数据库E-R图讲解

1、1 E-R图图 主讲老师：王文彬 2 实体联系模型 2.1 基本概念 2.2 E-R图 2.3 一个简单的综合示例 2.4 E-R图设计剖析 2.5 复杂系统E-R图示例 2.6 E-R模型到关系模型的转换 3 2.1基本概念 实体-联系模型 1976年, P.P.S.Chen提出E-R模型(Entity-Relationship Model),用E-R图来描述概念数据模型.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. 实体实体 4 2.1 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。客观存在并可相互区别的事物称为实体。 可以是具体的人、

2、事、物或抽象的概念可以是具体的人、事、物或抽象的概念。 客观实体,如人,汽车,图书, 抽象实体,如帐户,贷款, (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。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。 例如：学生实体可以由学号、姓名、性别、出生年份、系、入学时间等属性 组成。 某个学生实体的数据模型某个汽车实体的数据模型 姓名 性别年龄 学号 类型 速度 油耗 张三 男 22 S001保时捷 12.5L/百公里 150km/h 5 2.1 基本概念 (3)实体集(Entity Set):具有相同类型和共享相同属性的实体的集

3、合. 如学生,课程. 6 2.1 基本概念 (4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域属性的取值范围称为该属性的域。 (5) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画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同类实体称为实体型 例如：学生（学号、姓名、性别、出生年份、系、入学时间）就是 一个实体型。 (6) 码（Key） 唯一标识实体的唯一标识实体的属性集属性集称为码。称为码。 例如：学号是学生实体的码。例如：学号是学生实体的码。 7 2.1 基本概念 (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

4、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中反映为实体内部的联系和实体之间的联系 两个实体型间联系可以分为三类： 一对一联系（一对一联系（1:1） 一对多联系（一对多联系（1:n） 多对多联系（多对多联系（m:n） 8 两个实体型间的联系 实体型实体型1 联系名联系名 实体型实体型2 1 1 1:1联系联系 实体型实体型1 联系名联系名 实体型实体型2 m n m:n联系联系 实体型实体型1 联系名联系名 实体型实体型2 1 n 1:n联系联系 9 两个实体型间的联系 一对一联系 如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实

5、体集B中至多有中至多有 一个实体与之联系，反之亦然，一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集则称实体集A与实体集与实体集 B具有一对一联系具有一对一联系。记为。记为1:1。 实例 班级与班长之间的联系：班级与班长之间的联系： 系与系主任之间的联系；系与系主任之间的联系； 部门与部门经理间的联系；部门与部门经理间的联系； 领导领导 系主任系主任 系系 1 1 实体型实体型A 联系名联系名 实体型实体型B 1 1 10 两个实体型间的联系 (续) 一对多联系 如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中有中有n个实体（个实体（n0） 与之联系，反之，对于实体集与之联

6、系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集A中至多中至多 只有一个实体与之联系，则称只有一个实体与之联系，则称实体集实体集A与实体集与实体集B有一对多联系记有一对多联系记 为为1:n 实例 班级与学生之间的联系：班级与学生之间的联系： 系与教职员工间的联系；系与教职员工间的联系； 公司员工与部门间的联系公司员工与部门间的联系包括包括 班级班级 学生学生 1 n 实体型实体型A 联系名联系名 实体型实体型B 1 n 11 两个实体型间的联系 (续) 多对多联系（m:n） 如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中有中有n个实体个实体 （

7、n0）与之联系，反之，对于实体集）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实中的每一个实体，实 体集体集A中也有中也有m个实体（个实体（m0）与之联系，则称实体集）与之联系，则称实体集A与实与实 体体B具有多对多联系。记为具有多对多联系。记为m:n 实例 课程与学生之间的联系：课程与学生之间的联系： 教师与课程之间的联系教师与课程之间的联系； 实体型实体型B 实体型实体型A 联系名联系名 m n 选课选课 学生学生 课程课程 M N 12 两个以上实体型之间一对多联系 课程课程 讲授讲授 教师教师 1 m 两个以上实体型间两个以上实体型间1:n联系联系 参考书参考书 n 两个以上实体型间两

