shí)，首先會(huì)學(xué)習(xí)一種較為簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言，然后基于編程語(yǔ)言，逐步形成編程技術(shù)，利用技術(shù)對(duì)編程中存在的問(wèn)題加以解決。這些編程技術(shù)存在一定的缺陷，只能解決較為簡(jiǎn)單的問(wèn)題，無(wú)法解決復(fù)雜且高難度的問(wèn)題。故如何提高學(xué)習(xí)者對(duì)軟件工程技術(shù)的認(rèn)知，對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而言十分關(guān)鍵。

1? ? PowerDesigner軟件工程技術(shù)概述

1.1? PowerDesigner軟件工程技術(shù)的含義

PowerDesigner軟件工程技術(shù)是一種軟件分析、設(shè)計(jì)工具，由于具備良好的應(yīng)用效果，故被廣泛應(yīng)用于軟件工程領(lǐng)域。這項(xiàng)軟件工程技術(shù)集多種技術(shù)于一體，是眾多技術(shù)融合的成果，其融合的技術(shù)包括面向?qū)ο蠹夹g(shù)、軟件工程技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上集成了業(yè)務(wù)流程建模（Business Process Modeling，BPM）、統(tǒng)一建模語(yǔ)言（Unified Modeling Language，UML）和實(shí)體-關(guān)系（Entity-Relationship，ER）模型，是設(shè)計(jì)人員在開(kāi)發(fā)軟件產(chǎn)品時(shí)必備的工具。PowerDesigner軟件工程技術(shù)可以作為軟件工程開(kāi)發(fā)人員的參考資料。

PowerDesigner是美國(guó)一家軟件公司開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)集，有利于降低分析、設(shè)計(jì)管理信息系統(tǒng)的難度，是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程的體現(xiàn)。PowerDesigner能夠完成概念數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)流程圖的制作，同時(shí)，還能針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)合適的機(jī)構(gòu)模型，此外，還能控制團(tuán)隊(duì)的模型設(shè)計(jì)。PowerDesigner軟件工程技術(shù)具有兼容并包的特點(diǎn)，可以與其他軟件開(kāi)發(fā)工具共同使用，大大提升了軟件開(kāi)發(fā)的效率[1]。

1.2? PowerDesigner軟件工程技術(shù)的軟件設(shè)計(jì)途徑

PowerDesigner軟件工程技術(shù)的軟件分析、設(shè)計(jì)共包括3個(gè)途徑。首先，分析面向?qū)ο?，利用例圖、類(lèi)圖、組件圖、活動(dòng)圖、協(xié)作圖、對(duì)象圖、狀態(tài)圖和部署圖進(jìn)行構(gòu)建，然后將這些圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通常情況下會(huì)轉(zhuǎn)化為物理數(shù)據(jù)模型（Physical Data Model，PDM）和概念數(shù)據(jù)模型（Conceptual Data Model，CDM）。其次，以分析結(jié)構(gòu)化為基點(diǎn)，BPM、CDM和PDM依次產(chǎn)生，并將其重新轉(zhuǎn)化為類(lèi)圖，然后對(duì)其他UML圖進(jìn)行完善。最后，是集上述兩種方法于一體的途徑。

2? ? 概念數(shù)據(jù)模型

2.1? 概念數(shù)據(jù)模型的概念

在PowerDesigner軟件工程技術(shù)中，概念數(shù)據(jù)模型十分重要。概念數(shù)據(jù)模型是一種概念化結(jié)構(gòu)，其作用為描述世界，設(shè)計(jì)人員可以利用概念數(shù)據(jù)模型解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Database Management System，DBMS）所產(chǎn)生的技術(shù)性問(wèn)題，故能夠?qū)⑷烤ν度氲綌?shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)關(guān)系理清工作之中。概念數(shù)據(jù)模型較為抽象，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)則相對(duì)具體，想要在這個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)概念數(shù)據(jù)模型，需要將其轉(zhuǎn)化為邏輯數(shù)據(jù)模型。

