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文檔簡介

重慶交通大學信息科學與工程學院設計性實驗報告專業:通信工程班級:通信二班學號:631206040220姓名:周丙相課程名稱:《數據庫技術B》實驗項目名稱:PowerDesigner6數據庫建模技術實驗項目性質:課程項目設計實驗所屬課程:《數據庫技術B》實驗室(中心):信息學院實驗中心指導教師:王家偉實驗完成時間:2014年6月22日教師評閱意見:教師評閱意見:簽名:年月日實驗成績:目錄TOC\o"1-8"\h\u846一、實驗目的 427425二、實驗內容及要求 411124(一)實驗內容 431112(二)實驗要求 816078三、實驗設備及軟件 82664四、設計方案 86024(一)題目 86602(二)設計的主要思路 827089五、主要代碼 1214919六、測試結果及說明 27308361、對所建立的模型進行檢測,其結果如下所示: 2770852、生成物理數據模型 2749813、生成項目報告 29224504、部分表圖 3022633七、實驗體會 31一、實驗目的1、了解和學習數據庫建模環境PowerDesigner,并能夠熟練地利用該建模環境建立數據庫模型2、深入了解和學習建立概念數據模型和建立物理數據模型的過程3、學會正確定義概念數據模型4、學會正確定義物理數據模型5、學會熟練掌握在DataArchitect環境下建立概念數據模型和物理數據模型6、學會正確識別數據模型中的對象7、深入體會數據庫建模的基本思想和方法,從而學會自主建立一個完整和合理的數據庫模型,并學會分析各個實體之間的聯系8、體會關系型數據庫中的實體和關系的真確含義,從而學會將現實世界中的一些問題使用實體—關系模型進行表達9、深刻體會關系數據庫性數據庫所遵循的三個完整性規則,即實體完整性規則、參照完整性規則及其用戶自定義完整性規則實驗內容及要求實驗內容1、在WindowsXP操作系統上安裝PowerDesigner6數據庫建模軟件(1)PowerDesigner數據庫建模環境簡介PowerDesigner是Sybase公司的CASE工具集,使用它可以及其方便地對管理信息系統進行分析和設計,它包括了數據庫模型設計的全過程。利用PowerDesigner可以制作數據流程圖、概念數據模型、物理數據模型,還可以生成多種客戶端開發工具的應用程序,還可以為數據倉庫制作結構模型,也能對團隊設計模型進行控制。PowerDesigner包括以下六個模塊:●ProcessAnalyst是數據流程圖(DFD)邏輯設計工具●DataArchitect是概念數據模型與物理數據模型設計工具(同時也是本次實驗所使用的主要功能模塊。●WarehouseArchitect是數據倉庫設計工具●AppModeler是客戶端應用程序生成工具MetaWorks是團隊開發控制工具●Viewer是模型觀察工具(2)DataArchitect模塊簡介DataArchitect模塊是PowerDesigner的核心工具,它在需求分析階段可以用來繪制實體聯系圖(E—R圖),即系統的概念數據模型。它描述了系統的實體以及實體之間的聯系,是系統的靜態特征。系統分析員通過實體聯系圖表達對系統靜態特征的理解。它實際上相當于系統的一個初步的數據字典。由實體聯系圖所表達的數據模型與數據流程圖所表達的功能模型結合在一起就構成了系統完整的邏輯模型。系統的進一步開發將以此作為重要的基礎。當系統的開發進入設計階段時,開發人必須提出系統的物理數據模型,這是的DataArchitect可以實現概念數據模型向物理數據模型的自動轉換,設計人員可以在物理數據模型的基礎上,進行數據庫的后臺設計。使用DataArchitect模塊可以產生或者生成兩種不同的數據模型:概念數據模型(CDM)和物理數據模型(PDM)。概念數據模型是由數據庫設計者設計和產生的,概念數據模型不依賴于特定的關系數據庫管理系統(RDBMS)。(3)PowerDesigner中的DataArchitect模塊的安裝●啟動WindowsXP,解壓PowerDesigner軟件包,并在解壓后的目錄下執行XXX文件。●打開“PowerDesigner6DataArchitectSuite”窗口,然后單擊“Install”按鈕進行安裝●在安裝過程中選擇一路Next即可●當安裝完成時,單擊“Finish”按鈕即可進入“Readme—寫字板”窗口,該窗口主要顯示PowerDesigner6版本信息●關閉“Readme—寫字板”窗口,至此,DataArchitect模塊安裝完成2、使用PowerDesigner里的DataArchitect建立概念數據模型●對項目進行簡單的需求分析,初步建立數據的基本結構,并生成需求分析報告。●根據需求分析報告,在PowerDesigner里的DataArchitect模塊建立概念數據模型,具體操作和簡要步驟如下所示:●打開PowerDesigner里的DataArchitect模塊,進行建模。圖1PowerDesigner里的DataArchitect模塊視圖●從上圖我們可以清楚地看到在視圖的左側有可供選擇的目標,其中包括實體(Entity)、聯系(Relationship)、放大(Zoomout)以及縮小(Zoomin)等工具。我們選擇實體之后既可以在工作區建立一個實體,之后編輯實體的屬性。舉例如下:●在建立實體—關系模型時(Entity—RelationshipModel)時,一定要以關系型數據庫的三個完整性規則為原則,建立符合條件的關系型數據庫的概念數據模型。