一、概念數(shù)據(jù)模型概述

??? 概念數(shù)據(jù)模型也稱信息模型，它以實(shí)體－聯(lián)系(Entity-RelationShip,簡稱E-R)理論為基礎(chǔ)，并對這一理論進(jìn)行了擴(kuò)充。它從用戶的觀點(diǎn)出發(fā)對信息進(jìn)行建模，主要用于數(shù)據(jù)庫的概念級設(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，就是先將現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對象抽象為實(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DBMS系統(tǒng)，這種模型就是我們所說的CDM;然后再將CDM轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)上某個 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)識符的定義

??? 實(shí)體（Entity），也稱為實(shí)例，對應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界中可區(qū)別于其他對象的“事件”或“事物”。例如，學(xué)校中的每個學(xué)生，醫(yī)院中的每個手術(shù)。每個實(shí)體都有用來描述實(shí)體特征的一組性質(zhì)，稱之為屬性，一個實(shí)體由若干個屬性來描述。如學(xué)生實(shí)體可由學(xué)號、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)體集中的每個實(shí)體均具有學(xué)號、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｛門診號，姓名，性別，年齡，身份證號.............｝。實(shí)體是實(shí)體類型的一個實(shí)例，在含義明確的情況下，實(shí)體、實(shí)體類型通常互換使用。實(shí)體類型中的每個實(shí)體包含唯一標(biāo)識它的一個或一組屬性，這些屬性稱為實(shí)體類型的標(biāo)識符（Identifier），如“學(xué)號”是學(xué)生實(shí)體類型的標(biāo)識符，“姓名”、“出生日期”、“信址”共同組成“公民”實(shí)體類型的標(biāo)識符。有些實(shí)體類型可以有幾組屬性充當(dāng)標(biāo)識符，選定其中一組屬性作為實(shí)體類型的主標(biāo)識符，其他的作為次標(biāo)識符。

三、實(shí)體、屬性及標(biāo)識符的表達(dá)


四、新建概念數(shù)據(jù)模型

1）選擇File-->New,彈出如圖所示對話框，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，對當(dāng)前的工作空間進(jìn)行簡單介紹。（以后再更詳細(xì)說明）


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。


五、定義實(shí)體

1、創(chuàng)建實(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)一個實(shí)體符號。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，打開下列圖標(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。

Name：是用來在模型中標(biāo)識一個實(shí)體，一般用于模型在界面中的顯示（這個可以通過更改選項(xiàng)設(shè)置進(jìn)行改變）。在一個模型當(dāng)中，實(shí)體的名字不能重復(fù)。

Code：在模型轉(zhuǎn)化時一般作為對象的物理名稱，比如把實(shí)體屬性的Code轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫中的列名，當(dāng)然我們現(xiàn)在不必為了這個實(shí)體將來叫什么而費(fèi)神，一般采取與Name一致即可。

Generate：默認(rèn)是選擇狀態(tài)，如果取消，則在轉(zhuǎn)化為其他模型時，會忽略這個實(shí)體。

2、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。

如果一個實(shí)體屬性為強(qiáng)制的，那么， 這個屬性在每條記錄中都必須被賦值，不能為空。

按“Crtl+U”呼出“定制列過濾器”的窗口，可以根據(jù)自己的喜好和實(shí)際需要選擇那些列出現(xiàn)在窗口中，那些隱藏。使用快捷鍵 “Crtl+E”可以允許或者禁止當(dāng)前過濾器。

2）在上圖所示窗口中，點(diǎn)擊插入屬性按鈕，彈出屬性對話框，如下圖所示。

3、定義屬性的檢查約束

1）定義屬性的標(biāo)準(zhǔn)檢查
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，打開如圖所示的檢查選項(xiàng)卡。


在這個選項(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，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懽帜?/td>
Uppercase	屬性的賦值全部變?yōu)榇髮懽帜?/td>
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

2）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，可以在Additional Checks選項(xiàng)卡的Server子頁上，通過SQL語句中使用%MINMAX%、%LISTVAL%、%RULES%、%UPPER%、%LOWER% 幾個變量來定義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

