第3讲 数据库设计方法—逻辑模型以及ER模型到关系模型的转化
浅谈在数据库设计中E-R模型与关系数据模型转换的规律
51科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 程 技 术数据库设计是指对于一个给定的应用环境,构造最优的数据库模式,建立数据库及其应用系统,使之能够有效地存储数据,满足各种用户的应用需求。
数据库设计一般可分为六个步骤:需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护。
其中概念结构设计阶段通过对用户需求进行综合、归纳与抽象,产生一个独立于具体DBMS的概念模型。
一般用E-R模型(即实体一联系模型)表示概念模型。
逻辑结构设计是把概念结构转换为所选择的DBMS支持的数据模型。
目前,绝大多数是转换成关系数据模型。
这里就涉及至E-R模型向关系模型转换的问题。
E一R模型是由PeterChen于1976年提出的。
此后,人们对矛R模型进行了扩充和修改。
1 E-R 模型概念构成成分是实体集、属性和联系集,其表示方法如下。
(1)实体集用矩形框表示,矩形框内写上实体名。
(2)实体的属性用椭圆框表示,框内写上属性名,并用无向边与其实体集相连。
(3)实体间的联系用菱形框表示,联系以适当的含义命名,名字写在菱形框中,用无向连线将参加联系的实体矩形框分别与菱形框相连,并在连线上标明联系的类型,即1—1、1—M 或M —M 。
因此,E -R 模型也称为E -R 图。
2 关系数据模型概念行与列交叉的二维表称为关系,关系的每一行称为元组,关系的每一列称为属性,关系中唯一标识一个元组的属性或属性组称为候选码,简称码。
如果候选码有多个,则选定中一个作为主码。
如果关系R 中的属性或属性组X 并非R 的码,但X是另一个关系的码,则称X是R的外码。
3 作E-R 模型图的方法(1)确定实体和实体的属性。
(2)确定实体之间的联系及联系的类型。
(3)给实体和联系加上属性。
如何划分实体及其属性有两个原则可作参考:一是作为实体属性的事物本身没有再需要刻画的特征而且和其它实体没有联系。
ER图向关系模型的转化规则
ER图向关系模型的转化规则转换一般遵循如下原则：1．一个实体型转换为一个关系模式。
实体的属性就是关系的属性。
实体的码就是关系的码。
例如在我们的例子中，学生实体可以转换为如下关系模式，其中学号为学生关系的码：学生（学号，姓名，出生日期，所在系，年级，平均成绩）同样，性别、宿舍、班级、档案材料、教师、课程、教室、教科书都分别转换为一个关系模式。
2.一个联系转化为一个关系模式，与该联系相连的各实体的码以及联系的属性转化为关系的属性，该关系的码则有三种情况：若联系为1：1，则每个实体的码均是该关系的后选码。
若联系为1：n，则关系的码为n端实体的码。
若联系为m：n，则关系的码为诸实体码的组合。
2.1 联系为1：1一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。
如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，l 每个实体的码均是该关系的候选码。
如果与某一端对应的关系模式合并，则需要在该关系模式的属性中加入另一个关系模式的码和联系本身的属性。
例如在我们的例子中，"管理"联系为1:1联系，我们可以将其转换为一个独立的关系模式：管理（职工号，班级号）或管理（职工号，班级号）管理"联系也可以与班级或教师关系模式合并。
如果与班级关系模式合并，则只需在班级关系中加入教师关系的码，即职工号：班级：｛班级号，学生人数，职工号｝同样，如果与教师关系模式合并，则只需在教师关系中加入班级关系的码，即班级号：教师：｛职工号，姓名，性别，职称，班级号，是否为优秀班主任｝2.2 联系为1：n一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。
如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为n端实体的码。
如果与n端对应的关系模式合并，则在n端实体对应模式中加入1端实体所对应关系模式的码，以及联系本身的属性。
概念模型ER图及概念模型转化成关系模型讲课文档
1. 概念模型
概念模型的用途
概念模型用于信息世界的建模 是现实世界到机器世界的一个中间层次 是数据库设计的有力工具
数据库设计人员和用户之间进行交流的语言
对概念模型的基本要求
较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语 义知识
简单、清晰、易于用户理解。
现在三页，总共八十七页。
