第3章——E-R圖

1、返回返回1第第3章章 概念模型與概念模型與E-R方法方法 6.1 概念模型概念模型 6.2 概念模型的主要概念概念模型的主要概念 6.3 實體型之間的聯(lián)系實體型之間的聯(lián)系 6.4 實體實體-聯(lián)系方法聯(lián)系方法返回返回26.1 概念模型概念模型數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。根數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。根據(jù)數(shù)據(jù)模型應用的不同目的，可以將這些模型據(jù)數(shù)據(jù)模型應用的不同目的，可以將這些模型劃分為兩大類，第一類模型是概念模型，也稱劃分為兩大類，第一類模型是概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。另一類模型是數(shù)建模，主

2、要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。另一類模型是數(shù)據(jù)（邏輯）模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模據(jù)（邏輯）模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型和關(guān)系模型等，它是按計算機系統(tǒng)的觀點對型和關(guān)系模型等，它是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，主要用于數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實現(xiàn)。的實現(xiàn)。返回返回3為了把現(xiàn)實世界中的具體事物抽象、組織為了把現(xiàn)實世界中的具體事物抽象、組織為某一為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，往往是將現(xiàn)實支持的數(shù)據(jù)模型，往往是將現(xiàn)實世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換為世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換為機器世界。也就是說，將現(xiàn)實世界中的客觀對機器世界。也就是說，將現(xiàn)實世界中的客觀對象首先抽象為不依賴任何具體機器

3、的信息結(jié)構(gòu)。象首先抽象為不依賴任何具體機器的信息結(jié)構(gòu)。這種信息結(jié)構(gòu)不是這種信息結(jié)構(gòu)不是DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，而支持的數(shù)據(jù)模型，而是概念級模型。然后再把概念模型轉(zhuǎn)換為計算是概念級模型。然后再把概念模型轉(zhuǎn)換為計算機上某一機上某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，這一過程如支持的數(shù)據(jù)模型，這一過程如圖圖6.1所示。所示。返回返回4現(xiàn)實世界認識抽象DBMS 支持的數(shù)據(jù)模型概念模型信息世界機器世界圖6.1 現(xiàn)實世界中客觀對象的抽象過程返回返回5概念模型可以看成是現(xiàn)實世界到機器世界概念模型可以看成是現(xiàn)實世界到機器世界的一個過渡的中間層次。概念模型有以下特點。的一個過渡的中間層次。概念模型有以下特點。（1）真實性。

4、概念模型是對現(xiàn)實世界的）真實性。概念模型是對現(xiàn)實世界的抽象和概括，它必須真實地反映了現(xiàn)實世界中抽象和概括，它必須真實地反映了現(xiàn)實世界中事物和事物之間的聯(lián)系。事物和事物之間的聯(lián)系。（2）易理解性。概念模型是獨立于機器）易理解性。概念模型是獨立于機器的信息結(jié)構(gòu)，應該容易被用戶理解。的信息結(jié)構(gòu)，應該容易被用戶理解。（3）易修改性。應用環(huán)境和應用要求是）易修改性。應用環(huán)境和應用要求是會改變的，概念模型應該容易修改和擴充。會改變的，概念模型應該容易修改和擴充。（4）易轉(zhuǎn)換性。概念模型應該容易向關(guān)）易轉(zhuǎn)換性。概念模型應該容易向關(guān)系、網(wǎng)狀和層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。系、網(wǎng)狀和層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。返回返回6

5、6.2 概念模型的主要概念概念模型的主要概念1實體（實體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體?？陀^存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體。實體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象實體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系。的概念或聯(lián)系。2屬性（屬性（Attribute）實體所具有的某一特性稱為屬性。一個實實體所具有的某一特性稱為屬性。一個實體可以由若干個屬性來刻畫。體可以由若干個屬性來刻畫。返回返回73碼（碼（Key）惟一標識實體的屬性集稱為碼。惟一標識實體的屬性集稱為碼。4域（域（Domain）屬性的取值范圍稱為該屬性的域。屬性的取值范圍稱為該屬性的域。5實體型（實體型（En

6、tity Type）具有相同屬性的實體必然具有共同的特征具有相同屬性的實體必然具有共同的特征和性質(zhì)。用實體名及其屬性名集合來抽象和刻和性質(zhì)。用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體，稱為實體型。畫同類實體，稱為實體型。返回返回86實體集（實體集（Entity Set）同型實體的集合稱為實體集。同型實體的集合稱為實體集。7聯(lián)系（聯(lián)系（Relationship）在現(xiàn)實世界中，事物內(nèi)部以及事物之間是在現(xiàn)實世界中，事物內(nèi)部以及事物之間是有聯(lián)系的，這些聯(lián)系在信息世界中反映為實體有聯(lián)系的，這些聯(lián)系在信息世界中反映為實體（型）內(nèi)部的聯(lián)系和實體（型）之間的聯(lián)系。（型）內(nèi)部的聯(lián)系和實體（型）之間的聯(lián)系。返回返