8、个以上实体型间m:n联系联系 供应商供应商 供应供应 项目项目 m p 零件零件 n 多个实体型间联系 13 单个实体型内的一对多联系 单个实体型联系 职工职工 领导领导 1n 单个实体型内部单个实体型内部 1:n联系联系 14 实体联系模型 2.1 基本概念 2.2 E-R图 2.3 一个简单的综合示例 15 2.2 E-R图 E-R图概念模型的表示工具 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 16 2.2E-R图 1E-R图的组成要素 符号符号含义含义 实体，一般是名词 属性，一般是名词 关系，一般是动词 17 2.2E-R图 2. 实体

9、间不同联系情况的E-R图表示法 【例2-1 】两个实体集之间的一对一的联系的绘制方法。假设某学院有 若干个系，每个系只有一个主任。则 主任和系之间是一对一的关系。 主任和系的属性分别如下： 主任编号，姓名，年龄，学历; 系系编号，系名 主任和系之间是一个管理关系 18 解：描述主任和系之间的E-R图可如下图： 1 主任 系 管理 1 姓名年龄学历编号 系编号系名 任职时间 19 两个实体集之间的一对多的联系的绘制方法 【例 2-2】假设在某仓库管理系统中，有两个实体集：仓 库和商品。仓库用来存放商品，且规定一类商品只能存放 在一个仓库中，一个仓库可以存放多件商品。仓库和商品 之间是一对多的联系

10、。 仓库和商品的属性分别如下： 仓库仓库号，地点，面积联单 商品商品号，商品名，价格 在存放联系中要反映出存放商品的数量。 20 解：描述仓库和商品之间的E-R图可如下图所示 1 仓库 商品 存放 n 地点面积仓库号 商品号价格 数量 商品名 21 两个实体集之间的多对多的联系的绘制方法。 【例2-3】假设在某教务管理系统中，一个教师可以上多 门课，一门课也可以由多个老师去上。教师和课程之间是 多对多的联系。 教师和课程可用以下属性来描述： 教师教师号，教师名，职称 课程课程号，课程名，班级 在“讲授”联系中应能反映出教师的授课质量。 22 解：描述教师和课程之间的E-R图可如下图所示。 m

11、教师 课程 讲授 n 教师名职称教师号 课程号班级 质量 课程名 23 2.3一个简单的综合示例 E-R图实例：某工厂物资管理某工厂物资管理E-R图图 例：为仓库管理设计一个ER模型。 仓库主要管理零件的采购和供应等事项。 仓库根据需要向外面供应商订购零件，而 许多工程项目需要仓库提供零件。 24 E-R图实例：某工厂物资管理某工厂物资管理E-R图图 ER图建立过程如下： Step1 首先确定实体类型。 仓库仓库主要管理零件零件的采购和供应等事项。仓库根据需要向 外面供应商供应商订购零件，而许多工程项目工程项目需要仓库提供零件。 本问题有四个实体类型： 仓库，工程项目仓库，工程项目，零件零件，

12、供应商供应商 。 仓库工程项目零件供应商 25 E-R图实例：某工厂物资管理某工厂物资管理E-R图图 Step2 确定联系类型。 项目项目和零件零件之间是M:N联系 零件零件 和 供应商供应商之间也是M:N联系 仓库仓库与零件零件关系是一对多关系1：N 26 E-R图实例：某工厂物资管理某工厂物资管理E-R图图 Step3 把实体类型和联系类型组合成ER图。 保存 供应 项目 仓库 零件供应商 需要 1 n nmnm 27 E-R图实例：某工厂物资管理某工厂物资管理E-R图图 Step4 确定实体类型和联系类型的属性属性。 Step5 确定实体类型的关键码关键码，在ER图中 属于码的属性名下画

