利用實體-關系模型規(guī)劃資料庫

第10章利用『實體-關係模型』規(guī)劃資料庫著作權(quán)所有?旗標出版股份有限公司本章提要何謂『實體-關係模型』『實體-關係模型』的組成要素擴充實體-關係模型何謂『實體-關係模型』實體-關係模型(Entity-RelationshipModel,簡稱E-RModel)是一套資料庫的設計工具,運用真實世界中事物和關係的觀念,來解釋資料庫中抽象的資料架構(gòu)。由於利用實體-關係模型設計資料庫時,並不會牽涉到資料庫的操作、儲存方式...等複雜的電腦運作。何謂『實體-關係模型』實體-關係模型利用圖形的方式–實體-關係圖(Entity-RelationshipDiagram)來表示資料庫的概念設計,有助於設計過程中的構(gòu)思及溝通討論。如下圖所示：『實體-關係模型』的組成

要素實體-關係模型主要是由實體(Entity)、關係(Relationship)及屬性(Attribute)所組成。實體實體(Entity)就是真實世界中的物件,例如：實體集合、實體類型與實例在實體-關係模型中,我們會將同一類型的實體集合起來成為實體集合(EntitySet),它們都具有相同的特性。例如Randy、Admas、George...等學生都是同類型的實體,集合起來成為實體集合,他們都有相同的特性,像學號、姓名、性別...等等：實體集合、實體類型與實例實體集合、實體類型與實例為了能明確區(qū)別每一個實體集合,我們便依照其特性之不同,賦予一個識別的名稱。例如將上圖的實體集合稱為學生實體類型(EntityType)。而Randy、Admas及George就稱為學生實體類型中的實例(Instance)。實體集合、實體類型與實例在實體–關係圖中,我們以單矩形來表示實體類型,並將其名稱標示在矩形中。例如：弱實體弱實體,就是必須依靠其他實體才能存在。如果弱實體所依靠的實體消失了,則該弱實體也就變得沒有意義了。例如學校的學生是一個實體,而學生家長就可算是弱實體,必須依靠學生實體才能存在,如果學生從學校畢業(yè)了,則該學生的家長自然也就跟著被刪除了。弱實體在實體–關係圖中,弱實體是以雙矩形來表示,並將名稱標示在其中。例如：一般實體弱實體以外的實體都算一般實體,它不必依靠其他實體存在。例如學生、書籍都是一般實體。通常我們所稱的實體就是指一般實體。關係實體和實體之間必須透過關係才能產(chǎn)生聯(lián)繫,否則只是兩個不相干的實體。例如學生Randy必須要選修電腦概論,才能上該門課,並取得學分。如果沒有選修該門課程,就無法上該門課及取得學分。也就是說學生實體必須透過選修關係和課程實體產(chǎn)生關聯(lián)。關係實體和實體之間的關係,在實體-關係圖中我們以菱形表示(名稱標示其中),並利用直線連接兩個實體。例如：關係的類型實體-關係模型為建立關聯(lián)式資料庫的過程之一,我們在前一章曾提到關聯(lián)式資料庫的關聯(lián)類型有一對一、一對多及多對多三種。同樣,在實體-關係模型中,我們亦可將實體與實體之間的關係分為一對一、一對多及多對多等3種關係：關係的類型『一對一』關係(OnetoOne)

這是最簡單的關係,在具有關係的兩個實體中,甲實體的任一實例只能對應到乙實體的單一實例；而乙實體中的任一實例也只能對應到甲實體的單一實例。關係的類型『一對一』關係(OnetoOne)

例如：一個學生只能分配到一個座位,而一個座位同時也只能分配給一個學生。如下圖(我們以"1"分別代表一對一的兩方)：關係的類型『一對多』關係(OnetoMany)

在具有關係的兩個實體中,甲實體的任一實例可對應到乙實體的多個實例；但乙實體的任一實例只能對應到甲實體的單一實例。關係的類型『一對多』關係(OnetoMany)

例如一個學生只能分配一間宿舍,但一個宿舍卻可同時容納多個學生。如下圖所示(我們以"1"代表一對多關係中一的一方,而"m"代表一對多關係中多的一方)：關係的類型『多對多』關係(ManytoMany)

在具有關係的兩個實體中,甲實體的任一實例可對應到乙實體的多個實例；而乙實體的任一實例也可對應到甲實體的多個實例。關係的類型『多對多』關係(ManytoMany)

例如一個學生可選修多門課程,而一個課程也可同時讓多位學生選修。如下圖所示(我們以英文字母"m"及"n"分別代表多對多的兩方)：實體與弱實體的表示法以上這3種關係皆適用於實體與弱實體之間的關係。不過,為了區(qū)分和一般實體的關係,我們會以雙菱形來表示實體與弱實體之間的關係,而弱實體和關係之間以雙直線連接,如下圖所示：屬性實體由若干屬性(attribute)所組成,每個屬性都代表實體某方面的特性。例如一本書有書名、出版社、出版年份、定價...等特性。若有一本書的書名為『數(shù)位相機聖經(jīng)』、出版社為旗旗出版公司、出版年份為2003年、定價860元...等等,這些都是該本書的屬性。屬性在實體-關係圖中,

