建模工具介紹

集成化企業(yè)級建模工具一PowerDesigner12.0簡介提高軟件質(zhì)量，縮短開發(fā)周期，并且使軟件更能夠適應(yīng)業(yè)務(wù)需求的變化，以提高投資回報(bào)率，是每個企業(yè)所面臨的、需要解決的關(guān)鍵問題。軟件建模一直被認(rèn)為是提高與有效控制軟件質(zhì)量的解決之道。近些年來為大家關(guān)注的主要是數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)模型、對象模型、和業(yè)務(wù)流程模型。由于歷史原因，面向數(shù)據(jù)架構(gòu)，開發(fā)以及業(yè)務(wù)分析的建模工作總是被單獨(dú)購買，彼此之間沒有集成或共享信息。但是，企業(yè)不斷需要更集成的建模套件，即集成化企業(yè)級建模工具，來支持在共享環(huán)境下，企業(yè)整個架構(gòu)的不同方面的全面建模。目前各主要的建模工具廠商如SybsePowerDesigner,IBMRationalRose,ComputerAssociates的ERWin等都在加強(qiáng)各自建模工具的融合與集成。PowerDesigner目前各主要的建模工具廠商如SybsePowerDesigner,IBMRationalRose,ComputerAssociates的ERWin等都在加強(qiáng)各自建模工具的融合與集成。PowerDesigner經(jīng)過近20年的發(fā)展，已經(jīng)在原有的數(shù)據(jù)建模的基礎(chǔ)上，形成一套完整的集成化企業(yè)級建模解決方案(如圖1所示)，模室同步.罪理企業(yè)流程趣(BPM)企業(yè)用戶象據(jù)建模(E/R)n■用戶DBAs」分折員巍計(jì)師面向?qū)ο蠼Ｃ?UML)H用戶分析員設(shè)計(jì)蛹開以雖E1.集成化企業(yè)級建模解決方案-融合了幾種標(biāo)準(zhǔn)建模技術(shù)：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建模、使用UML的應(yīng)用程序建模和業(yè)務(wù)流程建模。而且支持主流應(yīng)用程序開發(fā)平臺(如JavaJ2EE、Microsoft.NET>WebServices和PowerBuilder，Eclipse等)以及流程執(zhí)行語言(如ebXML和BPEL4WS)。業(yè)務(wù)或系統(tǒng)分析人員，設(shè)計(jì)人員，數(shù)據(jù)庫管理員DBA和開發(fā)人員都可以對其裁剪，以滿足他們的特定的需要。本文首先介紹PowerDesigner12對企業(yè)級建模支持所提供的各個模型及其之間的關(guān)系。并通過典型實(shí)例一客戶訂單處理子系統(tǒng)展示PowerDesigner12在以數(shù)據(jù)為中心的企業(yè)應(yīng)用分析開發(fā)這個生命周期的全面建模的支持。企業(yè)級建模=PowerDesignerSybasePowerDesigner是Gartner評出的2004年全球排名第一的數(shù)據(jù)庫建模工具。PowerDesigner靈活的分析和設(shè)計(jì)特性允許使用一種結(jié)構(gòu)化的方法有效地創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫，并支持最新的RDBMS引擎以及數(shù)據(jù)庫中的Webservices和XML等功能，而且不要求嚴(yán)格遵循一個特定的方法學(xué)。PowerDesigner提供了直觀的符號表示使數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建更加容

