第3章——E-R圖

1、返回返回1第第3章章 概念模型與概念模型與E-R方法方法 6.1 概念模型概念模型 6.2 概念模型的主要概念概念模型的主要概念 6.3 實(shí)體型之間的聯(lián)系實(shí)體型之間的聯(lián)系 6.4 實(shí)體實(shí)體-聯(lián)系方法聯(lián)系方法返回返回26.1 概念模型概念模型數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。根數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。根據(jù)數(shù)據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，可以將這些模型據(jù)數(shù)據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，可以將這些模型劃分為兩大類，第一類模型是概念模型，也稱劃分為兩大類，第一類模型是概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。另一類模型是數(shù)建模，主

2、要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。另一類模型是數(shù)據(jù)（邏輯）模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模據(jù)（邏輯）模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型和關(guān)系模型等，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)型和關(guān)系模型等，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。的實(shí)現(xiàn)。返回返回3為了把現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物抽象、組織為了把現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物抽象、組織為某一為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，往往是將現(xiàn)實(shí)支持的數(shù)據(jù)模型，往往是將現(xiàn)實(shí)世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換為世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換為機(jī)器世界。也就是說，將現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)機(jī)器世界。也就是說，將現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)象首先抽象為不依賴任何具體機(jī)器

3、的信息結(jié)構(gòu)。象首先抽象為不依賴任何具體機(jī)器的信息結(jié)構(gòu)。這種信息結(jié)構(gòu)不是這種信息結(jié)構(gòu)不是DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，而支持的數(shù)據(jù)模型，而是概念級(jí)模型。然后再把概念模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算是概念級(jí)模型。然后再把概念模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)上某一機(jī)上某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，這一過程如支持的數(shù)據(jù)模型，這一過程如圖圖6.1所示。所示。返回返回4現(xiàn)實(shí)世界認(rèn)識(shí)抽象DBMS 支持的數(shù)據(jù)模型概念模型信息世界機(jī)器世界圖6.1 現(xiàn)實(shí)世界中客觀對(duì)象的抽象過程返回返回5概念模型可以看成是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界概念模型可以看成是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)過渡的中間層次。概念模型有以下特點(diǎn)。的一個(gè)過渡的中間層次。概念模型有以下特點(diǎn)。（1）真實(shí)性。

4、概念模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的）真實(shí)性。概念模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象和概括，它必須真實(shí)地反映了現(xiàn)實(shí)世界中抽象和概括，它必須真實(shí)地反映了現(xiàn)實(shí)世界中事物和事物之間的聯(lián)系。事物和事物之間的聯(lián)系。（2）易理解性。概念模型是獨(dú)立于機(jī)器）易理解性。概念模型是獨(dú)立于機(jī)器的信息結(jié)構(gòu)，應(yīng)該容易被用戶理解。的信息結(jié)構(gòu)，應(yīng)該容易被用戶理解。（3）易修改性。應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求是）易修改性。應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求是會(huì)改變的，概念模型應(yīng)該容易修改和擴(kuò)充。會(huì)改變的，概念模型應(yīng)該容易修改和擴(kuò)充。（4）易轉(zhuǎn)換性。概念模型應(yīng)該容易向關(guān)）易轉(zhuǎn)換性。概念模型應(yīng)該容易向關(guān)系、網(wǎng)狀和層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。系、網(wǎng)狀和層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。返回返回6

5、6.2 概念模型的主要概念概念模型的主要概念1實(shí)體（實(shí)體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體?？陀^存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。實(shí)體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象實(shí)體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系。的概念或聯(lián)系。2屬性（屬性（Attribute）實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個(gè)實(shí)實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫。體可以由若干個(gè)屬性來刻畫。返回返回73碼（碼（Key）惟一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。惟一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。4域（域（Domain）屬性的取值范圍稱為該屬性的域。屬性的取值范圍稱為該屬性的域。5實(shí)體型（實(shí)體型（En

