经典：数据库ER图模型
数据库ER图模型
A
10
基本Ｅ-Ｒ图要点
码在E-R图中的表示
实体集属性中作为主码的一部分的属性用下划线 来标明
姓名 学号 系别 课程名 先修课 学分 Nhomakorabea学生
选修
A
课程
11
基本概念
参与（Participation）
实体集之间的关联称为参与，即实体参与联系 如王军选修“数据库基础”，表示实体“王军”与 “数
据库基础”参与了联系“选修” 如果实体集E中的每个实体都参与到联系集R中的
A
40
弱实体集
还款号 还款金额 还款日期
贷款号 贷款金额
还款
隶属
贷款
还款的所有属性都不能作为主码
A
41
弱实体集
还款号 贷款号 还款金额 贷款号 贷款金额
还款金额 还款
隶属
贷款
贷款号冗余
A
42
还款号
弱实体集
还款金额
贷款号 贷款金额
还款日期
贷款
支付
账户
还款概念消失了
还款会和帐户发生支付联系
A
43
弱实体集
A
5
基本概念
实体型(Entity Type)
实体名与其属性名集合共同构成实体型 例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年级） 注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前
者的一个特例 如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一
个实体
实体集(Entity Set)
同型实体的集合称为实体集 如全体学生
教师
班主任
学生
A
27
联系的种类
多对多 E1中的一个实体与E2中n（n≥0）个实体相联系， 并且E2中的一个实体与E1中m（m≥0）一个实体相 联系
实体关系模型(E-R图)
3
1 E—R模型
1.1 E-R图的组成要素及其画法
1．E-R图要素：实体集、联系、属性、主关键字
2．绘制方法 把相互联系的实体集（方框）通过联系（菱形框）连 接起来，注明联系方式，再把实体集的属性（椭圆框） 连到相应实体集上。
25
3.1 两实体集间联系的转换 1．两实体集间1:n联系 两实体集间1:n联系，可将“一方”实体集 的主关键字纳入“n方”实体集对应的关系中作 为“外关键字”，同时把联系的属性也一并纳 入“n方”对应的关系中。 例如，图3所示的一对多的联系，可转换成 下面的两个关系模式 。
26
2．两实体集间m:n联系 对于两实体集间m:n联系，必须对“联系”
注意：一个系统的总体E—R图不是惟一的，强调不
同的侧面画出的E—R图可能有很大不同。总体E—R
图所表示的实体联系模型，只能说明实体间的联系，
还需要把它转换成数据模型才能被实际的DBMS所接
受。
19
【例7】某学校管理系统中有三个部门：教务处、人事处和 财务处。教务处职能是管理学生选课和教师任课；人事处职 能是管理人员的隶属关系；财务处职能是发放教师的工资。
作者和图书可用以下属性来描述： 作者——编号，姓名，职称 图书——书号，书名，出版日期
另外，在“创作”联系中应能反映出该书的合同时间 和完成时间。请根据描述画出能够反映实体之间的信 息关系的E-R图。
9
10
11
1.3 同一实体集内部不同联系情况的E-R图表示法
【例4】同一实体集内部的一对多联系的绘制方法。 假设在某单位里，职工实体集中的实体可分成两类： 领导者和被领导者。领导者可以领导多个被领导者， 而被领导者只有一个顶头上司，从而实现层层负责制。 而对于一个具体职工而言，他既可能是其他职工的领 导者，又可能被别的职工领导。
数据库设计中的ER模型介绍与应用
数据库设计中的ER模型介绍与应用数据库是应用程序中非常重要的一部分，对于企业来说，数据库是财富的积累和管理的重要手段。
在现代化企业信息化建设过程中，数据库的设计显得尤为重要。
ER模型是数据库设计中最流行和最常用的建模方法之一。
下面将逐步介绍ER模型的基本概念、关系对象、ER图以及实体关系设计。
一、基本概念1.1 数据模型数据模型是指对某一事物的相关数据进行的抽象和描述。
在数据库设计中，数据模型是结构化描述实体、联系、属性及它们之间关系的一种方法。
1.2 ER模型ER模型是一种基于实体关系的数据模型。
其核心概念是实体、属性、关系和联系。
这些概念构成了一个数据库系统的基本结构。
