数据库系统概论——实体-联系模型、ER图
武汉大学数据库系统概论 第十三讲 实体联系图(ER图)
一．为什么需要ER模型（图） 二．ER模型的基本概念 三．弱实体类型和强实体类型 四．结构化约束 五．ER模型的问题
3
为什么需要ER 模型（图）
4
为什么需要ER模型（图）
1.
现实世界是复杂的 如何将现实世界的不规则 的手工信息处理方式转换 为规则的计算机信息处理 方式？
5
为什么需要ER模型（图）
当一个模型暗示某些实体类型之间存在联系，而这些 实体实例间却不存在相应的道路
37
E R 模 型 的 问 题
27
结
1.
构
化
约
束
结构化约束 基数约束(cardinality constraints) —— 描述一个特定联系类型中的一个 实体最多可参与联系的实例数目 参与约束（participation constraints） —— 说明是否所有的实体实例都参与 了联系
28
结
2.
构
化
约
束
联系中实体的基数
30
结
4.
构
化
约
束
二元联系的多样性 —— 就是两个实体中实例之间的联系 E
R
F
E
R
F
E
R
F
一对一联系 １：１
多对一联系 N:1
多对多联系 M:N 31
结
4.
构
化
约
束
二元联系的多样性
4.
联系类型
联系类型（relationship type） —— 实体类型间的一组有意义的关联 联系实例（relationship occurrence） —— 一个可唯一标识的关联，涉及参与该联系的每个实体类型 的一个实例 联系类型的度（degree of a relationship type） —— 参与联系的实体类型的个数。度为2的联系称为二元联系； 度为3的称为三元联系；度为3或更高的联系，称为多元联系 递归联系（recursive relationship） —— 是这样一种联系类型，其同一个实体类型参与的次数大于1， 并且每次参与具有不同角色.递归联系也称为一元联系
数据库系统E-R图设计知识点汇总
数据库系统E-R图设计知识点汇总数据库系统 ER 图设计知识点汇总在数据库系统的设计中，ER 图（EntityRelationship Diagram，实体联系图）是一种非常重要的工具。
它能够帮助我们清晰地理解和描述系统中各个实体之间的关系，为数据库的构建提供坚实的基础。
下面就让我们一起来详细了解一下数据库系统 ER 图设计的相关知识点。
一、ER 图的基本概念ER 图主要由实体、属性和联系这三个要素组成。
实体是指具有独立存在意义的事物，比如“学生”“课程”“教师”等。
在 ER 图中，实体通常用矩形来表示。
属性则是用来描述实体的特征，比如学生的“学号”“姓名”“年龄”等。
属性在 ER 图中用椭圆来表示。
联系反映了不同实体之间的关系，比如学生与课程之间的“选课”关系。
联系在 ER 图中用菱形来表示，并在菱形中标注联系的名称。
二、ER 图中的实体类型实体可以分为强实体和弱实体。
强实体是指不依赖于其他实体而独立存在的实体，其标识符完全由自身的属性决定。
弱实体则是依赖于其他强实体而存在的实体，它的标识符部分或全部来自于其所依赖的强实体。
三、ER 图中的联系类型联系主要有一对一（1:1）、一对多（1:N）和多对多（M:N）这三种类型。
一对一联系，例如一个人只有一个身份证，一个身份证只对应一个人。
一对多联系，比如一个班级有多个学生，而一个学生只能属于一个班级。
多对多联系，像学生和课程之间，一个学生可以选择多门课程，一门课程也可以被多个学生选择。
四、ER 图的绘制原则在绘制 ER 图时，需要遵循一些原则，以确保图形的清晰和准确。
首先，要明确系统的需求，准确识别出实体、属性和联系。
其次，尽量简化图形，避免出现过于复杂的关系，使读者能够一目了然。
同时，要确保实体和联系的名称具有明确的含义，能够准确反映其代表的对象和关系。
五、ER 图到关系模式的转换这是将 ER 图转化为数据库中可实现的关系模式的关键步骤。
对于实体，通常将其转换为一个关系表，表的列就是实体的属性。
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
E-R图和关系数据库设计
• 用一个指向弱实体集合框的箭头表示依赖联系。
【例】实体间的依赖
2.2 实体-联系模型 转换为关系模型
把一个E-R模型转化为关 系模型，可遵守下列规则：
转换规则1
ER图示例
民航航班管理数据模型
首先选择实体集及相应的属性。为表示方便，
约定如下符号：
•
CHAR(n) 长度为n的字符串
•
INT(n) n位数字的整数
实体集和属性选择如下。
• 实体集1 旅客 PASSENGERS
属性： 姓名 NAME：CHAR(30)
住址 ADDRESS：CHAR(30)
电话 PHONE：INT(10)
• 其中的属性依次代表学号、课程号、课程 名、成绩、任课教师姓名、教师出生日期 和工资。
• 规定：每个学生选修每门课只有一个成绩； 每门课只有唯一的课程号，并且由一个教 师担任。
【示例】问题
• SCT（学号,课程号,课程名,成绩,任课教 师姓名,教师出生日期和工资）
• 通过分析不难发现SCT存在如下问题。 1．数据冗余度问题（如教师姓名） 2．修改问题（如修改教师工资） 3．插入问题（如未开课的教师信
息） 4．删除问题 （如教师调离学校）
【示例】改进
如果把SCT分为如下三关系模式：
• 选课关系：SC(学号,课程号, 成绩) • 课程关系：C(课程号,课程名,教师姓名) • 教师关系：T(教师姓名,教师出生日期,工资)
则上述问题便都得到解决。
函数依赖（1）
• 设R(U)是属性集U上的一个关系模式，X和Y均为 U＝{A1，A2，…，An}的子集，r为R的任一个关系。 如果对于r中的任意两个元组u、v，只要有u[X]＝ v[X ]，就有u[Y]＝v[Y]，则称X 函数决定Y或称Y 函数依赖于X，记为X →Y。其中X 称为决定因素 （Determinant）。
ER图
7.2.1 E-R图的定义
联系属性的表示方法：
课程
m
选修
n
学生
成绩
供应商
n
项目
m
供应
p
零件 供应量