6、tity Type）具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征和性質(zhì)。用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和刻和性質(zhì)。用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。畫同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。返回返回86實(shí)體集（實(shí)體集（Entity Set）同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。7聯(lián)系（聯(lián)系（Relationship）在現(xiàn)實(shí)世界中，事物內(nèi)部以及事物之間是在現(xiàn)實(shí)世界中，事物內(nèi)部以及事物之間是有聯(lián)系的，這些聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體有聯(lián)系的，這些聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體（型）內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體（型）之間的聯(lián)系。（型）內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體（型）之間的聯(lián)系。返回返

7、回96.3 實(shí)體型之間的聯(lián)系實(shí)體型之間的聯(lián)系v6.3.1 兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系1一對(duì)一聯(lián)系（一對(duì)一聯(lián)系（1 : 1）如果對(duì)于實(shí)體集如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集集B中至多有一個(gè)（也可以沒有）實(shí)體與之聯(lián)中至多有一個(gè)（也可以沒有）實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集系，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集與實(shí)體集B具有具有一對(duì)一聯(lián)系，記為一對(duì)一聯(lián)系，記為1 : 1。返回返回102一對(duì)多聯(lián)系（一對(duì)多聯(lián)系（1 : n）如果對(duì)于實(shí)體集如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集集B中有中有n個(gè)實(shí)體（個(gè)實(shí)體（n0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集于實(shí)體集B中

8、的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體與實(shí)體集集B有一對(duì)多聯(lián)系，記為有一對(duì)多聯(lián)系，記為1 : n。返回返回11（a）11 聯(lián)系 （b）1n 聯(lián)系 （c）mn 聯(lián)系 1 實(shí)體型A 實(shí)體型A 實(shí)體型A 聯(lián)系名 聯(lián)系名 聯(lián)系名 實(shí)體型B 實(shí)體型B 實(shí)體型B 1 1 n n m 圖6.2 兩個(gè)實(shí)體型之間的三類聯(lián)系返回返回123多對(duì)多聯(lián)系（多對(duì)多聯(lián)系（m : n）如果對(duì)于實(shí)體集如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集集B中有中有n個(gè)實(shí)體（個(gè)實(shí)體（n0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集

9、于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有中也有m個(gè)實(shí)體（個(gè)實(shí)體（m0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)與實(shí)體集體集B具有多對(duì)多聯(lián)系，記為具有多對(duì)多聯(lián)系，記為m : n。返回返回13v6.3.2 兩個(gè)以上的實(shí)體型之間的聯(lián)系一般地，兩個(gè)以上的實(shí)體型之間也存一般地，兩個(gè)以上的實(shí)體型之間也存在著一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多聯(lián)系。在著一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多聯(lián)系。返回返回14 （a） （b） 課程 參考書 教員 講授 m n 1 供應(yīng)商 供應(yīng) 項(xiàng)目 零件 n m p 圖6.3 3個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系示例返回返回15領(lǐng)導(dǎo) 職工 n 1 圖圖6.4 一個(gè)實(shí)體型之間一對(duì)多聯(lián)系示例一

10、個(gè)實(shí)體型之間一對(duì)多聯(lián)系示例返回返回166.4 實(shí)體實(shí)體-聯(lián)系方法聯(lián)系方法概念模型的表示方法很多，其中最為著名概念模型的表示方法很多，其中最為著名最為常用的是最為常用的是P.P.S.Chen于于1976年提出的實(shí)體年提出的實(shí)體-聯(lián)系方法（聯(lián)系方法（Entity-Relationship Approach）。）。該方法用該方法用E-R圖描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型，圖描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型，E-R方法也稱為方法也稱為E-R模型。模型。返回返回17v6.4.1 E-R圖的表示方法E-R圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法。方法。 實(shí)體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體型：用矩

11、形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。實(shí)體名。 屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來。其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來。返回返回18學(xué)號(hào) 姓名 性別 年齡 系 學(xué)生 圖6.5 學(xué)生實(shí)體及屬性返回返回19 聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實(shí)體明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來，同時(shí)在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的連接起來，同時(shí)在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（類型（1 : 1，1 : n或或m : n）。）。如果一個(gè)聯(lián)系具有屬性，則這些屬性如果一個(gè)聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來。也要用無向邊與該聯(lián)系連接