这个模型最早是由彼得·钱伯斯于1975年在一篇论文《实体类型和实体关系之图形表示法》中提出的。
1.3 实体(Entity)在ER模型中，实体是指一类现实世界中的对象或概念，其在该类中具有一定的独立性，可以由一个单一的或多个属性来描述。
例如，在一个学生信息管理系统中，学生就是一个实体，其属性可以包括姓名、性别、出生日期、学号等。
1.4 属性(Attribute)属性是指实体具有的特征或性质。
一个实体可以拥有一个或多个属性，属性可以比较简单，也可以非常复杂。
属性还可以用来描述一个实体在现实世界中的状态。
在上述学生信息管理系统中，姓名、性别、出生日期和学号都可以看作是学生的属性。
1.5 关系(Relationship)关系是指实体之间的某种联系或关联。
它是指两个实体之间或多个实体之间的静态或动态连接。
例如，在一个课程成绩管理系统中，学生和课程之间就存在着学生选课这种关系。
1.6 联系(Relationship Instance)联系的实例是指一种具体的关系，即一个实体和另一个实体之间的实际关联。
例如，在学生选课管理系统中，具体的某个学生选了某门课程就是一个联系的实例，它体现了这两个实体之间的关系。
二、关系对象在ER模型中，关系对象主要包括实体、属性、关系三种。
数据库设计ER图
数据抽象（续）
聚集
第20页/共72页
数据抽象（续） ▪ 复杂的聚集，某一类型的成分仍是一个聚集
更复杂的聚集
第21页/共72页
数据抽象（续）
3. 概括（Generalization） • 定义类型之间的一种子集联系 • 抽象了类型之间的“is subset of”的语义 • 继承性
分E-R图
合并
初步E-R图
可能存在冗余的数据 和冗余的实体间联系
消除不必要的冗余
基本E-R图
第53页/共72页
消除不必要的冗余，设计基本E-R图（续）
• 冗余 • 消除冗余的方法
第54页/共72页
1．冗余
• 冗余的数据是指可由基本数据导出的数据 冗余的联系是指可由其他联系导出的联系
• 冗余数据和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库维护增加困难 • 消除不必要的冗余后的初步E-R图称为基本E-R图
该厂劳动人事管理分E-R图
图7.29 劳动人事管理的分E-R图
第66页/共72页
消除冗余，设计生成基本E-R图实例（续）
系统的基本E-R(图7.30)
某工厂管第理6信7页息/共系7统2页的基本E-R图
消除冗余，设计生成基本E-R图实例（续）
集成过程，解决了以下问题： • 异名同义，项目和产品含义相同 • 库存管理中职工与仓库的工作关系已包含在劳动人事管理的部门与职工之
联系 • 整体概念结构能满足需要分析阶段所确定的所有要求
• 概念结构设计是整个数据库设计的关键
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概念结构（续）
现实世界 信息世界 机器世界
需求分析 概念结构设计
第4页/共72页
概念结构（续）
数据库之ER图
以仓库和器件两个实体之间的关联为例：
如果规定一个仓库只能存放一种器件，并且一种器件 只能存放在一个仓库，这时仓库和器件之间的联系是 一对一的；
如果规定一个仓库可以存放多种器件，但是一种器件 只能存放在一个仓库，这时仓库和器件之间的联系是 一对多的；
如果规定一个仓库可以存放多种器件，同时一种器件 可以存放在多个仓库，这时仓库和器件之间的联系是 多对多的。
一对一的联系
如果实体集A与实体集B之间存在联系， 并且对于实体集A中的任意一个实体，实体 集B中至多只有一个实体与之对应；而对实 体集B中的任意一个实体，在实体集A中也至 多只有一个实体与之对应，则称实体集A到 实体集B的联系是一对一的，记为1 : 1 。
一对一联系的例子
有车间和车间主任两个 实体，并且有语义：一个车间 只能有一名车间主任，一个职 工也只能在一个车间当主任。 那么车间和车间主任之间的联 系是一对一的，我们把这种联 系命名为任职。
仓库
1
工作
n
职工
多对多的联系
如果实体集A与实体集B之间存在联系， 并且对于实体集A中的一个实体，实体集B中 可以有多个实体与之对应；而对实体集B中 的一个实体，在实体集A中也可以有多个实 体与之对应，则称实体集A到实体集B的联系 是多对多的，记为m : n 。
