信息科学与工程学院学院设计性实验报告格式[1].doc

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1、重庆交通大学信息科学及工程学院设计性实验报告 专 业： 通信工程 班 级：通信二班学 号： 631206040220 姓 名：周丙相课程名称：数据库技术B 实验项目名称：Power Designer6数据库建模技术实验项目性质：课程项目设计实验所属课程： 数据库技术B 实验室(中心)：信息学院实验中心指 导 教 师 ：王家伟实验完成时间： 2019年6月 22日第 34 页教师评阅意见： 签名： 年 月 日实验成绩：目录一、 实验目的4二、 实验内容及要求4（一） 实验内容4（二） 实验要求8三、实验设备及软件8四、设计方案8（一） 题目8（二） 设计的主要思路8五、主要代码12六、测试结果及

2、说明271、对所建立的模型进行检测，其结果如下所示：272、生成物理数据模型273、生成项目报告294、部分表图30七、 实验体会31一、实验目的1、了解和学习数据库建模环境Power Designer，并能够熟练地利用该建模环境建立数据库模型 2、深入了解和学习建立概念数据模型和建立物理数据模型的过程 3、学会正确定义概念数据模型 4、学会正确定义物理数据模型 5、学会熟练掌握在Data Architect环境下建立概念数据模型和物理数据模型 6、学会正确识别数据模型中的对象 7、深入体会数据库建模的基本思想和方法，从而学会自主建立一个完整和合理的数据库模型，并学会分析各个实体之间的联系 8

3、、体会关系型数据库中的实体和关系的真确含义，从而学会将现实世界中的一些问题使用实体关系模型进行表达 9、深刻体会关系数据库性数据库所遵循的三个完整性规则，即实体完整性规则、参照完整性规则及其用户自定义完整性规则二、 实验内容及要求（一） 实验内容 1、在Windows XP操作系统上安装Power Designer6数据库建模软件 （1）Power Designer数据库建模环境简介Power Designer是Sybase公司的CASE工具集，使用它可以及其方便地对管理信息系统进行分析和设计，它包括了数据库模型设计的全过程。利用Power Designer可以制作数据流程图、概念数据模型、物

4、理数据模型，还可以生成多种客户端开发工具的应用程序，还可以为数据仓库制作结构模型，也能对团队设计模型进行控制。 Power Designer包括以下六个模块：Process Analyst是数据流程图（DFD）逻辑设计工具Data Architect是概念数据模型及物理数据模型设计工具（同时也是本次实验所使用的主要功能模块。Warehouse Architect是数据仓库设计工具App Modeler是客户端应用程序生成工具Meta Works是团队开发控制工具Viewer是模型观察工具（2）Data Architect模块简介Data Architect模块是Power Designer的核

5、心工具，它在需求分析阶段可以用来绘制实体联系图（ER图），即系统的概念数据模型。它描述了系统的实体以及实体之间的联系，是系统的静态特征。系统分析员通过实体联系图表达对系统静态特征的理解。它实际上相当于系统的一个初步的数据字典。由实体联系图所表达的数据模型及数据流程图所表达的功能模型结合在一起就构成了系统完整的逻辑模型。系统的进一步开发将以此作为重要的基础。当系统的开发进入设计阶段时，开发人必须提出系统的物理数据模型，这是的Data Architect可以实现概念数据模型向物理数据模型的自动转换，设计人员可以在物理数据模型的基础上，进行数据库的后台设计。使用Data Architect模块可以产

6、生或者生成两种不同的数据模型：概念数据模型（CDM）和物理数据模型（PDM）。概念数据模型是由数据库设计者设计和产生的，概念数据模型不依赖于特定的关系数据库管理系统（RDBMS）。（3）Power Designer中的Data Architect模块的安装启动Windows XP,解压Power Designer软件包，并在解压后的目录下执行XXX文件。打开“Power Designer 6 Data Architect Suite”窗口，然后单击“Install”按钮进行安装在安装过程中选择一路Next即可当安装完成时，单击“Finish”按钮即可进入“Read me写字板”窗口，该窗口主要

7、显示Power Designer6版本信息关闭“Read me写字板”窗口，至此，Data Architect模块安装完成 2、使用Power Designer里的Data Architect建立概念数据模型对项目进行简单的需求分析，初步建立数据的基本结构，并生成需求分析报告。根据需求分析报告，在Power Designer里的Data Architect模块建立概念数据模型，具体操作和简要步骤如下所示：打开Power Designer里的Data Architect模块，进行建模。图1 Power Designer里的Data Architect模块视图从上图我们可以清楚地看到在视图的左侧有

