第3章實體聯(lián)系模型(E-R模型)

1、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用教程數(shù)據(jù)庫應(yīng)用教程n3.1 ER模型模型n3.2 ER圖的設(shè)計方法圖的設(shè)計方法 n3.3 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 3.1 ER模型模型 E-R模型是由模型是由P.P.Chen于于1976提出的，提出的，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，該模型通過現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，該模型通過E-R圖表示實體集及實體集之間的聯(lián)系，用圖表示實體集及實體集之間的聯(lián)系，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的第一次抽象，即把現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的第一次抽象，即把現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)換為信息世界。在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，人們往往換為信息世界。在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，人們往往把把E-R圖作為中間步驟，用圖作為中間步驟，用E-R圖準確地反映

2、圖準確地反映出信息，再從出信息，再從E-R圖構(gòu)造出實施數(shù)據(jù)模型，圖構(gòu)造出實施數(shù)據(jù)模型，從而使問題變得簡單，不易犯錯。從而使問題變得簡單，不易犯錯。3.1 ER模型模型 3.1.1 E-R圖的組成要素及其畫法圖的組成要素及其畫法 1E-R圖要素圖要素E-R圖的基本要素有四個：實體集、聯(lián)系、屬性、主關(guān)鍵字。圖的基本要素有四個：實體集、聯(lián)系、屬性、主關(guān)鍵字。2繪制方法繪制方法 把相互聯(lián)系的實體集（方框）通過聯(lián)系（菱形框）連接起來，注明聯(lián)把相互聯(lián)系的實體集（方框）通過聯(lián)系（菱形框）連接起來，注明聯(lián)系方式，再把實體集的屬性（橢圓框）連到相應(yīng)實體集上。系方式，再把實體集的屬性（橢圓框）連到相應(yīng)實體集上。3

3、.1 ER模型模型 3.1.2 兩實體集間不同聯(lián)系情況的兩實體集間不同聯(lián)系情況的E-R圖表示法圖表示法【例例3-1】兩個實體集之間的一對兩個實體集之間的一對一的聯(lián)系的繪制方法。一的聯(lián)系的繪制方法。 假設(shè)某學(xué)院有若干個班級，每假設(shè)某學(xué)院有若干個班級，每個班級只有一個輔導(dǎo)員，每個輔導(dǎo)個班級只有一個輔導(dǎo)員，每個輔導(dǎo)員只管理一個班級。則輔導(dǎo)員和班員只管理一個班級。則輔導(dǎo)員和班級之間是一對一的聯(lián)系。班級和輔級之間是一對一的聯(lián)系。班級和輔導(dǎo)員的屬性分別如下：導(dǎo)員的屬性分別如下：輔導(dǎo)員輔導(dǎo)員工號，姓名，性別，年工號，姓名，性別，年齡，學(xué)歷齡，學(xué)歷班級班級班號，班級名班號，班級名 另外，輔導(dǎo)員和班級之間是一另

4、外，輔導(dǎo)員和班級之間是一個管理聯(lián)系，這種管理用一個屬性個管理聯(lián)系，這種管理用一個屬性任職時間來描述，請根據(jù)描述畫出任職時間來描述，請根據(jù)描述畫出能夠反映實體集之間的信息關(guān)系的能夠反映實體集之間的信息關(guān)系的E-R圖。圖。 3.1 ER模型模型 3.1.2 兩實體集間不同聯(lián)系情況的兩實體集間不同聯(lián)系情況的E-R圖表示法圖表示法【例例3-2】 兩個實體集之間的兩個實體集之間的一對多的聯(lián)系的繪制方法。一對多的聯(lián)系的繪制方法。假設(shè)在某出版管理系統(tǒng)中，有假設(shè)在某出版管理系統(tǒng)中，有兩個實體集：出版社和圖書。兩個實體集：出版社和圖書。出版社用來出版圖書，且規(guī)定出版社用來出版圖書，且規(guī)定一本圖書只能由一個出版社

5、出一本圖書只能由一個出版社出版，一個出版社可以出版多本版，一個出版社可以出版多本圖書。出版社和圖書之間是一圖書。出版社和圖書之間是一對多的聯(lián)系。出版社和圖書的對多的聯(lián)系。出版社和圖書的屬性分別如下：屬性分別如下：出版社出版社社號，地點，電話社號，地點，電話 圖書圖書書號，書名，價格書號，書名，價格另外，在出版聯(lián)系中要反映出另外，在出版聯(lián)系中要反映出出版圖書的數(shù)量。請根據(jù)描述出版圖書的數(shù)量。請根據(jù)描述畫出能夠反映實體集之間的信畫出能夠反映實體集之間的信息關(guān)系的息關(guān)系的E-R圖。圖。 3.1 ER模型模型 3.1.2 兩實體集間不同聯(lián)系情況的兩實體集間不同聯(lián)系情況的E-R圖表示法圖表示法【例例3-