性设置的对话框，不同类型的元素由不同的页框组成。 元素的Name用于图中显示，所以一般取中文，而Code用于生成
物理模型的对象名（如表名、列名等），一般取英文字母。
现在三十二页，总共八十七页。
A、实体（ENTITY）
实体特性窗口中主要包含下列页框： General：设置实体（Entity）的编码（Code）、
属性
用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连 接起来
学生
学号
姓名
性别
年龄
现在十二页，总共八十七页。
E-R图(续)
An Introduction to Database System
联系
联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边
分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型
2. 信息世界中的基本概念
(1) 实体（Entity）
客观存在并可相互区别的事物称为实体。
可以是具体的人、事、物或抽象的概念。
(2) 属性（Attribute）
实体所具有的某一特性称为属性。 一个实体可以由若干个属性来刻画。
(3) 码（Key）
唯一标识实体的属性集称为码。
现在四页，总共八十七页。
信息世界中的基本概念(续)
一个1：1联系可以转换为一个独立的关系，也可 以与任意一端实体集所对应的关系合并。
数据库概念模型、逻辑模型、外部模型、内部模型之间的相互关系
数据库概念模型、逻辑模型、外部模型、内部模型之间的相互关系下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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数据库——数据库设计E-R图向关系模型的转换
数据库——数据库设计E-R图向关系模型的转换1、将下列物资管理E-R图转换为关系模式：转换原则⒈ ⼀个实体型转换为⼀个关系模式。
关系的属性：实体型的属性关系的码：实体型的码⒉ ⼀个m:n联系转换为⼀个关系模式(初步，以后可能调整）。
关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本⾝的属性关系的码：各实体型码的组合⒊ 1:n联系---与n端对应的关系模式合并在n端关系中加⼊1端关系的码和联系本⾝的属性⒋ ⼀个1:1联系，可以与任意⼀端对应的关系模式合并。
⒌ 3个或3个以上实体间的⼀个多元联系转换为⼀个关系模式。
关系的属性：与该多元联系相连的各实体的码以及联系本⾝的属性关系的码：各实体码的组合供应(供应商号,项⽬号,零件号,供应量)⒍ 同⼀实体集的实体间的联系，即⾃联系，也可按上述1:1、1:n和m:n三种情况分别处理。
⒎ 具有相同码的关系模式可合并。
⽬的：减少系统中的关系个数1.⼀个实体型转换为⼀个关系模式：供应商（供应商号，姓名，地址，电话号，账号）2.⼀个实体型转换为⼀个关系模式：项⽬（项⽬号，预算，开⼯⽇期）3.⼀个实体型转换为⼀个关系模式：零件（零件号，名称，规格，单价，描述）4. 3个或3个以上实体间的⼀个多元联系转换为⼀个关系模式。
供应（供应商号，项⽬号，零件号，供应量）5.⼀个实体型转换为⼀个关系模式：仓库（仓库号，⾯积，电话号）6. ⼀个实体型转换为⼀个关系模式。
1:n联系---与n端对应的关系模式合并。
（1：n⼯作联系）同⼀实体集的实体间的联系，即⾃联系，也可按上述1:1、1:n和m:n三种情况分别处理。
（职⼯与领导职⼯的⾃联系）职⼯（职⼯号，姓名，年龄，职称，仓库号，领导职⼯号）7. ⼀个m:n联系转换为⼀个关系模式。
库存（仓库号，零件号，库存量）2019/6/19更新后天考试，这⾥再给出两道课本样题1．学校中有若⼲系，每个系有若⼲班级和教研室，每个教研室有若⼲教员，其中有的教授和副教授每⼈各带若⼲研究⽣； 每个班有若⼲学⽣， 每个学⽣选修若⼲课程， 每门课可由若⼲学⽣选修。
数据库设计中E_R图向关系模式的转换
1 实体向关系模式的转换
实体向关系模式转换的基本规则是：E-R 图中的一个实 体转换为一个独立的关系模式，实体中的属性就是关系的属 性，实体的键就是关系中的键。按此规则，图 1 中的实体转 换后有以下 6 个关系模式：
学习成绩 （学号，课程编号，成绩）。
3 结语
在进行数据库逻辑设计的过程中，应根据需要选择相应 规则来进行 E-R 图到关系模式的转换。另外，由 E-R 图转换 成的关系模式一般包含的属性较少，为了以后数据查询的方 便，可能还会需要进一步合并关系模式。
参考文献
[1] 萨师煊，王珊. 数据库系统概论. 三版. 北京：高等教育 出版社，2000.
