关于PowerDesigner软件工程技术的研究

陈思琪

摘   要：PowerDesigner是一个建模工具，运行系统为Windows系统，软件开发人员可以利用该建模工具建立软件模型，为软件开发创造有利的条件。首先，对PowerDesigner软件工程技术进行阐述;其次，对建模功能进行说明;最后，以PowerDesigner的数据库系统构建为着手点，对PowerDesigner软件工程技术进行研究。

关键词：PowerDesigner;软件工程技术;系统模型

初学者在学习软件编程时，首先会学习一种较为简单的编程语言，然后基于编程语言，逐步形成编程技术，利用技术对编程中存在的问题加以解决。这些编程技术存在一定的缺陷，只能解决较为简单的问题，无法解决复杂且高难度的问题。故如何提高学习者对软件工程技术的认知，对于计算机技术的发展而言十分关键。

1    PowerDesigner软件工程技术概述

1.1  PowerDesigner软件工程技术的含义

PowerDesigner软件工程技术是一种软件分析、设计工具，由于具备良好的应用效果，故被广泛应用于软件工程领域。这项软件工程技术集多种技术于一体，是众多技术融合的成果，其融合的技术包括面向对象技术、软件工程技术、数据库应用技术，并在此基础上集成了业务流程建模（Business Process Modeling，BPM）、统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）和实体-关系（Entity-Relationship，ER）模型，是设计人员在开发软件产品时必备的工具。PowerDesigner软件工程技术可以作为软件工程开发人员的参考资料。

PowerDesigner是美国一家软件公司开发的数据集，有利于降低分析、设计管理信息系统的难度，是数据库设计过程的体现。PowerDesigner能够完成概念数据模型、物理数据模型和数据流程图的制作，同时，还能针对数据库设计合适的机构模型，此外，还能控制团队的模型设计。PowerDesigner软件工程技术具有兼容并包的特点，可以与其他软件开发工具共同使用，大大提升了软件开发的效率[1]。

1.2  PowerDesigner软件工程技术的软件设计途径

PowerDesigner软件工程技术的软件分析、设计共包括3个途径。首先，分析面向对象，利用例图、类图、组件图、活动图、协作图、对象图、状态图和部署图进行构建，然后将这些图进行转化，通常情况下会转化为物理数据模型（Physical Data Model，PDM）和概念数据模型（Conceptual Data Model，CDM）。其次，以分析結构化为基点，BPM、CDM和PDM依次产生，并将其重新转化为类图，然后对其他UML图进行完善。最后，是集上述两种方法于一体的途径。

2    概念数据模型

2.1  概念数据模型的概念

在PowerDesigner软件工程技术中，概念数据模型十分重要。概念数据模型是一种概念化结构，其作用为描述世界，设计人员可以利用概念数据模型解决计算机系统和数据库管理系统（Database Management System，DBMS）所产生的技术性问题，故能够将全部精力投入到数据分析和数据关系理清工作之中。概念数据模型较为抽象，数据库管理系统则相对具体，想要在这个系统中实现概念数据模型，需要将其转化为逻辑数据模型。

2.2  概念数据模型的内容

概念数据模型的内容由两点组成：实体、实体间的关系。实体属性不会在概念数据模型中体现，基于此，同样不需要对实体主键进行定义，这是区分概念数据模型与逻辑数据模型的重要标准。

统一业务概念是概念数据模型的重要目标，故可以成为技术人员和业务人员沟通和交流的渠道，使实体间的最高层次关系得到明确。在一些特殊情况下，概念数据模型需要与逻辑数据模型相结合，实现对数据模型的设计。

利用ER图可以很好地表示概念数据模型。R图的构成要素分别为实体、属性和关系，在ER图中常用的图形符号大致包括以下几种：矩形多用来代表实体、椭圆形多用来代表属性、菱形主要表示关系。

3    逻辑数据模型

3.1  逻辑数据模型的概念

逻辑数据模型（Logic Data Model，LDM）主要指用户可以在数据中看到的模型，实现基础为DBMS，比如网状数据模型、层次数据模型等，这个模型的面向对象不仅包括系统，还包括用户在数据库管理系统实现中可以发挥重要的作用。

软件系统开发人员对数据存储的看法就是逻辑数据模型，简言之，概念数据模型细化分解后的产物就是逻辑数据模型。设计人员需要将业务规则作为依据，对逻辑数据模型进行确定，可以将其视为一幅蓝图，且这幅蓝图对业务对象、业务对象数据项和业务对象之间的关系进行了说明[2]。

3.2  逻辑数据模型内容

逻辑数据模型内容主要包括实体及其关系，能够对每个实体的属性进行确定，同时定义实体主键，实体外键也可以利用逻辑数据模型来制定。但值得注意的是，在应用逻辑数据模型时，对其进行规范化的处理尤为重要。

详细描述数据是建立逻辑数据模型的主要目的，但无需对数据在物理上的实现进行考虑。

逻辑数据模型的建立会对数据库设计方向产生一定的影响，同时，还会对数据库的使用性能和管理效果造成影响。要求设计人员在建立逻辑数据模型时投入大量精力，这样在设计物理数据模型时，可供选择的方法会相应地增加。

4    物理数据模型

4.1  物理数据模型的概念

物理数据模型是PowerDesigner软件工程技术的重要组成部分，能够为系统初始设计提供基础元素和各种相关元素的关系。简言之，物理数据模型能够对存储结构和访问机制进行高级别的描述，具体描述内容包括计算机存储数据的方法、记录结构的表达方法和路径访问等。目前，这种模型的体系尚未完善，其中框架存储模型和统一模型较为常见，在软件开发中的应用较为频繁。