易，同時能更加簡單地向非技術(shù)人員展示數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用的設(shè)計(jì)。目前PowerDesigner支持60多種數(shù)據(jù)庫及其不同版本，主要的數(shù)據(jù)倉庫以及數(shù)據(jù)分析工具(OLAP)等PowerDesigner是一個功能強(qiáng)大而使用方便的工具集，為新一代數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的建模提供了全面的支持。具體地，PowerDesigner提供：需求分析模型(RequirementsModel—RQM)企業(yè)業(yè)務(wù)流程模型(BusinessProcessModel一BPM)概念數(shù)據(jù)模型(ConceptualDataModel一CDM)物理數(shù)據(jù)模型(PhysicalDataModel一PDM)對象模型(ObjectOrientedModel—OOM)信息流動模型(InformationLiquidityModel一ILM)XML模型(XMLModel)O/R映射支持(如Hibernate，JDO等)并提供了強(qiáng)大的模型間生成、鏈接和同步技術(shù)(具體地轉(zhuǎn)換關(guān)系見圖2)，比如由CDM可以生成PDM，PDM可以生成OOM，OOM可以生成SQtScript(DDL)Model^.VB-METJavaJJEE.PowerEuilder,XML,WebServicesebXMLBPEL4W5InformationLiquidityPhysicalDataSQtScript(DDL)Model^.VB-METJavaJJEE.PowerEuilder,XML,WebServicesebXMLBPEL4W5InformationLiquidityPhysicalData應(yīng)用程序的代碼，并可以從應(yīng)用程序代碼(如C#,Java等)生成類圖(雙向工程)等。并提供了沖突分析(impactanalysis)，有效地評價各個模型修改帶來的沖擊，從而得到更好的敏捷性和可預(yù)測性。這樣，用戶可以根據(jù)需求分析模型RQM)，從面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)(OOM)開始，依次建立用例圖，時序圖及類圖，由類圖轉(zhuǎn)化為CDM以及PDM；或者從結(jié)構(gòu)化分析開始，依次產(chǎn)生流程分析模型(BPM),CDM，PDM并轉(zhuǎn)化為類圖等。為了支持企業(yè)團(tuán)隊(duì)的開發(fā)管理，PowerDesigner更進(jìn)一步，建立了所有模型的統(tǒng)一共享環(huán)境，一套元數(shù)據(jù)庫(metadatarepository)，為企業(yè)級應(yīng)用的分析、設(shè)計(jì)與開發(fā)提供了一個企業(yè)建模、UML和數(shù)據(jù)建模等三種建模的集成化的工作環(huán)境。3.PowerDesigner應(yīng)用實(shí)例3.1客戶訂單處理子系統(tǒng)需求定義

