第2章 实体联系模型精.ppt

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1、第第2 2章章 实体联系模型实体联系模型第1页，本讲稿共61页本章知识点wER模型概述wER图的组成元素 wER模型的创建 w关系模型概述 wER模型与关系模型的映射 第2页，本讲稿共61页实体联系模型概述实体联系模型概述w模型就是通过一些图形和符号来表示现实世界中的事物。w通过模型可以在系统实施之前对其有一个整体的认识。F一方面方便数据库设计人员与非专业用户之间进行一方面方便数据库设计人员与非专业用户之间进行沟通和交流沟通和交流；F另一方面模型的另一方面模型的修改成本较低修改成本较低，可以尽早发现设计中的缺陷和问题，可以尽早发现设计中的缺陷和问题并及时修正，以便更好地开展深层次的工作，降低因

2、变化而增并及时修正，以便更好地开展深层次的工作，降低因变化而增加的成本，设计出更加合理的系统。加的成本，设计出更加合理的系统。第3页，本讲稿共61页实体联系模型概述实体联系模型概述w房屋模型实例第4页，本讲稿共61页实体联系模型概述实体联系模型概述w概念模型是现实世界到信息世界的第一层抽象。w概念模型易于被用户所理解，是用户与数据库设计人员之间交流的工具。第5页，本讲稿共61页实体联系模型概述实体联系模型概述w最常用的概念模型：Peter Chen于1976年提出的实体联系方法（Entity Relationship Approach，简称ER方法）。w在实体联系方法中用ER图表示概念模型，用

3、ER图表示的概念模型也称为实体联系模型或ER模型。Peter Chen第6页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 wER模型是一种用图形表示数据及其联系的方法，ER模型通过ER图来表示。FER图包括三个组成元素，分别是图包括三个组成元素，分别是实体实体、联系联系和和属性属性。FER图图绘绘制制简简单单，图图符符较较少少，简简单单易易懂懂，可可以以快快速速建建立立待待开开发发系系统统的的概概念模型。念模型。第7页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 w实体 F实实体体(Entity)是是现现实实世世界界中中客客观观存存在在的的，而而且且可可以以相相互互区区别别的的事事物或活动的抽

4、象。物或活动的抽象。F在在ER图中，实体用矩形框表示，矩形框内写明实体的名称。图中，实体用矩形框表示，矩形框内写明实体的名称。第8页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 w属性 F属属性性(Attribute)是是描描述述实实体体或或联联系系中中的的一一种种特特征征。一一个个实实体体或或联联系通常具有多个特征，需要多个相应属性来描述。系通常具有多个特征，需要多个相应属性来描述。F码码(Key)或或键键是是属属性性的的一一种种，它它是是实实体体间间相相互互区区别别的的一一种种惟惟一一标标识。识。F在在ER图图中中，属属性性用用椭椭圆圆形形表表示示，椭椭圆圆形形内内写写明明属属性性的的名名

5、称称，用用无无向向边边将将其其与与相相应应的的实实体体连连接接起起来来，一一般般用用下下划划线线标标注注作作为为主主键的属性。键的属性。第9页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 w联系 F实实体体内内部部的的联联系系(Relationship)通通常常指指组组成成实实体体的的各各个个属属性性之之间间的关系，实体外部的联系通常指不同实体间的关系。的关系，实体外部的联系通常指不同实体间的关系。F在在ER图图中中联联系系用用菱菱形形表表示示，菱菱形形内内写写明明联联系系的的名名称称，用用无无向向边边分分 别别 与与 实实 体体 连连 接接 起起 来来，在在 无无 向向 边边 上上 注注 明

6、明 联联 系系 的的 类类 型型（1:1,1:n,m:n），如如果果联联系系有有属属性性，则则这这些些属属性性同同样样用用椭椭圆圆表表示，用无向边与联系连接起来。示，用无向边与联系连接起来。第10页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 w联系 F一对一联系一对一联系(One-to-One)如果一个实体A至多与一个实体B发生关系，反之亦然，则A与B两个实体之间具有一对一联系，简单记为1:1。第11页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 w联系 F一对多联系一对多联系(One-to-Many)如果一个实体A可以与多个（包含0个）实体B发生关系，而一个实体B至多与一个实体A发生关系，

