關(guān)于PowerDesigner軟件工程技術(shù)的研究

陳思琪

摘? ?要：PowerDesigner是一個建模工具，運行系統(tǒng)為Windows系統(tǒng)，軟件開發(fā)人員可以利用該建模工具建立軟件模型，為軟件開發(fā)創(chuàng)造有利的條件。首先，對PowerDesigner軟件工程技術(shù)進行闡述;其次，對建模功能進行說明;最后，以PowerDesigner的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建為著手點，對PowerDesigner軟件工程技術(shù)進行研究。

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

初學(xué)者在學(xué)習軟件編程時，首先會學(xué)習一種較為簡單的編程語言，然后基于編程語言，逐步形成編程技術(shù)，利用技術(shù)對編程中存在的問題加以解決。這些編程技術(shù)存在一定的缺陷，只能解決較為簡單的問題，無法解決復(fù)雜且高難度的問題。故如何提高學(xué)習者對軟件工程技術(shù)的認知，對于計算機技術(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)一建模語言（Unified Modeling Language，UML）和實體-關(guān)系（Entity-Relationship，ER）模型，是設(shè)計人員在開發(fā)軟件產(chǎn)品時必備的工具。PowerDesigner軟件工程技術(shù)可以作為軟件工程開發(fā)人員的參考資料。

PowerDesigner是美國一家軟件公司開發(fā)的數(shù)據(jù)集，有利于降低分析、設(shè)計管理信息系統(tǒng)的難度，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的體現(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，還能針對數(shù)據(jù)庫設(shè)計合適的機構(gòu)模型，此外，還能控制團隊的模型設(shè)計。PowerDesigner軟件工程技術(shù)具有兼容并包的特點，可以與其他軟件開發(fā)工具共同使用，大大提升了軟件開發(fā)的效率[1]。

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

PowerDesigner軟件工程技術(shù)的軟件分析、設(shè)計共包括3個途徑。首先，分析面向?qū)ο螅美龍D、類圖、組件圖、活動圖、協(xié)作圖、對象圖、狀態(tài)圖和部署圖進行構(gòu)建，然后將這些圖進行轉(zhuǎn)化，通常情況下會轉(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，BPM、CDM和PDM依次產(chǎn)生，并將其重新轉(zhuǎn)化為類圖，然后對其他UML圖進行完善。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)計人員可以利用概念數(shù)據(jù)模型解決計算機系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System，DBMS）所產(chǎn)生的技術(shù)性問題，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)庫管理系統(tǒng)則相對具體，想要在這個系統(tǒng)中實現(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)容由兩點組成：實體、實體間的關(guān)系。實體屬性不會在概念數(shù)據(jù)模型中體現(xiàn)，基于此，同樣不需要對實體主鍵進行定義，這是區(qū)分概念數(shù)據(jù)模型與邏輯數(shù)據(jù)模型的重要標準。

統(tǒng)一業(yè)務(wù)概念是概念數(shù)據(jù)模型的重要目標，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，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)模型的設(shè)計。

利用ER圖可以很好地表示概念數(shù)據(jù)模型。R圖的構(gòu)成要素分別為實體、屬性和關(guān)系，在ER圖中常用的圖形符號大致包括以下幾種：矩形多用來代表實體、橢圓形多用來代表屬性、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）主要指用戶可以在數(shù)據(jù)中看到的模型，實現(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，這個模型的面向?qū)ο蟛粌H包括系統(tǒng)，還包括用戶在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)中可以發(fā)揮重要的作用。

軟件系統(tǒng)開發(fā)人員對數(shù)據(jù)存儲的看法就是邏輯數(shù)據(jù)模型，簡言之，概念數(shù)據(jù)模型細化分解后的產(chǎn)物就是邏輯數(shù)據(jù)模型。設(shè)計人員需要將業(yè)務(wù)規(guī)則作為依據(jù)，對邏輯數(shù)據(jù)模型進行確定，可以將其視為一幅藍圖，且這幅藍圖對業(yè)務(wù)對象、業(yè)務(wù)對象數(shù)據(jù)項和業(yè)務(wù)對象之間的關(guān)系進行了說明[2]。

3.2? 邏輯數(shù)據(jù)模型內(nèi)容

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

詳細描述數(shù)據(jù)是建立邏輯數(shù)據(jù)模型的主要目的，但無需對數(shù)據(jù)在物理上的實現(xiàn)進行考慮。

邏輯數(shù)據(jù)模型的建立會對數(shù)據(jù)庫設(shè)計方向產(chǎn)生一定的影響，同時，還會對數(shù)據(jù)庫的使用性能和管理效果造成影響。要求設(shè)計人員在建立邏輯數(shù)據(jù)模型時投入大量精力，這樣在設(shè)計物理數(shù)據(jù)模型時，可供選擇的方法會相應(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，能夠為系統(tǒng)初始設(shè)計提供基礎(chǔ)元素和各種相關(guān)元素的關(guān)系。簡言之，物理數(shù)據(jù)模型能夠?qū)Υ鎯Y(jié)構(gòu)和訪問機制進行高級別的描述，具體描述內(nèi)容包括計算機存儲數(shù)據(jù)的方法、記錄結(jié)構(gòu)的表達方法和路徑訪問等。目前，這種模型的體系尚未完善，其中框架存儲模型和統(tǒng)一模型較為常見，在軟件開發(fā)中的應(yīng)用較為頻繁。