建立需求模型的目的是定義系統(tǒng)邊界，使系統(tǒng)開發(fā)人員能夠更清楚地了解系統(tǒng)需求，同時為計(jì)劃迭代的技術(shù)內(nèi)容提供基礎(chǔ)，為估算開發(fā)系統(tǒng)所需成本和時間提供基礎(chǔ)。PowerDesigner提供了有效的需求建模，保證更準(zhǔn)確的項(xiàng)目結(jié)果，并通過建立設(shè)計(jì)和需求的關(guān)聯(lián)保證更好的可追蹤性。圖3給出的是客戶訂單處理子系統(tǒng)中的部分需求模型，PowerDesigner通過層次結(jié)構(gòu)顯示了該系統(tǒng)的主要功能。用戶可以通過屬性對話框（如圖3所示），進(jìn)行詳細(xì)的需求描述。同時，為了進(jìn)一步分析該子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，結(jié)構(gòu)及機(jī)制，發(fā)現(xiàn)企業(yè)中當(dāng)前存在的問題并確定改進(jìn)的可能性，可以進(jìn)行業(yè)務(wù)流程分析。圖4給出了該子系統(tǒng)的最上層的企業(yè)業(yè)務(wù)模型表示。在PowerDesigner中，不僅支持業(yè)務(wù)過程建模，而且也提供了業(yè)務(wù)流程仿真，業(yè)務(wù)流程經(jīng)過配置，可以導(dǎo)入Simul8中進(jìn)行仿真，幫助用戶對業(yè)務(wù)過程進(jìn)行量化的評價。f-UlC^daJ時f!3^3--1.OrderFulfilmGntA.'&ww.U—SC fiii-f-UlC^daJ時f!3^3--1.OrderFulfilmGntA.'&ww.U—SC fiii-iiJO.fi.*i?id art 上諾fwlwKCf|H?E*OtS”麗如vf-*-*IWWagW如POA<rf日Pise**Order1.AHpiflf ioord*Willi8"由「1TTll1.1.AMow laAllow'ph-oriiQ.直區(qū)圖3.典型的需求模型|REQ-COO?1.1_￡凸1捋歸￡|>r(3i-du￡tuiitfria^uli-c*LSubmitorda<rKiru+rwllhd1.2VerifyCust&rnifInfor<?TWb “「村土遇.jnr-r4I*iCustoincrinformationnWhru?dia ih?iih*ruitoniMu~_T口rm山N?vcuri!ini?iiiriNtdcnfiin:Shippingiindlbilling-ad由于該企業(yè)原來已經(jīng)有若干Legacy子系統(tǒng)，包括CRM，ERP以及訂單管理系統(tǒng)，因此，該企業(yè)提出基于XML的WebService的集成，同時為了有效響應(yīng)市場的變化，必須建立決策支持子系統(tǒng)，如庫存趨勢分析或客戶響應(yīng)分析等，提高企業(yè)資源的合理分配及其敏捷性。口id*汗砧自U=T4J的jk*Ordtr口id*汗砧自U=T4J的jk*Ordtr圖4.典型業(yè)務(wù)過程模型S祖珈巾P陌gCIE帖Shi^PfloductI—3.2概念數(shù)據(jù)模型(CDM)建模概念數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型(CDM)設(shè)計(jì)是建模過程的關(guān)鍵階段，此階段把現(xiàn)實(shí)世界中需要保存的信息抽象成信息世界中的實(shí)體(Entity)和關(guān)系(Relationship)，產(chǎn)生實(shí)體關(guān)系圖(E/RDiagram)o這一階段可以為高質(zhì)量的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。建立概念數(shù)據(jù)模型(CDM)是一項(xiàng)綜合性的工作。通常在一個清晰的、包括全部業(yè)務(wù)過程描述的應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上，由具有業(yè)務(wù)領(lǐng)域知識的專家和數(shù)據(jù)模型專家共同合作，把這些原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)流程圖和概念數(shù)據(jù)模型。PowerDesigner并不限制CDM的建模過程，用戶可以(1)從數(shù)據(jù)項(xiàng)開始，“自底向上”地從最小的數(shù)據(jù)單位開始向上構(gòu)造，當(dāng)收集到足夠的信息時進(jìn)行歸納，把數(shù)據(jù)項(xiàng)分組放入不同的實(shí)體中，然后歸納產(chǎn)生域；(2)從感興趣的對象開始，即實(shí)體開始，然后指定它們的屬性。當(dāng)收集到足夠信息時，進(jìn)行歸納產(chǎn)生域；圖4的CDM就是根據(jù)上面的系統(tǒng)需求分析中的從實(shí)體選擇出發(fā)，如在圖3的需求模型以及圖4業(yè)務(wù)過程模型中，可以抽取Customer,Order,Product等實(shí)體，逐漸完善各實(shí)體的屬性，并建立它們之間的關(guān)系。(3)也可以“自頂向下”，從域開始，使用這種方法，在收集開發(fā)數(shù)據(jù)模型前，必須有某些業(yè)務(wù)問題所需要的預(yù)備知識，以此對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。PowerDesigner支持非常復(fù)雜的概念模型建模，包括中間實(shí)體(AssociationEntity)，標(biāo)識符(Identifier)，檢驗(yàn)約束(包括數(shù)據(jù)項(xiàng)或?qū)嶓w屬性的取值范圍及有效性規(guī)則)，實(shí)體繼承，復(fù)雜關(guān)系定義，如：一對多，多對一及多對多以及反身(Reflexive)與依賴關(guān)系等(見圖5)。

GqifbI ■]<iBQkifi?r^|UWrUvi|EntityfiCCfpcflars4ionTlEoh.ceGqifbI ■]<iBQkifi?r^|UWrUvi|EntityfiCCfpcflars4ionTlEoh.ceKPflitwi口計(jì)BUhj|CM7皿1231-nuns nflnne8虻梆阿Chr-Ktw：s火pr《略i rrp泅— rrf'rrrrf1-I-1-?—-「「「rrr—rnrrrrrrrrrrr「「LLL,JJJj-tl i.q心“|ii-口好| 朽_L L-―以^= J 1 1圖5.典型概念數(shù)據(jù)模型及其屬性對話框這里需要特別指出，PowerDesigner引入了業(yè)務(wù)規(guī)則。定義了6種業(yè)務(wù)規(guī)則的類型：定義型(Definition)，事實(shí)型(Fact)，有效型(Validation)，公式型(Formula)，需求型(Requirement)和限制型(Constraint)。這些規(guī)則能夠定義實(shí)體、聯(lián)系的狀態(tài)、數(shù)據(jù)一致性及業(yè)務(wù)表達(dá)式。在CDM轉(zhuǎn)換成PDM的過程中，概念級定義的業(yè)務(wù)規(guī)則直接轉(zhuǎn)換成物理級的業(yè)務(wù)規(guī)則。在PDM中，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)規(guī)則需要使用特定的RDBMS的代碼(例如，觸發(fā)器或存儲過程)。上述功能大大增強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分析建模能力。3.3物理數(shù)據(jù)模型(PDM)建模CDM反映了業(yè)務(wù)領(lǐng)域中信息之間的關(guān)系，它不依賴于物理實(shí)現(xiàn)。只有重要的業(yè)務(wù)信息才出現(xiàn)在CDM中。PDM定義了模型的物理實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。例如，所選RDBMS的數(shù)據(jù)類型特征、索引定義、視圖定義、存儲過程定義、觸發(fā)器定義等。PowerDesigner支持CDM和PDM之間的雙向工程。圖6是由圖5所示的CDM模型自動生成的PDM模型，CDM中的實(shí)體，實(shí)體屬性，標(biāo)識符，聯(lián)系，甚至繼承關(guān)系等都將自動轉(zhuǎn)換為PDM中的表，列，主鍵或外鍵，參照完整性等。用戶可以通過屬性對話框，修改PDM模型并反向生成并合并(Merge)原來的CDM模型。PDM建模除了最基本的數(shù)據(jù)庫建模(如表，列，主鍵/外鍵以及關(guān)系定義)的支持，還支持觸發(fā)器(Trigger)和存儲過程或函數(shù)的建立與優(yōu)化，并建立它們與業(yè)