7、则A与B两个实体之间具有一对多联系，简单记为1:n。第12页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 w联系 F多对多的联系多对多的联系(Many-to-Many)如果一个实体A可以与多个（包含0个）实体B发生关系，而一个实体B也可以与多个（包含0个）实体A发生关系，则A与B两个实体之间具有多对多的联系，简单记为m:n。第13页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 w联系 F除了实体之间存在联系外，有时实体内部也可能存在联系。除了实体之间存在联系外，有时实体内部也可能存在联系。第14页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 w联系 F在在某某些些情情况况下下，还还可可能能出出

8、现现多多个个实实体体（大大于于两两个个实实体体）之之间间存存在在联联系系，这这种种联联系系称称为为多多元元联联系系，这这与与两两个个实实体体之之间间的的二二元元联联系相对应。系相对应。第15页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素 wER图实例 第16页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素w思考思考F1.请描述以下请描述以下ER图代表的含义，并且填写相应的实体间的关系。图代表的含义，并且填写相应的实体间的关系。第17页，本讲稿共61页ER图的组成元素图的组成元素w思考思考F2.请用请用ER图表示下列关系，并在实体图上标明属性。图表示下列关系，并在实体图上标明属性。购买（顾客编号，

9、商品编号，购买数量，购买时间）顾客（顾客编号，顾客姓名，电话，地址）商品（商品编号，商品名称，价格）F3.一个教室可以容纳多个班级上课，但是一个班级只能在一个教一个教室可以容纳多个班级上课，但是一个班级只能在一个教室上课。识别其中的实体及联系，并绘制相应的室上课。识别其中的实体及联系，并绘制相应的ER图。图。第18页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实体联系模型的创建过程分为两个步骤F 局部局部ER图设计图设计F 全局全局ER图设计及优化图设计及优化第19页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w局部ER图设计 第20页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实

10、体联系模型的创建 w确定范围F在设计局部时首先要确定在设计局部时首先要确定局部局部ER图图设计的范围，规模较大的软件设计的范围，规模较大的软件系统包括多个子系统。系统包括多个子系统。F为了降低数据库设计的难度，可以先设计每个子系统的数据库，为了降低数据库设计的难度，可以先设计每个子系统的数据库，绘制局部的绘制局部的ER图，一个范围即对应一个相对独立的子系统图，一个范围即对应一个相对独立的子系统。第21页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w识别实体 F在确定的范围内，寻找和识别实体，确定实体的键。在确定的范围内，寻找和识别实体，确定实体的键。在需求文档中根据人员、组织、物品、

11、事件等名词来寻找实体；实体找到后，给实体取一个合适的名称，给实体正确命名时，可以发现实体之间的差别；根据实体的特点，标识实体的主键。实体在哪里？第22页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w确定联系 F对于识别出的实体，进行对于识别出的实体，进行两两组合两两组合，判断实体之间是否存在联系，判断实体之间是否存在联系，联系的类型是联系的类型是1:1，1:n，m:n，如果是，如果是m:n的实体，考虑是否可以的实体，考虑是否可以分解，增加关联实体，使之成为分解，增加关联实体，使之成为1:n的联系。的联系。第23页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w定义属性 F属性

12、是描述实体的属性是描述实体的特征特征和组成和组成F相同实体的属性应该具有相同的相同实体的属性应该具有相同的数量数量、名称名称和和数据类型数据类型F在实体的属性中，去掉软件系统在实体的属性中，去掉软件系统不需要不需要的属性的属性F必要时，需要人为地增加属性必要时，需要人为地增加属性例如：当实体缺少明确的主键，需要人为地设置主键F如果实体和属性之间没有明显的区别，能作为属性对待的，尽量如果实体和属性之间没有明显的区别，能作为属性对待的，尽量作为属性对待作为属性对待F定义属性的基本原则是：定义属性的基本原则是：属性是不可再分的数据项属性不能与其它实体产生联系第24页，本讲稿共61页实体联系模型的创建

13、实体联系模型的创建 w全局ER图设计及优化 F局部局部ER图设计好后，需要将所有的局部图设计好后，需要将所有的局部ER图集成起来，形成图集成起来，形成一个全局一个全局ER图。图。第25页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w全局ER图设计及优化F合合 并并 不同的局部ER图面向不同的应用，可能由不同的人进行设计或同一个人不同时间进行设计各个局部ER图可能存在许多不一致的地方，称之为冲突合并局部ER图的主要目的是消除冲突第26页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w全局ER图设计及优化F什么是冲突？什么是冲突？属性冲突：相同的属性在不同的ER图中属性值的类型、

14、取值范围或单位不同。命名冲突：相同的实体或属性在不同的局部ER图中有不同的名字，不同的实体或属性有相同的名字。结构冲突：同一事物在不同的局部ER图中，有的作为实体，有的作为属性；相同的实体在不同的局部ER图中属性的个数不一致；同一实体的在局部ER图中键不同；实体间的联系在不同的局部ER图中联系的类型不同。第27页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建w思思 考考F在某数据库的设计过程中，商品价格在有些地方使用在某数据库的设计过程中，商品价格在有些地方使用“元元”为单为单位，有些地方使用位，有些地方使用“万元万元”为单位，这种不一致现象称为为单位，这种不一致现象称为A.属性冲突B.