2.2? 概念數(shù)據(jù)模型的內(nèi)容

概念數(shù)據(jù)模型的內(nèi)容由兩點(diǎn)組成：實(shí)體、實(shí)體間的關(guān)系。實(shí)體屬性不會(huì)在概念數(shù)據(jù)模型中體現(xiàn)，基于此，同樣不需要對(duì)實(shí)體主鍵進(jìn)行定義，這是區(qū)分概念數(shù)據(jù)模型與邏輯數(shù)據(jù)模型的重要標(biāo)準(zhǔn)。

統(tǒng)一業(yè)務(wù)概念是概念數(shù)據(jù)模型的重要目標(biāo)，故可以成為技術(shù)人員和業(yè)務(wù)人員溝通和交流的渠道，使實(shí)體間的最高層次關(guān)系得到明確。在一些特殊情況下，概念數(shù)據(jù)模型需要與邏輯數(shù)據(jù)模型相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)。

利用ER圖可以很好地表示概念數(shù)據(jù)模型。R圖的構(gòu)成要素分別為實(shí)體、屬性和關(guān)系，在ER圖中常用的圖形符號(hào)大致包括以下幾種：矩形多用來(lái)代表實(shí)體、橢圓形多用來(lái)代表屬性、菱形主要表示關(guān)系。

3? ? 邏輯數(shù)據(jù)模型

3.1? 邏輯數(shù)據(jù)模型的概念

邏輯數(shù)據(jù)模型（Logic Data Model，LDM）主要指用戶(hù)可以在數(shù)據(jù)中看到的模型，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)為DBMS，比如網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型、層次數(shù)據(jù)模型等，這個(gè)模型的面向?qū)ο蟛粌H包括系統(tǒng)，還包括用戶(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中可以發(fā)揮重要的作用。

軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的看法就是邏輯數(shù)據(jù)模型，簡(jiǎn)言之，概念數(shù)據(jù)模型細(xì)化分解后的產(chǎn)物就是邏輯數(shù)據(jù)模型。設(shè)計(jì)人員需要將業(yè)務(wù)規(guī)則作為依據(jù)，對(duì)邏輯數(shù)據(jù)模型進(jìn)行確定，可以將其視為一幅藍(lán)圖，且這幅藍(lán)圖對(duì)業(yè)務(wù)對(duì)象、業(yè)務(wù)對(duì)象數(shù)據(jù)項(xiàng)和業(yè)務(wù)對(duì)象之間的關(guān)系進(jìn)行了說(shuō)明[2]。

3.2? 邏輯數(shù)據(jù)模型內(nèi)容

邏輯數(shù)據(jù)模型內(nèi)容主要包括實(shí)體及其關(guān)系，能夠?qū)γ總€(gè)實(shí)體的屬性進(jìn)行確定，同時(shí)定義實(shí)體主鍵，實(shí)體外鍵也可以利用邏輯數(shù)據(jù)模型來(lái)制定。但值得注意的是，在應(yīng)用邏輯數(shù)據(jù)模型時(shí)，對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化的處理尤為重要。

詳細(xì)描述數(shù)據(jù)是建立邏輯數(shù)據(jù)模型的主要目的，但無(wú)需對(duì)數(shù)據(jù)在物理上的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行考慮。

邏輯數(shù)據(jù)模型的建立會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方向產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)，還會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的使用性能和管理效果造成影響。要求設(shè)計(jì)人員在建立邏輯數(shù)據(jù)模型時(shí)投入大量精力，這樣在設(shè)計(jì)物理數(shù)據(jù)模型時(shí)，可供選擇的方法會(huì)相應(yīng)地增加。

