數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程師-02實(shí)體-聯(lián)系模型

1、第二章實(shí)體-聯(lián)系模型(概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì))2. 1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程2. 2基本概念2. 2. 1 1976年，P.P.S.Chen 提出 E-R模型(Entity-Relationship Model ), 用E-R圖來描述概念模型。觀點(diǎn)：世界是由一組稱作實(shí)體的基本對(duì)象和這些對(duì)象之間的聯(lián)系構(gòu)成的。2. 2. 2基本概念(1) 實(shí)體(En tity):客觀存在并可相互區(qū)分的事物叫實(shí)體。如學(xué)生張三、 工人李四、計(jì)算機(jī)系、數(shù)據(jù)庫概論。(2) 屬性(Attribute):實(shí)體所具有的某一特性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬 性來刻畫。例如，學(xué)生可由學(xué)號(hào)、姓名、年齡、系、年級(jí)等組成。(4) 域(Domain):屬性的

2、取值范圍。例如，性別的域?yàn)?男、女)，月份的 域?yàn)?到12的整數(shù)。(5) 實(shí)體型(Entity Type):實(shí)體名和其屬性名集合共同構(gòu)成實(shí)體型。例，學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、年齡、性別、系、年級(jí)）。注意實(shí)體型和實(shí)體（值）之間的 區(qū)別，后者是前者的一個(gè)特例。如學(xué)生（9808100，王平，21，男，計(jì)算機(jī)系，2） 是一個(gè)實(shí)體。（6） 實(shí)體集（Entity Set）:同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。如全體學(xué)生。聯(lián)系（Relatio nship）:實(shí)體之間的相互關(guān)聯(lián)。如學(xué)生和老師間的授課關(guān)系，學(xué)生和學(xué)生間有班長關(guān)系。聯(lián)系也可以有屬性，如學(xué)生和課程之間有選課聯(lián)系， 每個(gè)選課聯(lián)系都有一個(gè)成績作為其屬性。同類聯(lián)系的集合稱

3、為聯(lián)系集。（7） 元或度（Degree）:參和聯(lián)系的實(shí)體集的個(gè)數(shù)稱為聯(lián)系的元。如學(xué)生選 修課程是二元聯(lián)系，供應(yīng)商向工程供應(yīng)零件則是三元聯(lián)系。（8）碼（Key）:A、候選碼：關(guān)系中的某一屬性或?qū)傩越M的值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，稱該 屬性或?qū)傩越M為候選碼。B、 主碼：一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼，從中選定一個(gè)用來區(qū)別同一實(shí)體集中的不同實(shí)體，稱作主碼。一個(gè)實(shí)體集中任意兩個(gè)實(shí)體在主碼上的取值不能相同。 如學(xué)號(hào)是學(xué)生實(shí)體的碼。通訊錄（姓名，郵編，地址，電話，Email，BP）C、外碼：系。如王軍選修“數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)”，表示實(shí)體“王軍”和 “數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)”參和了聯(lián) 系“選修”。如果實(shí)體集E中的每個(gè)實(shí)體都參和到聯(lián)系集 R中

4、的至少一個(gè)聯(lián)系， 則稱E全部參和R。如果實(shí)體集E中只有部分實(shí)體參和到聯(lián)系集 R的聯(lián)系中，則 稱E部分參和R。如“職工”和“部門”之間的“管理”聯(lián)系，“職工”實(shí)體集部分參和，而“部門”實(shí)體集完全參和。（10）角色（Role）：實(shí)體在聯(lián)系中的作用稱為實(shí)體的角色。當(dāng)同一個(gè)實(shí)體 集不止一次參和一個(gè)聯(lián)系集時(shí)，為區(qū)別各實(shí)體的參和聯(lián)系的方式，需要顯式指明 其角色。如學(xué)生和班長關(guān)系，職工和職工之間的經(jīng)理關(guān)系，課程之間的先修關(guān)系。2. 2. 3屬性類型（1）簡單屬性：不可再分的屬性。如學(xué)號(hào)、年齡、性別。（2）復(fù)合（Composite）屬性：可以劃分為更小的屬性?？梢园严嚓P(guān)屬性聚集 起來，使模型更清晰。如電話號(hào)碼

5、=區(qū)號(hào)+本地號(hào)碼（3）單值屬性：每一個(gè)特定的實(shí)體在該屬性上的取值唯一。如學(xué)生的學(xué)號(hào)，年 齡、性別、系別等。（4） 多值屬性：某個(gè)特定的實(shí)體在該屬性上的有多于一個(gè)的取值。如學(xué)生（學(xué)號(hào)， 所選課程，聯(lián)系電話），的“所選課程”，“聯(lián)系電話”。（5）NULLS性:Null表示“無意義”，當(dāng)實(shí)體在某個(gè)屬性上沒有值時(shí)設(shè)為 Null。 如通訊錄（姓名，email，電話，BP），若某人沒有email地址，則在email屬性上取值為null。null表示“值未知”，即值存在，但目前沒有獲得該信息。 如職工（姓名，部門，工種，身份證），如果目前不知道職工身份證號(hào)碼， 則設(shè)身份證值為null。實(shí)體完整性：作為主碼的

