物理数据模型(PDM)
PowerDesigner中实现CDM(概念模型)设计并转化为PDM(物理模型)
声明：本博文即使自己学习知识的一种简单记录，方便自己使用，也是把自己在遇到问题，找到解决办法拿来与大家分享，方便大家学习中也会遇到同样的问题不知怎样解决提供一种方案，其中内容都出自笔者手稿，并经过亲身实践，有错误地方希望多多评论并指正，方便后面看的人。
关系数据库数据模型设计及设计工具PowerDesigner中实现CDM（概念模型）设计并转化为PDM（物理模型）博文摘要关系数据库从应用以来，一直是数据关系系统数据存储方式的不二选择，本博文是在一个关系数据库学习过程中对一个简单的关系数据库进行系统分析和模型设计的基础上，应用数据建模工具PowerDesigner工具来描叙概念数据模式CDM图，并转化成特定数据库中的物理数据模式的过程PDM，其中包括对Powerdesigner工具的使用方法的简单讲解，及从概念模型设计到物理模型实现的全过程。
实践过程一、任务描述根据下面的需求描述，使用Sybase Power Designer设计相应的数据库概念模型，并转换成MS SQL Server上的物理数据库结构。
二、问题描叙某银行准备开发一个银行业务管理系统，通过调查，得到以下的主要需求：银行有多个支行。
各个支行位于某个城市，每个支行有唯一的名字。
银行要监控每个支行的资产。
银行的客户通过其身份证号来标识。
银行存储每个客户的姓名及其居住的街道和城市。
客户可以有帐户，并且可以贷款。
客户可能和某个银行员工发生联系，该员工是此客户的贷款负责人或银行帐户负责人。
银行员工也通过身份证号来标识。
员工分为部门经理和普通员工，每个部门经理都负责领导其所在部门的员工，并且每个员工只允许在一个部门内工作。
每个支行的管理机构存储每个员工的姓名、电话号码、家庭地址及其经理的身份证号。
银行还需知道每个员工开始工作的日期，由此日期可以推知员工的雇佣期。
银行提供两类帐户——储蓄帐户和支票帐户。
帐户可以由2个或2个以上客户所共有，一个客户也可有两个或两个以上的帐户。
PowerDesigner应用简介
二、PowerDesigner简介（续1）
PowerDesigner系列产品提供了一个完整的建模解决方案，业 务或系统分析人员，设计人员，数据库管理员DBA和开发人员 可以对其裁剪以满足他们的特定的需要；而其模块化的结构为 购买和扩展提供了极大的灵活 性，从而使开发单位可以根据其 项目的规模和范围来使用他们所需要的工具。
2.1 PowerDesigner的开发者
姓名：王晓昀。
1978年上北京大学，只上了三个月 1979年去法国读书 1986年大学毕业后在巴黎的SDP软件公司工作 1988年开始开发一个自己理想的建模工具， 1989年开发出了第一个版本AMC*Designor， 1991年开始在美国销 售，产品名字叫作SDesignor。 1995年Powersoft买下了SDP公司，同年， Sybase又买下了Powersoft，S-Designor和 AMC*Designor的名字改为PowerDesigner和 PowerAMC。
3.1 举例：创建一个概念模型
1 按工具面板的实体工具。 当光标移动进图表的时候 , 变成实体的形状。 2 在 CDM 图表中点击任何一处。 一个实体符号在点击位置出现。实体名字为 Entity_n,n 是一个创建对象 的次序编号。 3 实体工具仍然是可使用的, 因此点击再一次在 CDM 图表中产生另外的 一个实体。 现在有 CDM 图表的二个实体。 4 点击工具面板的关系工具。 实体工具被现在释放，而且关系工具是可使用的。 5 点击在第一个实体之内而且当继续按着鼠标按钮的时候,拖拉光标到第 二个实体。 在第二个实体之内放开鼠标按钮。这样可以产生关系。 6 点击鼠标右键，释放关系工具。
2.4 PowerDesigner的六个紧密集成的模块
PD学习
一、概念数据模型概述概念数据模型也称信息模型，它以实体－联系(Entity-RelationShip,简称E-R)理论为基础，并对这一理论进行了扩充。
它从用户的观点出发对信息进行建模，主要用于数据库的概念级设计。
通常人们先将现实世界抽象为概念世界，然后再将概念世界转为机器世界。
换句话说，就是先将现实世界中的客观对象抽象为实体(Entity)和联系(Relationship),它并不依赖于具体的计算机系统或某个DBMS系统，这种模型就是我们所说的CDM;然后再将CDM转换为计算机上某个DBMS所支持的数据模型，这样的模型就是物理数据模型,即PDM。
CDM是一组严格定义的模型元素的集合，这些模型元素精确地描述了系统的静态特性、动态特性以及完整性约束条件等，其中包括了数据结构、数据操作和完整性约束三部分。
