chp7數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)(2)之ER模型

1、1提綱一基本概念二映射的基數(shù)（聯(lián)系的種類）三擴(kuò)展ER特性四ER模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)2一、基本概念n實(shí)體(Entity)n客觀存在并可相互區(qū)分的事物叫實(shí)體n如學(xué)生張三、工人李四、計(jì)算機(jī)系、數(shù)據(jù)庫概論n屬性(Attribute)n實(shí)體所具有的某一特性n一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫n例如，學(xué)生可由學(xué)號、姓名、年齡、系等組成n域(Domain)n屬性的取值范圍n例如，性別的域?yàn)椋?、女），月份的域?yàn)?到12的整數(shù)3基本概念n實(shí)體型(Entity Type)n實(shí)體名與其屬性名集合共同構(gòu)成實(shí)體型n例，學(xué)生（學(xué)號、姓名、年齡、性別、系、年級）n注意實(shí)體型與實(shí)體（值）之間的區(qū)別，后者是前者的一個(gè)特例n如(98081

2、00，王平，21，男，計(jì)算機(jī)系，2)是一個(gè)實(shí)體n實(shí)體集(Entity Set)n同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集n如全體學(xué)生4基本概念n聯(lián)系(Relationship)n實(shí)體之間的相互關(guān)聯(lián)n如學(xué)生與老師間的授課關(guān)系，學(xué)生與學(xué)生間有班長關(guān)系n聯(lián)系也可以有屬性，如學(xué)生與課程之間有選課聯(lián)系，每個(gè)選課聯(lián)系都有一個(gè)成績作為其屬性n元或度（Degree）n參與聯(lián)系的實(shí)體集的個(gè)數(shù)稱為聯(lián)系的元n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5基本概念n碼(Key)n能唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性或?qū)傩越M稱作n超碼的任意超集也是超碼n其任意真子集都不能成為超碼的最小超碼稱為n從所有候選碼中選定一個(gè)用來區(qū)別同一實(shí)體集中

3、的不同實(shí)體，稱作n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n如學(xué)號是學(xué)生實(shí)體的碼n通訊錄（姓名，郵編，地址，電話，Email，BP）6小試牛刀ABC123234145326有哪些超碼？有哪些候選碼？7基本-圖表示例：學(xué)生選修課程學(xué)生學(xué)生課程課程選修選修姓名姓名學(xué)號學(xué)號系別系別課程名課程名先修課先修課學(xué)分學(xué)分成績成績用矩形表示實(shí)用矩形表示實(shí)體集，在框內(nèi)體集，在框內(nèi)寫上實(shí)體名寫上實(shí)體名用橢圓表示實(shí)用橢圓表示實(shí)體的屬性體的屬性用無向邊用無向邊把實(shí)體與把實(shí)體與其屬性連其屬性連接起來接起來用菱形表示實(shí)用菱形表示實(shí)體間的聯(lián)系體間的聯(lián)系將參與聯(lián)系的實(shí)將參與聯(lián)系的實(shí)體用線段連接體用線段連接聯(lián)系的聯(lián)系的數(shù)

4、量數(shù)量8基本-圖表示n碼在E-R圖中的表示n實(shí)體集屬性中作為主碼的一部分的屬性用下劃線來標(biāo)明學(xué)生學(xué)生課程課程選修選修姓名姓名學(xué)號學(xué)號系別系別課程名課程名先修課先修課學(xué)分學(xué)分9基本概念n參與（Participation）n實(shí)體集之間的關(guān)聯(lián)稱為參與，即實(shí)體參與聯(lián)系n如王軍選修“數(shù)據(jù)庫”，表示實(shí)體“王軍”與 “數(shù)據(jù)庫”參與了聯(lián)系“選修”n如果實(shí)體集E中的每個(gè)實(shí)體都參與到聯(lián)系集R中的至少一個(gè)聯(lián)系，則稱E全部參與Rn如果實(shí)體集E中只有部分實(shí)體參與到聯(lián)系集R的聯(lián)系中，則稱E部分參與Rn如“職工”與“部門”之間的“經(jīng)理”聯(lián)系，“職工”實(shí)體集部分參與，而“部門”實(shí)體集完全參與10參與在E-R圖中的表示用雙線連

5、接聯(lián)系與完全參與的實(shí)體“職工”部分參與聯(lián)系“經(jīng)理”“部門”完全參與聯(lián)系“經(jīng)理”職工職工部門部門管理管理姓名姓名職工號職工號工種工種部門號部門號部門名部門名地址地址11基本概念n存在依賴（Existence Dependency）n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yny稱作支配實(shí)體，x稱作從屬實(shí)體n如果y被刪除，則x也要被刪除n考慮分期付款的例子，對每一個(gè)“貸款”實(shí)體，有若干個(gè)“還款”實(shí)體與之關(guān)聯(lián)，“還款”實(shí)體存在依賴于“貸款”實(shí)體（P222）n全部參與與存在依賴n設(shè)A R B，若A存在依賴于B，則A全部參與聯(lián)系R12基本概念n角色（Role）n實(shí)體在聯(lián)系中的作用稱為實(shí)體的角