6、3】兩個實體集之間的多兩個實體集之間的多對多的聯(lián)系的繪制方法。對多的聯(lián)系的繪制方法。假設(shè)在某圖書管理系統(tǒng)中，一假設(shè)在某圖書管理系統(tǒng)中，一名作者可以創(chuàng)作多本書，一本名作者可以創(chuàng)作多本書，一本書也可以由多名作者共同創(chuàng)作。書也可以由多名作者共同創(chuàng)作。圖書和作者之間是多對多的聯(lián)圖書和作者之間是多對多的聯(lián)系。作者和圖書可用以下屬性系。作者和圖書可用以下屬性來描述：來描述：作者作者編號，姓名，職稱圖編號，姓名，職稱圖書書書號，書名，出版日期書號，書名，出版日期另外，在另外，在“創(chuàng)作創(chuàng)作”聯(lián)系中應(yīng)能聯(lián)系中應(yīng)能反映出該書的合同時間和完成反映出該書的合同時間和完成時間。請根據(jù)描述畫出能夠反時間。請根據(jù)描述畫出能

7、夠反映實體之間的信息關(guān)系的映實體之間的信息關(guān)系的E-R圖。圖。 3.1 ER模型模型 3.1.3 同一實體集內(nèi)部不同聯(lián)系情況的同一實體集內(nèi)部不同聯(lián)系情況的E-R圖表示法圖表示法【例例3-4】同一實體集內(nèi)部的一對多聯(lián)系的繪制方法。同一實體集內(nèi)部的一對多聯(lián)系的繪制方法。假設(shè)在某單位里，職工實體集中的實體可分成兩類：領(lǐng)導(dǎo)者和被領(lǐng)導(dǎo)者。領(lǐng)假設(shè)在某單位里，職工實體集中的實體可分成兩類：領(lǐng)導(dǎo)者和被領(lǐng)導(dǎo)者。領(lǐng)導(dǎo)者可以領(lǐng)導(dǎo)多個被領(lǐng)導(dǎo)者，而被領(lǐng)導(dǎo)者只有一個頂頭上司，從而實現(xiàn)層層導(dǎo)者可以領(lǐng)導(dǎo)多個被領(lǐng)導(dǎo)者，而被領(lǐng)導(dǎo)者只有一個頂頭上司，從而實現(xiàn)層層負責(zé)制。而對于一個具體職工而言，他既可能是其他職工的領(lǐng)導(dǎo)者，又可能負責(zé)

8、制。而對于一個具體職工而言，他既可能是其他職工的領(lǐng)導(dǎo)者，又可能被別的職工領(lǐng)導(dǎo)。職工實體集的屬性描述如下。被別的職工領(lǐng)導(dǎo)。職工實體集的屬性描述如下。職工職工工號，姓名，性別，出生日期，工作日期，職稱，工資工號，姓名，性別，出生日期，工作日期，職稱，工資另：在另：在“領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)”聯(lián)系中有個聯(lián)系中有個“民意測驗民意測驗”屬性，用來存放職工對領(lǐng)導(dǎo)的滿意屬性，用來存放職工對領(lǐng)導(dǎo)的滿意度。度。 3.1 ER模型模型 3.1.3 同一實體集內(nèi)部不同聯(lián)系情況的同一實體集內(nèi)部不同聯(lián)系情況的E-R圖表示法圖表示法【例例3-5】同一實體集內(nèi)部的同一實體集內(nèi)部的多對多聯(lián)系的繪制方法。多對多聯(lián)系的繪制方法。假設(shè)在某組裝車

9、間中，零部假設(shè)在某組裝車間中，零部件之間存在著多對多的組裝件之間存在著多對多的組裝聯(lián)系，即一個零部件能組裝聯(lián)系，即一個零部件能組裝多種其它零部件，反之該零多種其它零部件，反之該零部件也可以由其他零部件組部件也可以由其他零部件組裝。零部件實體集的屬性描裝。零部件實體集的屬性描述如下。述如下。零部件零部件部件號，名稱，部件號，名稱，價格價格零部件之間的組裝聯(lián)系有一零部件之間的組裝聯(lián)系有一個屬性個屬性“數(shù)量數(shù)量”，用來指出，用來指出組裝該零部件需要其它零部組裝該零部件需要其它零部件各多少個。件各多少個。 3.1 ER模型模型 3.1.4 兩個以上實體集之間多對多多元聯(lián)系的兩個以上實體集之間多對多多元