六、標(biāo)識符

??? 標(biāo)識符是實(shí)體中一個或多個屬性的集合，可用來唯一標(biāo)識實(shí)體中的一個實(shí)例。要強(qiáng)調(diào)的是，CDM中的標(biāo)識符等價于PDM中的主鍵或候選鍵。每個實(shí)體都必須至少有一個標(biāo)識符。如果實(shí)體只有一個標(biāo)識符，則它為實(shí)體的主標(biāo)識符。如果實(shí)體有多個標(biāo)識符，則其中一個被指定為主標(biāo)識符，其余的標(biāo)識符就是次標(biāo)識符了。

1、定義主、次標(biāo)識符
1）選擇某個實(shí)體雙擊彈出實(shí)體的屬性對話框。在Identifiers選項(xiàng)卡上可以進(jìn)行實(shí)體標(biāo)識符的定義。如下圖所示



2）選擇第一行“主標(biāo)識符”，點(diǎn)擊屬性按鈕或雙擊第一行“主標(biāo)識符”，彈出屬性對話框，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，選擇某個屬性作為標(biāo)識符就行了。

七、數(shù)據(jù)項(xiàng)

數(shù)據(jù)項(xiàng)（Data Item）是信息存儲的最小單位，它可以附加在實(shí)體上作為實(shí)體的屬性。
注意：模型中允許存在沒有附加至任何實(shí)體上的數(shù)據(jù)項(xiàng)。

1、新建數(shù)據(jù)項(xiàng)
1）使用“Model”---> Data Items 菜單，在打開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)說明了。

2、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 ，每個數(shù)據(jù)項(xiàng)在同一個命名空間有唯一的代碼，而選擇Allow reuse ，一個數(shù)據(jù)項(xiàng)可以充當(dāng)多個實(shí)體的屬性。


3、在實(shí)體中添加數(shù)據(jù)項(xiàng)
1）雙擊一個實(shí)體符號，打開該實(shí)體的屬性窗口。
2）單擊Attributes選項(xiàng)卡，打開如下圖所示窗口


注意：
Add a DataItem 與 Reuse a DataItem的區(qū)別在于
Add a DataItem 情況下，選擇一個已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)項(xiàng)，系統(tǒng)會自動復(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)制過程中，新數(shù)據(jù)項(xiàng)的Code會自動生成一個唯一的號碼，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)。

八、 聯(lián)系

??? 聯(lián)系（Relationship）是指實(shí)體集這間或?qū)嶓w集內(nèi)部實(shí)例之間的連接。

??? 實(shí)體之間可以通過聯(lián)系來相互關(guān)聯(lián)。與實(shí)體和實(shí)體集對應(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)量對應(yīng)關(guān)系，通常可將聯(lián)系分為4類，即一對一（ONE?TO ONE）聯(lián)系、一對多（ONE TO MANY）聯(lián)系、多對一（MANY TO ONE）聯(lián)系和多對多聯(lián)系（MANY TO MANY）。

1、?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象產(chǎn)生工具。

?在圖形窗口中創(chuàng)建兩個實(shí)體后，單擊“實(shí)體間建立聯(lián)系”工具，單擊一個實(shí)體，在按下鼠標(biāo)左鍵的同時把光標(biāo)拖至別一個實(shí)體上并釋放鼠標(biāo)左鍵，這樣就在兩個實(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

<!--[if !vml]--><!--[endif]-->

在兩個實(shí)體間建立了聯(lián)系后，雙擊聯(lián)系線，打開聯(lián)系特性窗口，如圖所示。

2、?四種基本的聯(lián)系
即一對一（ONE?TO ONE）聯(lián)系、一對多（ONE TO MANY）聯(lián)系、多對一（MANY TO ONE）聯(lián)系和多對多聯(lián)系（MANY TO MANY）。如圖所示