一对多联系向关系模式转换也有两种方法，第一种方法，
将联系转换为一个独立的关系模式，模式的名称为联系的名
称，模式的属性为相关联的实体的键以及联系本身的属性，
键为多方实体的键。用这种方法，图 1 中学校实体和系部实 体的 “管理”联系，系部实体和学生实体的 “招收”联系， 系部实体和教师实体的“聘用”联系，均转换为一个独立的 关系模式：
由上述分析可知，选择出的上报服务是正确的，获取了
2620-2627.
该服务组合实例的可靠性，从而使服务组合具有可信性。
该 Petri 网中的标识和变迁如下：
i 服务的初始状态
o 服务的结束状态
t1 专业厂定额员制定工时操作 p1 制定工时成功状态
t2 专业厂定额员上报工时操作 p2 上报工时成功状态
一个管理信息系统的好坏，很大程度上取决于数据库设 计的好坏，因此，数据库设计也是管理信息系统开发和建设 中的核心技术。按照规范设计的方法，数据库的设计分为 6 个阶段：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结 构设计、数据库实施以及数据库运行与维护。主要讨论在数 据库逻辑设计阶段中 E-R 图向关系模式的转换。
er模型和关系模型的对应关系
ER模型和关系模型是数据库设计中非常重要的概念，它们之间有着密切的对应关系。
在本文中，我们将深入探讨这两种模型的特点、关联和区别，以便更清晰地理解它们的重要性和应用价值。
1. ER模型的简介ER模型，即实体-关系模型，是由彼得·钱（Peter Chen）在1976年提出的一种数据模型。
它主要描述了现实世界中各种实体以及它们之间的关系，通过实体、属性和关系来构建数据库的模型。
在ER模型中，实体用矩形框表示，属性用椭圆形表示，关系用菱形表示，实体之间的联系用箭头表示。
2. 关系模型的简介关系模型是由埃德加·科德提出的，它是一种用表格形式来表示和操作数据的模型。
在关系模型中，数据以表的形式呈现，每个表代表一个实体，表中的行表示具体的实例，表中的列则表示实体的属性。
通过关系模型，可以更直观、方便地对数据进行操作和管理。
3. ER模型和关系模型的对应关系在数据库设计中，ER模型和关系模型有着密切的对应关系。
实际上，ER模型可以很自然地转换为关系模型。
在ER模型中，实体可以被转换为关系模型中的表，属性可以成为表的字段，关系可以成为表之间的关系。
通过这种对应关系，可以将现实世界中的概念和数据转化为数据库中的结构化数据，实现对数据的管理和应用。
4. 个人观点和理解我认为，ER模型和关系模型的对应关系是数据库设计中非常重要的一环。
通过对实体、属性和关系的建模，可以更清晰地把握数据的结构和关联，从而更有效地对数据进行管理和分析。
关系模型的表格形式也使得数据的操作和查询变得更加便捷和高效。
ER模型和关系模型的对应关系为数据库的设计和应用提供了坚实的基础和方法论支撑。
在本文中，我们深入探讨了ER模型和关系模型的对应关系，分析了它们的特点和重要性，并共享了个人的观点和理解。
通过对这一主题的全面评估和论述，相信读者对数据库设计和应用都会有更深入的理解和认识。
ER模型和关系模型在数据库设计中是非常重要的概念，它们之间有着密切的对应关系。
如何将ER图转化为关系模型(超详细、含例题)
如何把ER模型转换为关系模型这是数据库工程设计进行到逻辑设计的一重大环节，简单的说，如果概念设计是用ER模型，整合为全局的ER模型，那么在逻辑设计这块，主要任务就是把ER模型转换为关系模型。
转换只需知道三个转换准则:1:1遇到1:1 关系的话在两个实体任选一个添加另一个实体的主键即可。
1:N1:N 遇到1:N 关系的话在N端添加另一端的主键，假如有学生和班级两个实体，一个班级可以容纳多个学生，但是一个学生只能选择一个班级，因此班级和学生是1:N的关系，现在要转换为关系模型，我们只需在学生的这端加上班级的唯一标识即可，这样做的原因是，因为一个学生只能有一个班级，班级是相对学生唯一的。
N:M遇到N:M我们需要将联系转换为实体，然后在该实体上加上另外两个实体的主键，作为联系实体的主键，然后再加上该联系自身带的属性即可。
