數據庫實用教程（第三版）第六章實體聯系模型清華大學出版社2023年2月1日第六章實體聯系模型

實體聯系模型(ER模型):……概念模型設計方法。教學內容：

實體與屬性的基本概念,屬性的分類,實體和屬性的設計;

擴展的實體聯系模型的表示方法;如何使用實體聯系模型進行概念設計的方法。§1實體與屬性的基本概念

1.實體：客觀存在可以相互區(qū)分的事物。一般將實體、實體集、實體類型等概念統稱為實體，在ER模型中的實體相當于實體集。在ER模型中，實體用矩形框表示，并將實體名稱標注在矩形框內。零件

2.屬性：實體的某一特征稱為屬性。在ER模型中,用橢圓形表示屬性。關鍵屬性項加下劃線。

⑴根據屬性的類別可分為基本屬性和復合屬性兩類。

基本屬性是不可再分割的屬性。

復合屬性是可再分解為其他屬性的屬性(即屬性套屬性)，

復合屬性形成了一個屬性的層次結構。郵政編碼省(市)名地址

區(qū)名街道路名門牌號碼地址屬性的層次結構:

⑵從屬性的取值特點，又可分為單值屬性和多值屬性。

單值屬性指的是同一實體的屬性只能取一個值。如：同一個學生只能具有一個年齡，所以年齡屬性是一個單值屬性。

多值屬性指同一實體的某些屬性可能取多個值。如:一個人的學位是一個多值屬性（學士，碩士和博士）；一種零件可能有多種銷售價格（經銷,代銷,批發(fā)和零售）。下圖表示了零件關系的ER模型。零件編碼零件零件名供應商規(guī)格進貨價格銷售價格

多值屬性的表示：多值屬性用雙橢圓形表示

用上述方法簡單地表示多值屬性，在數據庫的實施過程中，將會產生大量的數據冗余，造成數據庫的潛在數據異常、數據不一致性和完整性的缺陷。(存在的問題)如何修改原來的ER模型：

對多值屬性進行變換。通常有下列兩種變換方法：方法一：

增加幾個新的屬性：將原來的多值屬性用幾個新的屬性來表示。零件編碼零件零件名供應商規(guī)格進貨價格銷售性質銷售價格規(guī)格零件編碼零件零件名供應商進貨價格經銷價格代銷價格批發(fā)價格零售價格變換方法一（a）：變換方法一（b）：

方法二：增加一個新的實體。新實體和原來的實體之間是1：M聯系。

該新實體依賴于原實體而存在，稱之為弱實體。零件銷售價格存在銷售性質售貨價格1M⑶導出屬性:

通過具有相互依賴的屬性推導而產生的屬性。如:一個人的年齡；某種零件的平均銷售價格。導出屬性的值不僅可以從其他屬性導出，也可以從有關的實體導出。如:一個學校的學生總人數。導出屬性用虛線橢圓形與實體相連。學號

學生姓名性別年齡家庭地址所學專業(yè)總人數（4）空值:NULL空值可以有多種表示含義：假定某個員工的配偶值處填上空值，則至少有以下3種可能：①該員工尚未婚配，表示無意義（這是占位空值）②該員工已婚配，但配偶名字未知（這是未知空值）③該員工是否婚配不得而知

§2實體和聯系的設計和實現

聯系的元數:

聯系的連通詞:

聯系的基數：相互聯系的實體的個數。涉及到的實體集之間實體對應的方式。

有兩個實體集E1和E2，E1中的每個實體與

E2中有聯系實體數目的最小值Min和最大值Max，稱為

E1的基數，用（Min,Max）表示。1.一元聯系

一元聯系是在同一個實體內部存在的聯系，也稱為遞歸聯系。

一元聯系連通詞有三種形式:⑴1：N聯系：實現時，只需用一個關系模型（表）。⑵1：1聯系：實現時，只需用一個關系模型（表）。⑶M：N聯系:

實現時，需用兩個關系模型（表）。職工之間的上下級聯系是1：N聯系。

運動員根據其得分來排定名次。在名次排列中,排在他前面只有一個人,排在他后面也只有一人。

工廠的零件之間存在組合關系，一種零件有許多種子零件組成，而一種零件也可以是其他零件的子零件。則“零件”就是一種遞歸實體。關系模型：

職工(工號，姓名，年齡，性別，經理工號)

運動員(運動員編號，姓名，年齡，性別，名次，上一名次運動員編號，下一名次運動員編號)

零件（零件號，零件名，規(guī)格）組成（零件號，子零件號，數量）

職工領導1N

運動員名次11

零件組成MN數量2.二元聯系:

存在于兩個不同的實體之間。二元聯系連通詞也有三種形式：⑴1：1聯系：學校和正校長之間是1：1聯系。

學校有

正校長11轉換為關系模型時：可在兩個實體類型轉換成的兩個關系模式中的任意一個關系模式的屬性中加入另一個關系模式的鍵和聯系類型的屬性;實現時:需用二個關系模型（表）。⑵1：N聯系：班級和學生之間是1：N聯系。轉換為關系模型時：在N端實體類型轉換成的關系模式中加1端實體類型轉換成的關系模式的鍵和鍵和聯系類型的屬性。

實現時:需用二個關系模型（表）.