13、一条横线。 零件颜色 数量 保存 供应 项目 仓库 零件供应商 需要 1 n nmnm 项目编号 项目名称 立项日前 零件型号 零件名 零件重量 供应商名 供应商号 联系方式 仓库编号 仓库名 所在地 面积 28 研究所有若干个研究室，每一个研究室多位科研人研究所有若干个研究室，每一个研究室多位科研人 员在指定的办公地点员在指定的办公地点. .每一位科研人员只属于一个研每一位科研人员只属于一个研 究室，有编号，姓名，性别和年龄究室，有编号，姓名，性别和年龄. .研究所承担了多研究所承担了多 个科研项目，包括负责人，项目号项目名和开工时个科研项目，包括负责人，项目号项目名和开工时 间间( (每位

14、科研人员可以参加多个科研项目每位科研人员可以参加多个科研项目).).每个科研每个科研 项目有多位科研人员参加项目有多位科研人员参加. .科研人员参加科研项目均科研人员参加科研项目均 有相应的工作量。画有相应的工作量。画 E E R R图图 思考？ 29 实体：研究所，研究室，研究人员，项目 联系： 研究所，研究室之间联系 研究室，研究人员间联系 研究人员，项目之间联系 30 研究所E-R图 是否需要研究所到科研项目间联系？ 工作量 是放在实体上还是联系上？ 包含 有 0,n 0,n 研究所 研究所编号 研究所名 地址 研究室 研究室编号 研究室名 办公地点 研究员 编号 姓名 性别 年龄 科研

15、项目 项目号 项目名 开工时间 项目负责人 参与 工作量 31 ER模型-总结 优点 简单，容易理解，真实反应用户需求； 与计算机无关，用户容易接受。 遇到实际问题一般先设计一个ER模型，然 后把ER模型转换成计算机能实现的数据模 型逻辑数据模型。 32 实体联系模型 2.1 基本概念 2.2 E-R图 2.3 一个简单的综合示例 2.4 E-R图设计剖析 2.5 复杂系统E-R图示例 2.6 E-R模型到关系模型的转换 33 2.4 E-R图设计剖析 (1)实体与属性 (2)联系的属性 (3)实体与联系 34 实体 or 属性 ? 学生(学号，姓名，班级，地址，电话) 班长(学号，姓名，班级

16、，地址，电话) 副班长(学号，姓名，班级，地址，电话) 教师(编号，姓名，爱好，住址) 系主任(编号，姓名，爱好，住址) 学生(学号，姓名，班级，地址，电话，职 务) 教师(编号，姓名，爱好，住址，职务) 35 联系的属性联系的属性 课程名课程名 课程号课程号 教师教师 姓名姓名 性别性别 年龄年龄 m n m：n 学号学号 成绩成绩 成绩成绩 成绩成绩 36 (3)实体与联系 实体之间的联系类型并不取决于实体本身，而 是取决于现实世界的管理方法，或者说取决于 语义(业务规则)，即同样两个实体，如果有不 同的语义则可以得到不同的联系类型。 37 仓库和器件实体间的关联 如果规定一个仓库只能存放

17、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。 38 为什么要讨论实体之间的联系？ 实体之间的联系类型决定 了数据库设计时的结果， 与数据库的设计质量密切 相关 仓库号仓库号城市城市面积面积 WH1北京500 WH2上海450 WH3广州200 WH4重庆300 器件号器件名称数量 P1显示卡100 P2声卡120 P3解压卡180 P4散热风扇

18、200 39 仓库和器件是一对一联系 仓库号城市面积器件号器件名称数量 WH1北京500P1显示卡100 WH2上海450P2声卡120 WH3广州200P3解压卡180 WH4重庆300P4散热风扇200 40 如果两表之间的联系是一对一的 班级班级 管理 班长班长 1 1 1:1联系联系 学学 号号姓姓 名名年年 龄龄性性 别别年年 级级 2005004王小明19女2005 2005006李勇20男2005 班级号班级号班级名班级名班长班长 31105011班王小明 31105022班李勇 41 仓库和器件间是一对多关系 器件号器件名称数量仓库号 P1显示卡100WH1 P2声卡120WH