8、可供选择的目标，其中包括实体（Entity）、联系（Relationship）、放大（Zoom out）以及缩小（Zoom in）等工具。 我们选择实体之后既可以在工作区建立一个实体，之后编辑实体的属性。举例如下：在建立实体关系模型时（EntityRelationship Model）时，一定要以关系型数据库的三个完整性规则为原则，建立符合条件的关系型数据库的概念数据模型。这些关系体现在以下几个方面：首先，我们来考虑关系型数据库的第一个重要的完整性规则：实体完整性，其含义就是每个实体都必须是独一无二的，并且使用每一个实体的某些共同属性来对每一个实体进行唯一的标识（称之为主码），例如，当我们在建

9、立学生这个实体时，我们选用学生的学号作为唯一标识一个学生实体的标识，这样，我们称这个属性为该实体的主码。主码不一定必须要求只能是一个属性，在很多时候，我们往往不能仅仅使用实体的一个属性就能对该实体进行唯一的标识，这时，我们可以考虑使用该实体的多个属性进行组合，从而实现对该实体的唯一标识。还有的时候，在我们所建立的实体属性中，不能找到任何一个可以作为实体主码的属性或者属性组，此时，我们可以为该实体人为地增加某些属性，并且将其作为实体的主码，用于唯一标识每一个实体。使之满足实体完整性。第二、当我们建立的实体属于若弱实体时，弱实体即不能使用自己本身的属性作为主码的实体。该类型的实体的唯一性必须借助于

10、其他实体的某些属性来唯一标识。例如：学生的成绩这个实体，就必须借助于学生实体的学号和课程实体的课程号来作为自己的主码，唯一标识唯一性。其含义是某位同学的某门成绩。换个思路来说，参照完整性也可以这样描述：就是某些实体的属性取值必须来自另一实体的某些属性的域，这样的关系就称之为参照完整性。最后，还有一个我们必须考虑的问题，就如在使用高级语言进行程序设计时所要考虑的那样，有的时候我们所定义的某些变量对应到现实世界时，只能取某些特定的值。比如性别：有且只有两种情况：男或者女，再无第三种选择，有时候，我们需要对某些变量或者是属性进行限制，这样有助于系统的容错能力。在关系型数据库里，称这样的关系为域，也可

11、叫做用户自定义完整性。图2 实体属性设置 3、在Data Architect环境下，将建立的概念数据模型生成物理数据模型，并生成项目报告首先，对所建立的概念数据模型进行检测，发现并修改错误。将概念数据模型转化为物理数据模型。其次，生成项目设计报告最后，选择合适的数据库管理系统，这里，我们所选的是微软公司的SQL Server6.0，并生成标准的SQL语言。图3 生成物理模型图4 DBMS选择（二）实验要求1、建立的概念模型至少包含15个实体（Entity） 2、学会熟练使用Data Architect建模工具，并能够正确把握概念数据模型和物理数据模型的区别和联系 3、所建立的概念模型必须满足和

12、遵循关系型数据库的完整性规则 4、生成一份完整的项目建模报告三、实验设备及软件一台安装了Windows XP操作系统的计算机、Power Designer软件四、设计方案（一）题目 本次实验的最终目的在于创建一个大学校园基本信息管理数据库；学会正确熟练地使用Power Designer软件的各种功能模块，并利用其中的Data Architect模块建立基本的概念数据模型，其中包括至少15个实体，并将其转化为物理模型，通过检测无误之后生成项目报告和SQL标准语言。（二） 设计的主要思路数据库是某个组织或者是某个企业、或部门所涉及的数据的一个综合，它不仅要反映数据本身的内容，而且还要反映数据之间的

13、联系。由于计算机不可能直接处理现实世界中的具体事情，所以人们必须事先把具体事务转换成计算机能够处理的数据。在数据库中用数据模型这个工具来完成对现实世界的抽象表达。利用数据模型可以完成处理现实世界中的数据和信息的工作。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。数据模型在设计的过程当中，必须满足三方面的要求：第一，能够比较真实地模拟现实世界；第二是比较容易为人们所理解；第三是便于计算机上实现。一种数据模型要很好地满足这三方面的要求，在目前来说还很困难。在数据库系统中针对不同的使用对象和应用目的，采用不同的数据模型进行分析。不同的数据模型实际上就是提供给我们模型化数据和信息的不同工具。根据模型应用的不同目