6、屬性上取值不能為 null。（6）派生（Derived ）屬性和基屬性：可以從其他相關(guān)的屬性或?qū)嶓w派生出來的 屬性值。如學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，平均成績），選課（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績），貝U平 均成績可由學(xué)生所選課程的總成績除以課程總數(shù)來得到。稱平均成績?yōu)榕缮鷮傩?，而成績?yōu)榛鶎傩裕虼鎯?chǔ)屬性。數(shù)據(jù)庫中，一般只存基屬性值，而派生屬性 只存其定義或依賴關(guān)系，用到時(shí)再從基屬性中計(jì)算出來?；颈鞻S 視圖多值屬性用雙橢圓表示，或用雙線和實(shí)體相連。派生屬性用虛橢圓表示，或用虛線和實(shí)體相連2. 3. 1 映射的基數(shù)（Mapping Cardinalities）:實(shí)體之間的聯(lián)系的數(shù)量，即一個(gè)實(shí)體通過一個(gè)聯(lián)系集能和另

7、一實(shí)體集相關(guān)聯(lián) 的實(shí)體的數(shù)目。可以有一對(duì)一的（1:1），一對(duì)多的（1:m），多對(duì)多的（m:n）幾種情況。 在E-R圖中，用箭頭或線段來表示聯(lián)系的映射基數(shù)。（1）二元聯(lián)系集的映射基數(shù)：一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多（2）一個(gè)實(shí)體集內(nèi)的二元聯(lián)系：一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多（3）多個(gè)實(shí)體集間聯(lián)系的情況2. 3. 2存在依賴（Existenee Dependency）如果實(shí)體x的存在依賴于實(shí)體y的存在，則稱x存在依賴于y。y稱作支配實(shí)體，x稱作從屬實(shí)體。如果y被刪除，則x也要被刪除?？紤] 員工親屬的例子2. 3. 3 弱實(shí)體集（Weak Entity Set如果一個(gè)實(shí)體集的所有屬性都不足以形成主碼，則稱這樣的實(shí)體

8、集為弱實(shí)體 集。弱實(shí)體集和其擁有者之間的聯(lián)系稱作標(biāo)識(shí)性聯(lián)系（identifying relati on ship） 。弱實(shí)體集和強(qiáng)實(shí)體集之間是一對(duì)多的聯(lián)系。弱實(shí)體集必然存在依賴于強(qiáng)實(shí)體集（Strong Entity Set）。存在依賴并不總 會(huì)導(dǎo)致一個(gè)弱實(shí)體集，從屬實(shí)體集可以有自己的主碼。如實(shí)體集信用卡（信用卡號(hào)，客戶帳號(hào)，金額），它存在依賴于客戶帳號(hào)實(shí)體集， 但信用卡有自己的主碼信用卡號(hào)。2. 3. 4為什么使用弱實(shí)體集通過為弱實(shí)體集加上合適的屬性，可轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)實(shí)體集，為什么還要使用弱實(shí) 體集？（1） 避免數(shù)據(jù)冗余（強(qiáng)實(shí)體集碼重復(fù)），以及因此帶來的數(shù)據(jù)的不一致性。（2）弱實(shí)體集反映了一個(gè)實(shí)體對(duì)

9、其它實(shí)體依賴的邏輯結(jié)構(gòu)。(3)弱實(shí)體集可以隨它們的強(qiáng)實(shí)體集的刪除而自動(dòng)刪除。復(fù)合實(shí)體的主碼一般由兩個(gè)(或兩個(gè)以上)聯(lián)系2. 3. 6實(shí)體的超類和子類舉例：飛行員工和普通員工。2. 4數(shù)據(jù)抽象和E-R模型設(shè)計(jì)步驟(1) 數(shù)據(jù)抽象(2) 設(shè)計(jì)局部E-R模型(3) 設(shè)計(jì)全局E-R模型A、合并局部E-R圖，生成初步E-R圖：可能發(fā)生的問題，屬性沖突，名稱 沖突，結(jié)構(gòu)沖突。B消除冗余生成E-R圖2. 5將E-R模型轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫一般規(guī)則(1) 將每一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換成一個(gè)關(guān)系。(2) 所有主碼必須定義非空。(3) 對(duì)于二元聯(lián)系，按照規(guī)則定義外碼。A、 一對(duì)多：將“一”表中的主碼作為外碼放在“多”表中，外碼總是在“多” 的一方。B、 弱實(shí)體：將父表的主碼作為外碼放在弱實(shí)體中。弱實(shí)體的主