CDM(概念數(shù)據(jù)模型).doc

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一、本文主要介紹PowerDesigner中概念數(shù)據(jù)模型 CDM的基本概念 一、概念數(shù)據(jù)模型概述 數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)據(jù)特征的抽象。數(shù)據(jù)模型應(yīng)該滿足三個(gè)方面的要求： 1）能夠比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界 2）容易為人所理解 3）便于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 概念數(shù)據(jù)模型也稱信息模型，它以實(shí)體－聯(lián)系(Entity-RelationShip,簡(jiǎn)稱E-R)理論為基礎(chǔ)，并對(duì)這一理論進(jìn)行了擴(kuò)充。它從用戶的觀點(diǎn)出發(fā)對(duì)信息進(jìn)行建模，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)的概念級(jí)設(shè)計(jì)。 通常人們先將現(xiàn)實(shí)世界抽象為概念世界，然后再將概念世界轉(zhuǎn)為機(jī)器世界。換句話說(shuō)，就是先將現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)象抽象為實(shí)體(Entity)和聯(lián)系(Relationship),它并不依賴于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或某個(gè)DBMS系統(tǒng)，這種模型就是我們所說(shuō)的CDM;然后再將CDM轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)上某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，這樣的模型就是物理數(shù)據(jù)模型,即PDM。 CDM是一組嚴(yán)格定義的模型元素的集合，這些模型元素精確地描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性以及完整性約束條件等，其中包括了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三部分。 1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達(dá)為實(shí)體和屬性; 2）數(shù)據(jù)操作表達(dá)為實(shí)體中的記錄的插入、刪除、修改、查詢等操作; 3）完整性約束表達(dá)為數(shù)據(jù)的自身完整性約束（如數(shù)據(jù)類型、檢查、規(guī)則等）和數(shù)據(jù)間的參照完整性約束（如聯(lián)系、繼承聯(lián)系等）; 二、實(shí)體、屬性及標(biāo)識(shí)符的定義 實(shí)體（Entity），也稱為實(shí)例，對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界中可區(qū)別于其他對(duì)象的“事件”或“事物”。例如，學(xué)校中的每個(gè)學(xué)生，醫(yī)院中的每個(gè)手術(shù)。 每個(gè)實(shí)體都有用來(lái)描述實(shí)體特征的一組性質(zhì)，稱之為屬性，一個(gè)實(shí)體由若干個(gè)屬性來(lái)描述。如學(xué)生實(shí)體可由學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生年月、所在系別、入學(xué)年份等屬性組成。 實(shí)體集（Entity Set）是具體相同類型及相同性質(zhì)實(shí)體的集合。例如學(xué)校所有學(xué)生的集合可定義為“學(xué)生”實(shí)體集，“學(xué)生”實(shí)體集中的每個(gè)實(shí)體均具有學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生年月、所在系別、入學(xué)年份等性質(zhì)。 實(shí)體類型（Entity Type）是實(shí)體集中每個(gè)實(shí)體所具有的共同性質(zhì)的集合，例如“患者”實(shí)體類型為：患者｛門(mén)診號(hào)，姓名，性別，年齡，身份證號(hào).............