1）数据结构表达为实体和属性;2）数据操作表达为实体中的记录的插入、删除、修改、查询等操作;3）完整性约束表达为数据的自身完整性约束（如数据类型、检查、规则等）和数据间的参照完整性约束（如联系、继承联系等）;二、实体、属性及标识符的定义实体（Entity），也称为实例，对应现实世界中可区别于其他对象的“事件”或“事物”。
例如，学校中的每个学生，医院中的每个手术。
每个实体都有用来描述实体特征的一组性质，称之为属性，一个实体由若干个属性来描述。
如学生实体可由学号、姓名、性别、出生年月、所在系别、入学年份等属性组成。
实体集（Entity Set）是具体相同类型及相同性质实体的集合。
例如学校所有学生的集合可定义为“学生”实体集，“学生”实体集中的每个实体均具有学号、姓名、性别、出生年月、所在系别、入学年份等性质。
实体类型（Entity Type）是实体集中每个实体所具有的共同性质的集合，例如“患者”实体类型为：患者｛门诊号，姓名，性别，年龄，身份证号.............｝。
实体是实体类型的一个实例，在含义明确的情况下，实体、实体类型通常互换使用。
产品数据管理(PDM)技术概述
产品数据管理（PDM）技术概述1产品数据管理系统(PDM)发展及现状1.1PDM技术的基本概念及产生的背景产品数据管理(PDM)是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。
PDM明确定位为面向制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。
它继承并发展了CIM(Computer integration Manufacture)等技术的核心思想，在系统工程思想的指导下，用整体优化的思想对产品设计过程进行描述，规范产品生命周期管理，保持产品数据的一致性和可跟踪性。
其进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，核心思想是设计数据的有序、设计过程的优化和资源的共享。
在20世纪的60、70年代，企业在其设计和生产过程中开始使用CAD、CAM等技术，新技术的引用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。
对于制造企业而言，虽然各单元的计算机辅助技术己经日益成熟，但各自动化单元自成体系，彼此之间缺乏有效的信息沟通与协调，这就是所谓的“信息孤岛”问题。
进入20世纪末，以信息技术为主要特征的高新技术飞速发展，推动了技术进步和经济全球化，加速了技术革新、管理革新，企业面临的商业环境和市场环境发生了根本的变化。
具体表现在以下几个方面：（1）技术进步和高新技术的应用，信息量急剧增加。
（2）全球化市场与全球化竞争。
（3）用户对产品的需求呈现多样化和个性化。
（4）产品更新换代加快，生命周期缩短，人们对交货期的期望越来越高。
（5）生产方式的多样化。
但很多企业在技术、管理、技术与管理的协调发展以及适应新的生产模式和管理模式等方面还存在一些问题，影响了企业的竞争能力和向现代企业的发展。
这些问题具体表现在：（1）设计手段和加工技术落后。
（2）管理落后，特别是技术先进性与管理落后的矛盾日益突出。
CAD技术的全面推广，大大提高了设计质量，减少了差错，降低了返工率，大大提高了企业的产品开发能力和市场竞争力。
PowerDesigner简介
用户数据库 生成 ODBC
SQL解释执行器 解释执行器
DBMS定义文件 定义文件
PDM
生成特定的SQL脚本 脚本 生成特定的
表、列、键
表（Table）是数据库中用来保存 信息的一种数据结构。分为长期保 TITLE 存信息的表和临时表。 TITLE_ISBN 列（Column）：组成表的基本单 PUB_ID Column TITLE_TEXT TITLE_TYPE 元。 TITLE_PRICE 键（Key）：表中独立的唯一标识 TITLE_NOTES TITLE_PUBDATE PERIODICAL 每一条记录的一个或多个列的集合。 PER_FORMAT 分为主键、候选键和外键。 PER_FREQUENCY
PowerDesigner简介
历史背景 功能简介
业务过程建模、 业务过程建模、数据建模 、对象建模 、 企业版本库
数据建模回顾
业务处理模型 (BPM) 概念数据模型 (CDM) 物理数据模型 (PDM) 面向对象模型 (OOM)
通过实例研究软件的功能及应用 C:\Program Files\Sybase\PowerDesigner Trial 11\Examples\Tutorial\
表的索引