10、聯(lián)系的E-R圖表示法圖表示法【例例3-6】兩個以上實體集之間多對多多元聯(lián)系的兩個以上實體集之間多對多多元聯(lián)系的E-R圖表示法。圖表示法。在某校教務(wù)處信息管理系統(tǒng)中，假設(shè)在同一學(xué)期中，一名教師可以教在某校教務(wù)處信息管理系統(tǒng)中，假設(shè)在同一學(xué)期中，一名教師可以教多門課，一門課可以由多名教師教，一名學(xué)生可以選多名不同教師都多門課，一門課可以由多名教師教，一名學(xué)生可以選多名不同教師都的課，一名教師教的課可以被多名不同的學(xué)生選修。那么教師、課程、的課，一名教師教的課可以被多名不同的學(xué)生選修。那么教師、課程、學(xué)生實體集之間就存在著多對多的多元聯(lián)系。各實體集的屬性描述如學(xué)生實體集之間就存在著多對多的多元聯(lián)系。

11、各實體集的屬性描述如下。下。 教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話號碼，備注，照片號碼，備注，照片 課程：課程編號，課程名稱，學(xué)時，學(xué)分，備注課程：課程編號，課程名稱，學(xué)時，學(xué)分，備注 學(xué)生：學(xué)號，姓名，身份證號，性別，出生日期，專業(yè)，年級，學(xué)生：學(xué)號，姓名，身份證號，性別，出生日期，專業(yè)，年級，電話號碼，備注，照片電話號碼，備注，照片 另外，學(xué)生選修某教師教的某門課程有一個成績。另外，學(xué)生選修某教師教的某門課程有一個成績。 3.2 ER圖的設(shè)計方法圖的設(shè)計方法 1.設(shè)計設(shè)計E-R圖的兩個階段圖的兩個階段（1）針對每一

12、用戶畫出該用戶信息的局部）針對每一用戶畫出該用戶信息的局部ER圖，確定該用戶視圖的實圖，確定該用戶視圖的實體、屬性和聯(lián)系。需注意的是：能作為屬性的就不要作為實體，這有利于體、屬性和聯(lián)系。需注意的是：能作為屬性的就不要作為實體，這有利于ER圖的簡化。圖的簡化。（2）綜合局部）綜合局部ER圖，生成總體圖，生成總體ER圖。在綜合過程中，同名實體只圖。在綜合過程中，同名實體只能出現(xiàn)一次，還要去掉不必要的聯(lián)系，以便消除冗余。一般來說，從總體能出現(xiàn)一次，還要去掉不必要的聯(lián)系，以便消除冗余。一般來說，從總體ER圖必須能導(dǎo)出原來的所有局部視圖，包括實體、屬性和聯(lián)系。圖必須能導(dǎo)出原來的所有局部視圖，包括實體、屬

13、性和聯(lián)系。 注意：注意：一個系統(tǒng)的總體一個系統(tǒng)的總體ERER圖不是惟一的，強調(diào)不同的圖不是惟一的，強調(diào)不同的側(cè)面畫出的側(cè)面畫出的ERER圖可能有很大不同?？傮w圖可能有很大不同?？傮wERER圖所表示圖所表示的實體聯(lián)系模型，只能說明實體間的聯(lián)系，還需要把它的實體聯(lián)系模型，只能說明實體間的聯(lián)系，還需要把它轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)模型才能被實際的轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)模型才能被實際的DBMSDBMS所接受所接受 。 3.2 ER圖的設(shè)計方法圖的設(shè)計方法實例實例 【例例3-7】某學(xué)校管理系統(tǒng)中有三個部門：教務(wù)處、人事處和財務(wù)處。教務(wù)處職能是管理某學(xué)校管理系統(tǒng)中有三個部門：教務(wù)處、人事處和財務(wù)處。教務(wù)處職能是管理學(xué)生選課和教師任課

14、；人事處職能是管理人員的隸屬關(guān)系；財務(wù)處職能是發(fā)放教師的工學(xué)生選課和教師任課；人事處職能是管理人員的隸屬關(guān)系；財務(wù)處職能是發(fā)放教師的工資。資。 教務(wù)處涉及到的實體集及實體集之間的聯(lián)系如例教務(wù)處涉及到的實體集及實體集之間的聯(lián)系如例3-6所述。所述。 人事處涉及到的實體集及實體集之間的聯(lián)系如下：人事處涉及到的實體集及實體集之間的聯(lián)系如下： 系：屬性有系號，系名，系主任，電話號碼，辦公地點系：屬性有系號，系名，系主任，電話號碼，辦公地點 教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話號碼，備注，照片教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話號碼，備注，照片 班級：班號，班級名