4.2  物理数据模型的优势

物理数据模型具有多种优势，主要包括数据结构可视化提取，同时还可以帮助使用者将数据库架构从模型中自动导出，实现多种功能。比如在数据库物理设计完成后，可以将设计结果应用于其他数据库;利用反向工程，在物理结构基础上，对概念模型和物理模型进行设计;利用物理数据模型生成标准模型报告;将物理数据模型转化为面向对象模型（Object Oriented Model，OOM），在完成物理数据模型设计后，结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）脚本也会随之生成。

4.3  PowerDesigner软件工程技术的应用实例

某研究人员应用PowerDesigner软件工程技术设计了一种销售管理系统，在系统设计过程中，软件设计人员结合企业发展的实际需要，对销售在企业数据中的作用进行着重考虑，然后将其体现在软件设计之中。具体表现在以下两方面。

4.3.1  建立概念数据模型

软件设计人员在分析消费需求之后，首先应用PowerDesigner软件工程技术完成一个概念数据模型的建立。基于CDM对一组严格模型元素集合进行定义，这些元素能够对系统静态特性、系统动态特性和系统完整性约束条件进行准确描述，在数据库设计中起到的作用十分显著，其实现流程如下所述[3]：

（1）定义实体。PowerDesigner软件工程技术通过对Infourmation Engineering表示法的使用，完成了ER模型的建立。本研究以销售管理系统为例，对其在CDM中的定义实体进行阐述，比如收货地点、送货地点、产品、销售人员和客户等都属于定义实体。

（2）定义属性。定义属性是指每一个定义实体的属性，主要包括属性类别、主标志符号、标准检查约束等。

（3）定义实体间的联系。主要指子联系实体间的方法，比如表达、定义、联系现实、联系建立、联系特点等。

在经过上述步骤后，销售管理系统的概念数据模型初次建立。

4.3.2  建立物理数据模型

概念数据模型建立后，需要以物理数据模型的建立作为着手点，将CDM生成特定数据管理系统下的SQL脚本是物理数据模型建立的主要目的。PDM作为该脚本的表示，主要指图形化表示，并在此基础上建立数据库。数据库的建立方法有多种，常用的方法有CDM转化、直接绘制图形等。

本研究所涉及的内容主要是CDM转化生成而实现物理数据模型的建立，建立过程如下所述：首先进行目标数据库类型的选择，然后进行相关参数的准确配置，在配置完成后，即可实现PDM的生成。

5    面向对象模型

5.1  面向对象模型的概念

面向对象模型是一种全新的数据模型，其在进行数据库设计时，采用的设计方法为面向对象方法。对象是面向对象数据库存储对象的单位，每个对象之中，都含有对象属性和对象方法，继承和类面向对象数据模型的重要特点。面向对象模型的数据库系统就是CAJ系统。

5.2  面向对象模型的发展历史

为了进一步降低软件系统的开发成本和维护难度，提高系统的开放性，研发人员自20世纪90年代以来，就以关系型数据库为基础，应用了面向对象技术，自此之后，关系型数据库就逐渐发展为面向对象的关系型数据库。在目前的程序设计方法之中，面向对象设计方法是最主要的方法，具有简单、自然、直观的特点，与人类分析和处理问题的思维方式相接近，同时还能对不同类型的数据进行有效的管理。

将数据库技术与面向对象程序设计方法相结合，能够为现代数据库的应用创造有利条件。在众多研究人员的不懈努力下，取得了数量众多的研究成果，具体表现为面向对象数据管理系统较为成熟且数量较多，其中还包含了一部分的实验产品和系统。

面向数据库管理系统作为数据库管理的先进方法，被广泛应用于工程和设计领域。近年来，在金融和通信领域也大受欢迎，能够对数据库中的复杂关系进行有效处理。

5.3  对象模型的分析

面向对象数据库的基本特征就是支持对象模型。对象数据模型具有容易发生变化的数据结构，与传统数据库存在较大的差异，具体表现为这个模型的数据结构并不固定，编程人员可以出于系统设计的需要对其结构进行定义，如数组、集合等。

二维表亦可表示对象模型，研究人员一般将二维表称为对象表，而对象表的定义通常为类，存储这个类的某一组对象可以用一个对象表进行说明。简言之，就是对象表的行会对该类的一个对象进行存储，而对象表的列与对象各个属性存在着相互对应的关系。故在面向对象数据库之中，表具有两个种类，分别是对象表和关系表，虽然这两个表都属于表的结构，但其基础却是两个不同的数据模型[4]。

6    結语

综上所述，本研究通过对PowerDesigner软件工程技术进行分析，分别阐述了概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型和面向对象模型的概念，同时分析了这些模型的内容和作用，并应用PowerDesigner软件工程技术设计了一个销售管理系统，由此得知，在软件系统开发过程中应用PowerDesigner软件工程技术有利于降低软件系统的开发难度，同时能够提高软件开发的效率和软件开发的经济效益，有助于促进相关企业的发展。

[参考文献]

[1]邹青平.基于计算机软件工程的数据库编程技术分析[J].科技风，2019（23）：110.

[2]王祥顺.试析大数据时代下软件工程技术的应用[J].电脑编程技巧与维护，2019（8）：35-37.

[3]刘玉锁.基于数据库计算机软件工程的编程技术[J].电子技术与软件工程，2019（16）：172-173.

[4]张  果.计算机软件工程现代化技术的发展现状与对策[J].电子技术与软件工程，2019（16）：57-58.