例如有学生和老师两个实体，一个学生可以由多名老师来授课，一名老师也可以授课多名学生，它们是M:N关系的，假如联系为授课，该联系上有成绩属性，因此当我们把它转换为关系模型时，我们把联系转换为联系实体，并添加学生实体的主键（学号）和教师实体的主键（教师编号）作为自己的主键，值得注意的是，授课实体的外键分别是学号和教师编号，但是它的主键是（学号，教师编号），另外它还拥有自己的一个属性成绩。
1:1:N这是三元联系的对应关系，但是当转换为关系模型时，和1:N的情况是差不多的。
我们只需将N端添加另外两端的主键即可。
M:N:P这种三元联系的三种多对应关系，看上去很复杂，其实转换起来并不是那么复杂了，我们要做的仅仅是将其中的联系转换为联系实体，然后在联系实体上添加M 端N端P端的主键，然后加上联系实体自身的属性，就行了。
例子：说了这么多看个小例子。
这是一份关于商店商品仓库的ER图。
先看仓库和商品之间是M:N的关系，于是我们首先想到的应该是把联系库存转换为库存实体。
库存（仓库号，商品号，日期，库存量）然后是商品实体和仓库实体商品（商品号，商品名，单价）仓库（仓库号，仓库名，地址）除此之外仓库和商品还有一个供应关系，同样是M:N关系：供应（仓库号，商品号，月份，月供应量）在上图的商店和仓库之间的关系可能写漏了，但是它们应该也是M:N的关系，一个商店可以被多个仓库供应，一个仓库也可以供应多个商店。
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2010春
2010春
物理模型（了解）
物理模型 在逻辑模型确定后，要将逻辑模型提出的静态结构、动 态结构、约束规则在计算机上进行实现，这项工作由 DBMS软件实现。 目前的DBMS大多支持关系型逻辑模型，比如Oracle, SQL Server，DB2等等。 我们也可以开发自己的DBMS，但这项工作的所需的人 力是很大的，所以当前软件行业的做法是：使用比较成 熟的DBMS系统，解决具体应用问题。因此，物理模式 一般不作过多的讨论。
2015/10/18
1
数据库原理与应用
第3讲 数据库设计方法—ER模型到 关系模型的转化
2015/10/18
2
本讲内容、重点和难点
重点 ER模型到关系模型的转化 难点 关系数据库概述 关系型逻辑模型是当前最常见的数据库逻辑模型
2015/10/18
3
1.逻辑模型（层次，网状，关系）、 物理模型
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课堂小练
2：:某大学实现学分制，学生可根据自己情况选课。每名学生可同时选修多门课程， 每门课程可由多位教师主讲；每位教师可讲授多门课程。其不完整的E-R图如图1所示。 1. 指出学生与课程的联系类型。指出课程与教师的联系类型。 2. 若每名学生有一位教师指导，每个教师指导多名学生，则学生与教师是如何联系？ 3. 在原E-R图上补画教师与学生的联系，并完善E-R图。 4. 最后将ER图转换成关系模型。 答： 学生与课程联系类型是多对多联系。 课程与教师的联系类型是多对多联系。 学生与教师的联系类型是一对多联系。 图1 完善本题E-R图的结果如图2所示。 m 图1 n
必须为“联系”单独建一个关系。该关系中至少应
包含被它联系的双方实体的“主键”，若“联系”有 属性，也要纳入该关系中。
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工程号
工程名
工程进度
工程项目
M
需求
工程项目（工程号，工程名， 工程进度）
数量
N
零件
P
厂家 厂名
需求（工程号，厂名，零件名， 数量） 厂家（厂名，厂址） 零件（零件名，单价）
零件名
单价
厂址
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20
课堂小练