4.2? 物理數(shù)據(jù)模型的優(yōu)勢

物理數(shù)據(jù)模型具有多種優(yōu)勢，主要包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可視化提取，同時還可以幫助使用者將數(shù)據(jù)庫架構(gòu)從模型中自動導(dǎo)出，實現(xiàn)多種功能。比如在數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計完成后，可以將設(shè)計結(jié)果應(yīng)用于其他數(shù)據(jù)庫;利用反向工程，在物理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對概念模型和物理模型進行設(shè)計;利用物理數(shù)據(jù)模型生成標準模型報告;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)計后，結(jié)構(gòu)化查詢語言（Structured Query Language，SQL）腳本也會隨之生成。

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

某研究人員應(yīng)用PowerDesigner軟件工程技術(shù)設(shè)計了一種銷售管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計過程中，軟件設(shè)計人員結(jié)合企業(yè)發(fā)展的實際需要，對銷售在企業(yè)數(shù)據(jù)中的作用進行著重考慮，然后將其體現(xiàn)在軟件設(shè)計之中。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)計人員在分析消費需求之后，首先應(yīng)用PowerDesigner軟件工程技術(shù)完成一個概念數(shù)據(jù)模型的建立。基于CDM對一組嚴格模型元素集合進行定義，這些元素能夠?qū)ο到y(tǒng)靜態(tài)特性、系統(tǒng)動態(tài)特性和系統(tǒng)完整性約束條件進行準確描述，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中起到的作用十分顯著，其實現(xiàn)流程如下所述[3]：

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

（2）定義屬性。定義屬性是指每一個定義實體的屬性，主要包括屬性類別、主標志符號、標準檢查約束等。

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

在經(jīng)過上述步驟后，銷售管理系統(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，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。數(shù)據(jù)庫的建立方法有多種，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)化生成而實現(xiàn)物理數(shù)據(jù)模型的建立，建立過程如下所述：首先進行目標數(shù)據(jù)庫類型的選擇，然后進行相關(guān)參數(shù)的準確配置，在配置完成后，即可實現(xiàn)PDM的生成。

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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，其在進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，采用的設(shè)計方法為面向?qū)ο蠓椒āο笫敲嫦驅(qū)ο髷?shù)據(jù)庫存儲對象的單位，每個對象之中，都含有對象屬性和對象方法，繼承和類面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的重要特點。面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)就是CAJ系統(tǒng)。

5.2? 面向?qū)ο竽Ｐ偷陌l(fā)展歷史

為了進一步降低軟件系統(tǒng)的開發(fā)成本和維護難度，提高系統(tǒng)的開放性，研發(fā)人員自20世紀90年代以來，就以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為基礎(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)庫就逐漸發(fā)展為面向?qū)ο蟮年P(guān)系型數(shù)據(jù)庫。在目前的程序設(shè)計方法之中，面向?qū)ο笤O(shè)計方法是最主要的方法，具有簡單、自然、直觀的特點，與人類分析和處理問題的思維方式相接近，同時還能對不同類型的數(shù)據(jù)進行有效的管理。

將數(shù)據(jù)庫技術(shù)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法相結(jié)合，能夠為現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的應(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驗產(chǎn)品和系統(tǒng)。

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

5.3? 對象模型的分析

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的基本特征就是支持對象模型。對象數(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)庫存在較大的差異，具體表現(xiàn)為這個模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不固定，編程人員可以出于系統(tǒng)設(shè)計的需要對其結(jié)構(gòu)進行定義，如數(shù)組、集合等。

二維表亦可表示對象模型，研究人員一般將二維表稱為對象表，而對象表的定義通常為類，存儲這個類的某一組對象可以用一個對象表進行說明。簡言之，就是對象表的行會對該類的一個對象進行存儲，而對象表的列與對象各個屬性存在著相互對應(yīng)的關(guān)系。故在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫之中，表具有兩個種類，分別是對象表和關(guān)系表，雖然這兩個表都屬于表的結(jié)構(gòu)，但其基礎(chǔ)卻是兩個不同的數(shù)據(jù)模型[4]。

6? ? 結(jié)語

綜上所述，本研究通過對PowerDesigner軟件工程技術(shù)進行分析，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偷母拍睿瑫r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)計了一個銷售管理系統(tǒng)，由此得知，在軟件系統(tǒng)開發(fā)過程中應(yīng)用PowerDesigner軟件工程技術(shù)有利于降低軟件系統(tǒng)的開發(fā)難度，同時能夠提高軟件開發(fā)的效率和軟件開發(fā)的經(jīng)濟效益，有助于促進相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。

[參考文獻]

[1]鄒青平.基于計算機軟件工程的數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)分析[J].科技風，2019（23）：110.

[2]王祥順.試析大數(shù)據(jù)時代下軟件工程技術(shù)的應(yīng)用[J].電腦編程技巧與維護，2019（8）：35-37.

[3]劉玉鎖.基于數(shù)據(jù)庫計算機軟件工程的編程技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（16）：172-173.

[4]張? 果.計算機軟件工程現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與對策[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（16）：57-58.