3、?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：
每個實(shí)體類型都有自己的標(biāo)識符，如果兩個實(shí)體集之間發(fā)生聯(lián)系，其中一個實(shí)體類型的標(biāo)識符進(jìn)入另一個實(shí)體類型并與該實(shí)體類型中的標(biāo)識符共同組成其標(biāo)識符時，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，一個實(shí)體集中的部分實(shí)例依賴于另一個實(shí)例集中的實(shí)例，在這種依賴聯(lián)系中，每個實(shí)體必須至少有一個標(biāo)識符。而在標(biāo)定聯(lián)系中，一個實(shí)體集中的全部實(shí)例完全依賴于另個實(shí)體集中的實(shí)例，在這種依賴聯(lián)系中一個實(shí)體必須至少有一個標(biāo)識符，而另一個實(shí)體卻可以沒有自己的標(biāo)識符。沒有標(biāo)識符的實(shí)體用它所依賴的實(shí)體的標(biāo)識符作為自己的標(biāo)識符。

換句話來理解，在標(biāo)定聯(lián)系中，一個實(shí)體（選課）依賴 一個實(shí)體（學(xué)生），那么（學(xué)生）實(shí)體必須至少有一個標(biāo)識符，而（選課）實(shí)體可以沒有自己的標(biāo)識符，沒有標(biāo)標(biāo)識符的實(shí)體可以用實(shí)體（學(xué)生）的標(biāo)識符作為自己的標(biāo)識符。

?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”子實(shí)體集與“普通學(xué)生”子實(shí)體集，這兩個子實(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，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)體的別一個部分即可。如圖


3、 定義聯(lián)系的特性

雙擊關(guān)系（Relationship）的符號，進(jìn)入關(guān)系的屬性頁，在Detail項(xiàng)目中，我們可以對兩個實(shí)體的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的定義，如下圖：

General 項(xiàng)目

一般最好為關(guān)系取一個貼切的名字，本例的業(yè)務(wù)關(guān)系描述如下：一個部門有多個員工，我們使用“Has”作為這個關(guān)系的名字。

同樣的我們也可以描述為：多個員工屬于一個部門，可不可以使用“Belong to”作為關(guān)系名字呢？一般不推薦這樣做，在概念圖中有一個約定，關(guān)系的名字采用從“1,n”中“1”所在的方向向“n”所在一方進(jìn)行讀取的語義。本例即 “1”在部門一方，從部門一方向雇員一方讀取語義，即：部門有（Has）多個員工。

Detail 項(xiàng)目

假定對于實(shí)體部門（Department）和雇員（Employee），具有如下關(guān)系：

• 一個部門可以有多個雇員，新成立的部門也可以暫時沒有任何雇員；

• 一個雇員必須屬于一個部門，并且同時只能屬于一個部門；

根據(jù)以上關(guān)系，我們修改屬性頁，部門－雇員的方向采用默認(rèn)的0,n，雇員－部門的方向修改為強(qiáng)制約束（Mandatory），或者從下拉框中選擇“1,1”，如下圖：

最后定義完成的關(guān)系（Relationship）在概念圖中表示如下：

注：在Power Designer中，關(guān)系符號靠近實(shí)體端的一個“橫線”代表強(qiáng)制性約束，“空心圓圈”代表無強(qiáng)制約束，即這一方可以無對象關(guān)聯(lián)；“非分岔”線代表為“1” 的關(guān)系，“分岔”線代表“多”的關(guān)系。以上四個符號共可以組合出16種關(guān)系（包含反向）。其中“多對多”的關(guān)系一般通過給出一個中間實(shí)體來進(jìn)行分解，所以在許多概念圖中，是看不到實(shí)際的“多對多”的關(guān)系存在的。

另外在關(guān)系的屬性中還有兩項(xiàng)：Dominant role 和Dependent，可以表示更復(fù)雜的關(guān)系，會在后面講到。

使用依賴關(guān)系(Dependent)

還是使用上面的例子，我們假定這樣的業(yè)務(wù)描述：雇員享有假期，雇員每次休假，需要記錄雇員休假的起始日與結(jié)束日，假期以天為單位，一個雇員和一個開始日唯一確定一個假期。根據(jù)這個業(yè)務(wù)描述，我們知道，對于假期而言，其必須依存于實(shí)體“Employee”而存在，即一個休假，必定有一個主體雇員。我們在上一個模型的基礎(chǔ)之上，添加一個實(shí)體，名稱是“Holiday”，定義假期的屬性開始日與結(jié)束日，這里并不需要重復(fù)定義一個雇員編號，而是替代的，使用依賴關(guān)系，來表示實(shí)體“Holiday”依賴于實(shí)體“Employee”，關(guān)系定義如下圖：

