關于PowerDesigner軟件工程技術的研究

陳思琪

摘? ?要：PowerDesigner是一個建模工具，運行系統為Windows系統，軟件開發人員可以利用該建模工具建立軟件模型，為軟件開發創造有利的條件。首先，對PowerDesigner軟件工程技術進行闡述;其次，對建模功能進行說明;最后，以PowerDesigner的數據庫系統構建為著手點，對PowerDesigner軟件工程技術進行研究。

關鍵詞：PowerDesigner;軟件工程技術;系統模型

初學者在學習軟件編程時，首先會學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，利用技術對編程中存在的問題加以解決。這些編程技術存在一定的缺陷，只能解決較為簡單的問題，無法解決復雜且高難度的問題。故如何提高學習者對軟件工程技術的認知，對于計算機技術的發展而言十分關鍵。

1? ? PowerDesigner軟件工程技術概述

1.1? PowerDesigner軟件工程技術的含義

PowerDesigner軟件工程技術是一種軟件分析、設計工具，由于具備良好的應用效果，故被廣泛應用于軟件工程領域。這項軟件工程技術集多種技術于一體，是眾多技術融合的成果，其融合的技術包括面向對象技術、軟件工程技術、數據庫應用技術，并在此基礎上集成了業務流程建模（Business Process Modeling，BPM）、統一建模語言（Unified Modeling Language，UML）和實體-關系（Entity-Relationship，ER）模型，是設計人員在開發軟件產品時必備的工具。PowerDesigner軟件工程技術可以作為軟件工程開發人員的參考資料。

PowerDesigner是美國一家軟件公司開發的數據集，有利于降低分析、設計管理信息系統的難度，是數據庫設計過程的體現。PowerDesigner能夠完成概念數據模型、物理數據模型和數據流程圖的制作，同時，還能針對數據庫設計合適的機構模型，此外，還能控制團隊的模型設計。PowerDesigner軟件工程技術具有兼容并包的特點，可以與其他軟件開發工具共同使用，大大提升了軟件開發的效率[1]。

1.2? PowerDesigner軟件工程技術的軟件設計途徑

PowerDesigner軟件工程技術的軟件分析、設計共包括3個途徑。首先，分析面向對象，利用例圖、類圖、組件圖、活動圖、協作圖、對象圖、狀態圖和部署圖進行構建，然后將這些圖進行轉化，通常情況下會轉化為物理數據模型（Physical Data Model，PDM）和概念數據模型（Conceptual Data Model，CDM）。其次，以分析結構化為基點，BPM、CDM和PDM依次產生，并將其重新轉化為類圖，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? ? 概念數據模型

2.1? 概念數據模型的概念

在PowerDesigner軟件工程技術中，概念數據模型十分重要。概念數據模型是一種概念化結構，其作用為描述世界，設計人員可以利用概念數據模型解決計算機系統和數據庫管理系統（Database Management System，DBMS）所產生的技術性問題，故能夠將全部精力投入到數據分析和數據關系理清工作之中。概念數據模型較為抽象，數據庫管理系統則相對具體，想要在這個系統中實現概念數據模型，需要將其轉化為邏輯數據模型。

2.2? 概念數據模型的內容

概念數據模型的內容由兩點組成：實體、實體間的關系。實體屬性不會在概念數據模型中體現，基于此，同樣不需要對實體主鍵進行定義，這是區分概念數據模型與邏輯數據模型的重要標準。

統一業務概念是概念數據模型的重要目標，故可以成為技術人員和業務人員溝通和交流的渠道，使實體間的最高層次關系得到明確。在一些特殊情況下，概念數據模型需要與邏輯數據模型相結合，實現對數據模型的設計。

利用ER圖可以很好地表示概念數據模型。R圖的構成要素分別為實體、屬性和關系，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、菱形主要表示關系。

3? ? 邏輯數據模型

3.1? 邏輯數據模型的概念

邏輯數據模型（Logic Data Model，LDM）主要指用戶可以在數據中看到的模型，實現基礎為DBMS，比如網狀數據模型、層次數據模型等，這個模型的面向對象不僅包括系統，還包括用戶在數據庫管理系統實現中可以發揮重要的作用。

軟件系統開發人員對數據存儲的看法就是邏輯數據模型，簡言之，概念數據模型細化分解后的產物就是邏輯數據模型。設計人員需要將業務規則作為依據，對邏輯數據模型進行確定，可以將其視為一幅藍圖，且這幅藍圖對業務對象、業務對象數據項和業務對象之間的關系進行了說明[2]。

3.2? 邏輯數據模型內容

邏輯數據模型內容主要包括實體及其關系，能夠對每個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據模型來制定。但值得注意的是，在應用邏輯數據模型時，對其進行規范化的處理尤為重要。

詳細描述數據是建立邏輯數據模型的主要目的，但無需對數據在物理上的實現進行考慮。

邏輯數據模型的建立會對數據庫設計方向產生一定的影響，同時，還會對數據庫的使用性能和管理效果造成影響。要求設計人員在建立邏輯數據模型時投入大量精力，這樣在設計物理數據模型時，可供選擇的方法會相應地增加。