這些關系體現在以下幾個方面:●首先,我們來考慮關系型數據庫的第一個重要的完整性規則:實體完整性,其含義就是每個實體都必須是獨一無二的,并且使用每一個實體的某些共同屬性來對每一個實體進行唯一的標識(稱之為主碼),例如,當我們在建立學生這個實體時,我們選用學生的學號作為唯一標識一個學生實體的標識,這樣,我們稱這個屬性為該實體的主碼。主碼不一定必須要求只能是一個屬性,在很多時候,我們往往不能僅僅使用實體的一個屬性就能對該實體進行唯一的標識,這時,我們可以考慮使用該實體的多個屬性進行組合,從而實現對該實體的唯一標識。還有的時候,在我們所建立的實體屬性中,不能找到任何一個可以作為實體主碼的屬性或者屬性組,此時,我們可以為該實體人為地增加某些屬性,并且將其作為實體的主碼,用于唯一標識每一個實體。使之滿足實體完整性。●第二、當我們建立的實體屬于若弱實體時,弱實體即不能使用自己本身的屬性作為主碼的實體。該類型的實體的唯一性必須借助于其他實體的某些屬性來唯一標識。例如:學生的成績這個實體,就必須借助于學生實體的學號和課程實體的課程號來作為自己的主碼,唯一標識唯一性。其含義是某位同學的某門成績。換個思路來說,參照完整性也可以這樣描述:就是某些實體的屬性取值必須來自另一實體的某些屬性的域,這樣的關系就稱之為參照完整性。●最后,還有一個我們必須考慮的問題,就如在使用高級語言進行程序設計時所要考慮的那樣,有的時候我們所定義的某些變量對應到現實世界時,只能取某些特定的值。比如性別:有且只有兩種情況:男或者女,再無第三種選擇,有時候,我們需要對某些變量或者是屬性進行限制,這樣有助于系統的容錯能力。在關系型數據庫里,稱這樣的關系為域,也可叫做用戶自定義完整性。圖2實體屬性設置3、在DataArchitect環境下,將建立的概念數據模型生成物理數據模型,并生成項目報告●首先,對所建立的概念數據模型進行檢測,發現并修改錯誤。將概念數據模型轉化為物理數據模型。●其次,生成項目設計報告●最后,選擇合適的數據庫管理系統,這里,我們所選的是微軟公司的SQLServer6.0,并生成標準的SQL語言。圖3生成物理模型圖4DBMS選擇(二)實驗要求1、建立的概念模型至少包含15個實體(Entity)2、學會熟練使用DataArchitect建模工具,并能夠正確把握概念數據模型和物理數據模型的區別和聯系3、所建立的概念模型必須滿足和遵循關系型數據庫的完整性規則4、生成一份完整的項目建模報告三、實驗設備及軟件一臺安裝了WindowsXP操作系統的計算機、PowerDesigner軟件四、設計方案(一)題目本次實驗的最終目的在于創建一個大學校園基本信息管理數據庫;學會正確熟練地使用PowerDesigner軟件的各種功能模塊,并利用其中的DataArchitect模塊建立基本的概念數據模型,其中包括至少15個實體,并將其轉化為物理模型,通過檢測無誤之后生成項目報告和SQL標準語言。設計的主要思路數據庫是某個組織或者是某個企業、或部門所涉及的數據的一個綜合,它不僅要反映數據本身的內容,而且還要反映數據之間的聯系。由于計算機不可能直接處理現實世界中的具體事情,所以人們必須事先把具體事務轉換成計算機能夠處理的數據。在數據庫中用數據模型這個工具來完成對現實世界的抽象表達。利用數據模型可以完成處理現實世界中的數據和信息的工作。通俗地講數據模型就是現實世界的模擬。數據模型在設計的過程當中,必須滿足三方面的要求:第一,能夠比較真實地模擬現實世界;第二是比較容易為人們所理解;第三是便于計算機上實現。一種數據模型要很好地滿足這三方面的要求,在目前來說還很困難。在數據庫系統中針對不同的使用對象和應用目的,采用不同的數據模型進行分析。不同的數據模型實際上就是提供給我們模型化數據和信息的不同工具。根據模型應用的不同目的,可以將其劃分為:概念模型和數據模型。其中,概念模型是按照用戶的觀點對數據和信息建模。而數據模型是按照計算機的特點而進行建模。數據模型包括:網狀模型、層次模型、關系模型等。概念模型是數據庫系統的核心和基礎。在各種機器上實現的DBMS軟件都是基于種數據模型的。為了把現實世界的具體事物進行抽象、組織為某一DBMS支持的數據模型,我們首先將現實世界抽象為信息世界,然后將信息世界轉化為機器世界。也就是說,首先把現實世界當中的客觀對象抽象為某一信息結構,這種信息結構不依賴于具體的計算機系統,再把概念模型轉化為某一個DBNS所支持的物理數據結構。概念模型實際上是現實世界到機器世界的一個中間層次。本次設計先將學校中的具體事物進行抽象,將其轉化為信息世界,建立基本的概念數據模型;并在此基礎上完成概念模型到物理模型的轉化。根據具體的DBMS生成具體的數據模型和數據結構,從而實現現實世界—數據世界—機器世界之間的轉化,形成有用的數據信息,并在計算機上實現相關表示。本次設計所涉及的一些基本概念:實體是指客觀存在并可互相區別的事物;屬性是指實體所具有的某一特性;碼是指能夠唯一標識實體的屬性集;域是指屬性的取值范圍;實體型是指實體名及其屬性的集合;實體集是指同型實體的集合。通過對學校的相關實際事物進行分析,發現很多事物時間存在著聯系。通過概念模型將這些事物及其它們之間存在的聯系表示出來。并將其轉化為物理數據模型,選用微軟公司的SQLServerDBMS實現數據的管理。邏輯結構設計概念結構設計需求分析邏輯結構設計概念結構設計需求分析數據庫系統邏輯結構概念結構需求說明和數據說明數據庫系統邏輯結構概念結構需求說明和數據說明數據庫物理設計數據庫運行和維護數據庫實施數據庫物理設計數據庫運行和維護數據庫實施物理結構物理結構圖5數據庫設計步驟概念數據模型概述