15、稱，輔導(dǎo)員班級：班號，班級名稱，輔導(dǎo)員 學(xué)生：學(xué)號，姓名，身份證號，性別，出生日期，專業(yè)，年級，電話號碼，備注，學(xué)生：學(xué)號，姓名，身份證號，性別，出生日期，專業(yè)，年級，電話號碼，備注，照片照片 實體集之間的聯(lián)系可描述為：一個系擁有多名教師，一名教師只從屬于一個系；一實體集之間的聯(lián)系可描述為：一個系擁有多名教師，一名教師只從屬于一個系；一個系管理多個班級，每個班級只屬于一個系；一個班級由多名學(xué)生組成，每個學(xué)生只屬個系管理多個班級，每個班級只屬于一個系；一個班級由多名學(xué)生組成，每個學(xué)生只屬于一個班級。于一個班級。 財務(wù)處涉及到的實體集及實體集之間的聯(lián)系如下：財務(wù)處涉及到的實體集及實體集之間的聯(lián)系如

16、下： 教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話號碼，備注，照片教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話號碼，備注，照片 工資：屬性有基本工資、加班工資、扣稅、工資編號工資：屬性有基本工資、加班工資、扣稅、工資編號 教師和工資的聯(lián)系是：一個教師只能領(lǐng)一份工資，一份工資只能由一個教師領(lǐng)，教師和工資的聯(lián)系是：一個教師只能領(lǐng)一份工資，一份工資只能由一個教師領(lǐng)，領(lǐng)工資時應(yīng)注明是某月工資。領(lǐng)工資時應(yīng)注明是某月工資。 請根據(jù)要求設(shè)計出該學(xué)校管理系統(tǒng)的全局請根據(jù)要求設(shè)計出該學(xué)校管理系統(tǒng)的全局E-R圖。圖。 3.3 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系

17、模型可遵循如下原則圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型可遵循如下原則 （1）對于）對于ER圖中每個實體集，都應(yīng)轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，該關(guān)系圖中每個實體集，都應(yīng)轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，該關(guān)系應(yīng)包括對應(yīng)實體集的全部屬性，并應(yīng)根據(jù)關(guān)系所表達的語義確定應(yīng)包括對應(yīng)實體集的全部屬性，并應(yīng)根據(jù)關(guān)系所表達的語義確定哪個屬性或?qū)傩越M作為哪個屬性或?qū)傩越M作為“主關(guān)鍵字主關(guān)鍵字”，主關(guān)鍵字用來標識實體。，主關(guān)鍵字用來標識實體。（2）對于）對于ER圖中的聯(lián)系，情況比較復(fù)雜，要根據(jù)實體聯(lián)系方圖中的聯(lián)系，情況比較復(fù)雜，要根據(jù)實體聯(lián)系方式的不同，采取不同的手段加以實現(xiàn)。下面著重討論聯(lián)系的轉(zhuǎn)換式的不同，采取不同的手段加以實現(xiàn)。下面著重討論聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法。方法

18、。3.3 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 3.3.1 兩實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換兩實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 1兩實體集間兩實體集間1:n聯(lián)系聯(lián)系 兩實體集間兩實體集間1:n聯(lián)系，可將聯(lián)系，可將“一方一方”實體集的主關(guān)鍵字納入實體集的主關(guān)鍵字納入“n方方”實體集對應(yīng)的關(guān)系中作為實體集對應(yīng)的關(guān)系中作為“外關(guān)鍵字外關(guān)鍵字”，同時把聯(lián)系的屬，同時把聯(lián)系的屬性也一并納入性也一并納入“n方方”對應(yīng)的關(guān)系中。對應(yīng)的關(guān)系中。 例如，圖例如，圖3-3所示的一對多的聯(lián)系，可轉(zhuǎn)換成下面的兩個關(guān)系所示的一對多的聯(lián)系，可轉(zhuǎn)換成下面的兩個關(guān)系模式模式 。3.3 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 3.3.1