1：试述采用E-R方法进行数据库概念设计的过程。 答：采用E-R方法进行数据库概念设计，可以分成3步进 行：首先设计局部E-R模式，然后把各局部E-R模式综合 成一个全局的E-R模式，最后对全局E-R模式进行优化， 得到最终的E-R模式，即概念模式。
学生表 课程表 教师表
学号 s1
姓名 学生A
课编号 课程名 c1 c1 课程A 课程B
教师号 姓名 t1 教师A
s2
学生B
t2
教师B
选课表
学号 s1
课编号 c1
修读学期 2010春 教师号 t1 t2
授课表（写写看）
课编号 c1 c2
授课学期 2010春 2010春
7
s1
s2
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c2
• 关系模型的基本概念 • 物理模型简介 • ER图到关系模型转换
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4
关系模型的基本概念
1．关系 将一个没有重复行、重复列的二维表看成一个关系。 2．元组（记录） 二维表的每一行在关系中称为关系的一个元组。 3．属性（字段） 二维表的每一列在关系中称为属性。 4．关键字 关系中用于区分和标示不同元组的属性组合。 5．外部关键字 如果关系中某个属性组合是另一个关系的关键字，则 称此属性组合为本关系的外部关键字。外部关键字体 现表间的联系。 6. 元 属性个数（n）称为关系的元。 5
课程（课程号，课程名，学分）
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13
3） 两实体集间1:1联系
对两实体间1：1联系，有二种转换方案：
第一：“联系”不单独建立关系，将实体集A主键放
到实体集B中作为外键。
第二： “联系”不单独建立关系，将实体集B主键放
到实体集A中作为外键。
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14
姓名
性别
年龄 方案1：
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8
从ER图导出关系模型数据结构
ER图描述信息的结构，是构造数据模型的依据。从ER图 出发导出关系模型数据结构的两点原则：
对 ER图中的每个“实体集”，都应转换成一个关系；
对ER图中的 “联系”，根据实体联系的方式，采取 不同的方法加以处理；
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1） 两实体集间1: N联系
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小课内容
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24
1. 问题 20分钟
1. 有人说：“E-R模型只能转换为关系模型，不能转换 为层次模型或网络模型”，这种说法对么？ 2. 简述E-R模型转换为关系模型规则（1:1, 1:N, N:M） 3. 关系模型和关系模式这两个概念有什么不同？关系模 式和关系这两个概念有什么不同？ 4. 一个关系可以有多个候选关键字么？一个关系可以有 多个关键字么？一个关系可以有多个外部关键字么？
校长
校长（姓名，性别，年龄）
学校（学校名，校址，类别， 姓名） 方案2 学校（学校名，校址，类别） 校长（姓名，性别，年龄， 学校名）
1
管理
1
学校
学校名
校址
类别
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15
以下的关系模型为补充内容
4） 同一实体集各实体间1: N联系 可在这个实体关系中多设一个属性，用来表示与当前 实体（表中当前行）相联系的另一个实体的“主键”。
工号
姓名
工资
另一个实体的主键 职工（工号，姓名，工资， 领导者工号，民意评价）
职工
1
领导
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N
民意评价
16
