數(shù)據(jù)庫E-R圖講解

E-R圖主講老師：王文彬1實體－聯(lián)系模型2.1基本概念2.2E-R圖2.3一個簡單的綜合示例2.4E-R圖設(shè)計剖析2.5復(fù)雜系統(tǒng)E-R圖示例2.6E-R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換22.1基本概念實體-聯(lián)系模型1976年,P.P.S.Chen提出E-R模型(Entity-RelationshipModel),用E-R圖來描述概念數(shù)據(jù)模型.觀點:世界是由一組稱作實體的基本對象和這些對象之間的聯(lián)系構(gòu)成的.實體實體32.1基本概念(1)實體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念?？陀^實體,如人,汽車,圖書,……抽象實體,如帳戶,貸款,……(2)屬性（Attribute）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。

例如：學(xué)生實體可以由學(xué)號、姓名、性別、出生年份、系、入學(xué)時間等屬性組成。某個學(xué)生實體的數(shù)據(jù)模型某個汽車實體的數(shù)據(jù)模型姓名性別年齡學(xué)號類型速度油耗張三男22S001保時捷12.5L/百公里150km/h42.1基本概念(3)實體集(EntitySet):具有相同類型和共享相同屬性的實體的集合.如學(xué)生,課程.52.1基本概念(4)域（Domain）屬性的取值范圍稱為該屬性的域。(5)實體型（EntityType）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例如：學(xué)生（學(xué)號、姓名、性別、出生年份、系、入學(xué)時間）就是一個實體型。(6)碼（Key）唯一標(biāo)識實體的屬性集稱為碼。

例如：學(xué)號是學(xué)生實體的碼。62.1基本概念(7)聯(lián)系（Relationship）現(xiàn)實世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實體內(nèi)部的聯(lián)系和實體之間的聯(lián)系兩個實體型間聯(lián)系可以分為三類：一對一聯(lián)系（1:1）一對多聯(lián)系（1:n）多對多聯(lián)系（m:n）

7兩個實體型間的聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型2111:1聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型2mnm:n聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型21n1:n聯(lián)系8兩個實體型間的聯(lián)系一對一聯(lián)系如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系。記為1:1。

實例班級與班長之間的聯(lián)系：系與系主任之間的聯(lián)系；部門與部門經(jīng)理間的聯(lián)系；領(lǐng)導(dǎo)系主任系11實體型A聯(lián)系名實體型B119兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))一對多聯(lián)系如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B有一對多聯(lián)系記為1:n實例班級與學(xué)生之間的聯(lián)系：系與教職員工間的聯(lián)系；公司員工與部門間的聯(lián)系包括班級學(xué)生1n實體型A聯(lián)系名實體型B1n10兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多對多聯(lián)系（m:n）如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B具有多對多聯(lián)系。記為m:n實例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系：教師與課程之間的聯(lián)系；實體型B實體型A聯(lián)系名mn選課學(xué)生課程MN11兩個以上實體型之間一對多聯(lián)系課程講授教師1m兩個以上實體型間1:n聯(lián)系參考書n兩個以上實體型間m:n聯(lián)系供應(yīng)商供應(yīng)項目mp零件n多個實體型間聯(lián)系12單個實體型內(nèi)的一對多聯(lián)系單個實體型聯(lián)系職工領(lǐng)導(dǎo)1n單個實體型內(nèi)部1:n聯(lián)系13實體－聯(lián)系模型2.1基本概念2.2E-R圖2.3一個簡單的綜合示例142.2E-R圖E-R圖概念模型的表示工具實體－聯(lián)系方法(E-R方法)用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型E-R方法也稱為E-R模型152.2E-R圖1．E-R圖的組成要素符號含義實體，一般是名詞屬性，一般是名詞關(guān)系，一般是動詞162.2E-R圖2.實體間不同聯(lián)系情況的E-R圖表示法【例2-1

】兩個實體集之間的一對一的聯(lián)系的繪制方法。假設(shè)某學(xué)院有若干個系，每個系只有一個主任。則 主任和系之間是一對一的關(guān)系。 主任和系的屬性分別如下：主任——編號，姓名，年齡，學(xué)歷;

系——系編號，系名

主任和系之間是一個管理關(guān)系17解：描述主任和系之間的E-R圖可如下圖：

1主任系管理1姓名年齡學(xué)歷編號系編號系名任職時間18兩個實體集之間的一對多的聯(lián)系的繪制方法【例2-2】假設(shè)在某倉庫管理系統(tǒng)中，有兩個實體集：倉庫和商品。倉庫用來存放商品，且規(guī)定一類商品只能存放在一個倉庫中，一個倉庫可以存放多件商品。倉庫和商品之間是一對多的聯(lián)系。倉庫和商品的屬性分別如下：倉庫——倉庫號，地點，面積聯(lián)單

商品——商品號，商品名，價格在存放聯(lián)系中要反映出存放商品的數(shù)量。

19解：描述倉庫和商品之間的E-R圖可如下圖所示

1倉庫商品存放n地點面積倉庫號商品號價格數(shù)量商品名20兩個實體集之間的多對多的聯(lián)系的繪制方法。

【例2-3】假設(shè)在某教務(wù)管理系統(tǒng)中，一個教師可以上多門課，一門課也可以由多個老師去上。教師和課程之間是多對多的聯(lián)系。教師和課程可用以下屬性來描述：教師——教師號，教師名，職稱