6、色n當(dāng)同一個(gè)實(shí)體集不止一次參與一個(gè)聯(lián)系集時(shí)，為區(qū)別各實(shí)體的參與聯(lián)系的方式，需要顯式指明其角色n如學(xué)生與學(xué)生間的班長關(guān)系，職工與職工之間的經(jīng)理關(guān)系，課程之間的先修關(guān)系13角色在E-R圖中的表示n角色的表示n當(dāng)需要顯式區(qū)分角色時(shí)，在連接菱形和矩形的線上加上說明性標(biāo)注以區(qū)別不同的角色職員職員領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)管理管理工作工作14屬性的類型n簡單屬性 n不可再分的屬性n如學(xué)號、年齡、性別n 復(fù)合（Composite）屬性n可以劃分為更小的屬性n把相關(guān)屬性聚集起來以反映更高層次的概念，可以使模型更清晰n如電話號碼=區(qū)號+本地號碼 出生日=年+月+日n1NF Vs 嵌套關(guān)系學(xué)生學(xué)生姓名姓名電話號碼電話號碼年齡年齡區(qū)

7、號區(qū)號本地號碼本地號碼學(xué)生學(xué)生姓名姓名年齡年齡區(qū)號區(qū)號本地號碼本地號碼15屬性的類型n單值屬性n每一個(gè)特定的實(shí)體在該屬性上的取值唯一n如學(xué)生的學(xué)號，年齡、性別、系別等n多值屬性n某個(gè)特定的實(shí)體在該屬性上的有多于一個(gè)的取值n如學(xué)生（學(xué)號，所選課程，聯(lián)系電話）學(xué)號所選課程 聯(lián)系電話001數(shù)學(xué)1234001物理1234001數(shù)學(xué)5678001物理567816屬性的類型nNULL屬性nnull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nullnnull表示“值未知”，即值存在，但目前沒有獲得該信

8、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碼，則設(shè)身份證值為null17屬性的類型n派生（Derived）屬性與基屬性n可以從其他相關(guān)的屬性或?qū)嶓w派生出來的屬性值n如學(xué)生（學(xué)號，姓名，平均成績），選課（學(xué)號，課程號，成績），則平均成績可由學(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?，或存儲屬性n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，用時(shí)再從基屬性中計(jì)算出來18屬性在E-R圖中的表示n表示要點(diǎn)n多值屬性用表示n派生屬性用表示學(xué)生學(xué)生姓名姓名選修課程選修課程學(xué)生學(xué)生姓名姓名平均成績平均成績系別系別19聯(lián)系的種類（映射基數(shù)

9、）n聯(lián)系的種類n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)系集能與另一實(shí)體集相關(guān)聯(lián)的實(shí)體的數(shù)目n可以有一對一的（1:1），一對多的（1:m），多對多的（m:n）幾種情況20聯(lián)系種類在E-R圖中的表示n表示要點(diǎn)n用箭頭或線段來表示聯(lián)系的種類每個(gè)每個(gè)A A只與一個(gè)只與一個(gè)B B發(fā)生聯(lián)系發(fā)生聯(lián)系多方實(shí)體集多方實(shí)體集單方實(shí)體集單方實(shí)體集ABR每個(gè)每個(gè)B B可以與多個(gè)可以與多個(gè)A A發(fā)生聯(lián)系發(fā)生聯(lián)系21m1聯(lián)系的種類n二元聯(lián)系集設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集E1， E2 ，n一對一 E1中的一個(gè)實(shí)體與E2中至多一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，并且 E2中的一個(gè)實(shí)體與E1中至多一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系注：一對一不是一一對應(yīng)職工職工部門部門管理管理

10、22聯(lián)系的種類n一對多 E1中的一個(gè)實(shí)體與E2中n（n0）個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，并且 E2中的一個(gè)實(shí)體與E1中至多一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系教師教師學(xué)生學(xué)生班主任班主任23聯(lián)系的種類n多對多 E1中的一個(gè)實(shí)體與E2中n（n0）個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，并且E2中的一個(gè)實(shí)體與E1中m（m0）一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系學(xué)生學(xué)生課程課程選修選修24聯(lián)系的種類n一個(gè)實(shí)體集內(nèi)的遞歸聯(lián)系n一對一ei E，至多存在一個(gè)ej E與之相聯(lián)系（ji）n一對多n多對多職工職工領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)屬下屬下職工職工配偶配偶丈夫丈夫妻子妻子構(gòu)成構(gòu)成零件零件母零件母零件子零件子零件25n多個(gè)實(shí)體集間聯(lián)系的情況n一對多設(shè)有n個(gè)實(shí)體集E1 , E2 , , En ,若對于

11、E1 , , Ei-1, Ei+1, ,En ，分別給定實(shí)體e1 , , ei-1 , ei+1 , , en 時(shí)，至多有一個(gè)實(shí)體ei Ei與之相聯(lián)系，則稱有一個(gè)從Ei到E1 , , Ei-1 , Ei+1 , ,En的一對多聯(lián)系職工職工部門部門工作工作工種工種聯(lián)系的種類26聯(lián)系的種類職工職工部門部門工作工作工種工種27聯(lián)系的勢（P220 基數(shù)約束）n勢表達(dá)了一個(gè)實(shí)體出現(xiàn)在聯(lián)系中的次數(shù)教師教師課程課程教授教授(0,2)(1,4)學(xué)生學(xué)生課程課程選修選修(4,6)(10,50)設(shè)計(jì)實(shí)例n考慮一個(gè)學(xué)校數(shù)據(jù)庫，它要存儲以下信息：n教師有教工號、教工名、職稱；n項(xiàng)目有項(xiàng)目號、項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目類型、起始年