務(wù)規(guī)則的關(guān)系。用戶可以針對選擇的RDBMS，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化設(shè)計(jì)。并且經(jīng)過PDM的模型校驗(yàn)后，設(shè)置生成屬性（自12.0后，為了提高用戶設(shè)置的復(fù)用性，這些設(shè)置可以保存在模型內(nèi)/外），可以生成SQL腳本，直至通過ODBC直接生成到最終的DBMS中。當(dāng)然PowerDesigner還支持由DBMS的逆向生成PDM模型，即用戶可以選擇DBMS中現(xiàn)有的表，生成它們的PDM模型。整個過程都是可以迭代進(jìn)行，不斷完善用戶的物理數(shù)據(jù)庫模型。在完成PDM建模以后，用戶可以根據(jù)需求，如本書中的實(shí)例中要求基于XML的WebService的集成，因此需要生成相應(yīng)的XML模型。PowerDesigner可以根據(jù)用戶的選擇（如選擇所需的表等）生成相應(yīng)的XML模型，并提供了進(jìn)一步編輯與修改環(huán)境。圖7是本書實(shí)例對應(yīng)的XML模型及其屬性對話框。OrderPjfilrrent^rderFulfifrnentidKsintPro_idxsintorderI[：■wsintquMikty?intFTinjiJCtid熾iOrderPjfilrrent^rderFulfifrnentidKsintPro_idxsintorderI[：■wsintquMikty?intFTinjiJCtid熾i「tprcdJicr-fenTiexmimpriceKsJritdiscountxs:in[皆W彌徭說1?_■ :日 ■rl^iaMliraw1Ati11fl11圖7.麻型XML模型及耳屬性對話框3.4數(shù)據(jù)倉庫(Datawarehouse)建模數(shù)據(jù)倉庫的作用在于從企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)中獲取信息并轉(zhuǎn)換到一個新的數(shù)據(jù)庫，通過對新庫中的歷史信息和面向主題的信息進(jìn)行分析，為決策提供支持。以本書的客戶訂單處理子系統(tǒng)為例，企業(yè)需要作出如下典型決策，如哪些產(chǎn)品最有利可圖？哪些客戶會為我們帶來最大利益?哪些環(huán)節(jié)需要花費(fèi)很高的費(fèi)用？哪些市場活動運(yùn)行得最好，為什么?我們有可能會失去哪些客戶等等。圖8是PowerDesigner建立的本書實(shí)例相關(guān)的一個典型數(shù)據(jù)倉庫，表示訂單立方體(Cube)包含客戶，產(chǎn)品，區(qū)域以及門店等維度(Dimension)，在ORDER刻面(Fact)定義了不同的評價(measures)來進(jìn)行訂單分析。通過這樣的數(shù)據(jù)倉庫，用戶可以查看某個區(qū)域的某個產(chǎn)品的訂單情況，也可查看每天的訂單變化趨勢等等。PowerDesigner不但是業(yè)界知名的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工具，也是數(shù)據(jù)倉庫模型設(shè)計(jì)工具。支持多種數(shù)據(jù)倉庫模型，包括星型模式(Star)和雪花模式(Snowflake)。這是同行業(yè)中最優(yōu)秀、最靈活的開發(fā)工具，可用來設(shè)計(jì)一個關(guān)系的或OLAP(聯(lián)機(jī)分析處理)的軟件倉庫。PowerDesigner在數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計(jì)工具市場中占有最大份額。它能從已有的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行反向工程，從運(yùn)行系統(tǒng)中將現(xiàn)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)抽取出來形成數(shù)據(jù)模型，使設(shè)計(jì)變得簡單。3.5面向?qū)ο竽Ｐ?OOM)建模除了數(shù)據(jù)庫建模，采用標(biāo)準(zhǔn)建模語言UML，對企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)從需求，分析與設(shè)計(jì)，實(shí)施等不同階段的全面建模，也是目前的主流方式。PowerDesigner支持UML1.3的所有模型從PowerDesigner11.0開始就全面支持UML2.0。在PowerDesigner中用戶可以采用典型的面向?qū)ο蠓治龇椒?，如用例?qū)動的軟件分析與開發(fā)，即由需求模型出發(fā)，建立用例圖，類圖及其順序圖，進(jìn)而組件與部件圖。同時，PowerDesigner是一個集成環(huán)境，各個模型之間可以快捷的模型同步與管理。特別地，本書實(shí)例是數(shù)據(jù)驅(qū)動的企業(yè)應(yīng)用，因此，OOM可以有PDM來自動生成(如圖9)。