19、1 P3解压卡180WH2 P4散热风扇200WH2 42 如果两表之间的联系是一对多的 学学 号号姓姓 名名年年 龄龄性性 别别年年 级级班级号班级号 2005004王小明19女20053110501 2005006黄大鹏20男20053110501 2005008张文斌18女20053110502 班级号班级号班级名班级名班长班长 31105011班王小明 31105022班李勇 班级班级 组成组成 学生学生 1 n 1:n联系联系 43 仓库和器件是多对多的关系 44 如果两表之间的联系是多对多的 学学 号号 课程号课程号 成绩成绩 2002004 1 92 2005004285 200

20、5004388 2005006 290 2005006380 课程课程 选修选修 学生学生 m n 成绩成绩 m:n联系联系 45 同样两个实体，如果赋予不同的语义则 有不同的设计结果。也就是说我们在概念模 型中讨论实体之间的联系类型直接影响着目 标数据库的设计结果和设计质量。 46 实体联系模型 2.1 基本概念 2.2 E-R图 2.3 一个简单的综合示例 2.4 E-R图设计剖析 2.5 复杂系统E-R图示例 2.6 E-R模型到关系模型的转换 47 2.5 复杂系统E-R图示例 复杂E-R图通常都应经过以下两个阶段： （1）针对每一用户画出该用户信息的局部ER 图，确定该用户视图的实体

21、、属性和联系。需注 意的是：能作为属性的就不要作为实体，这有利 于ER图的简化。 （2）综合局部ER图，生成总体ER图。在综 合过程中，同名实体只能出现一次，还要去掉不 必要的联系，以便消除冗余。一般来说，从总体 ER图必须能导出原来的所有局部视图，包括实 体、属性和联系。 48 分步设计E-R图 【例2-4 】某学校管理系统中有三个部门：后勤部、教务 处和财务处。后勤部用来管理学生的住宿；教务处用来管 理学生选课和教师任课；财务处用来管理发放教师的工资； 一个学生只能住在一个宿舍，一个宿舍能住多个学生，学 生住宿要交租金； 一个学生可以选多门课，一门课可以由多个学生选修；一 个教师可以教多门

22、课，一门课也可以由多个老师教；学生 选修某门课有一个成绩；教师教某门课有一个质量评价； 一个教师只能领一份工资，一份工资只能由一个教师领， 领工资时应注明是某月工资。 49 后勤部E-R图 宿舍 n 学生 住 1 50 教务处E-R图 m 教师 课程 讲授 n 学生 选修 mn 51 财务处E-R图 工资教师领 1 1 52 全局E-R图 1 m 学生住宿舍 n 1 教师 课程选修 mn 讲授 n 领 工资 1 53 54 与教学系统有关的实体 教学系统？ 55 学生子模块 56 课程子模块 57 教师子模块 58 合成全局E-R图 在集成过程中，要解决以下问题： (1) 异名同义，“导师”和

23、“教师”含义相 同。导师应该是具有指导资格的教师。统 一用教师作实体名。 (2) 同名异义，学生和社团之间、教师和项 目之间的联系都命名为“参加”，命名冲 突，将后者的联系改名为“承担”。 59 合并后的ER图 60 实体联系模型 2.1 基本概念 2.2 E-R图 2.3 一个简单的综合示例 2.4 E-R图设计剖析 2.5 复杂系统E-R图示例 2.6 E-R模型到关系模型的转换 61 2.6 ER模型到关系模型的转换 把E-R图转换为关系模型可遵循如下原则 : （1）对于ER图中每个实体集，都应转换为一个关系， 该关系应包括对应实体的全部属性，并应根据关系所表达 的语义确定哪个属性或哪几个属性组作为“主关键字