12、份、資助額；n學(xué)生有學(xué)號、學(xué)生名、年齡、學(xué)位。n一個(gè)教工可以負(fù)責(zé)多個(gè)項(xiàng)目；每個(gè)項(xiàng)目只能有一個(gè)負(fù)責(zé)人；一個(gè)老師可以參與多個(gè)項(xiàng)目；一個(gè)學(xué)生只能參與一個(gè)項(xiàng)目；一個(gè)項(xiàng)目可以有多個(gè)學(xué)生和老師參與。 29設(shè)計(jì)實(shí)例教師項(xiàng)目學(xué)生教工參與學(xué)生參與m11n負(fù)責(zé)mn30擴(kuò)展E-R表達(dá)n1. 弱實(shí)體集n2. 特殊化n3. 概括n4. 聚集311. 弱實(shí)體集（P222）n示例貸款（貸款號，金額），對應(yīng)多個(gè)還款（還款號，還款日期，金額） 每個(gè)“貸款”的各個(gè)“還款”不同，但不同“貸款”之間的“還款”卻可能相同貸款號貸款金額還款號還款日期 還款金額D12345000115.10.123000D12345000215.11.1

13、21000D12345000315.12.121000D56787000115.10.123000D56787000215.11.122000D56787000315.12.12200032弱實(shí)體集貸款貸款隸屬隸屬還款號還款號貸款號貸款號還款日期還款日期還款還款貸款金額貸款金額還款金額還款金額還款的所有屬性都不能作為主碼33弱實(shí)體集貸款號冗余貸款貸款隸屬隸屬還款號還款號貸款號貸款號還款金額還款金額貸款號貸款號還款還款貸款金額貸款金額還款日期還款日期34弱實(shí)體集貸款貸款還款號還款號貸款號貸款號還款金額還款金額貸款金額貸款金額還款日期還款日期還款概念消失了還款會(huì)和帳戶發(fā)生支付聯(lián)系賬戶賬戶支付支付3

14、5弱實(shí)體集貸款貸款貸款號貸款號貸款金額貸款金額還款還款還款號還款號還款金額還款金額還款日期還款日期帳戶帳戶支付支付36弱實(shí)體集n弱實(shí)體集（Weak Entity Set）n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)體集為弱實(shí)體集n弱實(shí)體集與其擁有者之間的聯(lián)系稱作標(biāo)識性聯(lián)系(identifying relationship)n弱實(shí)體集與強(qiáng)實(shí)體集之間是一對多的聯(lián)系37弱實(shí)體集n弱實(shí)體集示例n課程course（course_id,title,credits）, 開課section（sec_id,semester,year），二者相關(guān)聯(lián)。n產(chǎn)品（名稱，價(jià)格），公司（名稱，地址，聯(lián)系電話），

15、“產(chǎn)品”與“公司”之間有“制造”聯(lián)系，“產(chǎn)品”是一個(gè)弱實(shí)體集38弱實(shí)體集n弱實(shí)體集與存在依賴n弱實(shí)體集必然存在依賴于強(qiáng)實(shí)體集（Strong Entity Set)n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，客戶帳號，金額），它存在依賴于客戶帳號實(shí)體集，但信用卡有自己的主碼信用卡號39弱實(shí)體集n分辨符（Discriminator)n弱實(shí)體集中用于區(qū)別依賴于某個(gè)特定強(qiáng)實(shí)體集的屬性集合。也稱作部分碼（partial key)如“還款”中的還款號，開課中的開課號n弱實(shí)體集的主碼由該弱實(shí)體集所存在依賴的強(qiáng)實(shí)體集的主碼和該弱實(shí)體集的分辨符組成n如“還款”主碼貸款

16、號還款號nsection主碼 = 課程號（course_id）+ 開課號(sec_id)n“產(chǎn)品”主碼 = 產(chǎn)品名稱 + 公司名稱40弱實(shí)體集n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？n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n弱實(shí)體集反映了一個(gè)實(shí)體對其它實(shí)體依賴的邏輯結(jié)構(gòu)n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41弱實(shí)體集n弱實(shí)體集在-R圖中的表示n弱實(shí)體集以雙邊框的矩形表示n標(biāo)識性聯(lián)系以雙邊框的菱形表示n從聯(lián)系集用雙線（全部參與）連接弱實(shí)體集，用箭頭（一對多聯(lián)系）指向強(qiáng)實(shí)體集n弱實(shí)體集的分辨符用下劃虛線標(biāo)明42

17、setionsetioncoursecourseSec_courseSec_courseSec_idSec_idcourse_idcourse_id弱實(shí)體集還款還款貸款貸款隸屬隸屬還款號還款號貸款號貸款號還款金額還款金額貸款金額貸款金額帳戶帳戶支付支付43弱實(shí)體集產(chǎn)品產(chǎn)品公司公司制造制造產(chǎn)品名產(chǎn)品名地址地址價(jià)格價(jià)格公司名公司名聯(lián)系電話聯(lián)系電話商場商場銷售銷售44弱實(shí)體集n弱實(shí)體集的引入n實(shí)體集的一些多值、復(fù)合屬性可以抽取出來作為弱實(shí)體集,如貸款具有多值屬性還款，可以將還款作為貸款的弱實(shí)體n如果弱實(shí)體集不但參與和強(qiáng)實(shí)體集之間的標(biāo)識性聯(lián)系，而且參與和其它實(shí)體集的聯(lián)系，或者弱實(shí)體集本身含有很多屬性，