屬性是以"橢圓形"來表示,並且以實線和實體相連接,屬性名稱放至於橢圓形中。例如書籍實體的屬性表示如下：屬性的類型鍵屬性(KeyAttribute)推導屬性(DerivedAttribute)複合屬性(CompositeAttribute)多值屬性(Multi-ValuedAttribute)鍵屬性在實體的所有屬性中,若有一個屬性能唯一代表該實體,則我們稱之為鍵(Key)屬性。例如以學號屬性就能識別學生實例,或利用訂單編號+

產(chǎn)品編號來識別訂單實例。學號及訂單編號+

產(chǎn)品編號都是鍵屬性。鍵屬性若為鍵屬性,在實體-關係圖中會在屬性名稱底下畫"底線"表示。例如書籍實體中的書籍編號屬性：弱實體中的識別屬性在一般實體中,我們會選擇一個唯一識別該實體的屬性做為鍵屬性；同理,在弱實體中,亦會選擇一個屬性做為該弱實體中各個實例的識別屬性,如下圖所示：推導屬性實體中某些屬性可由其他屬性推導而來,則這些屬性我們稱之為推導屬性(DerivedAttribute)。在實體–關係圖中,以"虛線橢圓形"來表示：複合屬性若某些屬性又可再細分為多個小屬性,我們稱這些屬性為複合屬性(CompositeAttribute)。例如姓名屬性就可再細分為姓氏及名字兩種屬性。在實體–關係圖中,其表示方式為：多值屬性當一個屬性具有一個以上的值時,我們稱為多值屬性。在實體–關係圖中,以"雙橢圓形"來表示：擴充實體-關係模型擴充實體-關係模型(ExtendedEntity-RelationshipModel,簡稱EERModel)是實體-關係模型的擴充,除了包含前述實體-關係模型的概念外,還加入了超類型和子類型的觀念。擴充實體-關係模型超類型/子類型的關聯(lián)特殊化(Specialization)歸納化(Generalization)子類型的disjoint與overlap超類型/子類型的關聯(lián)在設計資料庫的過程中,其實實體並不如想像中單純。因為有時實體還可依據(jù)某些特性上的差異,再細分為更多的實體。例如圖書公司的員工,還必須區(qū)分出哪些員工是寫作人員、哪些是美編人員、哪些是銷售人員...等。因此,必須要利用超類型和子類型的觀念來操作。如下圖所示：超類型/子類型的關聯(lián)在員工實體中,依照職務上的特殊性再區(qū)分為寫作人員、美編人員及銷售人員等實體。員工實體就是超類型(SuperType),而寫作人員、美編人員及銷售人員就是員工實體的子類型(SubType)。採用超類型/子類型的因素在一個實體集合中,可能某些實體具有特殊的屬性,而我們必須要將它們和其他實體做區(qū)別,此時就必須運用到超類型和子類型。例健身俱樂部的客戶實體,又區(qū)分了一般客戶及會員客戶,主要是在會員客戶實體中具有特殊的屬性－是否參加健身課程,而在一般客戶實體中就沒有這個屬性。採用超類型/子類型的因素可能某些關係只關聯(lián)到一個實體集合中的某些實體,此時就必須運用到超類型和子類型。例如健身俱樂部開設了有氧舞蹈...等課程,這些課程只允許會員參加,此時便需要在客戶實體中細分出會員客戶實體,然後再將它和課程建立關係。擴充實體-關係模型的屬性

繼承關係在擴充實體-關係模型中,有一個非常重要的觀念,那就是繼承。因為子類型中的任一實例都是由超類型再細分出來,所以一定也屬於超類型的實例之一。特殊化(Specialization)將員工實體依照其特殊特性,細分為寫作人員、美編人員及銷售人員實體的過程,我們稱為特殊化(Specialization)。在實體-關係圖中,我們會將此種關係表示如下：歸納化(Generalization)在圖書公司的員工實體例子中,我們是利用實體中部份相異的特性,區(qū)分出許多子類型。但反過來,我們亦可將許多實體中共同的特性集合起來,合成一個超類型。例如我們可將大學生、中學生及小學生等子類型中相同的特性抽出來(例如姓名、年齡、地址...),

歸納成一個學生超類型。這種處理過程,我們稱為歸納化

(Generalization)。歸納化(Generalization)特殊化和歸納化最大的差別在於前者強調(diào)一個實體類型中不同的特性。而後者是強調(diào)多個實體中的共同特性。子類型的disjoint與overlap在特殊化的過程中,依照實體在子類型中的隸屬關係,還可區(qū)分為disjoint(不相交)與overlap(重疊)的關係。子類型的disjoint關係在disjoint的關係中,所有的實例最多都只能隸屬於一個子類型。例如我們將某大學的學生實體區(qū)分為大學生及研究生兩種子類型,被歸類到其中一個子類型的學生,就不可能再屬於其它的子類型,意即不是大學生就是研究生,不可能出現(xiàn)既是大學生