課程——課程號，課程名，班級在“講授”聯(lián)系中應(yīng)能反映出教師的授課質(zhì)量。

21解：描述教師和課程之間的E-R圖可如下圖所示。

m教師課程講授n教師名職稱教師號課程號班級質(zhì)量課程名222.3一個簡單的綜合示例E-R圖實例：某工廠物資管理E-R圖例：為倉庫管理設(shè)計一個ER模型。

倉庫主要管理零件的采購和供應(yīng)等事項。倉庫根據(jù)需要向外面供應(yīng)商訂購零件，而許多工程項目需要倉庫提供零件。23E-R圖實例：某工廠物資管理E-R圖ER圖建立過程如下：Step1首先確定實體類型。

倉庫主要管理零件的采購和供應(yīng)等事項。倉庫根據(jù)需要向外面供應(yīng)商訂購零件，而許多工程項目需要倉庫提供零件。本問題有四個實體類型：倉庫，工程項目，零件，供應(yīng)商。倉庫工程項目零件供應(yīng)商24E-R圖實例：某工廠物資管理E-R圖Step2確定聯(lián)系類型。項目和零件之間是M:N聯(lián)系零件和供應(yīng)商之間也是M:N聯(lián)系

倉庫與零件關(guān)系是一對多關(guān)系1：N25E-R圖實例：某工廠物資管理E-R圖Step3把實體類型和聯(lián)系類型組合成ER圖。保存供應(yīng)項目倉庫零件供應(yīng)商需要1nnmnm26E-R圖實例：某工廠物資管理E-R圖Step4確定實體類型和聯(lián)系類型的屬性。Step5確定實體類型的關(guān)鍵碼，在ER圖中屬于碼的屬性名下畫一條橫線。

零件顏色數(shù)量保存供應(yīng)項目倉庫零件供應(yīng)商需要1nnmnm項目編號項目名稱立項日前零件型號零件名零件重量供應(yīng)商名供應(yīng)商號聯(lián)系方式倉庫編號倉庫名所在地面積27

研究所有若干個研究室，每一個研究室多位科研人員在指定的辦公地點.每一位科研人員只屬于一個研究室，有編號，姓名，性別和年齡.研究所承擔(dān)了多個科研項目，包括負(fù)責(zé)人，項目號項目名和開工時間(每位科研人員可以參加多個科研項目).每個科研項目有多位科研人員參加.科研人員參加科研項目均有相應(yīng)的工作量。畫E—R圖思考？28實體：研究所，研究室，研究人員，項目聯(lián)系：研究所，研究室之間聯(lián)系研究室，研究人員間聯(lián)系研究人員，項目之間聯(lián)系29研究所E-R圖是否需要研究所到科研項目間聯(lián)系？工作量是放在實體上還是聯(lián)系上？30ER模型-總結(jié)優(yōu)點簡單，容易理解，真實反應(yīng)用戶需求；與計算機無關(guān)，用戶容易接受。遇到實際問題一般先設(shè)計一個ER模型，然后把ER模型轉(zhuǎn)換成計算機能實現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型——邏輯數(shù)據(jù)模型。31實體－聯(lián)系模型2.1基本概念2.2E-R圖2.3一個簡單的綜合示例2.4E-R圖設(shè)計剖析2.5復(fù)雜系統(tǒng)E-R圖示例2.6E-R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換322.4E-R圖設(shè)計剖析(1)實體與屬性(2)聯(lián)系的屬性(3)實體與聯(lián)系33實體or屬性?學(xué)生(學(xué)號，姓名，班級，地址，電話)班長(學(xué)號，姓名，班級，地址，電話)副班長(學(xué)號，姓名，班級，地址，電話)教師(編號，姓名，愛好，住址)系主任(編號，姓名，愛好，住址)學(xué)生(學(xué)號，姓名，班級，地址，電話，職務(wù))教師(編號，姓名，愛好，住址，職務(wù))34聯(lián)系的屬性課程學(xué)生選課課程名課程號教師姓名性別年齡mnm：n學(xué)號成績成績成績35(3)實體與聯(lián)系實體之間的聯(lián)系類型并不取決于實體本身，而是取決于現(xiàn)實世界的管理方法，或者說取決于語義(業(yè)務(wù)規(guī)則)，即同樣兩個實體，如果有不同的語義則可以得到不同的聯(lián)系類型。36倉庫和器件實體間的關(guān)聯(lián)如果規(guī)定一個倉庫只能存放一種器件，并且一種器件只能存放在一個倉庫，這時倉庫和器件之間的聯(lián)系是一對一的；如果規(guī)定一個倉庫可以存放多種器件，但是一種器件只能存放在一個倉庫，這時倉庫和器件之間的聯(lián)系是一對多的；如果規(guī)定一個倉庫可以存放多種器件，同時一種器件可以存放在多個倉庫，這時倉庫和器件之間的聯(lián)系是多對多的。37為什么要討論實體之間的聯(lián)系？？倉庫器件實體之間的聯(lián)系類型決定了數(shù)據(jù)庫設(shè)計時的結(jié)果，與數(shù)據(jù)庫的設(shè)計質(zhì)量密切相關(guān)倉庫號城市面積WH1北京500WH2上海450WH3廣州200WH4重慶300器件號器件名稱數(shù)量P1顯示卡100P2聲卡120P3解壓卡180P4散熱風(fēng)扇20038倉庫和器件是一對一聯(lián)系只需設(shè)計一個物理文件倉庫號城市面積器件號器件名稱數(shù)量WH1北京500P1顯示卡100WH2上海450P2聲卡120WH3廣州200P3解壓卡180WH4重慶300P4散熱風(fēng)扇20039如果兩表之間的聯(lián)系是一對一的班級管理班長111:1聯(lián)系學(xué)號姓名年齡性別年級2005004王小明19女20052005006李勇20男2005班級號班級名班長31105011班王小明31105022班李勇40倉庫和器件間是一對多關(guān)系需要設(shè)計兩個物理文件，聯(lián)系體現(xiàn)在明細(xì)表中器件號器件名稱數(shù)量倉庫號P1顯示卡100WH1P2聲卡120WH1P3解壓卡180WH2P4散熱風(fēng)扇200WH241如果兩表之間的聯(lián)系是一對多的學(xué)號姓名年齡性別年級班級號2005004王小明19女200531105012005006黃大鵬20男200531105012005008張文斌18女20053110502班級號班級名班長31105011班王小明31105022班李勇班級組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系42倉庫和器件是多對多的關(guān)系需要設(shè)計三個物理文件，聯(lián)系體現(xiàn)在一張中間聯(lián)系表上43如果兩表之間的聯(lián)系是多對多的學(xué)號課程號成績20020041922005004285200500438820050062902005006380………………課程選修學(xué)生mn成績m:n聯(lián)系44同樣兩個實體，如果賦予不同的語義則有不同的設(shè)計結(jié)果。也就是說我們在概念模型中討論實體之間的聯(lián)系類型直接影響著目標(biāo)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計結(jié)果和設(shè)計質(zhì)量。結(jié)論45實體－聯(lián)系模型2.1基本概念2.2E-R圖2.3一個簡單的綜合示例2.4E-R圖設(shè)計剖析2.5復(fù)雜系統(tǒng)E-R圖示例2.6E-R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換462.5復(fù)雜系統(tǒng)E-R圖示例復(fù)雜E-R圖通常都應(yīng)經(jīng)過以下兩個階段：