14、的，可以将其划分为：概念模型和数据模型。其中，概念模型是按照用户的观点对数据和信息建模。而数据模型是按照计算机的特点而进行建模。数据模型包括：网状模型、层次模型、关系模型等。概念模型是数据库系统的核心和基础。在各种机器上实现的DBMS软件都是基于种数据模型的。为了把现实世界的具体事物进行抽象、组织为某一DBMS支持的数据模型，我们首先将现实世界抽象为信息世界，然后将信息世界转化为机器世界。也就是说，首先把现实世界当中的客观对象抽象为某一信息结构，这种信息结构不依赖于具体的计算机系统，再把概念模型转化为某一个DBNS所支持的物理数据结构。概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。本次设计

15、先将学校中的具体事物进行抽象，将其转化为信息世界，建立基本的概念数据模型；并在此基础上完成概念模型到物理模型的转化。根据具体的DBMS生成具体的数据模型和数据结构，从而实现现实世界数据世界机器世界之间的转化，形成有用的数据信息，并在计算机上实现相关表示。本次设计所涉及的一些基本概念：实体是指客观存在并可互相区别的事物；属性是指实体所具有的某一特性；码是指能够唯一标识实体的属性集；域是指属性的取值范围；实体型是指实体名及其属性的集合；实体集是指同型实体的集合。通过对学校的相关实际事物进行分析，发现很多事物时间存在着联系。通过概念模型将这些事物及其它们之间存在的联系表示出来。并将其转化为物理数据模

16、型，选用微软公司的SQL Server DBMS实现数据的管理。逻辑结构设计概念结构设计需求分析数据库系统逻辑结构概念结构需求说明和数据说明数据库物理设计数据库运行和维护数据库实施物理结构图5 数据库设计步骤（三） 概念数据模型概述 数据模型是现实世界中数据特征的抽象。数据模型应该满足三个方面的要求： 1）能够比较真实地模拟现实世界 2）容易为人所理解 3）便于计算机实现 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

17、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

18、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）; （四）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

19、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。 实体类型中的每个实体包含唯一标识它的一个或一组属性，这些属性称为实体类型的标识符（Identifier），如“学号”是学生实体类型的标识符，“姓名”、“出生日期”、“信址”共同组成“公民”实体类型的标识符。 有些实体类型可以有几组属性充当标识符，选定其中一组属性作为实体类型的主标识符，其他的作为次标识符。（五）实体、属性及标识符的表达图6 实体、属性及标识符的表达联系（Relati

20、onship）是指实体集这间或实体集内部实例之间的连接。实体之间可以通过联系来相互关联。及实体和实体集对应，联系也可以分为联系和联系集，联系集是实体集之间的联系，联系是实体之间的联系，联系是具有方向性的。联系和联系集在含义明确的情况之下均可称为联系。按照实体类型中实例之间的数量对应关系，通常可将联系分为4类，即一对一（ONETO ONE）联系、一对多（ONE TO MANY）联系、多对一（MANY TO ONE）联系和多对多联系（MANY TO MANY）。在CDM工具选项板中除了公共的工具外，还包括如下图所示的其它对象产生工具。在图形窗口中创建两个实体后，单击“实体间建立联系”工具，单击一个

21、实体，在按下鼠标左键的同时把拖至别一个实体上并释放鼠拖至别一个实体上并释放鼠标左键，这样就在两个实体间创建了联系。图7 实体之间的联系1五、主要代码SQL语言主要代码如下：/* Database name: MODEL_1 */* DBMS name: Microsoft SQL Server 6.x */* Created on: 2019-6-22 14:02 */* Table: C */create table C CCO char(6) not null, CNA char(10) not null, CDE char(20) not null, CQ decimal(4) not

22、null, constraint PK_C primary key (CCO)go/* Table: TE */create table TE TNUM char(6) not null, TNAM char(10) not null, TS char(1) not null, TAG int null , TT char(10) null , TATT char(10) null , constraint PK_TE primary key (TNUM)go/* Table: SCHOOL */create table SCHOOL SCOD char(8) not null, SNAM c

23、har(20) not null, SATT char(20) not null, SADD char(20) not null, SPRE char(10) not null, constraint PK_SCHOOL primary key (SCOD)go/* Table: DORMITORY */create table DORMITORY DNUM char(6) not null, DADD char(20) not null, DLEA char(10) not null, constraint PK_DORMITORY primary key (DNUM)go/* Table:

24、 ACADEMY */create table ACADEMY ACNUM char(6) not null, STUNAM char(12) null , SCOD char(8) null , ACNAM char(10) not null, APRE char(10) not null, ATTR char(12) not null, constraint PK_ACADEMY primary key (ACNUM)go/* Index: RELATION_202_FK */create index RELATION_202_FK on ACADEMY (STUNAM)go/* Inde

25、x: RELATION_205_FK */create index RELATION_205_FK on ACADEMY (SCOD)go/* Table: BUILDING */create table BUILDING BNYUM char(16) not null, SCOD char(8) null , BNAME char(20) not null, BINFO char(200) null , BMANAG char(8) not null, constraint PK_BUILDING primary key (BNYUM)go/* Index: RELATION_208_FK

26、*/create index RELATION_208_FK on BUILDING (SCOD)go/* Table: CL */create table CL CLNU char(10) not null, STUNAM char(12) null , ACNUM char(6) null , CDEP char(20) not null, CMON char(10) null , constraint PK_CL primary key (CLNU)go/* Index: RELATION_200_FK */create index RELATION_200_FK on CL (STUN

27、AM)go/* Index: RELATION_201_FK */create index RELATION_201_FK on CL (ACNUM)go/* Table: STUDENTUNION */create table STUDENTUNION STUNAM char(12) not null, ACNUM char(6) null , UNIONNUM int not null, UNIONLEAD char(20) null , TELE char(13) null , TEACH char(20) null , constraint PK_STUDENTUNION primar

28、y key (STUNAM)go/* Index: RELATION_202_FK */create index RELATION_202_FK on STUDENTUNION (ACNUM)go/* Table: S */create table S SNU char(16) not null, CLNU char(10) null , DNUM char(6) null , SNA char(10) not null, SS char(1) not null, YM datetime not null, ADD char(10) not null, constraint PK_S prim

29、ary key (SNU)go/* Index: RELATION_193_FK */create index RELATION_193_FK on S (CLNU)go/* Index: RELATION_203_FK */create index RELATION_203_FK on S (DNUM)go/* Table: DATA */create table DATA BNUM char(10) not null, CCO char(6) null , BNAM char(10) not null, BC char(1000) not null, BPRI money not null

30、, BPUB char(20) not null, constraint PK_DATA primary key (BNUM)go/* Index: RELATION_192_FK */create index RELATION_192_FK on DATA (CCO)go/* Table: SCORE */create table SCORE CCO char(6) not null, SNU char(16) not null, C_CCO char(6) null , S_SNU char(16) null , CNAM char(20) not null, CSCO float(4)

31、null , CBRA char(1) null , constraint PK_SCORE primary key (CCO, SNU)go/* Index: RELATION_195_FK */create index RELATION_195_FK on SCORE (C_CCO)go/* Index: RELATION_214_FK */create index RELATION_214_FK on SCORE (S_SNU)go/* Table: CANTEE */create table CANTEE CNUM char(6) not null, SCOD char(8) null

32、 , CADD char(20) not null, GRONU int not null, constraint PK_CANTEE primary key (CNUM)go/* Index: RELATION_210_FK */create index RELATION_210_FK on CANTEE (SCOD)go/* Table: STUORGA */create table STUORGA ORGNUM char(6) not null, ACNUM char(6) null , ORNAM char(6) not null, OLEAD char(6) null , OMEM

33、int not null, constraint PK_STUORGA primary key (ORGNUM)go/* Index: RELATION_209_FK */create index RELATION_209_FK on STUORGA (ACNUM)go/* Table: ENT_141 */create table ENT_141 CNUM char(6) not null, SCOD char(8) null , CINFO char(200) not null, CDRI char(10) not null, constraint PK_ENT_141 primary k

34、ey (CNUM)go/* Index: RELATION_207_FK */create index RELATION_207_FK on ENT_141 (SCOD)go/* Table: LABORATORY */create table LABORATORY LNUM char(6) not null, BNYUM char(16) null , ACNUM char(6) null , LNAME char(10) not null, LATT char(6) null , LMAN char(10) null , constraint PK_LABORATORY primary k

35、ey (LNUM)go/* Index: RELATION_211_FK */create index RELATION_211_FK on LABORATORY (BNYUM)go/* Index: RELATION_213_FK */create index RELATION_213_FK on LABORATORY (ACNUM)go/* Table: SHOSPITAL */create table SHOSPITAL HNAM char(10) not null, SCOD char(8) null , HINFO char(100) null , HLEAD char(10) not null, constraint PK_SHOSPITAL primary key (HNAM)go/* Index: RELATION_206_FK */create inde