4? ? 物理數據模型

4.1? 物理數據模型的概念

物理數據模型是PowerDesigner軟件工程技術的重要組成部分，能夠為系統初始設計提供基礎元素和各種相關元素的關系。簡言之，物理數據模型能夠對存儲結構和訪問機制進行高級別的描述，具體描述內容包括計算機存儲數據的方法、記錄結構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一模型較為常見，在軟件開發中的應用較為頻繁。

4.2? 物理數據模型的優勢

物理數據模型具有多種優勢，主要包括數據結構可視化提取，同時還可以幫助使用者將數據庫架構從模型中自動導出，實現多種功能。比如在數據庫物理設計完成后，可以將設計結果應用于其他數據庫;利用反向工程，在物理結構基礎上，對概念模型和物理模型進行設計;利用物理數據模型生成標準模型報告;將物理數據模型轉化為面向對象模型（Object Oriented Model，OOM），在完成物理數據模型設計后，結構化查詢語言（Structured Query Language，SQL）腳本也會隨之生成。

4.3? PowerDesigner軟件工程技術的應用實例

某研究人員應用PowerDesigner軟件工程技術設計了一種銷售管理系統，在系統設計過程中，軟件設計人員結合企業發展的實際需要，對銷售在企業數據中的作用進行著重考慮，然后將其體現在軟件設計之中。具體表現在以下兩方面。

4.3.1? 建立概念數據模型

軟件設計人員在分析消費需求之后，首先應用PowerDesigner軟件工程技術完成一個概念數據模型的建立。基于CDM對一組嚴格模型元素集合進行定義，這些元素能夠對系統靜態特性、系統動態特性和系統完整性約束條件進行準確描述，在數據庫設計中起到的作用十分顯著，其實現流程如下所述[3]：

（1）定義實體。PowerDesigner軟件工程技術通過對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）定義實體間的聯系。主要指子聯系實體間的方法，比如表達、定義、聯系現實、聯系建立、聯系特點等。

在經過上述步驟后，銷售管理系統的概念數據模型初次建立。

4.3.2? 建立物理數據模型

概念數據模型建立后，需要以物理數據模型的建立作為著手點，將CDM生成特定數據管理系統下的SQL腳本是物理數據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，并在此基礎上建立數據庫。數據庫的建立方法有多種，常用的方法有CDM轉化、直接繪制圖形等。

本研究所涉及的內容主要是CDM轉化生成而實現物理數據模型的建立，建立過程如下所述：首先進行目標數據庫類型的選擇，然后進行相關參數的準確配置，在配置完成后，即可實現PDM的生成。

5? ? 面向對象模型

5.1? 面向對象模型的概念

面向對象模型是一種全新的數據模型，其在進行數據庫設計時，采用的設計方法為面向對象方法。對象是面向對象數據庫存儲對象的單位，每個對象之中，都含有對象屬性和對象方法，繼承和類面向對象數據模型的重要特點。面向對象模型的數據庫系統就是CAJ系統。

5.2? 面向對象模型的發展歷史

為了進一步降低軟件系統的開發成本和維護難度，提高系統的開放性，研發人員自20世紀90年代以來，就以關系型數據庫為基礎，應用了面向對象技術，自此之后，關系型數據庫就逐漸發展為面向對象的關系型數據庫。在目前的程序設計方法之中，面向對象設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據進行有效的管理。

將數據庫技術與面向對象程序設計方法相結合，能夠為現代數據庫的應用創造有利條件。在眾多研究人員的不懈努力下，取得了數量眾多的研究成果，具體表現為面向對象數據管理系統較為成熟且數量較多，其中還包含了一部分的實驗產品和系統。

面向數據庫管理系統作為數據庫管理的先進方法，被廣泛應用于工程和設計領域。近年來，在金融和通信領域也大受歡迎，能夠對數據庫中的復雜關系進行有效處理。

5.3? 對象模型的分析

面向對象數據庫的基本特征就是支持對象模型。對象數據模型具有容易發生變化的數據結構，與傳統數據庫存在較大的差異，具體表現為這個模型的數據結構并不固定，編程人員可以出于系統設計的需要對其結構進行定義，如數組、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的關系。故在面向對象數據庫之中，表具有兩個種類，分別是對象表和關系表，雖然這兩個表都屬于表的結構，但其基礎卻是兩個不同的數據模型[4]。

6? ? 結語

綜上所述，本研究通過對PowerDesigner軟件工程技術進行分析，分別闡述了概念數據模型、邏輯數據模型、物理數據模型和面向對象模型的概念，同時分析了這些模型的內容和作用，并應用PowerDesigner軟件工程技術設計了一個銷售管理系統，由此得知，在軟件系統開發過程中應用PowerDesigner軟件工程技術有利于降低軟件系統的開發難度，同時能夠提高軟件開發的效率和軟件開發的經濟效益，有助于促進相關企業的發展。

[參考文獻]

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

[2]王祥順.試析大數據時代下軟件工程技術的應用[J].電腦編程技巧與維護，2019（8）：35-37.

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

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