实体-联系模型
ER模型 实体 联系模型
一· 数据库设计过程概念阶段逻辑阶段实现阶段8. 联系的种类在ER图中的表示10. 一元联系的种类11. 联系的势三· 扩展ER表达1. 弱实体集如果一个实体集的所有属性都不足以形成主码，则称这样的实体集为弱实体集４. 弱实体集与存在依赖的关系弱实体集必然存在依赖于强实体集（Strong Entity Set)存在依赖并不总会导致一个弱实体集，从属实体集可以有自己的主码６. 概括：自底向上、逐步合成的数据库设计过程概括中的属性继承：如“博士”算参加工作，会继承“职工”的属性７.聚集聚集是一种抽象，通过它联系被抽象为高层实体集实体集A与B以及它们的联系可被看成实体集，然后与另一实体集C发生联系 ８. ER符号汇总9. 选择困难症四· 概念数据库设计过程五·ER模型向关系模式的转换1.实体向关系模式的转换2.复合属性向关系模式的转换3.多值属性向关系模式的转换4. 一对多联系向关系模式的转换5. 多对多联系向关系模式的转换将联系定义为新的关系，属性为参与双方的码6. 一对一联系向关系模式的转换若联系一方全部参与，则将联系另一方的码作为全部参与一方的属性7. 弱实体向关系模式的转换弱实体集所对应的关系的码由弱实体集本身的分辩符再加上所依赖的强实体集的码8. 概括向关系模式的转化高层实体集和底层实体集分别转化为表，低层实体集所对应的关系包括高层实体集的码如果概括是不相交并且是全部的，即一个高层实体最多并且只能属于一个低层实体集，则可以不为高层实体集建立关系，低层实体集所对应的关系包括上层实体集的的所有属性9. 聚集向关系模式的转换实体集A与B以及它们的联系R被看成实体集C，C与另一实体集D构成联系S，则S所对应的关系的码由R和D的码构成。
实体联系模型
实体联系模型实体-联系模型基本概念实体：实体是有别于其他对象的⼀个事物，⽐如⼈，教师，学⽣，课程，专业。
实体集：⼀系列实体组成的集合，在数据库中对应的就是⼀个表。
属性：⼀组属性构成⼀个实体，⽐如学⽣可能具有学号，姓名，年龄等属性。
每个实体中的属性都有⼀个值。
所以⼀个数据库中包含若⼲个实体集，每个实体集中有若⼲个实体，每个实体中有⼀些属性。
联系：多个实体之间相互关联，⽐如教师Katz 和学⽣Shankar 可能存在⼀个联系advisor ，表⽰Katz 是Shankar 的⽼师联系集：相同类型联系的集合。
如果E 1,E 2,E 3,...,E n 是实体集，联系集R 是如下集合的⼀个⼦集，n >=2,(e 1,e 2,...,e n )是其中的⼀个联系。
(e 1,e 2,...,e n )|e 1∈E 1,e 2∈E 2,...,e n ∈E n 说⽩了，联系集就是咱们⽤数据库时建的那些⽤来联系两个表的表，⽐如选课表⽤来联系学⽣和课程之间的⼀个关系。
⽽这个联系⽤数学表⽰就是(student _id ,course _id )，所有这些元组就组成了联系集{(student _id ,course _id )|student _id ∈student ,course _id ∈course }，也就是选课表。
参与：实体集之间的关联称为参与，⽐如⼀个学⽣Shankar 和⼀门课程Comp. Sci.共同参与到选课这个联系中。
联系实例：两个实体集中的实体参与到⼀个联系中时，就构成了⼀个联系实例，⽐如学⽣Shankar 选了Comp. Sci.课程，那么它们就构成了选课联系中的⼀个联系实例。
⾓⾊：实体在联系中充当的功能。
描述性属性：联系中可以具有⼀些描述性属性，⽐如通过⼀个date 来记录学⽣在何时选了⼀门课。
联系集的度：参与联系集的实体集个数，⼀般情况下联系集的度为2，称为⼆元联系集。
属性简单属性和复合属性之前的属性都是简单属性，就是只有⼀个值的属性，复合属性可以继续划分称更⼩的属性。
数据库系统概论——实体-联系模型、ER图
画E-R图
例2.学生信息管理系统
❖ 1.找出当前问题/应用涉及到的所有实体型 ❖ 2.分析实体型的属性
▪ 学生： 学号、姓名、性别、系别、出生日期、入学日 期、奖学金
▪ 课程 ：课程号、课程名、教师、学分、类别
❖ 3.找出实体型之间的联系 ❖ 4.确定联系的映射基数以及是否具有属性
联系中的一个重要概念——映射基数
❖ 映射基数 ❖ 指明通过一个联系集能同时与另一实体相联系的
实体数目
二、两个实体型之间的联系
用图形来表示两个实体型之间的这三类联系