15、命名冲突C.结构冲突D.实体冲突 第28页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w全局ER图设计及优化 F重重 构构 重构的目的是消除不必要的冗余冗余属性是指可以用其他属性导出的属性。冗余联系是指可以通过其他实体之间的联系导出的联系。F冗余属性和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库的维冗余属性和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库的维护增加困难，应该予以消除。护增加困难，应该予以消除。第29页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实例分析：创建ER模型 F提出问题提出问题 分析本教材场景一：BigCollege网上选课系统，绘制相应的ER图。第30页，

16、本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实例分析：创建ER模型 F分析问题分析问题 (1)局部ER图设计确定范围：学生管理子系统 学生选课子系统第31页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实例分析：创建ER模型 F分析问题分析问题 (1)局部ER图设计识别实体：学生管理子系统包含实体：学生(Student)、系(Department)、专业(Major)学生选课子系统包含实体：学生(Student)、班级(Classes)、教室(ClassRoom)、系(Department)第32页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实例分析：创建ER模

17、型 F分析问题分析问题 (1)局部ER图设计确定联系：分析各范围中实体之间的两两关系，确定实体之间的联系。实体系(Department)和实体专业(Major)之间是1:n联系 实体专业(Major)和实体学生(Student)之间是1:n联系 实体学生(Student)和实体班级(Classes)之间是m:n联系 实体系(Department)和实体班级(Classes)之间是1:n联系 实体教室(ClassRoom)和实体班级(Classes)之间是1:n联系 第33页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实例分析：创建ER模型 F分析问题分析问题 (1)局部ER图设计定

18、义属性：实体系(Department)的属性 实体专业(Major)的属性 实体学生(Student)的属性 实体班级(Classes)的属性 实体教室(ClassRoom)的属性 实体学生(Student)与实体班级(Classes)之间联系的属性：考试成绩(Score)第34页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实例分析：创建ER模型 F分析问题分析问题 (1)局部ER图设计绘制局部ER图：学生管理子系统 第35页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实例分析：创建ER模型 F分析问题分析问题 (1)局部ER图设计绘制局部ER图：学生选课子系统 第36

19、页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实例分析：创建ER模型 F分析问题分析问题 (2)全局ER图设计集成各个局部ER图，进行合并和重构，合并相同的实体，消除冲突和不必要的冗余，可以得到全局ER图。第37页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建 w实例分析：创建ER模型 F 问题求解问题求解BigCollege网上选课系统全局ER图第38页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建w思考F某公司的经营销售系统需要存储以下信息：某公司的经营销售系统需要存储以下信息：(1)客户信息：客户代码、客户名、地址、电话，其中客户代码惟一；(2)产品信息：产品代码

20、、产品名称、单价，其中产品代码惟一；(3)订单信息：订单号、订货日期，其中订单号惟一。F该系统所涉及的数据存在如下约束：该系统所涉及的数据存在如下约束：(1)一个客户可以拥有多张订单，但是一张订单只能属于一个客户；(2)一种产品可以出现在多张订单上，在一张订单上也可以订购多种产品，并记录每种产品的订购数量。F绘制该经营销售系统的绘制该经营销售系统的ER图。图。第39页，本讲稿共61页关系模型概述关系模型概述 w1970年美国IBM公司研究员、ACM图灵奖获得者E.F.Codd博士首次提出了数据库系统的关系模型，开创了数据库关系方法和关系数据理论研究。在关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由

21、行和列组成。第40页，本讲稿共61页关系模型概述关系模型概述 w基本概念F关关系系模模型型是是一一种种简简单单的的二二维维数数据据表表格格，实实体体联联系系模模型型（ER图图）中中的的每每个个实实体体和和实实体体之之间间的的联联系系都都可可以以直直接接转转换换为为对对应应的的二二维维表表形形式。式。学号姓名性别年龄S001白玉芬女19S002唐嘉芝女18S003刘健鹏男21S004田 洋男19S005申一雅男18关系第41页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w概念模型（ER模型）向关系模型的转化就是将用ER图表示的实体、实体属性和实体联系映射为关系模式，具体而言就是