18、則將其表述為弱實(shí)體集 如產(chǎn)品與公司之間有制造聯(lián)系，同時(shí)還與商場有銷售聯(lián)系n如果弱實(shí)體集只參與和強(qiáng)實(shí)體集之間的標(biāo)識性聯(lián)系，或者弱實(shí)體集本身屬性不多，則將其表述為屬性45注意（說明）注意（說明）n不要把所有的實(shí)體集都預(yù)想成弱實(shí)體集。n一般做法（也是規(guī)范要求和工程經(jīng)驗(yàn)做法）是每個(gè)實(shí)體集都盡量設(shè)計(jì)自己的ID屬性（最好是有實(shí)際意義的）。n何時(shí)真正需要弱實(shí)體集？當(dāng)一個(gè)實(shí)體集所有有意義的屬性都不能充當(dāng)ID時(shí)，則不得不將其作為弱實(shí)體集。n如果設(shè)計(jì)要求不能含有弱實(shí)體集，則可為弱實(shí)體集增加無意義的ID屬性專用作主鍵。462. 特殊化（P218 ISA聯(lián)系）n自頂向下、逐步求精的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程n實(shí)體集中某些子集具有

19、區(qū)別于該實(shí)體集內(nèi)其它實(shí)體的特性，可以根據(jù)這些差異特性對實(shí)體集進(jìn)行分組，這一分組的過程稱作特殊化n細(xì)化：父類 = 子類n子類特例更小的實(shí)體集更多的屬性n一個(gè)銀行帳號可以有存款帳號、貸款帳號n學(xué)生可以有研究生、本科生47特殊化n特殊化在E-R圖中的表示n特殊化用來表示nISA = “is”，表示高層實(shí)體和低層實(shí)體之間的“父類子類”聯(lián)系本科生本科生研究生研究生學(xué)生學(xué)生ISAISA碩士碩士ISAISA博士博士姓名姓名學(xué)號學(xué)號學(xué)位論文學(xué)位論文發(fā)表發(fā)表軍訓(xùn)軍訓(xùn)48特殊化本科生本科生研究生研究生學(xué)生學(xué)生ISAISA論文論文發(fā)表發(fā)表學(xué)生學(xué)生論文論文發(fā)表發(fā)表493. 概括n自底向上、逐步合成的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程n各

20、個(gè)實(shí)體集根據(jù)共有的性質(zhì)，合成一個(gè)較高層的實(shí)體集。概括是一個(gè)高層實(shí)體集與若干個(gè)低層實(shí)體集之間的包含關(guān)系n泛化：子類 = 父類n概括 Vs 特殊化n概括與特殊化是個(gè)互逆的過程，在E-R圖中的表示方法是相同的n特殊化強(qiáng)調(diào)同一實(shí)體集內(nèi)不同實(shí)體之間的差異，概括強(qiáng)調(diào)不同實(shí)體集之間的相似性n反映了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的不同方法50概括中的屬性繼承n屬性繼承n高層實(shí)體集的屬性被低層實(shí)體集自動(dòng)繼承n低層實(shí)體集特有的性質(zhì)僅適用于某個(gè)特定的低層實(shí)體集如“Dissertation”只適用于“研究生”實(shí)體集n層次結(jié)構(gòu)（Hierarchy）n實(shí)體集作為低層實(shí)體集只能參與到一個(gè)ISA聯(lián)系中n格結(jié)構(gòu)（Lattice）n低層實(shí)體集可以參

21、與到多個(gè)ISA聯(lián)系中如“博士”若參加工作，會(huì)繼承“職工”的屬性51 “博士”繼承了“研究生”與“職工”的所有屬性。如果“研究生”與“職工”有相同名稱的屬性，如“姓名”，可以在“博士”中用“研究生.姓名”，“職工.姓名”區(qū)別開來。本科生本科生研究生研究生學(xué)生學(xué)生ISAISA碩士碩士ISAISA博士博士姓名姓名學(xué)號學(xué)號DissertationDissertationPapersPapers軍訓(xùn)軍訓(xùn)職工職工姓名姓名工齡工齡ISAISA概括中的屬性繼承5253概括中的約束設(shè)計(jì)n成員資格（P219 分類屬性）確定哪些高層實(shí)體如何成為給定低層實(shí)體集的成員n條件定義的(Condition-Defined)n

22、一個(gè)高層實(shí)體成員資格的確定基于該實(shí)體是否滿足一個(gè)顯式的條件或謂詞n假定“學(xué)生”實(shí)體集具有屬性“學(xué)生類型”，則所有的學(xué)生實(shí)體根據(jù)“學(xué)生類型”進(jìn)行成員資格認(rèn)定，如一個(gè)學(xué)生的“學(xué)生類型”=“本科生”，則他就可以歸入低層“本科生”實(shí)體集中n用戶定義的(User-Defined)n由數(shù)據(jù)庫用戶來指定一個(gè)實(shí)體歸入哪個(gè)低層實(shí)體集n如一個(gè)學(xué)生被老師分配到某個(gè)項(xiàng)目組54n成員身份（P220 不相交約束與可重疊約束） 同一個(gè)概括中，一個(gè)高層實(shí)體是否可以屬于多個(gè)不同低層實(shí)體集n不相交的(Disjoint)n一個(gè)實(shí)體至多屬于一個(gè)低層實(shí)體集n如一個(gè)學(xué)生只能參加一個(gè)項(xiàng)目組，學(xué)生是研究生或本科生n有重疊的(Overlapp