數據模型是現實世界中數據特征的抽象。數據模型應該滿足三個方面的要求:

1)能夠比較真實地模擬現實世界

2)容易為人所理解

3)便于計算機實現

概念數據模型也稱信息模型,它以實體-聯系(Entity-RelationShip,簡稱E-R)理論為基礎,并對這一理論進行了擴充。它從用戶的觀點出發對信息進行建模,主要用于數據庫的概念級設計。

通常人們先將現實世界抽象為概念世界,然后再將概念世界轉為機器世界。換句話說,就是先將現實世界中的客觀對象抽象為實體(Entity)和聯系(Relationship),它并不依賴于具體的計算機系統或某個DBMS系統,這種模型就是我們所說的CDM;然后再將CDM轉換為計算機上某個DBMS所支持的數據模型,這樣的模型就是物理數據模型,即PDM。

CDM是一組嚴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的靜態特性、動態特性以及完整性約束條件等,其中包括了數據結構、數據操作和完整性約束三部分。

1)數據結構表達為實體和屬性;

2)數據操作表達為實體中的記錄的插入、刪除、修改、查詢等操作;

3)完整性約束表達為數據的自身完整性約束(如數據類型、檢查、規則等)和數據間的參照完整性約束(如聯系、繼承聯系等);

(四)實體、屬性及標識符的定義

實體(Entity),也稱為實例,對應現實世界中可區別于其他對象的“事件”或“事物”。例如,學校中的每個學生,醫院中的每個手術。

每個實體都有用來描述實體特征的一組性質,稱之為屬性,一個實體由若干個屬性來描述。如學生實體可由學號、姓名、性別、出生年月、所在系別、入學年份等屬性組成。

實體集(EntitySet)是具體相同類型及相同性質實體的集合。例如學校所有學生的集合可定義為“學生”實體集,“學生”實體集中的每個實體均具有學號、姓名、性別、出生年月、所在系別、入學年份等性質。