4? ? 物理數(shù)據(jù)模型

4.1? 物理數(shù)據(jù)模型的概念

物理數(shù)據(jù)模型是PowerDesigner軟件工程技術(shù)的重要組成部分，能夠?yàn)橄到y(tǒng)初始設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)元素和各種相關(guān)元素的關(guān)系。簡(jiǎn)言之，物理數(shù)據(jù)模型能夠?qū)Υ鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)和訪問(wèn)機(jī)制進(jìn)行高級(jí)別的描述，具體描述內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法、記錄結(jié)構(gòu)的表達(dá)方法和路徑訪問(wèn)等。目前，這種模型的體系尚未完善，其中框架存儲(chǔ)模型和統(tǒng)一模型較為常見(jiàn)，在軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用較為頻繁。

4.2? 物理數(shù)據(jù)模型的優(yōu)勢(shì)

物理數(shù)據(jù)模型具有多種優(yōu)勢(shì)，主要包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可視化提取，同時(shí)還可以幫助使用者將數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)從模型中自動(dòng)導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)多種功能。比如在數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)完成后，可以將設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)用于其他數(shù)據(jù)庫(kù);利用反向工程，在物理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)概念模型和物理模型進(jìn)行設(shè)計(jì);利用物理數(shù)據(jù)模型生成標(biāo)準(zhǔn)模型報(bào)告;將物理數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化為面向?qū)ο竽Ｐ停∣bject Oriented Model，OOM），在完成物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)后，結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言（Structured Query Language，SQL）腳本也會(huì)隨之生成。

4.3? PowerDesigner軟件工程技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

某研究人員應(yīng)用PowerDesigner軟件工程技術(shù)設(shè)計(jì)了一種銷(xiāo)售管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，軟件設(shè)計(jì)人員結(jié)合企業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要，對(duì)銷(xiāo)售在企業(yè)數(shù)據(jù)中的作用進(jìn)行著重考慮，然后將其體現(xiàn)在軟件設(shè)計(jì)之中。具體表現(xiàn)在以下兩方面。

4.3.1? 建立概念數(shù)據(jù)模型

軟件設(shè)計(jì)人員在分析消費(fèi)需求之后，首先應(yīng)用PowerDesigner軟件工程技術(shù)完成一個(gè)概念數(shù)據(jù)模型的建立。基于CDM對(duì)一組嚴(yán)格模型元素集合進(jìn)行定義，這些元素能夠?qū)ο到y(tǒng)靜態(tài)特性、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性和系統(tǒng)完整性約束條件進(jìn)行準(zhǔn)確描述，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中起到的作用十分顯著，其實(shí)現(xiàn)流程如下所述[3]：

（1）定義實(shí)體。PowerDesigner軟件工程技術(shù)通過(guò)對(duì)Infourmation Engineering表示法的使用，完成了ER模型的建立。本研究以銷(xiāo)售管理系統(tǒng)為例，對(duì)其在CDM中的定義實(shí)體進(jìn)行闡述，比如收貨地點(diǎn)、送貨地點(diǎn)、產(chǎn)品、銷(xiāo)售人員和客戶(hù)等都屬于定義實(shí)體。

（2）定義屬性。定義屬性是指每一個(gè)定義實(shí)體的屬性，主要包括屬性類(lèi)別、主標(biāo)志符號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)檢查約束等。

（3）定義實(shí)體間的聯(lián)系。主要指子聯(lián)系實(shí)體間的方法，比如表達(dá)、定義、聯(lián)系現(xiàn)實(shí)、聯(lián)系建立、聯(lián)系特點(diǎn)等。

在經(jīng)過(guò)上述步驟后，銷(xiāo)售管理系統(tǒng)的概念數(shù)據(jù)模型初次建立。

4.3.2? 建立物理數(shù)據(jù)模型

概念數(shù)據(jù)模型建立后，需要以物理數(shù)據(jù)模型的建立作為著手點(diǎn)，將CDM生成特定數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)下的SQL腳本是物理數(shù)據(jù)模型建立的主要目的。PDM作為該腳本的表示，主要指圖形化表示，并在此基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的建立方法有多種，常用的方法有CDM轉(zhuǎn)化、直接繪制圖形等。