索引描述了数据在表中是如何被组织起来 的。 一般数据库系统支持如下三种类型的索引： 1、组合索引 2、唯一索引 3、聚簇索引和非聚簇索引
索引的特性
视图
视图（View）是从一个或多个基本表或其 他视图中导出的表，它可以形象地看作是 一个活动的窗口，在数据库中我们可以通 过它看到自己感兴趣的内容。
NONP_COLLECTION
<pk> <fk>
域
类似于CDM中对于域的定义。在PDM中， 使用域有助于识别信息的类型，易于使不 同表中列的数据特征标准化。
数据模型基本概念及建模方法论
崔大强 技术经理
NCR(中国)有限公司数据仓库事业部
内容安排
什么是数据模型 数据模型相关术语 数据模型方法论 建模注意事项
2
什么是数据模型？
以数学的方式对现实事物的一种抽象表达,„ 特征： 内容：描述了数据、及其之间的关系 形式：反映了数据的组织与管理形式
设计人员：业务人员、IT人员
设计目标
设计蓝图，指导整个数据仓库系统的建设 业务语言，业务人员与技术人员沟通的手段和方法 业务视图，独立于数据库技术实现
设计内容：实体、关系和属性 建模方法：3NF的设计方法 后续工作：物理数据模型的输入
7
物理数据模型
Physical Data Model（PDM）物理数据模型
解
决 方 案 集 成
使用工具：
ERWin
交付项目：
物理数据模型（PDM） 《物理数据模型说明书》 《数据库描述语言DDL》
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物理数据模型命名规范
序号 主题
1 PARTY 2 OFFER
缩写
PAR OFR
中文
参与人 产品策划
3 FINANCE
4 LOCATION 5 ADVERTISEMENT 6 EVENT 7 NETWORK 8 REFERENCE CODE
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Step 5: 确认模型 (2)
1. 通过回答以下问题，持续地对模型的范围进行验证: • • 这一模型组件的含义、与业务的关系是什么？ 这一模型组件驱动的业务需求是什么？
2. 对模型是否已经满足所有业务需求、业务问题及限制条件等，进行验证 3. 绝对不要考虑任何与物理实施相关的问题！ 4. 当所有回答业务需求所必须的数据已经齐备时，停止对模型进行优化
PowerDesigner教程
PowerDesigner是一款功能非常强大的建模工具软件，足以与Rose比肩，同样是当今最著名的建模软件之一。
Rose是专攻UML对象模型的建模工具，之后才向数据库建模发展，而PowerDesigner则与其正好相反，它是以数据库建模起家，后来才发展为一款综合全面的Case工具。
PowerDesigner主要分为7种建模文件：1. 概念数据模型 (CDM)对数据和信息进行建模，利用实体-关系图（E-R图）的形式组织数据，检验数据设计的有效性和合理性。
2. 逻辑数据模型 (LDM)PowerDesigner 15 新增的模型。
逻辑模型是概念模型的延伸，表示概念之间的逻辑次序，是一个属于方法层次的模型。
具体来说，逻辑模型中一方面显示了实体、实体的属性和实体之间的关系，另一方面又将继承、实体关系中的引用等在实体的属性中进行展示。
逻辑模型介于概念模型和物理模型之间，具有物理模型方面的特性，在概念模型中的多对多关系，在逻辑模型中将会以增加中间实体的一对多关系的方式来实现。
逻辑模型主要是使得整个概念模型更易于理解，同时又不依赖于具体的数据库实现，使用逻辑模型可以生成针对具体数据库管理系统的物理模型。
逻辑模型并不是在整个步骤中必须的，可以直接通过概念模型来生成物理模型。
3. 物理数据模型 (PDM)基于特定DBMS，在概念数据模型、逻辑数据模型的基础上进行设计。
由物理数据模型生成数据库，或对数据库进行逆向工程得到物理数据模型。
4. 面向对象模型 (OOM)包含UML常见的所有的图形：类图、对象图、包图、用例图、时序图、协作图、交互图、活动图、状态图、组件图、复合结构图、部署图（配置图）。
OOM 本质上是软件系统的一个静态的概念模型。
5. 业务程序模型 (BPM)BPM 描述业务的各种不同内在任务和内在流程，而且客户如何以这些任务和流程互相影响。
BPM 是从业务合伙人的观点来看业务逻辑和规则的概念模型，使用一个图表描述程序，流程，信息和合作协议之间的交互作用。
PowerDesigner概念数据模型
PowerDesigner概念数据模型在软件工程实践中，数据库设计通常都是从概念结构设计开始的。
在这个层次上，并不需要考虑实际物理实现的细节，而只需要考虑实体和实体之间的联系，这样也便于分析和理解。