23、ing)n同一實(shí)體可以同時(shí)屬于同一概括的多個(gè)低層實(shí)體集n如一個(gè)老師可以參加多個(gè)項(xiàng)目組概括中的約束設(shè)計(jì)55n全部性約束(P220 完備性約束） 確定高層實(shí)體集中的一個(gè)實(shí)體是否必須屬于某個(gè)概括的至少一個(gè)低層實(shí)體集n全部的(Total)n每個(gè)高層實(shí)體必須屬于一個(gè)低層實(shí)體集n如學(xué)生必須屬于“本科生”或“研究生”的一種n部分的(Partial)n允許一些高層實(shí)體不屬于任何低層實(shí)體集n如學(xué)生可以不屬于任何項(xiàng)目組概括中的約束設(shè)計(jì)56n聯(lián)系之間存在重疊，如何表達(dá)聯(lián)系之間的聯(lián)系？n實(shí)例：職工參加項(xiàng)目，并在此過程中可能使用機(jī)器4. 聚集職工職工項(xiàng)目項(xiàng)目參加參加并并使用使用姓名姓名 工種工種名稱名稱類型類型機(jī)器名機(jī)

24、器名型號型號方案方案1 1工時(shí)工時(shí)機(jī)器機(jī)器職工號 項(xiàng)目號 機(jī)器號工時(shí)e1j1m13e1j1m23e1j2m34e2j1m15e3j2null4e4j2null4e5j2null6e6j2null557聚集職工號 機(jī)器號e1m1e1m2e1m3e2m1職工號 項(xiàng)目號工時(shí)e1j13e1j24e2j15e3j24e4j24e5j26e6j25職工職工項(xiàng)目項(xiàng)目參加參加姓名姓名 工種工種名稱名稱類型類型機(jī)器名機(jī)器名型號型號方案方案2 2工時(shí)工時(shí)使用使用機(jī)器機(jī)器e1在j1項(xiàng)目中使用什么機(jī)器？58n聚集是一種抽象，通過它聯(lián)系被作為高層實(shí)體集n實(shí)體集A與B以及它們的聯(lián)系可被看成實(shí)體集，并與另一實(shí)體集C發(fā)生聯(lián)系

25、聚集ABR1R2C59聚集職工職工項(xiàng)目項(xiàng)目參加參加姓名姓名 工種工種名稱名稱類型類型機(jī)器名機(jī)器名型號型號工時(shí)工時(shí)使用使用機(jī)器機(jī)器60聚集職工號 項(xiàng)目號工時(shí)e1j13e1j24e2j15e3j24e4j24e5j26e6j25職工號 項(xiàng)目號 機(jī)器號e1j1m1e1j1m2e1j2m3e2j1m161聚集n考慮這樣的應(yīng)用：老師指導(dǎo)學(xué)生參與的項(xiàng)目，假設(shè)每位在項(xiàng)目上指導(dǎo)學(xué)生的老師需要記錄月評估報(bào)告。建立一個(gè)四元聯(lián)系來表達(dá)。62instructorpro_guidestudentprojecteval_forevaluation考慮到有一些instructor、student、project組合可能沒有

26、關(guān)聯(lián)的evaluation聚集6363instructorpro_guidestudentprojecteval_forevaluationER符號匯覽64ER符號匯覽65E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)n實(shí)體集 Vs 屬性n實(shí)體：n現(xiàn)實(shí)世界中一組具有某些共同特性和行為的對象就可以抽象為一個(gè)實(shí)體。例：在學(xué)校環(huán)境中，可把張三、李四等對象抽象為學(xué)生實(shí)體。n屬性：n對象類型的組成成分可以抽象為實(shí)體的屬性。例：學(xué)號、姓名、專業(yè)、年級等可以抽象為學(xué)生實(shí)體的屬性。其中學(xué)號為標(biāo)識學(xué)生實(shí)體的碼。如何區(qū)分實(shí)體和屬性n實(shí)體與屬性是相對而言的。n兩條準(zhǔn)則：（1）屬性不能再具有需要描述的性質(zhì)。即屬性屬性必須是不可分不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，

27、不能再由另一些屬性組成（2）屬性不能與其他實(shí)體具有聯(lián)系。聯(lián)系聯(lián)系只發(fā)生在實(shí)實(shí)體之體之間間n符合上述兩條特性的事物一般作為屬性對待。n現(xiàn)實(shí)世界中的事物凡能夠作為屬性對待的，應(yīng)盡量作為屬性。如何區(qū)分實(shí)體和屬性n舉例舉例例例1：職稱通常作為教師實(shí)體的職稱通常作為教師實(shí)體的屬性。屬性。 但但在涉及住房分配時(shí)，由于分房與職稱有在涉及住房分配時(shí)，由于分房與職稱有關(guān)，也就是說職稱與住房實(shí)體之間有聯(lián)系，關(guān)，也就是說職稱與住房實(shí)體之間有聯(lián)系，根據(jù)準(zhǔn)則，這時(shí)把職稱作為實(shí)體來處理會(huì)根據(jù)準(zhǔn)則，這時(shí)把職稱作為實(shí)體來處理會(huì)更合適些。更合適些。如何區(qū)分實(shí)體和屬性職稱作為一個(gè)實(shí)體如何區(qū)分實(shí)體和屬性例2 如果一種貨物只存放在一

28、個(gè)倉庫，那么就可以把存放貨物的倉庫的倉庫號作為描述貨物存放地點(diǎn)的屬性，但n如果一種貨物可以存放在多個(gè)倉庫中；n或者倉庫本身又有如面積、地址等屬性；n或者與職工發(fā)生管理上的聯(lián)系。 那么就應(yīng)該把倉庫作為一個(gè)實(shí)體。那么就應(yīng)該把倉庫作為一個(gè)實(shí)體。如何區(qū)分實(shí)體和屬性倉庫作為一個(gè)實(shí)體E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)n若實(shí)體中除了多值屬性之外還有其它若干屬性，則將該多值屬性定義為另一實(shí)體姓名零件S1P1S1P2S1P3姓名 零件 地址 電話S1P1北京 1234S1P2北京 1234S1P3北京 1234供應(yīng)商供應(yīng)商姓名姓名零件零件姓名姓名地址地址電話電話零件零件供應(yīng)商供應(yīng)商72E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)零件零件供應(yīng)供應(yīng)名稱名稱