本研究所涉及的內(nèi)容主要是CDM轉(zhuǎn)化生成而實(shí)現(xiàn)物理數(shù)據(jù)模型的建立，建立過(guò)程如下所述：首先進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型的選擇，然后進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確配置，在配置完成后，即可實(shí)現(xiàn)PDM的生成。

5? ? 面向?qū)ο竽Ｐ?/p>

5.1? 面向?qū)ο竽Ｐ偷母拍?/p>

面向?qū)ο竽Ｐ褪且环N全新的數(shù)據(jù)模型，其在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，采用的設(shè)計(jì)方法為面向?qū)ο蠓椒?。?duì)象是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)對(duì)象的單位，每個(gè)對(duì)象之中，都含有對(duì)象屬性和對(duì)象方法，繼承和類(lèi)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的重要特點(diǎn)。面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)就是CAJ系統(tǒng)。

5.2? 面向?qū)ο竽Ｐ偷陌l(fā)展歷史

為了進(jìn)一步降低軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本和維護(hù)難度，提高系統(tǒng)的開(kāi)放性，研發(fā)人員自20世紀(jì)90年代以來(lái)，就以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)，自此之后，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)就逐漸發(fā)展為面向?qū)ο蟮年P(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。在目前的程序設(shè)計(jì)方法之中，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法是最主要的方法，具有簡(jiǎn)單、自然、直觀的特點(diǎn)，與人類(lèi)分析和處理問(wèn)題的思維方式相接近，同時(shí)還能對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。

將數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法相結(jié)合，能夠?yàn)楝F(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。在眾多研究人員的不懈努力下，取得了數(shù)量眾多的研究成果，具體表現(xiàn)為面向?qū)ο髷?shù)據(jù)管理系統(tǒng)較為成熟且數(shù)量較多，其中還包含了一部分的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品和系統(tǒng)。

面向數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理的先進(jìn)方法，被廣泛應(yīng)用于工程和設(shè)計(jì)領(lǐng)域。近年來(lái)，在金融和通信領(lǐng)域也大受歡迎，能夠?qū)?shù)據(jù)庫(kù)中的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行有效處理。

5.3? 對(duì)象模型的分析

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)的基本特征就是支持對(duì)象模型。對(duì)象數(shù)據(jù)模型具有容易發(fā)生變化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)存在較大的差異，具體表現(xiàn)為這個(gè)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不固定，編程人員可以出于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義，如數(shù)組、集合等。

二維表亦可表示對(duì)象模型，研究人員一般將二維表稱(chēng)為對(duì)象表，而對(duì)象表的定義通常為類(lèi)，存儲(chǔ)這個(gè)類(lèi)的某一組對(duì)象可以用一個(gè)對(duì)象表進(jìn)行說(shuō)明。簡(jiǎn)言之，就是對(duì)象表的行會(huì)對(duì)該類(lèi)的一個(gè)對(duì)象進(jìn)行存儲(chǔ)，而對(duì)象表的列與對(duì)象各個(gè)屬性存在著相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系。故在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)之中，表具有兩個(gè)種類(lèi)，分別是對(duì)象表和關(guān)系表，雖然這兩個(gè)表都屬于表的結(jié)構(gòu)，但其基礎(chǔ)卻是兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)模型[4]。

6? ? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本研究通過(guò)對(duì)PowerDesigner軟件工程技術(shù)進(jìn)行分析，分別闡述了概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷母拍?，同時(shí)分析了這些模型的內(nèi)容和作用，并應(yīng)用PowerDesigner軟件工程技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)銷(xiāo)售管理系統(tǒng)，由此得知，在軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)用PowerDesigner軟件工程技術(shù)有利于降低軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度，同時(shí)能夠提高軟件開(kāi)發(fā)的效率和軟件開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，有助于促進(jìn)相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。

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