多对多联系的例子
有仓库和器件两个实 体，并且有语义：一个仓 库可以存放多种器件，一 种器件可以存放在多个仓 库。那么仓库和器件之间 的联系就是多对多的，我 们把这种联系命名为库存。
胭 脂 蔻 灯 红 酒绿港
与订购业务有关的实体 订购业务？
订购业务管理模式语义：
一名职工可以经手多张订购单，但一张 订购单只能由一名职工经手；
一个供应商可以接受多张订购单，但一 张订购单只能发给一个供应商；
数据库ER模型
⑴确定所有的实体集合⑵选择实体集应包含的属性⑶确定实体集之间的联系⑷确定实体集的关键字，用下划线在属性上表明关键字的属性组合⑸确定联系的类型，在用线将表示联系的菱形框联系到实体集时，在线旁注明是1或n(多）来表示联系的类型作E-R图举例（1）以自底向上设计概念结构的方法为例，它通常分为两步：第一步：首先要根据需求分析的结果（数据流图、数据字典等）对现实世界的数据进行抽象，设计各个局部视图即分E-R图。
第二步：集成局部视图。
概念结构是对现实世界的一种抽象，一般有三种抽象：⑴分类（ is member of ）⑵聚集 ( is part of)⑶概括 (is subset of )设计分E-R图的步骤是：⑴选择局部应用在需求分析阶段，通过对应用环境和要求进行详尽的调查分析，用多层数据流图和数据字典描述了整个系统。
设计分E-R图的第一步，就是要根据系统的具体情况，在多层的数据流图中选择一个适当层次的（经验很重要）数据流图，让这组图中每一部分对应一个局部应用，我们即可以以这一层次的数据流图为出发点，设计分E-R图。
一般而言，中层的数据流图能较好地反映系统中各局部应用的子系统组成，因此人们往往以中层数据流图作为设计分E-R图的依据⑵逐一设计分E-R图每个局部应用都对应了一组数据流图，局部应用涉及的数据都已经收集在数据字典中了。
现在就是要将这些数据从数据字典中抽取出来，参照数据流图， <1> 标定局部应用中的实体, <2> 实体的属性、标识实体的码， <3> 确定实体之间的联系及其类型（1：1、1：n、m：n）。
<1> 标定局部应用中的实体现实世界中一组具有某些共同特性和行为的对象就可以抽象为一个实体。
对象和实体之间是 "is member of "的关系。
例如在学校环境中，可以把张三、李四、王五等对象抽象为学生实体。
对象类型的组成成分可以抽象为实体的属性。
数据库概念模型(e-r图)设计
课程名
教师表teachers（主码-教师号）
教师名
教师号
部门
教研室
职称
选课表SC（主码-学号and课程号）
学号Sno
课程号Cno
选课类别Selectkind
总成绩Agrade
平时成绩Ograde
考试成绩Egrade
讲授表teach(主码-教师号and课程号)
教师号tno
课程号cno
课程类别Classki学生信息管理系统
1.需求分析
此系统能够记录学生的选课情况、教师的授课情况以及学生、课程、教师的基本情况，并通过用户权限进行操作。
2.E-R图
3.关系模型
学生表students（主码-学号）
学号
姓名
专业
所在系
班号
年级
班级表classes（主码-班号）
班号
年级
班名
课程表courses（主码-课程号）
讲授学期Teachterm
课时数Classnum
系统用户表
用户名hostname
密码password
权限userpermission
关系模型学生表students主码学号学号姓名专业所在系年级班级表classes主码班号课程表courses主码课程号课程名课程名教师表teachers主码教师号教师名教师号部门教研室职称选课表sc主码学号and课程号学号sno课程号cnoegrade讲授表teach主码教师号and课程号教师号tno课程号cnoclassnum系统用户表用户名hostname密码password权限userpermission
数据库设计中的关系图模型与ER图模型
数据库设计中的关系图模型与ER图模型在数据库设计中，关系图模型与实体关系(ER)图模型是两种常用的数据建模方法。
关系图模型使用关系型数据表来表示实体间的联系，而ER图模型使用实体、联系和属性的图形符号表示。
本文将深入探讨这两种模型，并比较它们的特点和适用场景。
1. 关系图模型关系图模型是基于关系代数原理的一种数据建模方法。
