4.10 利用PowerDesigner設計數據庫系統實驗

一、實驗目的

1）了解數據庫設計的過程。

2）學會用PowerDesigner等數據庫設計工具進行數據庫設計。

3）學會從實際需求進行數據庫的設計。

二、驗證性實驗

1.根據詳細步驟完成獎學金模塊數據庫設計

用PowerDesigner軟件設計獎學金模塊。該模塊的功能設計中有四個實體，具體信息如表4-1至表4-4所示。

（1）利用PowerDesigner軟件設計概念模型

概念模型也稱為信息模型，以E-R圖理論為基礎，并對其進行了擴充。該模型是從用戶的觀點對信息進行建模，主要用于數據庫的概念數據模型設計。利用PowerDesigner軟件設計概念模型時，一般會經過創建實體，添加實體之間的關系兩個階段。

1）創建實體。創建實體的操作如下：

打開PowerDesigner軟件，選擇“File”→“New Model”命令，打開“New Model”對話框，在該對話框中選擇“Conceptual Data Model”模型類型，同時設置“Model name”模型名稱的信息，如圖4-12所示。

單擊“OK”按鈕，進入概念數據模型主界面，為了保證概念數據模型圖能繪制到一個表格中，通過選擇“View”→“Zoom In”命令，對圖標窗口中的表格進行放大，如圖4-13所示。

為便于查看，對中間的表格進行標注，方法是通過選擇“Toolbox”面板中的Free Sym-bols中的“Text”工具按鈕，對其標注為獎學金模塊，如圖4-14所示。如果沒找到“Tool-box”面板，可以通過選擇菜單View-＞Toolbox來調出Toolbox面板。

接著選擇“Toolbox”中的“Entity”工具按鈕，添加班級實體，如圖4-15所示。

雙擊實體，彈出實體屬性設置窗口。在“General”選項卡中設置用于標識實體名稱的“Name”選項為“班級表”，設置用于標識實體代碼的“Code”選項為“t_class”，設置用于對實體注釋的“Comment”選項為“關于班級的表格”，如圖4-16所示。

切換到用來設置實體屬性的“Attributes”選項卡，其中，“Name”字段用于標識字段名稱，“Code”字段用于標識字段代碼，“Data Type”字段、“Length”字段和“Precision”字段用于設置字段的類型。對班級表實體屬性設置如圖4-17所示。

單擊“確定”按鈕，得到最終的關于班級的實體信息，如圖4-18所示。

下面以同樣的方式設計“獎學金模塊”中的學生、成績、獎學金實體，如圖4-19至圖4-24所示。

最終，關于獎學金模塊的四個實體對象具體信息，如圖4-25所示。

2）添加實體之間的關系。具體操作如下：

在數據庫設計中，實體之間存在三種關系，分別是“一對一關系”“一對多關系”“多對多關系”。在此次設計中，先添加班級與學生之間的關系。選擇“Toolbox”中的“Rela-tionship”工具按鈕，為創建好的班級實體和學生實體添加聯系，如圖4-26所示。

添加成功后，雙擊關系圖標，彈出“Relationship Properties”窗口，設置班級實體與學生實體之間的屬性信息。在“General”選項卡中設置用來標識實體間關系名稱的“Name”選項為“班級學生關系”，設置用來標識實體間關系代碼的“Code”選項為“class_stu_r”，設置對實體經行注釋的“Comment”選項為“班級與學生的關系”，如圖4-27所示。

在“Cardinalities”選項卡中存在一個“Cardinalities”選項組，可用來設置實體間的各種關系。班級與學生是一對多關系，選擇“One-many”單選按鈕，如圖4-28所示。

單擊“確定”按鈕，就設置好了班級與學生實體之間的關系，如圖4-29所示。

以同樣的方式創建并設置其他的實體之間的關系。學生實體與成績實體是一對一關系（One-One），學生實體與獎學金實體是多對多關系（Many-Many），設置如圖4-30至圖4-33所示。

至此，關于獎學金模塊的概念模型設計完成，如圖4-34所示。

（2）利用PowerDesigner軟件轉換生成物理數據模型

物理數據模型，就是根據計算機系統的特點，為給定的概念數據模型確定合理的存儲結構和存取方法。其中合理主要是指設計出的物理數據庫占用的存儲空間少，對數據庫上數據的操作能有更高的效率。

當概念數據模型設計完成后，選擇“Tool”→“Gen-erate Physical Data Model”命令，彈出“PDM Generation Option”窗口，然后在該窗口中設置“DBMS”為“MySQL 5.0”，同時設置“Name”、“Code”都為“schol-arshipPDM”，如圖4-35所示。

單擊“確定”按鈕，在物理模型主界面中會根據概念模型，結合所給出的數據庫管理系統設計出合理的表和表之間的關系，具體信息如圖4-36所示。

至此，即完成了訂單管理模塊的物理數據模型。

（3）生成數據庫創建腳本

生成物理數據模型后，就可以利用PowerDesigner軟件將其轉換為數據庫腳本。打開物理數據模型scholarshipPDM，選擇“Database”→“Generate Database”命令，打開圖4-37所示的窗口，然后在窗口中設置數據庫腳本的名稱和位置。

打開數據庫腳本文件，具體內容如下：

三、設計性實驗

1.用PowerDesigner軟件為在線圖書銷售系統中的訂單管理模塊設計數據庫。

該模塊的功能設計中有四個實體，具體信息如表4-5至表4-8所示。

1）利用PowerDesigner軟件設計概念模型。

①創建實體。

②添加屬性。

③設置每個實體的主碼。

④添加實體之間的聯系。

2）利用PowerDesigner軟件轉換成物理數據模型。

3）利用PowerDesigner軟件生成創建數據庫表的SQL腳本，并在MySQL中生成數據庫。

2.根據圖4-38所示的“交通違章處罰通知書”設計數據庫。

圖中顯示一張交通違章處罰通知單，根據這張通知單所提供的信息，設計一個存儲相關信息的E-R模型，并將E-R模型轉換成關系數據模型，要求標注各關系模式的主鍵和外鍵（其中：一張違章通知書可能有多項處罰，例如，警告+罰款）。

1）找出實體、實體的屬性、實體的主碼。

2）找出實體間的聯系及聯系類型。

3）用PowerDesigner畫出E-R圖。

4）選擇MySQL作為DBMS，把E-R圖轉換成物理模型，根據日常生活中的情況合理設置數據類型，其中通知書編號長度請參照示例“TZ11719”，警察編號長度是三個字符。在MySQL中創建違章數據庫（wzdb），并利用PowerDesigner生成所有的數據表。

3.根據提供的網頁，設計數據庫（另外上交打印的報告）。

下面所提供的網頁是關于圖書檢索的。圖4-39中下拉列表框中的數據要求從數據庫中讀取。根據圖4-39中的檢索條件，在圖4-40中得到符合條件的圖書列表。

1）用PowerDesigner畫出E-R圖，要求包含網頁中所需的所有屬性，設置每個實體的主碼。

2）選擇MySQL作為DBMS，轉換成物理模型，設置合理的數據類型。

3）生成建表SQL腳本，并在MySQL中創建readbook數據庫，并生成相應數據表。

四、觀察與思考

1）使用PowerDesigner將概念模型轉換成物理模型后，實體、屬性、聯系有哪些變化？

2）PowerDesigner工具中的自動模型轉換是否符合模型轉換的理論規則？

3）嘗試設計一個一對一的實體聯系，看看PowerDesigner工具將如何處理。結合模型轉換的理論規則，說說PowerDesigner工具這樣處理是否妥當？你是否能想出更有創新的處理辦法？