（1）針對每一用戶畫出該用戶信息的局部E—R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E—R圖的簡化。

（2）綜合局部E—R圖，生成總體E—R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E—R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。

47分步設(shè)計E-R圖【例2-4

】某學(xué)校管理系統(tǒng)中有三個部門：后勤部、教務(wù)處和財務(wù)處。后勤部用來管理學(xué)生的住宿；教務(wù)處用來管理學(xué)生選課和教師任課；財務(wù)處用來管理發(fā)放教師的工資；一個學(xué)生只能住在一個宿舍，一個宿舍能住多個學(xué)生，學(xué)生住宿要交租金；一個學(xué)生可以選多門課，一門課可以由多個學(xué)生選修；一個教師可以教多門課，一門課也可以由多個老師教；學(xué)生選修某門課有一個成績；教師教某門課有一個質(zhì)量評價；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。48后勤部E-R圖宿舍n學(xué)生住149教務(wù)處E-R圖m教師課程講授n學(xué)生選修mn50財務(wù)處E-R圖工資教師領(lǐng)1151全局E-R圖1m學(xué)生住宿舍n1教師課程選修mn講授n領(lǐng)工資152例2.5建立教學(xué)管理系統(tǒng)53與教學(xué)系統(tǒng)有關(guān)的實體學(xué)生教師課程教學(xué)系統(tǒng)？54學(xué)生子模塊55課程子模塊56教師子模塊57合成全局E-R圖在集成過程中，要解決以下問題：(1)異名同義，“導(dǎo)師”和“教師”含義相同。導(dǎo)師應(yīng)該是具有指導(dǎo)資格的教師。統(tǒng)一用教師作實體名。(2)同名異義，學(xué)生和社團之間、教師和項目之間的聯(lián)系都命名為“參加”，命名沖突，將后者的聯(lián)系改名為“承擔(dān)”。58合并后的ER圖59實體－聯(lián)系模型2.1基本概念2.2E-R圖2.3一個簡單的綜合示例2.4E-R圖設(shè)計剖析2.5復(fù)雜系統(tǒng)E-R圖示例2.6E-R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換602.6E—R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

把E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型可遵循如下原則:（1）對于E—R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)實體的全部屬性，并應(yīng)根據(jù)關(guān)系所表達(dá)的語義確定哪個屬性或哪幾個屬性組作為“主關(guān)鍵字”，主關(guān)鍵字用來標(biāo)識實體。（2）對于E—R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