｝。實(shí)體是實(shí)體類型的一個(gè)實(shí)例，在含義明確的情況下，實(shí)體、實(shí)體類型通?；Q使用。 實(shí)體類型中的每個(gè)實(shí)體包含唯一標(biāo)識(shí)它的一個(gè)或一組屬性，這些屬性稱為實(shí)體類型的標(biāo)識(shí)符（Identifier），如“學(xué)號(hào)”是學(xué)生實(shí)體類型的標(biāo)識(shí)符，“姓名”、“出生日期”、“信址”共同組成“公民”實(shí)體類型的標(biāo)識(shí)符。 有些實(shí)體類型可以有幾組屬性充當(dāng)標(biāo)識(shí)符，選定其中一組屬性作為實(shí)體類型的主標(biāo)識(shí)符，其他的作為次標(biāo)識(shí)符。 三、實(shí)體、屬性及標(biāo)識(shí)符的表達(dá) 二、本文主要介紹PowerDesigner概念數(shù)據(jù)模型以及實(shí)體、屬性創(chuàng)建 一、新建概念數(shù)據(jù)模型 1）選擇File-->New,彈出如圖所示對(duì)話框，選擇CDM模型（即概念數(shù)據(jù)模型）建立模型。 2）完成概念數(shù)據(jù)模型的創(chuàng)建。以下圖示，對(duì)當(dāng)前的工作空間進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。（以后再更詳細(xì)說(shuō)明） 3）選擇新增的CDM模型，右擊，在彈出的菜單中選擇“Properties”屬性項(xiàng)，彈出如圖所示對(duì)話框。在“General”標(biāo)簽里可以輸入所建模型的名稱、代碼、描述、創(chuàng)建者、版本以及默認(rèn)的圖表等等信息。在“Notes”標(biāo)簽里可以輸入相關(guān)描述及說(shuō)明信息。當(dāng)然再有更多的標(biāo)簽，可以點(diǎn)擊 "More>>"按鈕，這里就不再進(jìn)行詳細(xì)解釋。 二、創(chuàng)建新實(shí)體 1）在CDM的圖形窗口中，單擊工具選項(xiàng)版上的Entity工具，再單擊圖形窗口的空白處，在單擊的位置就出現(xiàn)一個(gè)實(shí)體符號(hào)。點(diǎn)擊Pointer工具或右擊鼠標(biāo)，釋放Entitiy工具。如圖所示 2）雙擊剛創(chuàng)建的實(shí)體符號(hào)，打開(kāi)下列圖標(biāo)窗口，在此窗口“General”標(biāo)簽中可以輸入實(shí)體的名稱、代碼、描述等信息。 三、添加實(shí)體屬性 1）在上述窗口的“Attribute”選項(xiàng)標(biāo)簽上可以添加屬性，如下圖所示。 注意： 數(shù)據(jù)項(xiàng)中的“添加屬性”和“重用已有數(shù)據(jù)項(xiàng)”這兩項(xiàng)功能與模型中Data Item的Unique code 和Allow reuse選項(xiàng)有關(guān)。 P列表示該屬性是否為主標(biāo)識(shí)符;D列表示該屬性是否在圖形窗口中顯示;M列表示該屬性是否為強(qiáng)制的，即該列是否為空值。 如果一個(gè)實(shí)體屬性為強(qiáng)制的，那么，這個(gè)屬性在每條記錄中都必須被賦值，不能為空。 2）在上圖所示窗口中，點(diǎn)擊插入屬性按鈕，彈出屬性對(duì)話框，如下圖所示。 注意：這里涉及到域的概念，即一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可應(yīng)用至數(shù)據(jù)項(xiàng)或?qū)嶓w的屬性上。在以下的教程中將另立章節(jié)詳細(xì)說(shuō)明。 三、本文主要介紹屬性的標(biāo)準(zhǔn)檢查約束、如何定義屬性的附加檢查 一、定義屬性的標(biāo)準(zhǔn)檢查約束 標(biāo)準(zhǔn)檢查約束是一組確保屬性有效的表達(dá)式。在實(shí)體屬性的特性窗口，打開(kāi)如圖所示的檢查選項(xiàng)卡。 