12、起來。返回返回20 供應(yīng) 供應(yīng)商 供應(yīng)量 項(xiàng)目 零件 n p m 圖6.6 實(shí)體之間聯(lián)系屬性的表示返回返回21下面用下面用E-R圖來表示某個(gè)工廠物資管理的圖來表示某個(gè)工廠物資管理的概念模型。概念模型。物資管理涉及的實(shí)體有：物資管理涉及的實(shí)體有：倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)庫(kù) 屬性有倉(cāng)庫(kù)號(hào)、面積、電話號(hào)碼。屬性有倉(cāng)庫(kù)號(hào)、面積、電話號(hào)碼。零件零件 屬性有零件號(hào)、名稱、規(guī)格、單屬性有零件號(hào)、名稱、規(guī)格、單價(jià)、描述。價(jià)、描述。供應(yīng)商供應(yīng)商 屬性有供應(yīng)商號(hào)、姓名、地址、屬性有供應(yīng)商號(hào)、姓名、地址、電話號(hào)碼、賬號(hào)。電話號(hào)碼、賬號(hào)。項(xiàng)目項(xiàng)目 屬性有項(xiàng)目號(hào)、預(yù)算、開工日期。屬性有項(xiàng)目號(hào)、預(yù)算、開工日期。職工職工 屬性有職工號(hào)、姓名

13、、年齡、職屬性有職工號(hào)、姓名、年齡、職稱。稱。返回返回22這些實(shí)體之間的聯(lián)系如下：這些實(shí)體之間的聯(lián)系如下： （1）一個(gè)倉(cāng)庫(kù)可以存放多種零件，一種）一個(gè)倉(cāng)庫(kù)可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個(gè)倉(cāng)庫(kù)中，因此倉(cāng)庫(kù)和零件零件可以存放在多個(gè)倉(cāng)庫(kù)中，因此倉(cāng)庫(kù)和零件具有多對(duì)多的聯(lián)系。用庫(kù)存量來表示某種零件具有多對(duì)多的聯(lián)系。用庫(kù)存量來表示某種零件在某個(gè)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)量。在某個(gè)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)量。（2）一個(gè)倉(cāng)庫(kù)有多個(gè)職工當(dāng)倉(cāng)庫(kù)保管員，）一個(gè)倉(cāng)庫(kù)有多個(gè)職工當(dāng)倉(cāng)庫(kù)保管員，一個(gè)職工只能在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)工作，因此倉(cāng)庫(kù)和職一個(gè)職工只能在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)工作，因此倉(cāng)庫(kù)和職工之間是一對(duì)多的聯(lián)系。工之間是一對(duì)多的聯(lián)系。（3）職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)）職工

14、之間具有領(lǐng)導(dǎo)-被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即倉(cāng)庫(kù)主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員，因此職工實(shí)體集中倉(cāng)庫(kù)主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員，因此職工實(shí)體集中具有一對(duì)多的聯(lián)系。具有一對(duì)多的聯(lián)系。返回返回23（4）供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件三者之間具有）供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件三者之間具有多對(duì)多的聯(lián)系。即一個(gè)供應(yīng)商可以供給若干項(xiàng)多對(duì)多的聯(lián)系。即一個(gè)供應(yīng)商可以供給若干項(xiàng)目多種零件，每個(gè)項(xiàng)目可以使用不同供應(yīng)商供目多種零件，每個(gè)項(xiàng)目可以使用不同供應(yīng)商供應(yīng)的零件，每種零件可由不同供應(yīng)商供給。應(yīng)的零件，每種零件可由不同供應(yīng)商供給。下面給出此工廠的物資管理下面給出此工廠的物資管理E-R圖。為了圖。為了更清晰地表示實(shí)體及其實(shí)體之間的聯(lián)系，人們更清晰地表示實(shí)體