实体型A
实体型A
实体型A
1
1
m
联系名
联系名
联系名
1 实体型B 1:1联系
n 实体型B 1:n联系
n 实体型B m:n联系
二、两个实体型之间的联系（续）
画E-R图
借书日期
更新日期
图书名称 图书分类号
作者
图书
n
1
借阅
编号 读者
状态 姓名 工作单位
出版社
图书编号
图书价格
还书日期
办证日期 罚金
身份证号
随堂练习
❖ 医院病房计算机管理系统 ❖ 其中，一个科室有多个病房、多个医生，一个病
房只能属于一个科室，一个医生只属于一个科室， 但可负责多个病人的诊治，一个病人的主管医生 只有一个。
❖ 一对一联系
职工
1
n
领导
单个实体型内部 1:n联系
单个实体型内的联系
❖ 多对多联系
实体型1
m
n
联系名
单个实体型内的 m:n联系
实体联系模型
工作
n
教师
实例分析（E-R图）
系名 地址 电话号
班名 人数
系
1
有
n
班级
1
设有 教研室名
n
地址
教研室
课程号
课时
课程名
课程
n
m
选修
1
属于
nn
1
学生
指导
1
工作
n
教师
电话号 指导人数 研究方向
学号 姓名 住处 是否四级 研究方向
职员号 姓名 职称
实例分析（E-R图）
学号 姓名 住处
学生
怎样表达？
教师
本科生 硕士
学号
姓名 学生
性别 专业
ER模型基本概念
实体集（Entity set）：同型实体旳集合 联络：现实世界旳事物之间是有联络旳，这种
联络在信息世界中反应为：实体(型)内部旳联 络和实体(型)之间旳联络。 两个实体型之间旳联络 ➢一对一联络（1：1）例如：部门、经理 ➢一对多联络（1：n）例如：部门、雇员 ➢多对多联络（m：n）例如：学生、课程
名称
单价
实例分析
例子2：开发学校信息管理系统。学校中有若 干系，每个系有若干班级和教研室，每个教研 室有若干教师，其中有教授和副教授每人各带 若干名硕士，每个班有若干学生，每个学生选 若干课程，每门可由若干学生选修。
实例分析（E-R图）
课程
n
m
选修
系
1 1
有
n
班级
1
属于
nn
1
学生
指导
设有
n
教研室
ER模型旳其他特征 -- 类层次
学号 姓名 住处
实体联系模型 基本要素
实体联系模型基本要素实体联系模型是一种用于描述和表示现实世界中实体之间关系的方法。
它是基于实体关系模型（ERM）的一种扩展，强调实体之间的联系和交互作用。
实体联系模型的基本要素包括以下几个方面：1. 实体（Entity）：实体是现实世界中可以独立存在和被识别的事物，它可以是一个具体的对象或者一个抽象的概念。
在实体联系模型中，我们需要明确定义和描述每个实体，并为其分配一个唯一的标识符。
2. 属性（Attribute）：属性是描述实体特征或性质的元素。
每个实体都可以有多个属性，属性可以是简单的数据类型（如整数、字符串等）或复杂的数据类型（如日期、时间、图像等）。
属性可以帮助我们更详细地描述和区分不同的实体。
3. 关系（Relationship）：关系是实体之间的连接和互动，描述实体之间的某种关联关系。
关系可以是一对一、一对多或多对多的关系，可以是有向或无向的。
关系可以帮助我们理解实体之间的依赖关系和信息流动。
4. 约束（Constraint）：约束是对实体联系模型中的实体、属性和关系进行限制和规范的规则。
它可以是实体的唯一性约束、属性的数据类型约束、关系的完整性约束等。
约束可以保证实体联系模型的合理性和准确性。
5. 标识符（Identifier）：标识符是用于唯一标识实体的属性或属性组合。
每个实体都应该有一个唯一的标识符，用于区分不同的实体。
标识符可以是单个属性，也可以是多个属性的组合。
通过定义和描述实体、属性、关系、约束和标识符等基本要素，实体联系模型可以帮助我们更清晰地理解和表示现实世界中的实体之间的关系和交互作用。
它是数据库设计和数据管理的重要工具，被广泛应用于各种领域和行业中。
实体及实体间联系的信息模型
实体及实体间联系的信息模型可以用实体关系模型（Entity-Relationship Model）来描述。
该模型通过定义实体（Entity）和实体间的联系（Relationship）来描述现实世界中的信息结构。
实体（Entity）：实体代表现实世界中的一个独立的对象、概念或事物，可以是具体的物理实体（如人、车辆、产品等）或抽象的概念（如订单、学生、部门等）。
每个实体都具有属性（Attributes），用于描述实体的特征或属性。