4） 同一实体集各实体间1: N联系
工号 1 2 3 …
姓名 陈一 李二 张三 …
工资 850 890 900 …
领导者工号 民意评价 3 称职 3 优秀 3 … 称职 …
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学生 选修 课程
图2
m m 讲授
n
指导
1 图2 6.12 图
教师
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完 善 后 的 E-R图 22
小结
1. 逻辑模型能够表现数据结构、数据操作、数据约束。 2. 逻辑模型有层次型、网络型、关系型三种，关系模型 是当前数据库的主要数据模型。 3. 为了表示数据在计算机上如何组织、如何操作、如何 约束，应将E-R模型转换为逻辑模型。 4. 关系型逻辑模型是当前最常见的数据库逻辑模型。 5. 关系数据库是表和其他数据库对象的集合，表的列应 满足原子特征，即列是不可分解的。
2015/10/18
关系示例:
部门表
部门编号 D001 D002 D003 D004 部门名称 总经理办 市场部 销售部 仓储部 员工编 号 E001 E002 E003 E004 E005
员工表
员工姓名 钱达理 东方牧 郭文斌 肖海燕 张明华 性 别 男 男 男 女 男 部门编 号 D001 D001 D002 D003 D004
2） 两实体集间M: N联系
必须对“联系”单独建立一个关系。“联系”关系 的属性至少包含它所关联的双方实体的“主键”， 若“联系”自身有属性，也要一起纳入“联系”关系 中。
2015/10/18
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学号
姓名
性别 学生（学号，姓名，性别） 成绩 选修（学号，课程号，成绩）
学生
M
选修
N
课程 课程号 课程名 学分
回顾
数据库的三级模式：外模式—用户视图，模式——全 局视图，内模式——物理视图。 通过两级映射提高数据的逻辑独立性和物理独立性。 概念模型中的两个概念：实体、联系. 数据模型包括：概念模型(ER)、逻辑模型、物理模型 概念模型的两个基本概念——实体与联系，E-R模型 是一种概念模型表示方法. 逻辑模型：层次型、网状、关系型
无需专门用一个关系表示“联系”。可将“1”方关
系的主键纳入“N”方关系中作为外键，同时把联系
的属性也一起纳入“N”方关系中。
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10
学校名
校址
校长 学校（学校名，校址，校长）
学校 年薪
1
聘任
N
教师 教师（教工号，姓名，专长， 学校名，年薪）
教工号
姓名
专长
外键
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2. E-R图练习 50分钟
实验3：ER图设计到关系模型转换.docx
关系（部门编号，部门名称）。 •员工关系（员工编号，姓名，性别，部门编号)。 •部门关系中有4个元组，员工关系中有5个元组。 •员工关系的外部关键字是部门编号，体现了部门关系与 员工关系之间的联系。
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6
讨论：实体集用表格来表示是容易理解的，联系如何用表 格来表示呢？以选课系统为例。
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5） 同一实体集各实体间M: N联系
则需为“联系”单独建一个关系。该关系中至少应 包含被它联系的双方实体的“主键”，若“联系” 有属性，也要纳入该关系中。
课程号 课程名 学分
课程
课程（课程号，课程名，学分）
M
预修
2015/10/18
N
预修（课程号，预修课程号）
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6） 多个实体集间M: N联系