29、供應(yīng)商供應(yīng)商姓名姓名地址地址電話電話姓名零件S1P1S1P2S1P3姓名 地址 電話S1北京 123473E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)n實(shí)體集 Vs 聯(lián)系集n實(shí)體與聯(lián)系：靜態(tài)與動(dòng)態(tài)教師教師課程課程講授講授姓名姓名名稱名稱單純表示單純表示“教師教師”實(shí)實(shí)體與體與“課程課程”實(shí)體之實(shí)體之間的行為聯(lián)系間的行為聯(lián)系教師名課程名T1C1T2C174E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)教師教師課程課程講授講授姓名姓名名稱名稱起始時(shí)間起始時(shí)間地點(diǎn)地點(diǎn)人數(shù)人數(shù)弊端弊端若多個(gè)老師開若多個(gè)老師開同一門課，則同一門課，則每個(gè)老師與該每個(gè)老師與該課程的聯(lián)系都課程的聯(lián)系都需重復(fù)記錄很需重復(fù)記錄很多相同的信息多相同的信息教師名 課程名 起始時(shí)間 地

30、點(diǎn) 人數(shù)學(xué)期T1C19.1B114120 14.秋T2C110.1B114120 14.秋T1C111.1B114120 14.秋學(xué)期學(xué)期75E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)教師名課程名學(xué)期起始時(shí)間T1C115.秋9.1T2C115.秋10.1T3C115.秋11.1課程名 學(xué)期地點(diǎn) 人數(shù)C115.秋 R114 120開課開課地點(diǎn)地點(diǎn)人數(shù)人數(shù)教師教師課程課程姓名姓名名稱名稱學(xué)期學(xué)期講授講授起始時(shí)間起始時(shí)間注冊注冊76n二元 Vs 多元n多元轉(zhuǎn)換為二元:children與parent(mom、dad)新構(gòu)建一個(gè)標(biāo)識實(shí)體集E，構(gòu)造三個(gè)新聯(lián)系集RA , RB , RC ，對每個(gè)( ai , bi , ci )R，

31、在E中創(chuàng)建一個(gè)ei ，然后在RA , RB , RC中分別加入聯(lián)系(ei , ai ),(ei , bi ),(ei , ci )BCARBCARAERBRCE-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)78n缺點(diǎn)n浪費(fèi)存儲空間n語義不清晰，難于體現(xiàn)參與聯(lián)系的各方ABC123427483EA112434EB122238EC132733E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)79BCARBCAR1R2R3ABC123427483AB124248BC232783AC134743E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)(4,2,3) ABC?供應(yīng)商S提供零件P，項(xiàng)目J需要零件P，J從S購買零件S向J供應(yīng)P供貨數(shù)量放在哪里？80E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)n聚集 vs 三元一個(gè)項(xiàng)目

32、由多個(gè)部門資助，一個(gè)部門資助多個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)資助協(xié)議由一個(gè)或多個(gè)雇員監(jiān)督項(xiàng)目項(xiàng)目部門部門資助資助雇員雇員81E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)資助有起始時(shí)間，監(jiān)督有截止時(shí)間項(xiàng)目項(xiàng)目部門部門資助資助雇員雇員監(jiān)督監(jiān)督起始時(shí)間截至?xí)r間82E-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)每個(gè)資助協(xié)議最多由一個(gè)雇員來監(jiān)督項(xiàng)目項(xiàng)目部門部門資助資助雇員雇員監(jiān)督監(jiān)督項(xiàng)目項(xiàng)目部門部門資助資助雇員雇員83職工職工項(xiàng)目項(xiàng)目參加參加并并使用使用機(jī)器機(jī)器職工只能使用一臺機(jī)器職工職工項(xiàng)目項(xiàng)目參加參加使用使用機(jī)器機(jī)器職工職工項(xiàng)目項(xiàng)目參加參加機(jī)器機(jī)器使用使用職工參加一個(gè)項(xiàng)目最多使用一臺機(jī)器84E/R模型的設(shè)計(jì)原則模型的設(shè)計(jì)原則n1. 忠實(shí)忠實(shí)性：所設(shè)計(jì)的實(shí)體集、屬性和聯(lián)系

33、必須性：所設(shè)計(jì)的實(shí)體集、屬性和聯(lián)系必須要能夠反映應(yīng)用需求背景中的實(shí)際情況。要能夠反映應(yīng)用需求背景中的實(shí)際情況。n2. 避免避免冗余：一件事如果在模型中多次出現(xiàn)就冗余：一件事如果在模型中多次出現(xiàn)就意味著冗余意味著冗余。n空間浪費(fèi)空間浪費(fèi)n一致性維護(hù)麻煩一致性維護(hù)麻煩85nExample: Good86BeersManfsManfBynamenameaddrThis design gives the address of each manufacturer exactly once.nExample: Bad87BeersManfsManfBynamenamemanfaddrBeersnamema

34、nfmanfAddrThis design states the manufacturer of a beer twice: as an attribute and as a related entity.This design repeats the manufacturers address once for each beer and loses the address if there are temporarily no beers for a manufacturer.ER模型的設(shè)計(jì)原則（模型的設(shè)計(jì)原則（續(xù)）續(xù)）n3. 簡單性簡單性考慮：用盡可能少的元素來描述模型考慮：用盡可能少的