班級組成

學生1N⑶M：N聯系：教師和課程之間存在M：N關系。聯系類型也轉換成關系模式，其屬性為兩端實體類型的鍵加上聯系類型的屬性，而鍵為兩端實體鍵的組合。

實現時:需用三個關系模型（表）.

課程

教師講授學時數NM

學校

有

正校長11

班級組成

學生1N

課程

教師講授學時數NM3.三元聯系：存在于三個不同的實體之間。例:某超市公司有若干倉庫，若干連鎖商店，供應若干商品，商店里有若干收銀員；收銀員商品

顧客銷售數量1P1商店

商品

倉庫進貨數量MNP顧客、商品和收銀員之間存在銷售聯系：倉庫、商店和商品之間存在進貨聯系

聯系的基數：

有兩個實體集E1和E2，E1中的每個實體與E2中有聯系實體數目的最小值Min和最大值Max，稱為E1的基數，用（Min,Max）表示。

例：規(guī)定每個學生每個學期至少選修1門課程，最多選修6門課程;每門課程最多90個學生,可以沒人選。

學生

選課

課程M(1,6)(0,90)NN1(0,3)(1,1)

教師講授

課程1(0,3)(1,1)N

每位教師最多教授3門課也可不上課；每門課程必須有一位老師上。1.依賴聯系與弱實體（1）依賴聯系

某些實體對于另一些實體具有很強的依賴聯系。即一個實體的存在必須以另一實體的存在為前提。

如，一個職工可能有多個社會關系，社會關系是多值屬性；為了消除冗余，設計兩個實體：職工與社會關系。在職工與社會關系中,社會關系的信息是以職工信息的存在為前提。因此社會關系的存在是以職工的存在為前提，所以職工與社會關系是一種依賴聯系。

§3擴展的實體聯系模型的表示方法（2）弱實體:一個實體對于另一些實體具有很強的依賴聯系，而且該實體的主碼部分或全部從其父實體中獲得。

在ER模型中，弱實體用雙線矩形框表示。與弱實體聯系的聯系，用雙線菱形框表示。顧客地址通訊

職工社會關系存在11NN存在依賴性與弱實體的實例:

職工號姓名

職工號稱呼姓名政治面貌101程宏

101父親程資明黨員106蔣天云

101母親

林悅黨員103李剛畸

103父親李堅青群眾┇┇

103母親吳穎黨員┇┇

┇┇┇┇(1)實體（學生）（2）弱實體（社會關系）

2.超類和子類定義:

當較低層上實體類型表達了與之聯系的較高層上的實體類型的特殊情況時，就稱較高層上實體類型為超類型（supertype），較低層上實體類型為子類型（subtype）。

在ER圖中，帶有子類的實體類型（即超類）以兩端雙線的矩形框表示，并用加圈的弧線與其子類相連，子類本身仍用普通矩形框表示。例:學校人事系統中實體之間的聯系可用下圖表示:人員教師

學生本科生研究生

子類與超類有兩個性質:①子類與超類之間具有繼承性特點，即子類實體繼承超類實體的所有屬性。但子類實體本身還可以包含比超類實體更多的屬性。②這種繼承性是通過子類實體和超類實體有相同的實體標識符實現的。

學校人事系統中的實體轉換成的關系模式：

人員（身份證號，姓名，年齡，性別）教師（身份證號，教師編號，職稱）學生（身份證號，學號，系別，專業(yè)）本科生（身份證號，入學年份）研究生（身份證號，研究方向，導師姓名）這里，子類和超類轉換成關系模式的的主鍵相同。在DBS運行時,系統有一個“系統目錄”，用于存放數據庫結構的描述。關系DBMS的系統目錄存儲下列信息:①關系名,屬性名,屬性域(數據類型)②主鍵,輔助鍵,外鍵③各種約束:視圖的外部級描述,存儲結構和索引的內部級描述④安全性和授權規(guī)則⑤數據完整性規(guī)則

§5關系式目錄的擴展ER圖

由于DBMS的各個子系統非常頻繁地訪問系統目錄,因此對系統目錄應設計比較好的數據結構以滿足高效地訪問目錄。

關系系統中目錄結構(部分)的一個擴充的ER圖:N索引名索引類型R_I外鍵R_FK_I屬性屬性名數據類型R_A鍵K_A基本關系視圖關系關系關系名dR_K鍵編號鍵類型I_A索引V_A視圖屬性屬性名屬性序號1NN1N111111N1N查詢導師班級學生組成管理班主任檔案材料性別擁有歸檔指導系有參加學會1N111NNN11NNN1住宿宿舍1N具有社會關系1N實例:

某大學教學管理系統學籍管理ER圖1教室M1教科書教師擔任課程系開設N1學生選修NM上課PN

課程管理ER圖：1111負責人管理111N教師系聘用承接項目參加設置院長學院主管NNM1評定職稱分配工作量111N教師管理E-R圖：11NM11NN1