Frndunr:lELDli3-(]F；rir(]:Frndunr:lELDli3-(]F；rir(]:lEinJEriiF：nrQ:id ￡hl-pnzliJZlNarit:hl■prtE-dlj?_TilnnlBFltoniOrdrrn.r:U NN-qi-Q-ilb':IN=uni-oidwrXI:InnjjII.Cabaj|C■i（特別需要指出，OOM和PDM地關(guān)系等價于模型級的O/R映射關(guān)系，可以很直接地支持現(xiàn)有比較流行地O/R映射地框架，如Hibernate，JDO等，在1.8節(jié)中提到Hibernate代碼生成的支持。）用戶在此基礎(chǔ)上，對OOM修改，進(jìn)一步定義系統(tǒng)的動態(tài)行為特性，如通過順序圖，活動圖等。圖10是訂單處理子系統(tǒng)中的典型順序圖。當(dāng)然用戶在進(jìn)行OOM建模的過程中，會加深對應(yīng)用系統(tǒng)的理解，通常會對先前的PDM甚至CDM進(jìn)行優(yōu)化，可以利用PowerDesigner的雙向工程，在重新生成并合并已有模型。

3.6信息流模型(ILM)建模在企業(yè)應(yīng)用的分析與開發(fā)整個過程中，會有大量的模型產(chǎn)生，這些模型之間都存在相應(yīng)的關(guān)系。PowerDesigner創(chuàng)新地提出信息流模型(ILM)，并通過非常直觀的映射編輯器來表達(dá)模型之間的信息流動關(guān)系，大大方便了企業(yè)級建模的管理能力。圖11是訂單處理子系統(tǒng)的典型信息流模型以及信息流動關(guān)系的定義，這里表示的是PDM和OOM之間的一個信息映射關(guān)系。

Ftequirerreril:K4：id^l(cOrderFulfirrenP]d,□iJM= HUM■%>■WFtequirerreril:K4：id^l(cOrderFulfirrenP]d,□iJM= HUM■%>■W\XMLMad^lDiagram[FMwrsXKV]UniHrsUDMMaqram

g用I工葉■啊□IM1,臨叩好 ! H13乏!&linrCh,E3.7程序生成的支持在建模的基礎(chǔ)上，PowerDesigner可以生成應(yīng)用程序代碼（如C#,Java等），當(dāng)然也可以反向由應(yīng)用程序更新相應(yīng)的模型如類圖（雙向工程）。因此用戶可以選擇建模或代碼優(yōu)先的不同的軟件開發(fā)過程。特別地，PowerDesigner由于其內(nèi)置的模型映射關(guān)系（包括O/Rmapping即PDM和OOM之間的映射關(guān)系），可以很直接支持目前比較流行的ORMmapping框架，如Hibernate，JDO的支持。圖12是典型的Hibernate的映射文件的代碼預(yù)覽。不僅如此，PowerDesigner提供了UI界面生成的支持，如現(xiàn)在比較流行的JSF（JavaServerFaces）支持，真正實(shí)現(xiàn)了以數(shù)據(jù)為中心應(yīng)用程序的完整的建模與開發(fā)環(huán)境。

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