在关系图模型中，数据存储在表中，每个表代表一个实体类，而实体类的属性则对应着表中的列。
关系图模型使用外键来表示实体之间的联系，外键是指一个表中的列引用了另一个表的主键。
通过使用关联关系，可以将多个表连接在一起，形成更复杂的数据模型。
优点：1. 结构简单直观：关系图模型使用表格形式表示数据，易于理解和使用。
2. 灵活性高：关系图模型允许在表之间建立复杂的关联关系，方便扩展和修改数据库模型。
3. 数据一致性强：关系图模型通过外键关系确保数据的完整性和一致性。
缺点：1. 难以处理复杂关系：对于多对多关系、继承关系等复杂的数据模型，关系图模型的表格形式可能不够灵活。
2. 性能受限：关系图模型在处理大规模数据集和复杂查询时性能可能受到影响。
适用场景：关系图模型适用于简单的数据模型，例如商店库存管理系统、学生信息管理系统等。
这些系统的数据结构相对简单，关系图模型足以满足其需要。
2. 实体关系(ER)图模型实体关系(ER)图模型在数据库设计中应用广泛。
ER图模型使用图形符号来表示实体、联系和属性之间的关系。
其中，实体代表一种具体的事物，联系表示不同实体之间的关系，属性则是实体和联系的特征或描述。
优点：1. 可视化直观：ER图模型使用图形符号表示实体、联系和属性之间的关系，直观易懂。
2. 表达能力强：ER图模型能够准确地表达实体之间的各种关系，如一对一、一对多、多对多等。
3. 数据结构灵活：ER图模型可以灵活地应对复杂的数据结构，如继承关系、嵌套关系等。
缺点：1. 抽象性强：ER图模型相对于关系图模型较为抽象，需要一定的学习成本。
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多值依赖
001
数学
1234
001
物理
1234
001
数学
5678
001
物理
5678
18
属性的类型
NULL属性
null表示“无意义”，当实体在某个属性上没有值 时设为null 如通讯录（姓名，email，电话，BP），若某人没 有email地址，则在email属性上取值为null
null表示“值未知”，即值存在，但目前没有获得 该信息 如职工（姓名，部门，工种，身份证），如果目 前不知道职工身份证号码，则设身份证值为null
提纲
数据库设计过程 基本概念 映射的基数 弱实体集 扩展ER特性 ER模型设计要点 概念数据库设计过程 E-R模型向关系模式的转换
2
ER模型 /ODL
数据库设计过程
需求分析 概念数据库设计 逻辑数据库设计 物理数据库设计
确定存储哪些数 据，建立哪些应 用，常用的操作 及对象有哪些等
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属性的类型
派生（Derived）属性与基属性
可以从其他相关的属性或实体派生出来的属性值 如学生（学号，姓名，平均成绩），选课（学号，
课程号，成绩），则平均成绩可由学生所选课程 的总成绩除以课程总数来得到。称平均成绩为派 生属性，而成绩为基属性，或存储属性 数据库中，一般只存基属性值，而派生属性只存 其定义或依赖关系，用时再从基属性中计算出来
１２的整数
5
基本概念
实体型(Entity Type)
实体名与其属性名集合共同构成实体型 例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年级） 注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前
者的一个特例 如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一
个实体
实体集(Entity Set)
同型实体的集合称为实体集 如全体学生
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角色在E-R图中的表示
表示要点
当需要显式区分角色时，在连接菱形和矩形的线 上加上说明性标注以区别不同的角色
管理
职员
雇佣工作16Fra bibliotek属性的类型
简单属性
不可再分的属性
学生
如学号、年龄、性别
姓名
电话号码
年龄
复合（Composite）属性
可以划分为更小的属性
区号
本地号码
把相关属性聚集起来以反映更高层次的概念，可 以使模型更清晰