属性（Attributes）：属性是用来描述实体的特征或属性的信息，可以是实体的基本属性（如姓名、年龄、地址）或附加属性（如性别、电话号码、电子邮件）。
属性可以有不同的数据类型（如文本、数值、日期等）。
联系（Relationship）：联系表示不同实体之间的关系或连接，描述实体间的相互依赖或交互。
联系可以是一对一（One-to-One）、一对多（One-to-Many）或多对多（Many-to-Many）的关系。
例如，一个订单可以与一个客户关联（一对一），一个客户可以拥有多个订单（一对多），多个客户可以购买同一种产品（多对多）。
关系属性（Relationship Attribute）：关系属性是用于描述实体间联系的属性，可以存储与联系本身相关的信息。
例如，在一个订单和产品之间的联系中，可能存在订单数量、购买日期等关系属性。
通过实体关系模型，可以绘制出实体之间的关系图，使用符号和箭头表示实体和联系之间的关系。
该模型提供了一种清晰的方式来描述实体之间的关联和依赖关系，以便于理解、设计和开发信息系统。
第2、3章概念模型和关系模型复习要点
总体要点：实体与联系、E-R图画法、关系模型、E-R图向关系模型的转换、关系模型的数学基础（关系代数）一概念模型: 实体-联系模型。
实体：可以相互区分的事物。
实体集：同类实体的集合。
联系：实体集之间的相互关联。
候选码是在一个实体集（或联系集）中可以用于区分不同实体的单个属性或若干属性的组合。
主码：当一个实体集中有多个候选码，可以选定其中的一个作为主码。
联系—实体集之间的对应关系：一对多联系(1:n) 多对多联系(n:n)一对一联系(1:1) 注意：两个方向结合才能判断一个联系的类型。
二逻辑模型概念模型（实体-联系）只能反映信息世界的抽象表示，还没有反映组织数据和操作数据的方式。
逻辑模型完成此项任务。
逻辑模型要体现三个方面的特征：1）数据结构，描述数据用什么结构组织起来；2）数据操作，描述可以对数据进行哪些操作；3）数据约束，描述数据规则从而保证数据完整。
关系数据模型的特点：用表及表间关联表示数据组织结构；用关系操作表示数据操作；包含一组完整性约束规则。
关系模型的基本概念关系：将一个没有重复行、重复列的二维表看成一个关系。
属性：二维表的每一列在关系中称为属性。
元组（记录）：二维表的每一行在关系中称为关系的一个元组。
关键字：用于区分不同元组的属性或属性组合。
关系中能够作为关键字的属性或属性组合不是唯一的。
凡在关系中能够区分不同元组的属性或属性组合，成为候选关键字，在候选关键字中选择一个作为关键字，成为主关键字或主键。
主键是唯一的。
外部关键字：如果关系中某个属性（或属性组合）是另一个关系的关键字，则称此属性（或属性组合）为本关系的外部关键字。
外部关键字体现联系。
设计关系型数据库中，要明确给出数据库需要哪些关系（表），每个关系有哪些属性，把这些称为数据库的关系模式。
逻辑模型设计阶段的任务就是设计出整个数据库的关系模式。
从概念模型设计的结果——E-R图中，可以导出关系模式，导出方法遵循两点原则：E-R图中的每个实体，都转换成一个关系模式。
数据库第9章 实体联系模型
第9章实体-联系模型实体-联系（E-R）模型是数据库设计者、编程者和用户之间有效、标准的交流方法。
它是一种非技术的方法，表达清晰，为形象化数据提供了一种标准和逻辑的途径。
E-R模型能准确反映现实世界中的数据以及在用户业务中的使用情况，它提供了一种有用的概念，允许数据库设计者将用户对数据库需求的非正式描述转化成一种能在数据库管理系统中实施的更详细、准确的描述。
因此，用E-R模型建模是数据库设计者必须掌握的重要技能。
这种技术已广泛应用于数据库设计中。
9.1 E-R模型的基本概念E-R模型是用于数据库设计的高层概念数据模型。
概念数据模型独立于任何数据库管理系统（DBMS)和硬件平台，该模型也被定为企业数据的逻辑表示。
它通过定义代表数据库全部逻辑结构的企业模式来辅助数据库设计，是一种自顶向下的数据库设计方法，是数据的一种大致描述，由需求分析中收集的信息来构建。
E-R模型是若干语义数据模型中的一种，它有助于将现实世界企业中的信息和相互作用映射为概念模式。
许多数据库设计工具都借鉴了E-R模型的概念，E-R模型为数据库设计者提供了下列几个主要的语义概念。
●实体：指用户业务中可区分的对象。
●联系：指对象之间的相互关联。