7.2.2 联系
定义
现实世界中事物内部以及事物之 间的联系在信息世界中反映为实 体内部的联系和实体之间的联系。
1:1联系
特例
例 特
1:n联系
7.2.2 联系
（2）多个实体型间的联系
1:1联系
班级 1
1 班长
拥有
1
班主任
1:n联系
课程 1
m 讲授
n
教师
参考书
m:n联 系
供应商 m
n 供应
p
项目
零件
7.2.2 联系
（3）同一实体集内各实体间的联系
1:1联系
职工
n
1
领导
1:n联系
m:n联 系
职工实体集内部具有领导与被领导的联系， 即某一职工（干部）“领导”若干名职工， 而一个职工仅被另外一个职工直接领导，
如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B 中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对 于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有 m个实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与 实体B具有多对多联系。记为m:n。
实例
课程 m
选修 n
学生
7.2.2 联系
两个实体型间的联系（续）
三类联系之间的关系：
例 特
m:n联系
7.2.1 E-R图的定义
1、实体型
ER图文档
ER图文档1.定义 (1)2.基本要素 (2)3.如何画ER图 (2)4.例子 (4)5.常用软件 (5)1.定义ER图又叫实体-联系图(Entity-Relation Diagram)用来建立数据模型,在数据库系统概论中属于概念设计阶段，形成一个独立于机器，独立于DBMS的ER图模型。
通常将它简称为ER图，相应地可把用ER图描绘的数据模型称为ER模型。
ER图提供了表示实体（即数据对象）、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。
数据库设计过程：需求分析确定存储那些数据，建立那些应用。
常用的操作及对象有哪些等概念数据库设计对需求分析所得到数据的更高层的抽象描述逻辑数据库设计将概念模型所描述的数据映射为某个特定DBMS 模式数据物理数据库设计ER图设计2.基本要素构成E-R 图的基本要素是实体、属性和联系.① 实体：实体对应的是数据库中的实体表，用矩形表示，矩形框内写明实体名。
② 属性：属性对应的是数据库中实体表的字段，用椭圆形或圆角矩形表示，并用无向 边将其与相应的实体连接起来；多值属性由双线连接；主属性名称下加下划线。
③ 联系：联系对应的是数据库中的连接表，用来描述实体之间的关系，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。
ER 图中实体之间有三种关系：一对一关系，一对多关系，多对多关系。
一对一关系在两个实体连线方向写1；一对多关系在1的一方写1，多的一方写N ； 多对多关系则是在两个实体连线方向各写N,M11M1 N N夫妻间一对一关系仓库与产品一对多关系 学生与课程多对多关系3.如何画ER 图一、在画ER 图之前必须进行正确的需求分析，只有通过正确的需求分析才能得到比较正确的ER 图。
二、设计E-R 图的原则：针对特定用户的应用，确定实体、属性和实体间的联系，设计该用户视图的局部实体名属性名主属性名联系名丈夫夫妻 妻子 仓库 存放产品学生 选课课程E-R图综合各个用户的局部E-R图，产生反映数据库整体概念的总体E-R图。
数据库系统概论考试重点知识点
数据库系统概论考试重点知识点数据库知识点一.选择题1.概念数据模型（E-R图）概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员与用户之间进行交流的工具。
E-R图是用来描述现实世界的概念模型。
【概念模型也称信息模型，是对信息世界的管理对象、属性和联系等信息的描述形式。
概念模型不依赖于计算机和DBMS，是对现实世界真实而全面的描述。
概念模型是在需求分析阶段得到的，通过对概念模型的数据化可得到数据模型。
】2.什么是数据模型？有哪些？数据模型是数据库中用来对现实世界进行抽象的工具，是数据库中用于提供信息表示和操作手段的形式框架。
一般地讲，数据模型是严格定义的概念的集合，这些概念精确的描述了系统的静态特征、动态特征和完整性约束条件。
因此数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。
包括概念模型、逻辑模型（最常用的逻辑数据模型：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型）、物理模型3.数据库系统的组成由用户、数据库、应用系统（操作系统）、数据库管理系统（及其开发工具）、数据库管理员构成。
4.数据库基本特征（1）实现数据共享（2）减少数据的冗余度（3）数据的独立性（4）数据实现集中控制（5）数据一致性和可维护性（6）故障恢复5.三级模式结构、两级映像技术（table即基本表是属于哪个级的）数据库的三级模式是指模式（逻辑模式）、外模式（子模式或用户模式）、内模式（物理模式）。
模式是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述；外模式是对各个用户或程序所涉及到的数据的逻辑结构和数据特征的描述；内模式是数据的内部表示或低层描述。
数据库系统的二级映像技术是指外模式与模式之间的映像、模式与内模式之间的映像技术。
这二级映像技术不仅在三级数据模式之间建立了联系，同时也保证了数据的独立性。
（1）外模式/模式之间的映像，定义并保证了外模式与数据模式之间的对应关系。
数据库系统概论第二章 实体联系模型PPT课件
域（Domain）：一个属性可能取值的范围称 为这个属性的域。例如：性别的域值只能为“男”
或“女”
ER模型基本概念
码（Key）：能够唯一标识实体的属性或最小 属性组称为码（关键字），可能存在多个候选 码，设计者必须指明一个做主码。例如：见图