基本Ｅ-Ｒ图要点
码在E-R图中的表示
实体集属性中作为主码的一部分的属性用下划线 来标明
姓名 学号 系别 课程名 先修课 学分
学生
选修
课程
11
基本概念
参与（Participation）
实体集之间的关联称为参与，即实体参与联系 如王军选修“数据库基础”，表示实体“王军”
与 “数据库基础”参与了联系“选修” 如果实体集E中的每个实体都参与到联系集R中的
用双线连接联系 与完全参与的实体
“部门”完全 参与联系“经
理”
13
基本概念
存在依赖（Existence Dependency）
如果实体x的存在依赖于实体y的存在，则称x存在 依赖于y
y称作支配实体，x称作从属实体 如果y被删除，则x也要被删除 考虑分期付款的例子，对每一个“贷款”实体，
有若干个“还款”实体与之关联，“还款”实体 存在依赖于“贷款”实体
对需求分析所得 到数据的更高层
的抽象描述
将概念模型所描 述的数据映射为
某个特定的 DBMS模式数据
3
基本概念
历史
Ｅ-Ｒ模型：Entity-Relationship Model 1976年，P.P.S.Chen提出Ｅ-Ｒ模型，用Ｅ-Ｒ图来
描述概念模型
观点
世界是由一组称作实体的基本对象和这些对象之 间的联系构成的
6
基本概念
联系(Relationship)
实体之间的相互关联 如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有班
长关系 联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联
系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性
元或度（Degree）
参与联系的实体集的个数称为联系的元 如学生选修课程是二元联系，供应商向工程供应
零件则是三元联系
7
基本概念
码(Key)
能唯一标识实体的属性或属性组称作超码 超码的任意超集也是超码 其任意真子集都不能成为超码的最小超码称为候
选码 从所有候选码中选定一个用来区别同一实体集中
的不同实体，称作主码 一个实体集中任意两个实体在主码上的取值不能
相同 如学号是学生实体的码 通讯录（姓名，邮编，地址，电话，Email，BP）
至少一个联系，则称E全部参与R 如果实体集E中只有部分实体参与到联系集R的联
系中，则称E部分参与R 如“职工”与“部门”之间的“经理”联系，
“职工”实体集部分参与，而“部门”实体集完 全参与
12
参与在E-R图中的表示
姓名 职工号 工种 部门号 部门名 地址
职工 管理 部门
“职工”部分 参与联系“经 理”
8
小试牛刀
A
B
C
1
2
3
2
3
4
1
4
5
3
2
6
有哪些超码？有哪些候选码？
9
基本Ｅ-Ｒ图要点
例：学生选修课程
姓名
学号
系别
用椭圆表示实 体的属性
课程名 先修课
学分
用无向边 学生
把实体与
选修
课程
其属性连 接起来
联系的 数量
用矩形表示实
成绩
将参与联系的实 体用线段连接
体集，在框内
用菱形表示实
写上实体名
体间的联系 10
全部参与与存在依赖
设A R B，若A存在依赖于B，则A全部参与联系R
14
基本概念
角色（Role）
实体在联系中的作用称为实体的角色 当同一个实体集不止一次参与一个联系集时，为
区别各实体的参与联系的方式，需要显式指明其 角色 如学生与学生间的班长关系，职工与职工之间的 经理关系，课程之间的先修关系
4
基本概念
实体(Entity)
客观存在并可相互区分的事物叫实体 如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论
属性(Attribute)
实体所具有的某一特性 一个实体可以由若干个属性来刻画 例如，学生可由学号、姓名、年龄、系等组成
域(Domain)
属性的取值范围 例如，性别的域为（男、女），月份的域为１到
如电话号码=区号+本地号码 出生日=年+月+日
学生
1NF Vs 嵌套关系
姓名
年龄
区号
本地号码
17
属性的类型
单值属性
每一个特定的实体在该属性上的取值唯一 如学生的学号，年龄、性别、系别等
多值属性
某个特定的实体在该属性上的有多于一个的取值 如学生（学号，所选课程，联系电话）
学号 所选课程 联系电话