35、元素來描述模型，如果有必要，再逐步逐個(gè)擴(kuò)充。，如果有必要，再逐步逐個(gè)擴(kuò)充。n 4. 聯(lián)系聯(lián)系的選擇：聯(lián)系也有可能冗余的選擇：聯(lián)系也有可能冗余。n根據(jù)根據(jù)實(shí)際實(shí)際問題需求問題需求判斷要?jiǎng)?chuàng)建哪些必要的聯(lián)系，判斷要?jiǎng)?chuàng)建哪些必要的聯(lián)系，如果一個(gè)聯(lián)系如果一個(gè)聯(lián)系可以可以從其他的聯(lián)系中導(dǎo)出，則應(yīng)舍從其他的聯(lián)系中導(dǎo)出，則應(yīng)舍棄。棄。88前課回顧n基本概念、ER圖的表示n實(shí)體集聯(lián)系的種類及多樣性n教師 - 授課 - 學(xué)生n 指導(dǎo)n弱實(shí)體集n什么是弱實(shí)體集n弱實(shí)體集的作用n反映依賴關(guān)系、級聯(lián)管理（刪除、存儲）n特化與概化n自頂向下與自底向上（強(qiáng)調(diào)差異與強(qiáng)調(diào)共性）89前課回顧n聚集n聯(lián)系間的重疊（與聯(lián)系發(fā)生聯(lián)系）

36、nE-R模型設(shè)計(jì)要點(diǎn)n實(shí)體與屬性、實(shí)體與聯(lián)系、二元與多元nE-R模型設(shè)計(jì)原則n忠實(shí)性、避免冗余、簡單性考慮、聯(lián)系的選擇、選擇正確的元素種類90ER模型的設(shè)計(jì)原則（續(xù)）模型的設(shè)計(jì)原則（續(xù)）n5. 選擇選擇正確的元素種類正確的元素種類選擇實(shí)體集還是屬性來表示？選擇實(shí)體集還是屬性來表示？一般來說，屬性比實(shí)體集或聯(lián)系易于實(shí)現(xiàn)，然而不能把所一般來說，屬性比實(shí)體集或聯(lián)系易于實(shí)現(xiàn)，然而不能把所有東西都用屬性來表示有東西都用屬性來表示。n屬性屬性集代替實(shí)體集的三個(gè)條件。集代替實(shí)體集的三個(gè)條件。n所有與所有與E E有關(guān)的聯(lián)系必須有指向有關(guān)的聯(lián)系必須有指向E E的箭頭，即的箭頭，即E E必須是多對必須是多對一聯(lián)系

37、的一方；一聯(lián)系的一方；n如果如果E E有多個(gè)屬性，則必須沒有屬性依賴于其他屬性，即有多個(gè)屬性，則必須沒有屬性依賴于其他屬性，即E E的唯一鍵是它所有的屬性的唯一鍵是它所有的屬性；91nExample: GoodnManfs作為一個(gè)實(shí)體集，因?yàn)榇嬖诜侵鲗傩詎Beers作為一個(gè)實(shí)體集，因?yàn)樗嵌鄬σ坏穆?lián)系ManfBy“多”的一方面92BeersManfsManfBynamenameaddrnExample: Goodn如果Beers除了存儲廠家名字之外，不存儲關(guān)于廠家的其他信息，則沒有必要將廠家作為實(shí)體93BeersnamemanfnExample: Badn廠家除了名字外沒有其他屬性，并且不是關(guān)

38、系中多的一方面，沒必要作為實(shí)體94BeersManfsManfBynamename95ER圖-課堂練習(xí)n為醫(yī)院構(gòu)建一個(gè)包含一組病人和一組醫(yī)生的ER圖。每個(gè)病人關(guān)聯(lián)一組病歷記錄，醫(yī)生對病人檢查并開具化驗(yàn)單n弱實(shí)體、三元關(guān)系9697病人病人醫(yī)生醫(yī)生門診記錄門診記錄姓名姓名 保險(xiǎn)號保險(xiǎn)號 身份證號身份證號治療治療姓名姓名專長專長病歷病歷名稱名稱日期日期結(jié)果結(jié)果化驗(yàn)單化驗(yàn)單名稱名稱 日期日期結(jié)果結(jié)果檢查檢查概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程（小結(jié)）需求分析結(jié)果確定局部結(jié)構(gòu)范圍實(shí)體定義聯(lián)系定義屬性分配全局E-R模式設(shè)計(jì)98概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程（小結(jié)）局部E-R模式確定公共實(shí)體類型合并兩個(gè)局部E-R模式檢查并消除沖突還有未

39、合并的局部模式？全局E-R模式優(yōu)化無有99概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程合并實(shí)體類型消除冗余屬性消除冗余聯(lián)系全局E-R模式邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)100概念結(jié)構(gòu)向邏輯結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換101E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n兩條基本規(guī)則兩條基本規(guī)則n把每個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)化為具有同一屬性集合的關(guān)系n用關(guān)系替換聯(lián)系用關(guān)系替換聯(lián)系，關(guān)系的屬性就是聯(lián)系所連接的實(shí)體集的鍵集合n特殊處理特殊處理n弱實(shí)體集不能直接轉(zhuǎn)化為關(guān)系nisa聯(lián)系和子類要特殊處理n關(guān)系的合并：當(dāng)一個(gè)關(guān)系從實(shí)體集E轉(zhuǎn)化而成，而另一個(gè)關(guān)系由E到其他實(shí)體集的多對一的聯(lián)系轉(zhuǎn)化而來。102E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n對任一個(gè)非弱實(shí)體集，創(chuàng)建一個(gè)同名且具有相同屬性集的關(guān)系。n實(shí)體 關(guān)系n屬