在這個(gè)選項(xiàng)卡可以定義屬性的標(biāo)準(zhǔn)檢查約束，窗口中每項(xiàng)的參數(shù)的含義，如下 參數(shù) 說(shuō)明 Minimum 屬性可接受的最小數(shù) Maximum 屬性可接受的最大數(shù) Default 屬性不賦值時(shí)，系統(tǒng)提供的默認(rèn)值 Unit 單位，如公里、噸、元 Format 屬性的數(shù)據(jù)顯示格式 Lowercase 屬性的賦值全部變?yōu)樾?xiě)字母 Uppercase 屬性的賦值全部變?yōu)榇髮?xiě)字母 Cannot modify 該屬性一旦賦值不能再修改 List Of Values 屬性賦值列表，除列表中的值，不能有其他的值 Label 屬性列表值的標(biāo)簽 二、定義屬性的附加檢查 當(dāng)Standard checks 或Rules 不能滿足檢查的要求時(shí)，可以在Additional Checks選項(xiàng)卡的Server子頁(yè)上，通過(guò)SQL語(yǔ)句中使用%MINMAX%、%LISTVAL%、%RULES%、%UPPER%、%LOWER%幾個(gè)變量來(lái)定義Standard和Rule,如圖所示 %MINMAX%、%LISTVAL%、%UPPER%、%LOWER% 在Standard Check中定義的Minimum 和Maximum、List values 、uppervalues、lowervalues %RULES% 在Rules特性窗口Expression選項(xiàng)卡中定義的有效性規(guī)則表達(dá)式 四、本文主要介紹如何定義實(shí)體的主、次標(biāo)識(shí)符 一、標(biāo)識(shí)符 標(biāo)識(shí)符是實(shí)體中一個(gè)或多個(gè)屬性的集合，可用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體中的一個(gè)實(shí)例。要強(qiáng)調(diào)的是，CDM中的標(biāo)識(shí)符等價(jià)于PDM中的主鍵或候選鍵。 每個(gè)實(shí)體都必須至少有一個(gè)標(biāo)識(shí)符。如果實(shí)體只有一個(gè)標(biāo)識(shí)符，則它為實(shí)體的主標(biāo)識(shí)符。如果實(shí)體有多個(gè)標(biāo)識(shí)符，則其中一個(gè)被指定為主標(biāo)識(shí)符，其余的標(biāo)識(shí)符就是次標(biāo)識(shí)符了。 二、如何定義主、次標(biāo)識(shí)符 1）選擇某個(gè)實(shí)體雙擊彈出實(shí)體的屬性對(duì)話框。在Identifiers選項(xiàng)卡上可以進(jìn)行實(shí)體標(biāo)識(shí)符的定義。如下圖所示 2）選擇第一行“主標(biāo)識(shí)符”，點(diǎn)擊屬性按鈕或雙擊第一行“主標(biāo)識(shí)符”，彈出屬性對(duì)話框，如圖所示 3）選擇"Attributes"選項(xiàng)卡，再點(diǎn)擊“Add Attributes”工具，彈出如圖所示窗口，選擇某個(gè)屬性作為標(biāo)識(shí)符就行了。 五、本文介紹數(shù)據(jù)項(xiàng)、新增數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)項(xiàng)的唯一性代碼選項(xiàng)和重用選項(xiàng)等 一、數(shù)據(jù)項(xiàng) 數(shù)據(jù)項(xiàng)（Data Item）是信息存儲(chǔ)的最小單位，它可以附加在實(shí)體上作為實(shí)體的屬性。 注意：模型中允許存在沒(méi)有附加至任何實(shí)體上的數(shù)據(jù)項(xiàng)。 二、新建數(shù)據(jù)項(xiàng) 1）使用“Model”---> Data Items 菜單，在打開(kāi)的窗口中顯示已有的數(shù)據(jù)項(xiàng)的列表，點(diǎn)擊 “Add a Row”按鈕，創(chuàng)建一個(gè)新數(shù)據(jù)項(xiàng)，如圖所示 2）當(dāng)然您可以繼續(xù)設(shè)置具體數(shù)據(jù)項(xiàng)的Code、DataType、Length等等信息。這里就不再詳細(xì)說(shuō)明了。 三、數(shù)據(jù)項(xiàng)的唯一性代碼選項(xiàng)和重用選項(xiàng) 使用Tools--->Model Options->Model Settings。在Data Item組框中定義數(shù)據(jù)項(xiàng)的唯一性代碼選項(xiàng)(Unique Code)與重用選項(xiàng)（Allow Reuse）。 注意： 如果選擇Unique Code復(fù)選框 ，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)在同一個(gè)命名空間有唯一的代碼，而選擇Allow reuse ，一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)可以充當(dāng)多個(gè)實(shí)體的屬性。 