PowerDesigner的概念数据模型(conceptual data model，CDM) 用于完成数据库的逻辑结构设计(概要设计) ，而与任何数据库平台(例如Oracle或SQL Server) 的具体数据存储结构和工具(例如PowerBuilder) 无关。
CDM表达的是数据库的整体逻辑结构，它是系统分析人员、应用程序设计人员、维护人员和用户之间相互理解的共同语言。
CDM所包含的对象通常并没有在物理数据库中实现。
它仅仅给出了商业或业务活动中所需要的数据的形式化表示。
通过建立CDM可以完成以下工作：1) 数据图形化、形象化。
2) 数据表设计的合法性校验。
3) 转化为PDM (physical data model，物理数据模型) 。
4) 生成OOM (object-oriented model，面向对象模型) 的类图。
通常，CDM采用实体-联系图(E-R图) 来表示。
例如，学生选课实例的E-R图如图4-40(a) 所示，而PowerDesigner CDM很简单地实现了这一E-R图设计，如图4-40(b) 所示。
CDM实例中设计了两个实体：1) Student：学生。
属性包括：student_id (学号) ，student_name (姓名) ，student_sex (性别) ，student_birthday (出生日期) 。
2) Class：课程。
属性包括：class_id (课程号) ，class_name (课程名) 。
Student和Class建立了名为选课(Study) 的多对多联系：一个学生可以选择多门课程，每一门课程都可以由多名学生选修。
每一个学生都必须选课，每一门课程都必须有学生选修。
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6.1 什么是物理数据模型(续)
2.列 列是组成表的基本单元，通常也称为字段。一个表由多
个列组成。PDM中的列与CDM中的实体属性相对应 。 3.主键和候选键 表中用于唯一标识每一条记录的一个或多个列的组合称 为候选键，从候选键中选定一个作为表的主键。一个 表只能有一个主键，但可以有多个候选键。PDM中的 主键和候选键与CDM中的主标识符和候选标识符相对 应。
6.1 什么是物理数据模型(续)
物理数据模型中涉及的概念主要包括：表、列、 主键、候选建、外键、域等，分别和CDM中 的实体、属性、主标识符、候选标识符、联系 、域相对应。除此之外，PDM中还有参照、 索引、视图、触发器、存储过程、存储函数等 对象。
1.表 表是存储数据库信息的基本单位。PDM中的表
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6.1 什么是物理数据模型(续)
6.域 域是具有相同数据类型的一组值的集合。在
PDM中允许用户定义域，指定域的数据类 型、长度、检查参数以及业务规则等。多 个列可以共享同一个域。 7.索引 索引是基于表的一种特殊的数据结构，用来 提高数据查询速度。
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6.1 什么是物理数据模型(续)
索引通常分为以下几种类型：
• 唯一索引。唯一索引意味着不会有两行记录相同 的索引键值。
• 非唯一索引。不对索引列的属性值进行唯一性限 制的索引。
• 复合索引。基于多个列的索引。
• 使用索引的原则：
• 根据查询要求合理建立索引。
• 限制表中索引的数量。
• 在表中插入数据后创建索引。
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6.1ห้องสมุดไป่ตู้什么是物理数据模型(续)
8.视图 视图是从一个或多个表或视图导出的表，有时也称
第6章 物理数据模型(PDM)
第6章 物理数据模型(PDM) 6.1 什么是物理数据模型 6.2 创建PDM 6.2.1 创建PDM的方法 6.2.2 创建PDM 6.2.3设置PDM显示参数 6.3 管理PDM 6.3.1 PDM模型转换 6.3.2 将PDM生成到数据库 6.3.3 数据库的逆向工程 6.4 本章小结
物理数据模型(Physical Data Model，PDM)描述 了数据在存储介质上的组织结构，与具体数据 库管理系统(DataBase Management System ，DBMS)有关。它是在概念数据模型或逻辑 数据模型的基础上，考虑各种具体实现因素， 进行数据库体系结构设计，真正实现数据在数 据库中的表示。目标是为一个给定的概念数据 模型或逻辑数据模型选取一个最适合应用要求 的物理结构。物理数据模型的主要功能：