實體類型(EntityType)是實體集中每個實體所具有的共同性質的集合,例如“患者”實體類型為:患者{門診號,姓名,性別,年齡,身份證號}。實體是實體類型的一個實例,在含義明確的情況下,實體、實體類型通常互換使用。

實體類型中的每個實體包含唯一標識它的一個或一組屬性,這些屬性稱為實體類型的標識符(Identifier),如“學號”是學生實體類型的標識符,“姓名”、“出生日期”、“信址”共同組成“公民”實體類型的標識符。

有些實體類型可以有幾組屬性充當標識符,選定其中一組屬性作為實體類型的主標識符,其他的作為次標識符。

(五)實體、屬性及標識符的表達

圖6實體、屬性及標識符的表達聯系(Relationship)是指實體集這間或實體集內部實例之間的連接。

實體之間可以通過聯系來相互關聯。與實體和實體集對應,聯系也可以分為聯系和聯系集,聯系集是實體集之間的聯系,聯系是實體之間的聯系,聯系是具有方向性的。聯系和聯系集在含義明確的情況之下均可稱為聯系。按照實體類型中實例之間的數量對應關系,通常可將聯系分為4類,即一對一(ONE

TOONE)聯系、一對多(ONETOMANY)

聯系、多對一(MANYTOONE)聯系和多對多聯系(MANYTOMANY)。在CDM工具選項

板中除了公共的工具外,還包括如下圖所示的其它對象產生工具。在圖形窗口中創建兩個實體后,單擊“實體間建立聯系”工具,單擊一個實體,在按下鼠標左鍵的同時把拖至別一個實體上并釋放鼠拖至別一個實體上并釋放鼠標左鍵,這樣就在兩個實體間創建了聯系。