四、在實(shí)體中添加數(shù)據(jù)項(xiàng) 1）雙擊一個(gè)實(shí)體符號(hào)，打開(kāi)該實(shí)體的屬性窗口。 2）單擊Attributes選項(xiàng)卡，打開(kāi)如下圖所示窗口 注意： Add a DataItem 與 Reuse a DataItem的區(qū)別在于 Add a DataItem 情況下，選擇一個(gè)已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)項(xiàng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)復(fù)制所選擇的數(shù)據(jù)項(xiàng)。如果您設(shè)置了UniqueCode選項(xiàng)，那系統(tǒng)在復(fù)制過(guò)程中，新數(shù)據(jù)項(xiàng)的Code會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)唯一的號(hào)碼，否則與所選擇的數(shù)據(jù)項(xiàng)完全一致。 Reuse a DataItem情況下，只引用不新增，就是引用那些已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)項(xiàng)，作為新實(shí)體的數(shù)據(jù)項(xiàng)。 六、本文主要介紹聯(lián)系的定義及使用 一、 聯(lián)系 聯(lián)系（Relationship）是指實(shí)體集之間或?qū)嶓w集內(nèi)部實(shí)例之間的連接。 實(shí)體之間可以通過(guò)聯(lián)系來(lái)相互關(guān)聯(lián)。與實(shí)體和實(shí)體集對(duì)應(yīng)，聯(lián)系也可以分為聯(lián)系和聯(lián)系集，聯(lián)系集是實(shí)體集之間的聯(lián)系，聯(lián)系是實(shí)體之間的聯(lián)系，聯(lián)系是具有方向性的。聯(lián)系和聯(lián)系集在含義明確的情況之下均可稱為聯(lián)系。 按照實(shí)體類型中實(shí)例之間的數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系，通?？蓪⒙?lián)系分為4類，即一對(duì)一（ONE TO ONE）聯(lián)系、一對(duì)多（ONE TO MANY）聯(lián)系、多對(duì)一（MANY TO ONE）聯(lián)系和多對(duì)多聯(lián)系（MANY TO MANY）。 二、 建立聯(lián)系 在CDM工具選項(xiàng)板中除了公共的工具外，還包括如下圖所示的其它對(duì)象產(chǎn)生工具。 在圖形窗口中創(chuàng)建兩個(gè)實(shí)體后，單擊“實(shí)體間建立聯(lián)系”工具，單擊一個(gè)實(shí)體，在按下鼠標(biāo)左鍵的同時(shí)把光標(biāo)拖至別一個(gè)實(shí)體上并釋放鼠標(biāo)左鍵，這樣就在兩個(gè)實(shí)體間創(chuàng)建了聯(lián)系，右鍵單擊圖形窗口，釋放Relationship工具。如下圖所示 三、 四種基本的聯(lián)系 即一對(duì)一（ONE TO ONE）聯(lián)系、一對(duì)多（ONE TO MANY）聯(lián)系、多對(duì)一（MANY TO ONE）聯(lián)系和多對(duì)多聯(lián)系（MANY TO MANY）。如圖所示 四、 其他幾類特殊聯(lián)系 除了4種基本的聯(lián)系之外，實(shí)體集與實(shí)體集之間還存在標(biāo)定聯(lián)系（Identify Relationship）、非標(biāo)定聯(lián)系（Non-Identify RelationShip）和遞歸聯(lián)系（Recursive Relationship）。 標(biāo)定聯(lián)系： 每個(gè)實(shí)體類型都有自己的標(biāo)識(shí)符，如果兩個(gè)實(shí)體集之間發(fā)生聯(lián)系，其中一個(gè)實(shí)體類型的標(biāo)識(shí)符進(jìn)入另一個(gè)實(shí)體類型并與該實(shí)體類型中的標(biāo)識(shí)符共同組成其標(biāo)識(shí)符時(shí)，這種聯(lián)系則稱為標(biāo)定聯(lián)系，也叫依賴聯(lián)系。