●属性：用来描述实体和联系。
每个属性都与一组数值的集合（也称为值域）相对应，属性的取值均来自该集合。
●约束：对实体、联系和属性的约束。
9.1.1 实体实体是现实世界中独立存在的、可区别于其他对象的“对象”或“事物”。
实体是关于将被收集的信息的主要数据对象。
一个实体一般是物理存在的对象，如人、汽车、商品、职工等。
每个实体都可以有自己的属性。
下面是实体的一些例子：在E-R模型中，实体是存在于用户业务中抽象且有意义的事物。
这些事物被模式化成可用属性描述的实体。
实体之间存在多种联系。
1．实体（或实体集）与实体实例实体（entity，也称为实体集）是一组具有相同特征或属性的对象的集合。
在E-R模型中，相似的对象被分到同一个实体中。
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如果一个实体集的所有属性都不足以形成主码， 则称这样的实体集为弱实体集
贷款（贷款号，金额），还款（还款号，还款日 期，金额），每个“贷款”的各个“还款号”不 同，但不同“贷款”之间的“还款号”却可能相 同，因此“还款”是一个弱实体集
45
弱实体集
39
弱实体集
示例
贷款（贷款号，金额），对应多个还款（还款号， 还款日期，金额）
每个“贷款”的各个“还款”不同，但不同“贷 款”之间的“还款”却可能相同
贷款号 D1234 D1234 D1234 D5678 D5678 D5678
贷款金额 5000 5000 5000 7000 7000 7000
映射的基数
Many-To-One Many-To-Many
37
映射的基数
多个实体集间联系的情况
一对多
设有n个实体集E1 , E2 , … , En ,若对于 E1 , … , Ei-1,
Ei+1 , … , En ，分别给定实体e1 , … , ei-1 , e , i+1 … , en 时，至多有一个实体ei ∈ Ei与之相联系，则称有一
出生日=年+月+日
17
属性的类型
18
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有多于一个的取值 如学生（学号，所选课程，联系电话）
学号与课程之间是一种多值依赖关系
19
属性的类型
派生（Derived）属性与基属性
有助于数据库的概念设计
6
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称为实体的属性 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)
Relational Database Design (Chapter 7)
Logical Database Design Normalization
Application Design and Development (chapter 8)
User Interface Web Interface Authorization Security …
第六章 E-R模型
内容出处： 1.Abraham Silberschatz《数据库系统概念》第6章
PART 2: DATABASE DESIGN
Database Design and the E-R Model (Chapter 6)
Database Design Using E-R Model
属性的取值范围，即值集。 例如，性别的域为{男,女}，月份的域为{１,2,3,…,
１２} 7
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
者的一个实例 如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一
实体集customer与account之间的联系集depositor具有属性access-date 12
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 m 选修 n 课程
把实体与
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
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
8
基本概念
customer-id
customername
customerstreet