19、兩實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換兩實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 2兩實體集間兩實體集間m:n聯(lián)系聯(lián)系 對于兩實體集間對于兩實體集間m:n聯(lián)系，必須對聯(lián)系，必須對“聯(lián)系聯(lián)系”單獨建立一個關(guān)系，單獨建立一個關(guān)系，用來聯(lián)系雙方實體集。該關(guān)系的屬性中至少要包括被它所聯(lián)系的用來聯(lián)系雙方實體集。該關(guān)系的屬性中至少要包括被它所聯(lián)系的雙方實體集的雙方實體集的“主關(guān)鍵字主關(guān)鍵字”，并且如果聯(lián)系有屬性，也要歸入這，并且如果聯(lián)系有屬性，也要歸入這個關(guān)系中。個關(guān)系中。 例如，圖例如，圖3-4所示的多對多的聯(lián)系，可轉(zhuǎn)換成下面的三個關(guān)系所示的多對多的聯(lián)系，可轉(zhuǎn)換成下面的三個關(guān)系模式模式 。3.3 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

20、3.3.1 兩實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換兩實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 3兩實體集間的兩實體集間的1:1的聯(lián)系的聯(lián)系 假設(shè)假設(shè)A實體集與實體集與B實體集是實體集是1:1的聯(lián)系，聯(lián)系的轉(zhuǎn)換有三種方法：的聯(lián)系，聯(lián)系的轉(zhuǎn)換有三種方法： 把把A實體集的主關(guān)鍵字加入到實體集的主關(guān)鍵字加入到B實體集對應(yīng)的關(guān)系中，如果實體集對應(yīng)的關(guān)系中，如果聯(lián)系有屬性也一并加入；聯(lián)系有屬性也一并加入； 把把B實體集的主關(guān)鍵字加入到實體集的主關(guān)鍵字加入到A實體集對應(yīng)的關(guān)系中，如果實體集對應(yīng)的關(guān)系中，如果聯(lián)系有屬性也一并加入；聯(lián)系有屬性也一并加入； 建立第三個關(guān)系，關(guān)系中包含兩個實體集的主關(guān)鍵字，如建立第三個關(guān)系，關(guān)系中包含兩個實體集的主關(guān)鍵字

21、，如果聯(lián)系有屬性也一并加入。果聯(lián)系有屬性也一并加入。3.3 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 3.3.2 同一實體集內(nèi)部聯(lián)系的轉(zhuǎn)換同一實體集內(nèi)部聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 1同一實體集內(nèi)部的一對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換同一實體集內(nèi)部的一對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 同一個實體集內(nèi)部個體間的同一個實體集內(nèi)部個體間的1:n聯(lián)系，可在這個實體集對應(yīng)的聯(lián)系，可在這個實體集對應(yīng)的關(guān)系中多設(shè)一個屬性，用來作為與該實體相聯(lián)系的另一實體的關(guān)系中多設(shè)一個屬性，用來作為與該實體相聯(lián)系的另一實體的“主關(guān)鍵字主關(guān)鍵字”，如果聯(lián)系有屬性，也一并歸入到關(guān)系中。，如果聯(lián)系有屬性，也一并歸入到關(guān)系中。 例如圖例如圖3-6所示的職工實體集內(nèi)部所示的職工實體

22、集內(nèi)部1:n的聯(lián)系，就可以轉(zhuǎn)換為如的聯(lián)系，就可以轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式。下關(guān)系模式。3.3 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 3.3.2 同一實體集內(nèi)部聯(lián)系的轉(zhuǎn)換同一實體集內(nèi)部聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 2同一實體集內(nèi)部的多對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換同一實體集內(nèi)部的多對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 如果同一實體集內(nèi)存在如果同一實體集內(nèi)存在m:n的聯(lián)系，也需為這個聯(lián)系單獨建立的聯(lián)系，也需為這個聯(lián)系單獨建立一個關(guān)系，該關(guān)系中至少應(yīng)包含被它聯(lián)系的雙方實體的主關(guān)鍵字，一個關(guān)系，該關(guān)系中至少應(yīng)包含被它聯(lián)系的雙方實體的主關(guān)鍵字，如果聯(lián)系有屬性，也要歸入這個關(guān)系中。如果聯(lián)系有屬性，也要歸入這個關(guān)系中。 例如圖例如圖3-7所示的零部件實體集內(nèi)部所示的零部件實體集內(nèi)部m:n組裝聯(lián)系，就可以轉(zhuǎn)組裝聯(lián)系，就可以轉(zhuǎn)換為如下兩個關(guān)系模式。換為如下兩個關(guān)系模式。3.3 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 3.3.3 多個實體集之間多對多多元聯(lián)系的轉(zhuǎn)換多個實體集之間多對多多元聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 對于兩個以上實體集之間對于兩個以上實體