反之稱為非標(biāo)定聯(lián)系，也叫非依賴聯(lián)系。 注意： 在非標(biāo)定聯(lián)系中，一個(gè)實(shí)體集中的部分實(shí)例依賴于另一個(gè)實(shí)例集中的實(shí)例，在這種依賴聯(lián)系中，每個(gè)實(shí)體必須至少有一個(gè)標(biāo)識(shí)符。而在標(biāo)定聯(lián)系中，一個(gè)實(shí)體集中的全部實(shí)例完全依賴于另個(gè)實(shí)體集中的實(shí)例，在這種依賴聯(lián)系中一個(gè)實(shí)體必須至少有一個(gè)標(biāo)識(shí)符，而另一個(gè)實(shí)體卻可以沒(méi)有自己的標(biāo)識(shí)符。沒(méi)有標(biāo)識(shí)符的實(shí)體用它所依賴的實(shí)體的標(biāo)識(shí)符作為自己的標(biāo)識(shí)符。 換句話來(lái)理解，在標(biāo)定聯(lián)系中，一個(gè)實(shí)體（選課）依賴一個(gè)實(shí)體（學(xué)生），那么（學(xué)生）實(shí)體必須至少有一個(gè)標(biāo)識(shí)符，而（選課）實(shí)體可以沒(méi)有自己的標(biāo)識(shí)符，沒(méi)有標(biāo)標(biāo)識(shí)符的實(shí)體可以用實(shí)體（學(xué)生）的標(biāo)識(shí)符作為自己的標(biāo)識(shí)符。 遞歸聯(lián)系： 遞歸聯(lián)系是實(shí)體集內(nèi)部實(shí)例之間的一種聯(lián)系，通常形象地稱為自反聯(lián)系。同一實(shí)體類型中不同實(shí)體集之間的聯(lián)系也稱為遞歸聯(lián)系。 例如：在“職工”實(shí)體集中存在很多的職工，這些職工之間必須存在一種領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)系。又如“學(xué)生”實(shí)體信中的實(shí)體包含“班長(zhǎng)”子實(shí)體集與“普通學(xué)生”子實(shí)體集，這兩個(gè)子實(shí)體集之間的聯(lián)系就是一種遞歸聯(lián)系。創(chuàng)建遞歸聯(lián)系時(shí)，只需要單擊“實(shí)體間建立聯(lián)系”工具從實(shí)體的一部分拖至該實(shí)體的別一個(gè)部分即可。如圖 五、 定義聯(lián)系的特性 在兩個(gè)實(shí)體間建立了聯(lián)系后，雙擊聯(lián)系線，打開(kāi)聯(lián)系特性窗口，如圖所示。 六、 定義聯(lián)系的角色名 在聯(lián)系的兩個(gè)方向上各自包含有一個(gè)分組框，其中的參數(shù)只對(duì)這個(gè)方向起作用，Role Name為角色名，描述該方向聯(lián)系的作用，一般用一個(gè)動(dòng)詞或動(dòng)賓組表。 如：“學(xué)生 to 課目 ” 組框中應(yīng)該填寫(xiě)“擁有”，而在“課目To 學(xué)生”組框中填寫(xiě)“屬于”。（在此只是舉例說(shuō)明，可能有些用詞不太合理）。 七、 定義聯(lián)系的強(qiáng)制性 Mandatory 表示這個(gè)方向聯(lián)系的強(qiáng)制關(guān)系。選中這個(gè)復(fù)選框，則在聯(lián)系線上產(chǎn)生一個(gè)聯(lián)系線垂直的豎線。不選擇這個(gè)復(fù)選框則表示聯(lián)系這個(gè)方向上是可選的，在聯(lián)系線上產(chǎn)生一個(gè)小圓圈。 八、 有關(guān)聯(lián)系的基數(shù) 聯(lián)系具有方向性，每個(gè)方向上都有一個(gè)基數(shù)。 舉例， “系” 與“學(xué)生”兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系是一對(duì)多聯(lián)系，換句話說(shuō)“學(xué)生”和“系”之間的聯(lián)系是多對(duì)一聯(lián)系。而且一個(gè)學(xué)生必須屬于一個(gè)系，并且只能屬于一個(gè)系，不能屬于零個(gè)系，所以從“學(xué)生”實(shí)體至“系”實(shí)體的基數(shù)為“1,1”，從聯(lián)系的另一方向考慮，一個(gè)系可以擁有多個(gè)學(xué)生，也可以沒(méi)有任何學(xué)生，即零個(gè)學(xué)生，所以該方向聯(lián)系的基數(shù)就為“0,n”,如圖所示