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6.1 什么是物理数据模型(续)
5.完整性约束 完整性约束用于保证数据库中数据的正确性
、有效性和兼容性。完整性约束分为实体 完整性、参照完整性和用户自定义完整性 约束三类。 实体完整性：实体完整性要求表的主键不能 取空值。例如：上述学生表中“学号”属性以 及班级表中“班级编号”属性不能取空值。
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6.1 什么是物理数据模型(续)
4.外键 如果表A中的一个列或多个列的组合不是表A的主键
，而是另一个表B的主键，则该列或列的组合称 为表A的外键。其中表B称为被参照表或主表。外 键和主表中的主键可以具有不同的属性名，但类 型必须相同。 例如：在班级表(班级编号，班级名称，系部，专业 )和学生表(学号，姓名，性别，年龄，班级编号) 中，“班级编号”属性是班级表的主键，是学生表 的外键。
6.1 什么是物理数据模型(续)
参照完整性：参照完整性要求表的外键或者取空值 ，或者取主表中已经存在的主键值。例如：上述 学生表中“班级编号”属性，可以取班级表中已经 存在的“班级编号”属性值，也可以取空值，表示 还没有分配班级；但不允许取其他值。
用户自定义完整性：是指由应用环境决定的、针对 某一具体应用而制定的约束条件。例如：上述学 生表中“性别”属性的取值范围定义为(“F”，“M”)， 分别代表“女”和“男”；“年龄”属性的取值范围定义 为“15”至“30”之间的整数等等。
，通常由SQL语句和过程化控制语句构成，永久存 储在数据库中，属于数据库的一部分。可以在应 用程序中调用预先编译好的存储过程，完成相应 功能。使用存储过程可以简化程序代码，提高代 码的重用性，提高程序的执行效率。存储函数与 存储过程相似，存储函数能够向调用程序返回一 个值。
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6.1 什么是物理数据模型(续)
10.触发器 与存储过程类似，触发器也是存储在数据库
中为完成某特定功能而编写的程序块，与 存储过程不同的是，触发器不能在应用程 序中显示调用并执行，而由特定事件触发 。即在某事件发生时，数据库管理系统自 动调用触发器，完成该触发器功能。触发 器主要用于维护数据的安全性和完整性。
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6.1 什么是物理数据模型(续)
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6.1 什么是物理数据模型(续)
可以将数据库的物理设计结果从一种数据库 移植到另一种数据库。
可以通过逆向工程将已经存在的数据库物理 结构重新生成物理数据模型。
可以定制生成标准的模型报告。 可以转换为CDM、LDM、OOM、XML。 完成多种数据库的物理结构设计，并生成数
据库对象的.sql脚本。
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第6章 物理数据模型(PDM)
概念数据模型用于数据库概念结构设计阶段 ，用E-R图描述实体以及实体之间的联系。 主要包括实体、实体属性、联系、域、数 据项等对象；物理数据模型则是在概念数 据模型(或逻辑数据模型)基础上采用图形的 方式描述数据的物理组织，并最终在数据 库管理系统中实现该模型。
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6.1 什么是物理数据模型(续)
为虚表。即数据库中仅存储视图的定义。视图定 义后，可以对其进行查询、修改、删除和更新操 作，操作方法与表类似。 使用视图有下列优点： 提高数据安全性，简化用户权限管理。 简化用户的数据处理工作。 便于数据共享。 屏蔽数据库的复杂性。
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6.1 什么是物理数据模型(续)
9.存储过程和存储函数 存储过程是为了完成某种特定功能而编写的程序块
触发器通常包括以下三个要素：
• 触发器的对象：表、视图、数据库等。 • 触发器的事件：是指引起表、视图以及数据库
发生变化的事件，触发器对象不同，触发器事 件不同。针对表或视图的事件主要有Insert、 Delete、Update 3种，分别表示插入、删除、 修改事件。 • 触发器的主体：由SQL语句以及过程化控制语 句构成的能够完成某种功能的程序块。