22、映射为关系型数据库系统(RDBMS)所支持的数据库对象，构造系统的逻辑数据模型。ER模型与关系模型映射的目的是根据ER模型生成关系（表），并确定关系的属性（列）。第42页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w 映射原则 F实体映射实体映射 每个独立实体映射为一个关系，即二维表，关系的键即为实体的键。学号姓名性别年龄学分 S001白玉芬女19123 S002唐嘉芝女1867 S003刘健鹏男21120 S004田 洋男1997 S005申一雅男1862 第43页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w 映射原则 F联系映射联系映射 一对一联系：在

23、一对一联系中，两个实体转换为关系，在两实体对应的任一关系中多设一个属性作为外键（此外键是与之关联的实体的主键）。第44页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w 映射原则 F联系映射联系映射 一对一联系系主任编号姓名性别年龄职称DD001李强生男46教授DD002赵德胜男42教授DD003王海洋男38高级工程师DD004刘玉明女45教授系编号系名联系电话地址系主任编号D001外语系87323123BigCollege大道123号DD001D002工商系87323234BigCollege大道234号DD002D003计算机系87323688BigCollege大道688

24、号DD003D004建筑系87323666BigCollege大道666号DD004第45页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w 映射原则 F联系映射联系映射 一对多联系：在一对多联系中，两个实体转换为关系，把“一”方实体的主键加入“多”方实体对应的关系中作为外键，若联系包含属性，则将联系的属性也加入“多”方实体对应的关系中。第46页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w 映射原则 F联系映射联系映射 一对多联系专业编号专业名专业带头人姓名M001日语王金宝M002英语陈龙M003阿拉伯语何炅新M004工商管理任德华学号姓名性别年龄专业编号

25、S001白玉芬女19M001S002唐嘉芝女18M001S003刘健鹏男21M001S004田 洋男19M002S005申一雅男18M002S006范 力男19M003S007高 红女20M004第47页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建w思考F为什么不将学生表中的学号移至专业表？为什么不将学生表中的学号移至专业表？第48页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w 映射原则 F联系映射联系映射 多对多联系：在多对多联系中，两个实体转换为关系，再为联系单独建立一个关系，联系的属性即为对应的关系的属性，该关系中包含联系双方实体的主键，关系的主键为各实体主键

26、的组合。第49页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w 映射原则 F联系映射联系映射 多对多联系学号姓名性别年龄已获学分S001白玉芬女19123S002唐嘉芝女1867S003刘健鹏男21120S004田 洋男1997班级编号课程名称开课时间学分C001微观经济学2009-3-12C002大学英语2009-3-14C003建筑艺术2009-3-163C004计算机网络2009-3-252学号班级编号考试成绩S001C00190S001C00254S002C00367S002C00167S003C00266S004C00498第50页，本讲稿共61页ER模型与关系模型

27、的映射模型与关系模型的映射 w 映射原则 F联系映射联系映射 多元联系：如果存在多元联系，则联系单独转换成一个关系，且该关系中包含各个关联实体的主键和联系的属性，关系的主键为各关联实体主键的组合。第51页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w 映射原则 F关系合并关系合并 如果存在主键相同的关系，为了减少系统中关系表的个数，可以合并这些关系。第52页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w实例分析：ER模型映射到关系模型 F提出问题提出问题 将BigCollege网上选课系统的ER图映射为相应的关系模型。第53页，本讲稿共61页ER模型与关系模

28、型的映射模型与关系模型的映射 w实例分析：ER模型映射到关系模型 F分析问题分析问题 实体转换 Department(depNo,depName,depDeanName,depTel,depAddress)Major(majorNo,majorName,majorLeader,majorTotalCredit)Student(stuNo,stuName,stuSex,stuAge,stuTotalCredit)Classes(classNo,classCourseName,classStartTime,classLimitNum,classExistNum,classCredit,classT

29、eacherName)ClassRoom(crNo,crBuildingName,crRoomNo,crNumberOfSeat)第54页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w实例分析：ER模型映射到关系模型 F分析问题分析问题 联系转换 将关系Department的主键depNo加入关系Major中作为外键 将关系Major的主键majorNo加入关系Student中作为外键 将关系Department的主键depNo加入关系Classes中作为外键 将关系ClassRoom的主键crNo加入关系Classes中作为外键 实体学生(Student)和实体班级(Cla