实体型（Entity type）：具有相同属性的实体 具有共同的特征和性质，用实体名及其属性集 合来抽象、刻画同类实体，称为实体型。
概念模型-- ER模型基本概念
是现实世界到机器世界的一个中间层次，概念 模型中最常用的是ER模型，介绍ER模型（实 体联系）中的主要概念。
实体（Entity）：客观存在并可以相互区分的 事物叫实体。（例如：一个个学生、一辆辆轿车）
属性（Attribute）：实体一般具有若干特征， 称之为实体的属性。例如：学生具有学号、姓名等
对象包括：数据本身、数据之间的联系
数据模型
在数据库系统中是按数据结构的类型来命名数据模型。 按数据库系统所支持的数据模型来命名数据库系统， 例如：关系数据库系统、层次数据库系统、网状数据 库系统等。
➢数据操作--对数据动态特性的描述
是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允 许执行的操作的集合，包括操作、操作规则。 操作：检索、更新 定义操作的确切含义、操作符号、操作规则和实 现语言
二元与三元联系
例1 在该例子中，每个雇员可以购买几份保险，每份
保险可以被多个雇员所拥有且每个家属可以被多 个保险单所包含,…三元多对多联系 考虑下列需求
多个雇员不能同时购买同一份保险 每份保险必须由雇员购买 Dependents是一个弱实体集 一份保险可以涉及到多位家属 每位家属只对应一份保险
数据模型
图表、文件 等文字形式 表示
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实体型A 1
联系名
1 实体型B 1:1联系
联系的表示方法
实体型A 1
联系名 n 实体型B 1:n联系
An Introduction to Database Systems
实体型A m
联系名
n 实体型B
m:n联系
联系的表示方法示例
1:1联系
两个实体型之间的联系 (续)
• 一对多联系（1：n）
–实例
一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习
–定义：
如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中
有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体
集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个
实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对
职称
年龄
• 1.12 1.13
作业
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下课了。。。
追求
休息一会儿。。。
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两个以上实体型之间的联系(续)
• 多个实体型间的一对一联系 • 两个以上实体型间的多对多联系
–实例
供应商、项目、零件三个实体型
一个供应商可以供给多个项目多种零件 每个项目可以使用多个供应商供应的零件 每种零件可由不同供应商供给
n 项目
供应商 m
供应
p 零件
两个以上实体型间m:n联系
An Introduction to Database Systems
– 实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系 – 实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系
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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
An Introduction to Database Systems
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
1
1
联系名
联系名
实体型A m
联系名
1 实体型B 1:1联系
n 实体型B
1:n联系
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n 实体型B
m:n联系
二、两个实体型之间的联系（续）
• 一对一联系（1:1）
• 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 (1)学生与课程之间具有选课的联系。一个学生可以选修多门课程，
一门课程可以被多个学生选修。多对多联系。此联系的属性是成绩
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学号
姓名 性别
出生日期 学生
画E-R图
单个实体型内的联系
实体型1
m
n
联系名
单个实体型内的m:n联 系
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五、 概念模型的一种表示方法
• 实体－联系方法(E-R方法)
–用E-R图来描述现实世界的概念模型 –E-R方法也称为E-R模型
An Introduction to Database Systems
– 实例
一个班级只有一个正班长
一个班长只在一个班中任职
–定义： 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有
一个（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，则称实 体集A与实体集B具有一对一联系，记为1:1
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班级 1
班级-班长
1 班长
多联系，记为1:n
An Introduction to Database Systems
班级 1