圖7實體之間的聯系

五、主要代碼SQL語言主要代碼如下:/*============================================================*//*Databasename:MODEL_1*//*DBMSname:MicrosoftSQLServer6.x*//*Createdon:2014-6-2214:02*//*============================================================*//*============================================================*//*Table:C*//*============================================================*/createtableC(CCOchar(6)notnull,CNAchar(10)notnull,CDEchar(20)notnull,CQdecimal(4)notnull,constraintPK_Cprimarykey(CCO))go/*============================================================*//*Table:TE*//*============================================================*/createtableTE(TNUMchar(6)notnull,TNAMchar(10)notnull,TSchar(1)notnull,TAGintnull,TTchar(10)null,TATTchar(10)null,constraintPK_TEprimarykey(TNUM))go/*============================================================*//*Table:SCHOOL*//*============================================================*/createtableSCHOOL(SCODchar(8)notnull,SNAMchar(20)notnull,SATTchar(20)notnull,SADDchar(20)notnull,SPREchar(10)notnull,constraintPK_SCHOOLprimarykey(SCOD))go/*============================================================*//*Table:DORMITORY*//*============================================================*/createtableDORMITORY(DNUMchar(6)notnull,DADDchar(20)notnull,DLEAchar(10)notnull,constraintPK_DORMITORYprimarykey(DNUM))go/*============================================================*//*Table:ACADEMY*//*============================================================*/createtableACADEMY(ACNUMchar(6)notnull,STUNAMchar(12)null,SCODchar(8)null,ACNAMchar(10)notnull,APREchar(10)notnull,ATTRchar(12)notnull,constraintPK_ACADEMYprimarykey(ACNUM))go/*============================================================*//*Index:RELATION_202_FK*//*============================================================*/createindexRELATION_202_FKonACADEMY(STUNAM)go/*============================================================*//*Index:RELATION_205_FK*//*============================================================*/createindexRELATION_205_FKonACADEMY(SCOD)go/*============================================================*//*Table:BUILDING*//*============================================================*/createtableBUILDING(BNYUMchar(16)notnull,SCODchar(8)null,BNAMEchar(20)notnull,BINFOchar(200)null,BMANAGchar(8)notnull,constraintPK_BUILDINGprimarykey(BNYUM))go/*============================================================*//*Index:RELATION_208_FK*//*============================================================*/createindexRELATION_208_FKonBUILDING(SCOD)go/*============================================================*//*Table:CL*//*============================================================*/createtableCL(CLNUchar(10)notnull,STUNAMchar(12)null,ACNUMchar(6)null,CDEPchar(20)notnull,CMONchar(10)null,constraintPK_CLprimarykey(CLNU))go/*============================================================*//*Index:RELATION_200_FK*//*============================================================*/createindexRELATION_200_FKonCL(STUNAM)go/*============================================================*//*Index:RELATION_201_FK*//*============================================================*/createindexRELATION_201_FKonCL(ACNUM)go/*============================================================*//*Table:STUDENTUNION*//*============================================================*/createtableSTUDENTUNION(STUNAMchar(12)notnull,ACNUMchar(6)null,UNIONNUMintnotnull,UNIONLEADchar(20)null,TELEchar(13)null,TEACHchar(20)null,constraintPK_STUDENTUNIONprimarykey(STUNAM))go/*============================================================*//*Index:RELATION_202_FK*//*============================================================*/createindexRELATION_202_FKonSTUDENTUNION(ACNUM)go/*============================================================*//*Table:S*//*============================================================*/createtableS(SNUchar(16)notnull,CLNUchar(10)null,DNUMchar(6)null,SNAchar(10)notnull,SSchar(1)notnull,YMdatetimenotnull,ADDchar(10)notnull,constraintPK_Sprimarykey(SNU))go/*============================================================*//*Index:RELATION_193_FK*//*============================================================*/createindexRELATION_193_FKonS(CLNU)go/*============================================================*//*Index:RELATION_203_FK*//*============================================================*/createindexRELATION_203_FKonS(DNUM)go/*============================================================*//*Table:DATA*//*============================================================*/createtableDATA(BNUMchar(10)notnull,CCOchar(6)null,BNAMchar(10)notnull,BCchar(1000)notnull,BPRImoneynotnull,BPUBchar(20)notnull,constraintPK_DATAprimarykey(BNUM))go/*============================================================*//*Index:RELATION_192_FK*//*============================================================*/createindexRELATION_192_FKonDATA(CCO)go/*==============================================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Checkingthemodel"Model_1"(MODEL_1) File:C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\MODEL_1.CDB Modificationdate:2014-6-2213:28 CheckingDataItems...  CheckingEntities... CheckingRelationships... CheckingInheritances... Result:0error(s),0warning(s). Themodeliscorrect,noerrorswerefound.GeneratingPhysicalDataModel"Model_1"...Column"學生學號"(SNO)oftableENT_18hasbeenrenamedto:"ENT_學生學號"(ENT_SNO)Column"課程代碼"(CNO)oftableENT_25hasbeenrenamedto:"ENT_課程代碼"(ENT_CNO)Column"學生代碼"(SNO)oftableENT_1hasbeenrenamedto:"ENT_學生代碼"(ENT_SNO)Column"學生學號"(SNO)oftableENT_88hasbeenrenamedto:"ENT_學生學號"(ENT_SNO)Column"學校代碼"(XXNO)oftableENT_129hasbeenrenamedto:"ENT_學校代碼"(ENT_XXNO)Column"工作代碼"(GZCODE)oftableENT_102hasbeenrenamedto:"ENT_工作代碼"(ENT_GZCODE)Column"學校代碼"(XXNO)oftableENT_42hasbeenrenamedto:"ENT_學校代碼"(ENT_XXNO)Column"學校代碼"(XXNO)oftableENT_102hasbeenrenamedto:"ENT_學校代碼"(ENT_XXNO)Column"課程名"(CNAME)oftableENT_25hasbeenrenamedto:"課程名2"(CNAME)Column"學院代碼"(XYCODE)oftableENT_42hasbeenrenamedto:"學院代碼2"(XYCODE)Column"宿管代碼"(SGNO)oftableENT_58hasbeenrenamedto:"宿管代碼2"(SGNO)Column"宿舍代碼"(SSNA)oftableENT_102hasbeenrenamedto:"宿舍代碼2"(SSNA)Column"學校代碼"(XXNO)oftableENT_148hasbeenrenamedto:"學校代碼2"(XXNO)Reference"Relation_101"(RELATION_101)hasbeenrenamedto:"Relation_1012"(RELATION_1012)Reference"Relation_113"(RELATION_113)hasbeenrenamedto:"Relation_1132"(RELATION_1132)Reference"Relation_278"(RELATION_278)hasbeenrenamedto:"Relation_2782"(RELATION_2782)Reference"Relation_289"(RELATION_289)hasbeenrenamedto:"Relation_2892"(RELATION_2892)Reference"Relation_411"(RELATION_411)hasbeenrenamedto:"Relation_4112"(RELATION_4112)Reference"Relation_412"(RELATION_412)

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