7、回96.3 實體型之間的聯(lián)系實體型之間的聯(lián)系v6.3.1 兩個實體型之間的聯(lián)系1一對一聯(lián)系（一對一聯(lián)系（1 : 1）如果對于實體集如果對于實體集A中的每一個實體，實體中的每一個實體，實體集集B中至多有一個（也可以沒有）實體與之聯(lián)中至多有一個（也可以沒有）實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集系，反之亦然，則稱實體集A與實體集與實體集B具有具有一對一聯(lián)系，記為一對一聯(lián)系，記為1 : 1。返回返回102一對多聯(lián)系（一對多聯(lián)系（1 : n）如果對于實體集如果對于實體集A中的每一個實體，實體中的每一個實體，實體集集B中有中有n個實體（個實體（n0）與之聯(lián)系，反之，對）與之聯(lián)系，反之，對于實體集于實體集B中

8、的每一個實體，實體集中的每一個實體，實體集A中至多中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體與實體集集B有一對多聯(lián)系，記為有一對多聯(lián)系，記為1 : n。返回返回11（a）11 聯(lián)系 （b）1n 聯(lián)系 （c）mn 聯(lián)系 1 實體型A 實體型A 實體型A 聯(lián)系名 聯(lián)系名 聯(lián)系名 實體型B 實體型B 實體型B 1 1 n n m 圖6.2 兩個實體型之間的三類聯(lián)系返回返回123多對多聯(lián)系（多對多聯(lián)系（m : n）如果對于實體集如果對于實體集A中的每一個實體，實體中的每一個實體，實體集集B中有中有n個實體（個實體（n0）與之聯(lián)系，反之，對）與之聯(lián)系，反之，對于實體集

9、于實體集B中的每一個實體，實體集中的每一個實體，實體集A中也有中也有m個實體（個實體（m0）與之聯(lián)系，則稱實體集）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實與實體集體集B具有多對多聯(lián)系，記為具有多對多聯(lián)系，記為m : n。返回返回13v6.3.2 兩個以上的實體型之間的聯(lián)系一般地，兩個以上的實體型之間也存一般地，兩個以上的實體型之間也存在著一對一、一對多、多對多聯(lián)系。在著一對一、一對多、多對多聯(lián)系。返回返回14 （a） （b） 課程 參考書 教員 講授 m n 1 供應商 供應 項目 零件 n m p 圖6.3 3個實體型之間的聯(lián)系示例返回返回15領(lǐng)導 職工 n 1 圖圖6.4 一個實體型之間一對多聯(lián)系示例一

10、個實體型之間一對多聯(lián)系示例返回返回166.4 實體實體-聯(lián)系方法聯(lián)系方法概念模型的表示方法很多，其中最為著名概念模型的表示方法很多，其中最為著名最為常用的是最為常用的是P.P.S.Chen于于1976年提出的實體年提出的實體-聯(lián)系方法（聯(lián)系方法（Entity-Relationship Approach）。）。該方法用該方法用E-R圖描述現(xiàn)實世界的概念模型，圖描述現(xiàn)實世界的概念模型，E-R方法也稱為方法也稱為E-R模型。模型。返回返回17v6.4.1 E-R圖的表示方法E-R圖提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系的圖提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系的方法。方法。 實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體型：用矩

11、形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。實體名。 屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來。其與相應的實體連接起來。返回返回18學號 姓名 性別 年齡 系 學生 圖6.5 學生實體及屬性返回返回19 聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的連接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（類型（1 : 1，1 : n或或m : n）。）。如果一個聯(lián)系具有屬性，則這些屬性如果一個聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來。也要用無向邊與該聯(lián)系連接

12、起來。返回返回20 供應 供應商 供應量 項目 零件 n p m 圖6.6 實體之間聯(lián)系屬性的表示返回返回21下面用下面用E-R圖來表示某個工廠物資管理的圖來表示某個工廠物資管理的概念模型。概念模型。物資管理涉及的實體有：物資管理涉及的實體有：倉庫倉庫 屬性有倉庫號、面積、電話號碼。屬性有倉庫號、面積、電話號碼。零件零件 屬性有零件號、名稱、規(guī)格、單屬性有零件號、名稱、規(guī)格、單價、描述。價、描述。供應商供應商 屬性有供應商號、姓名、地址、屬性有供應商號、姓名、地址、電話號碼、賬號。電話號碼、賬號。項目項目 屬性有項目號、預算、開工日期。屬性有項目號、預算、開工日期。職工職工 屬性有職工號、姓名