customercity
loan amount
9
基本概念
联系(Relationship)
多个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
姓名 学号 系别 课程名 先修课 学分
学生
选修
课程
24
基本Ｅ-Ｒ图要点
25
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“数据库系统”，表示实体“王军”与
“数据库系统”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
选择好的设计
第六讲关系数据理论中讨论
5
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
认识论基础
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
作用
将现实世界的事物和相互关联进行抽象与描述， 强调语义表达能力
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
26
与在E-R图中的表示
customer部分参 与联系borrower
用双线连接联系 与完全参与的实体
Loan完全参与 联系borrower
27
存在依赖
存在依赖（Existence Dependency）
可以有一对一的（1:1），一对多的（1:m），多 对多的（m:n）几种情况
30
映射基数在E-R图中的表示
表示要点
用箭头或线段来表示联系的映射基数
AR
B
多方实体集
联系R从A到B是 单方实体集 一对一或多对一的
A
R
B
联系R从A到B是多 对多或一对多的
31
映射的基数
二元联系集的映射基数
体集，在框内
用菱形表示实
写上实体名
体间的联系 13
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
14
角色在E-R图中的表示
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 数据库一般只存基属性值，而派生属性只存其定 义或依赖关系，用到时再从基属性中计算出来 基本表 VS 视图
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
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
弱实体集
还款作为复合属性， 不能和帐户发生联系
帐户 支付
贷款号
贷款
贷款金额
还款号
还款 还款日期
还款金额
弱实体集
20
属性在E-R图中的表示
表示要点
多值属性用双椭圆表示
姓名
选修课程
学生
派生属性用虚椭圆表示 姓名 平均成绩 系别
学生 21
属性在E-R图中的表示
22
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） 23
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。
如“教师”和“学生”之间的“班主任”联系
教师
班主任
学生
33
映射的基数
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）个实体相联系 如“学生”和“课程”之间的“选修”联系
学生
选修
课程
34
映射的基数
一个实体集内的二元联系(角色不同)
一对一
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
经理
工作
15
角色在E-R图中的表示
16
属性的类型
简单属性
不可再分的属性 如学号、年龄、性别
复合（Composite）属性
可以划分为更小的属性 可以把相关属性聚集起来，使模型更清晰 如电话号码=区号+本地号码
设有两个实体集E1， E2 ， 一对一
E1中的一个实体与E2中至多一个实体相联系，并且 E2中的一个实体与E1中至多一个实体相联系
如“总统”与“国家”之间的“管理”联系（假定每个国 家只有一个总统，一个总统不能兼任两个国家的总统
注：一对一不是一一对应
总统
管理
国家
32
映射的基数
一对多
E1中的一个实体与E2中n(n≥0)个实体相联系，且 E2中的一个实体与E1中至多一个实体相联系