组成
n 学生
1:n联系
两个实体型之间的联系 (续)
• 多对多联系（m:n）
–实例 课程与学生之间的联系： 一门课程同时有若干个学生选修 一个学生可以同时选修多门课程
–定义：
如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中 有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实 体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实 体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体B 具有多对多联系，记为m:n An Introduction to Database Systems
例1.工厂物资管理系统
• 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
–仓库： 仓库号、面积、电话号码 –零件 ：零件号、名称、规格、单价、描述 –供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号 –项目：项目号、预算、开工日期 –职工：职工号、姓名、年龄、职称
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(2)一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，仓库和 职工之间是一对多的联系。职工实体型中具有一对多的联系
(3)职工之间具有领导-被领导关系。即仓库主任领导若干保管员。 (4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系，此联系的属性是供应量
An Introduction to Database Systems
An Introduction to Database Systems
• 3.找出实体型之间的联系 • 借阅多本图书，一本图书只能被一个读者借阅。读者和图书具
有一对多的联系。该联系的属性比较多，由于要处理还书，续借，罚金等，该 联系的属性包括：借书日期，还书日期，更新日期，罚金
用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型
(6) 实体集（Entity Set）
同一类型实体的集合称为实体集
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信息世界中的基本概念(续)
(7) 联系（Relationship）
– 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界 中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。
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。
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病房号
床位号
病房 1
入住 n
病人
n n
组成 诊治
科名 1
1
科地址
科电话
科室 1
从属 n
医生
病历号
姓名
性别
工作证号
姓名
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E-R图
• 实体型
用矩形表示，矩形框内写明实体名。
学生
教师
• 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
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年龄
E-R图(续) • 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（1:1、1:n或m:n）
四、单个实体型内的联系
• 一对多联系
– 实例 职工实体型内部具有领导与被领导的联系 某一职工（干部）“领导”若干名职工 一个职工仅被另外一个职工直接领导 这是一对多的联系
• 一对一联系
职工
1
n
领导
单个实体型内部1:n联系
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❖ 多对多联系
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两个以上实体型之间的联系(续)
• 实例
课程、教师与参考书三个实体型
一门课程可以有若干个教师讲授， 使用若干本参考书， 每一个教师只讲授一门课程， 每一本参考书只供一门课程使用
课程 1
讲授
m
n
教师
参考书
两个以上实体型间1:n联系
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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
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班级 1
班级-班长
1 班长 1:1联系
班级 1
组成
n 学生 1:n联系
An Introduction to Database Systems
课程 m
选修
n 学生 m:n联系
联系的属性
❖联系的属性：
联系本身也是一种实体型，也 可以有属 性。如果一个联系具有属性，则这些属性也 要用无向边与该联系连接起来
画E-R图
An Introduction to Database Systems
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
An Introduction to Database Systems
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。