40、性 關(guān)系的屬性學(xué)生學(xué)生姓名姓名學(xué)號學(xué)號系別系別學(xué)生姓名系別103E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n復(fù)合屬性 將每個(gè)組合屬性作為復(fù)合屬性所在實(shí)體的屬性學(xué)生學(xué)生姓名姓名學(xué)號學(xué)號年年月月出生日期出生日期日日學(xué)生姓名年月日104E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n多值屬性 新的關(guān)系+所在實(shí)體的碼學(xué)生學(xué)生姓名姓名學(xué)號學(xué)號所選課程所選課程學(xué)生姓名學(xué)生選課105E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n聯(lián)系聯(lián)系到關(guān)系的到關(guān)系的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化基本基本規(guī)則規(guī)則n屬性屬性n對于聯(lián)系對于聯(lián)系R涉及的每一個(gè)實(shí)體集涉及的每一個(gè)實(shí)體集，它們，它們的碼屬性都是的碼屬性都是R關(guān)關(guān)系模式的一部分；系模式的一部分；n如果這個(gè)如果這個(gè)聯(lián)系本身有屬性聯(lián)系本身有屬性，

41、則它們也是，則它們也是R關(guān)系中的屬性；關(guān)系中的屬性；n如果一個(gè)實(shí)體集在聯(lián)系中有多個(gè)角色，則它如果一個(gè)實(shí)體集在聯(lián)系中有多個(gè)角色，則它的的碼碼屬性屬性出現(xiàn)的次數(shù)等于角色的次數(shù)出現(xiàn)的次數(shù)等于角色的次數(shù)，轉(zhuǎn)換為關(guān)系時(shí)，轉(zhuǎn)換為關(guān)系時(shí)為避免重名需重新命名；為避免重名需重新命名；n重名問題重名問題n如果如果R本身的屬性和與其相連的實(shí)體集本身的屬性和與其相連的實(shí)體集的碼屬性的碼屬性有同名，則要重命名有同名，則要重命名。106E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n實(shí)體型間的聯(lián)系有以下不同情況 ：n(1)一個(gè)1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。n轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式n 與某一端實(shí)

42、體對應(yīng)的關(guān)系模式合并n(2)一個(gè)1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。n 轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式n與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并107E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n(3) 一個(gè)m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。例，“選修”聯(lián)系是一個(gè)m:n聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中學(xué)號與課程號為關(guān)系的組合碼選修（學(xué)號，課程號，成績）n(4)三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。例，“講授”聯(lián)系是一個(gè)三元聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中課程號、職工號和書號為關(guān)系的組合碼：講授（課程號，職工號，書號）108E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n(5)具有相同碼的關(guān)系模

43、式可合并n目的：減少系統(tǒng)中的關(guān)系個(gè)數(shù)n合并方法：將其中一個(gè)關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個(gè)關(guān)系模式中，然后去掉其中的同義屬性（可能同名也可能不同名），并適當(dāng)調(diào)整屬性的次序109E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n一對多聯(lián)系：將單方參與實(shí)體的碼作為多方參與實(shí)體的屬性教師教師學(xué)生學(xué)生班主任班主任學(xué)生學(xué)生名系號班主任教工號教師教工名110E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換職工職工領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)屬下屬下職工職工名工資領(lǐng)導(dǎo)職工號111E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換學(xué)生學(xué)生課程課程選修選修學(xué)生學(xué)生名課程課程名選修n多對多聯(lián)系：將聯(lián)系定義為新的關(guān)系，屬性為參與雙方的碼112E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換構(gòu)成構(gòu)成零件零件母零件母零件

44、子零件子零件零件零件名構(gòu)成113E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n一對一聯(lián)系：若聯(lián)系雙方均部分參與，則將聯(lián)系定義為一個(gè)新的關(guān)系，屬性為參與雙方的碼職工職工配偶配偶丈夫丈夫妻子妻子配偶e2e3配偶號e1nulle2e3e3e2e4null114E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n一對一聯(lián)系：若聯(lián)系一方全部參與，則將聯(lián)系另一方的碼作為全部參與一方的屬性職工職工部門部門管理管理部門部門名管理職工號職工職工名115E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換n弱實(shí)體集：所對應(yīng)的關(guān)系的碼由弱實(shí)體集本身的分辯符再加上所依賴的強(qiáng)實(shí)體集的碼產(chǎn)品產(chǎn)品公司公司制造制造產(chǎn)品名產(chǎn)品名地址地址價(jià)格價(jià)格公司名公司名聯(lián)系電話聯(lián)系電話產(chǎn)品價(jià)格公司地址 聯(lián)系

45、電話116E-R模型向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換RSABCadbecf117前課回顧n局部視圖設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)分E-R圖的步驟）：選擇局部應(yīng)用（適當(dāng)層次數(shù)據(jù)流圖出發(fā)）逐一設(shè)計(jì)分E-R圖n標(biāo)定實(shí)體、屬性、碼， 確定聯(lián)系及類型n視圖的集成n1. 合并：解決各分E-R圖之間的沖突，將各分 E-R圖合并起來生成初步E-R圖。n2. 修改與重構(gòu)：消除不必要的冗余，生成基本E-R圖118前課回顧n邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)n將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)據(jù)模型n邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟119前課回顧nE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換內(nèi)容n將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型：將實(shí)體、實(shí)體的屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式。nE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則n實(shí)體n強(qiáng)實(shí)體、弱實(shí)體n屬性n聯(lián)系n1:1、1:n、m:n、多元聯(lián)系、自聯(lián)系120E