　

在實(shí)體“Holiday”中，我們需要設(shè)置開始日為主鍵標(biāo)識符，開始日與其依賴實(shí)體中的雇員編號一起作為實(shí)體“Holiday”的標(biāo)識符，用來唯一確定一個假期。這種依賴關(guān)系在概念圖中表現(xiàn)如下：

　

從途中可以看出，在實(shí)體“Holiday”一端多了一個朝外的三角▲箭頭，這個含義就是這個實(shí)體“的依賴于三角箭頭所指的另外一個實(shí)體，在轉(zhuǎn)化出來的物理模型當(dāng)中，實(shí)體“Employee”的empNo，在Holiday實(shí)體中不僅會作為一個外鍵，還同時會作為主鍵出現(xiàn)（與startData一起作為復(fù)合主鍵）。

使用Dominant role

當(dāng)兩個實(shí)體之間的關(guān)系是1..1 時（盡管這種關(guān)系比較少見，常見于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法當(dāng)中，依賴實(shí)體中的主鍵通常與外健重合），你需要明確指定這兩個實(shí)體，哪一個是父實(shí)體，哪一個是依賴實(shí)體，否則，系統(tǒng)在由概念模型轉(zhuǎn)化為物理模型時，將不能確定需要在哪一端生成外鍵，這時就需要用到“Dominant role”選項(xiàng)，這個選項(xiàng)只有在1..1 的關(guān)系中才允許進(jìn)行設(shè)置。我們假定這樣的業(yè)務(wù)描述，企業(yè)中的部分雇員擁有一個系統(tǒng)帳號，并且是唯一的一個帳號，這些雇員需要保存一些額外的信息，比如帳號名稱、密碼等等。我們添加了一個新的實(shí)體“User”，其與雇員之間為1..1 的關(guān)系，由于一個用戶帳號必定屬于一個雇員，而一個雇員則可能沒有用戶帳號，所以我們定義實(shí)體“Employee”支配實(shí)體“User”。同時，由于 “User”依賴于“Employee”而存在，所以再定義一個由前者到后者的依賴關(guān)系，如下圖：

　

Dominant role 選項(xiàng)中，箭頭所指的實(shí)體為被支配的實(shí)體，即作為依賴實(shí)體。在模型圖中，支配實(shí)體的一方會出現(xiàn)一個用圓括號括起來的大寫字母“D”。

　

轉(zhuǎn)化出來的物理模型中，表User中，empNo作為單獨(dú)的主鍵，同時也是引用Employee表的一個外鍵。

處理多對多(n..n)的關(guān)系

在概念模型中，一般很少看見兩個實(shí)體之間是直接的n..n 的關(guān)系，一般這種情況下我們會增加一個中間實(shí)體，在Power Designer中，提供了一個專門的符號來對應(yīng)，叫做“Association”。請考慮以下的情形：

企業(yè)中擁有帳號的雇員在系統(tǒng)中具有不同的操作權(quán)限，這通過用戶角色來進(jìn)行管理，權(quán)限已經(jīng)分配給了多個不同的角色，一個用戶帳號至少屬于一個角色，并且可能會同時屬于多個角色，一個角色可以包含0個或多個用戶帳號。根據(jù)以上描述，我們添加一個實(shí)體“Role”，它與實(shí)體“User”之間是n..n 的關(guān)系，為了表達(dá)這種關(guān)系，我們增加一個“Association”并分別使用“Association Link”與其他兩個實(shí)體建立關(guān)系，表示如下：

使用一個普通的實(shí)體，合理定義關(guān)系，并選擇“Dependent”選項(xiàng)，是可以替代“Association”的，但使用 “Association”更方便、直觀，使模型更容易理解，并可以減少因不謹(jǐn)慎而可能導(dǎo)致的錯誤。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/kingjiong/archive/2010/04/01/1701880.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的PowerDesigner 教程篇 - 概念数据模型的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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