15、及其實(shí)體之間的聯(lián)系，人們常常把實(shí)體及其屬性用一幅圖表示，如圖常常把實(shí)體及其屬性用一幅圖表示，如圖6.7（a）所示；實(shí)體及其實(shí)體之間的聯(lián)系如圖）所示；實(shí)體及其實(shí)體之間的聯(lián)系如圖6.7（b）所示，完整的實(shí)體聯(lián)系圖如圖）所示，完整的實(shí)體聯(lián)系圖如圖6.7（c）所）所示。示。返回返回24實(shí)體實(shí)體-聯(lián)系方法是抽象和描述現(xiàn)實(shí)世聯(lián)系方法是抽象和描述現(xiàn)實(shí)世界的有力工具。用界的有力工具。用E-R圖表示的概念模型圖表示的概念模型獨(dú)立于具體的獨(dú)立于具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，所支持的數(shù)據(jù)模型，它是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，因而比它是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，因而比數(shù)據(jù)模型更一般、更抽象、更接近現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)模型更一般、更抽

16、象、更接近現(xiàn)實(shí)世界。世界。返回返回25 (a) 實(shí)體及其屬性圖 零件號(hào) 名稱 規(guī)格 單價(jià) 描述 零件 預(yù)算 項(xiàng)目 項(xiàng)目號(hào) 開工日期 地址 供應(yīng)商號(hào) 姓名 電話號(hào) 賬號(hào) 供應(yīng)商 倉(cāng)庫(kù) 倉(cāng)庫(kù)號(hào) 面積 電話號(hào) 職工 職工號(hào) 姓名 年齡 職稱 圖6.7 工廠物資管理的E-R圖返回返回26供應(yīng)商 m 供應(yīng) 供應(yīng)量 項(xiàng)目 n 倉(cāng)庫(kù) 倉(cāng)庫(kù) 零件 m n p 工作 1 n 職工 庫(kù)存量 領(lǐng)導(dǎo) 1 n (b) 實(shí)體及其聯(lián)系圖 圖6.7 工廠物資管理的E-R圖返回返回27供應(yīng)商 姓名 供應(yīng)商號(hào) 地址 賬號(hào) 電話號(hào) 倉(cāng)庫(kù) 倉(cāng)庫(kù)號(hào) 面積 電話號(hào) 職工號(hào) 姓名 年齡 職工 工作 1 n 領(lǐng)導(dǎo) 1 n 庫(kù)存 供應(yīng)量 m

17、供應(yīng) 庫(kù)存量 m 項(xiàng)目 項(xiàng)目號(hào) 預(yù)算 開工日期 n 零件 零件號(hào) 規(guī)格 名稱 描述 單價(jià) n p (c) 完整的實(shí)體聯(lián)系圖 職稱 圖6.7 工廠物資管理的E-R圖返回返回28v6.4.2 實(shí)體與屬性的劃分在用實(shí)體在用實(shí)體-聯(lián)系方法對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行概念聯(lián)系方法對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行概念建模時(shí)一個(gè)看似簡(jiǎn)單又難以確定的工作是如何建模時(shí)一個(gè)看似簡(jiǎn)單又難以確定的工作是如何劃分實(shí)體和屬性。劃分實(shí)體和屬性。在現(xiàn)實(shí)世界中，具體的應(yīng)用環(huán)境常常對(duì)實(shí)在現(xiàn)實(shí)世界中，具體的應(yīng)用環(huán)境常常對(duì)實(shí)體和屬性已經(jīng)作了大體的自然的劃分。在調(diào)整體和屬性已經(jīng)作了大體的自然的劃分。在調(diào)整中遵循的一條原則是：為了簡(jiǎn)化中遵循的一條原則是：為了簡(jiǎn)化E-R圖的處置，圖的處置，現(xiàn)實(shí)世界的事物能作為屬性對(duì)待的，盡量作為現(xiàn)實(shí)世界的事物能作為屬性對(duì)待的，盡量作為屬性對(duì)待。屬性對(duì)待。返回返回29（1）作為）作為“屬性屬性”，不能再具有需要描，不能再具有需要描述的性質(zhì)。述的性質(zhì)。“屬性屬性”必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，必須是不可分