30、sses)之间是m:n联系，因此联系转换成一个新的关系模式Register，该关系的属性包括联系的属性和相关联的实体的主键，其主键为相关联的实体主键的组合，即关系Register属性包括stuNo、classNo和score，主键为(stuNo,classNo)，外键为stuNo和classNo。第55页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w实例分析：ER模型映射到关系模型 F分析问题分析问题 关系合并 由于各个关系的主键均不相同，因此无需进行关系合并。第56页，本讲稿共61页ER模型与关系模型的映射模型与关系模型的映射 w实例分析：ER模型映射到关系模型 F问题求解

31、问题求解 Department(depNo,depName,depDeanName,depTel,depAddress)Major(majorNo,majorName,majorLeader,majorTotalCredit,depNo)Student(stuNo,stuName,stuSex,stuAge,stuTotalCredit,majorNo)Classes(classNo,classCourseName,classStartTime,classLimitNum,classExistNum,classCredit,classTeacherName,depNo,crNo)ClassRo

32、om(crNo,crBuildingName,crRoomNo,crNumberOfSeat)Register(stuNo,classNo,score)第57页，本讲稿共61页实体联系模型的创建实体联系模型的创建w思考F某公司的经营销售系统需要存储以下信息：某公司的经营销售系统需要存储以下信息：(1)客户信息：客户代码、客户名、地址、电话，其中客户代码惟一；(2)产品信息：产品代码、产品名称、单价，其中产品代码惟一；(3)订单信息：订单号、订货日期，其中订单号惟一。F该系统所涉及的数据存在如下约束：该系统所涉及的数据存在如下约束：(1)一个客户可以拥有多张订单，但是一张订单只能属于一个客户；(

33、2)一种产品可以出现在多张订单上，在一张订单上也可以订购多种产品，并记录每种产品的订购数量。F 将先前绘制的将先前绘制的ER图映射为关系模型。图映射为关系模型。第58页，本讲稿共61页本章小结F概念模型是现实世界到信息世界的第一层抽象，它易于被用户所理解，是用户与数据库设计人员之间交流的工具，实体联系模型即ER模型是最常用的概念模型。F ER图是描述实体及其联系的一种常用工具，它简单易用、直观易懂，专业人员和普通用户都能够接受和理解。FER图包括三个组成元素，分别是实体、联系和属性。F实体之间的联系通常可以分为三种，分别是一对一联系、一对多联系和多对多联系。F实体联系模型的创建过程分为两个步骤

34、，分别是局部ER图设计和全局ER图设计及优化。F局部ER图设计包括四个步骤，分别是确定范围、识别实体、确定联系、定义属性。第59页，本讲稿共61页本章小结F 在全局ER图设计及优化时，分为合并和重构两个步骤。合并局部ER图的主要目的是消除冲突，冲突主要表现为三种，分别是属性冲突、命名冲突和结构冲突；重构的目的是消除不必要的冗余。F 关系模型是一种简单的二维数据表格，实体联系模型（ER图）中的每个实体和实体之间的联系都可以直接转换为对应的二维表形式。F 概念模型（ER模型）向关系模型的映射就是将用ER图表示的实体、实体属性和实体联系转换为关系模式。第60页，本讲稿共61页本章小结F 每个独立实体

35、映射为一个关系。每个独立实体映射为一个关系。F 在一对一联系中，两个实体转换为关系，在两实体对应的任一关系中多设一个属在一对一联系中，两个实体转换为关系，在两实体对应的任一关系中多设一个属性作为外键。性作为外键。F 在一对多联系中，两个实体转换为关系，把在一对多联系中，两个实体转换为关系，把“一一”方实体的主键加方实体的主键加入入“多多”方实体对应的关系中作为外键，若联系包含属性，则将联方实体对应的关系中作为外键，若联系包含属性，则将联系的属性也加入系的属性也加入“多多”方实体对应的关系中。方实体对应的关系中。F 在多对多联系中，两个实体转换为关系，再为联系单独建立一个关系，联系的属在多对多联系中，两个实体转换为关系，再为联系单独建立一个关系，联系的属性即为对应的关系的属性，该关系中包含联系双方实体的主键，关系的主键为各性即为对应的关系的属性，该关系中包含联系双方实体的主键，关系的主键为各实体主键的组合。实体主键的组合。第61页，本讲稿共61页