13、、年齡、職屬性有職工號、姓名、年齡、職稱。稱。返回返回22這些實體之間的聯(lián)系如下：這些實體之間的聯(lián)系如下： （1）一個倉庫可以存放多種零件，一種）一個倉庫可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個倉庫中，因此倉庫和零件零件可以存放在多個倉庫中，因此倉庫和零件具有多對多的聯(lián)系。用庫存量來表示某種零件具有多對多的聯(lián)系。用庫存量來表示某種零件在某個倉庫中的數(shù)量。在某個倉庫中的數(shù)量。（2）一個倉庫有多個職工當倉庫保管員，）一個倉庫有多個職工當倉庫保管員，一個職工只能在一個倉庫工作，因此倉庫和職一個職工只能在一個倉庫工作，因此倉庫和職工之間是一對多的聯(lián)系。工之間是一對多的聯(lián)系。（3）職工之間具有領(lǐng)導）職工

14、之間具有領(lǐng)導-被領(lǐng)導關(guān)系。即被領(lǐng)導關(guān)系。即倉庫主任領(lǐng)導若干保管員，因此職工實體集中倉庫主任領(lǐng)導若干保管員，因此職工實體集中具有一對多的聯(lián)系。具有一對多的聯(lián)系。返回返回23（4）供應商、項目和零件三者之間具有）供應商、項目和零件三者之間具有多對多的聯(lián)系。即一個供應商可以供給若干項多對多的聯(lián)系。即一個供應商可以供給若干項目多種零件，每個項目可以使用不同供應商供目多種零件，每個項目可以使用不同供應商供應的零件，每種零件可由不同供應商供給。應的零件，每種零件可由不同供應商供給。下面給出此工廠的物資管理下面給出此工廠的物資管理E-R圖。為了圖。為了更清晰地表示實體及其實體之間的聯(lián)系，人們更清晰地表示實體

15、及其實體之間的聯(lián)系，人們常常把實體及其屬性用一幅圖表示，如圖常常把實體及其屬性用一幅圖表示，如圖6.7（a）所示；實體及其實體之間的聯(lián)系如圖）所示；實體及其實體之間的聯(lián)系如圖6.7（b）所示，完整的實體聯(lián)系圖如圖）所示，完整的實體聯(lián)系圖如圖6.7（c）所）所示。示。返回返回24實體實體-聯(lián)系方法是抽象和描述現(xiàn)實世聯(lián)系方法是抽象和描述現(xiàn)實世界的有力工具。用界的有力工具。用E-R圖表示的概念模型圖表示的概念模型獨立于具體的獨立于具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，所支持的數(shù)據(jù)模型，它是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，因而比它是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，因而比數(shù)據(jù)模型更一般、更抽象、更接近現(xiàn)實數(shù)據(jù)模型更一般、更抽

16、象、更接近現(xiàn)實世界。世界。返回返回25 (a) 實體及其屬性圖 零件號 名稱 規(guī)格 單價 描述 零件 預算 項目 項目號 開工日期 地址 供應商號 姓名 電話號 賬號 供應商 倉庫 倉庫號 面積 電話號 職工 職工號 姓名 年齡 職稱 圖6.7 工廠物資管理的E-R圖返回返回26供應商 m 供應 供應量 項目 n 倉庫 倉庫 零件 m n p 工作 1 n 職工 庫存量 領(lǐng)導 1 n (b) 實體及其聯(lián)系圖 圖6.7 工廠物資管理的E-R圖返回返回27供應商 姓名 供應商號 地址 賬號 電話號 倉庫 倉庫號 面積 電話號 職工號 姓名 年齡 職工 工作 1 n 領(lǐng)導 1 n 庫存 供應量 m

17、供應 庫存量 m 項目 項目號 預算 開工日期 n 零件 零件號 規(guī)格 名稱 描述 單價 n p (c) 完整的實體聯(lián)系圖 職稱 圖6.7 工廠物資管理的E-R圖返回返回28v6.4.2 實體與屬性的劃分在用實體在用實體-聯(lián)系方法對現(xiàn)實世界進行概念聯(lián)系方法對現(xiàn)實世界進行概念建模時一個看似簡單又難以確定的工作是如何建模時一個看似簡單又難以確定的工作是如何劃分實體和屬性。劃分實體和屬性。在現(xiàn)實世界中，具體的應用環(huán)境常常對實在現(xiàn)實世界中，具體的應用環(huán)境常常對實體和屬性已經(jīng)作了大體的自然的劃分。在調(diào)整體和屬性已經(jīng)作了大體的自然的劃分。在調(diào)整中遵循的一條原則是：為了簡化中遵循的一條原則是：為了簡化E-R圖的處置，圖的處置，現(xiàn)實世界的事物能作為屬性對待的，盡量作為現(xiàn)實世界的事物能作為屬性對待的，盡量作為屬性對待。屬性對待。返回返回29（1）作為）作為“屬性屬性”，不能再具有需要描，不能再具有需要描述的性質(zhì)。述的性質(zhì)。“屬性屬性”必須是不可分的數(shù)據(jù)項，必須是不可分