第10章 实体联系模型

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1、第10章 实体联系模型o10.1 E-R模型的基本概念 o10.2 E-R模型存在的问题 o10.3 E-R图符号*110.1 E-R模型的基本概念o实体o属性o联系o约束*2E-R模型基本概念o是用于数据库设计的高层概念数据 模型。o概念数据模型用来描述数据库的结 构以及有关的在数据库上的检索和 更新事务，o独立于任何数据库管理系统和硬件 平台。*3实体o 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”。 o 是关于将被收集的信息的主要数据对象。 o 具有一组属性。 o 可以是物理存在的对象： n 人、汽车、商品、职工等； o 也可以是抽象存在的对象： n 公司、企业、工作或

2、感兴趣信息事件*4实体与实例o实体（entity set，也称为实体集 ）是一组具有相同特征或属性的实 体的集合。n 比如：学生o实例是实体中具有相同结构的可区 分的对象。n 比如：学生“张三”、“李四”*5实体的分类o 强实体（也称为强实体集） n 不依赖于其他实体而存在的实体。 n 如：“职工” n 特点：每个实例都能被实体的主键唯一标识 。 o 弱实体（也称为弱实体集） n 依赖于其他实体而存在的实体。 n 如：“职工子女” n 特点：每个实例不能用该实体的属性唯一标 识。*6强实体与弱实体o 强实体也称为n 父实体n 主实体n 统治实体o 弱实体也称为n 子实体n 依赖实体n 从实体*

3、7实体与实例示例实实体：职职工属性实实例属性名域实实例1实实例2职职工号长长度为为6的字符串Z10001Z10002姓名长长度为为8的字符串张张小平李红丽红丽性别别长长度为为2的字符串男女出生日期日期类类型1980-2-51976-8-10*810.1.2 联系o指用户业务中相关的两个或多个实体之 间的关联。o表示现实世界的关联关系。o只依赖于实体间的关联，在物理和概念 上是不存在的。o联系的一个具体值称为联系实例。*9联系（续）o 联系实例是可唯一区分的关联，包括每一 个参与实体的一个实例，表明特定的实体 实例间是相互关联的。o 联系也被看成是抽象对象。o 联系通过连线将相互关联的实体连接起

4、来 。o 相似的联系被归到一个联系（也称为联系 集或联系型）中。*10联系（续）o 一个具体的联系表达了实体之间的一组有意义的 关联，n 如“学生”实体和“课程”实体之间存在一个 “选课”联系，n 如果学生（081001，张三，男）选了课程（ C001，计算机网络），n 则（081001，张三，男）和（C001，计算机网 络）之间就存在一个联系实例，n 这个联系实例可表示为（081001，C001，） 。*11联系的特性o联系的度o连接性o存在性on元联系*12联系的度o指联系中相关联的实体的数量。o一般有n 递归联系或一元联系n 二元联系n 三元联系*13递归联系o指同一实体的实例之间的联系

5、。o即：实体中的一个实例只与同一实 体中的另一个实例相互关联。o示例：l参与联系的每一个实 例都有特定的角色。l联系的角色名确定了 每个参与者的功能。*14二元联系o指两个实体之间的关联。 如：n 部门和职工n 班和学生n 学生和课程o是最常见的联系。*15三元联系o指三个实体之间的关联。o其联系的度为3。o用一个与三个实体相连接的菱形表示。*16联系的连接性o 描述联系中相关联实体间映射的约束。o 取值为“一”或“多个”。o 例如：实体“部门”和“职工”之间为一 对多的联系，即对“职工”实体中的多个 实例，在“部门”中至多有一个实例与其 关联。o 实际的连接数目称为联系连接的基数。*17三种

6、基本二元联系示例*18n-元联系o用具有n个连接的菱形表示，每个连接 对应一个实体。*19联系的存在性o指某个实体的存在依赖于其它实体的 存在。 o联系中实体的存在分为强制和非强制 （或可选的）两种。 o强制存在要求联系中任何一端的实体 的实例都必须存在。 o非强制存在允许实体的实例可以不存 在。*20联系的存在性（续）o在E-R图中，在实体和联系的连线上 标表示是非强制存在；o在实体和联系的连线上加一条垂直线 表示强制存在；o如果在连线上既没有标也没有加垂 直线，则表示存在类型未知。*21联系的存在性示例*2210.1.3 属性o实体的特性或联系的特征都称为属性。 o同一个实体中的实例具有相

7、同属性。 o例如：“学生”实体的属性有：n 姓名、学号、性别等。 o实体中的每个属性都有取值范围，属性 的取值范围称为值域。*23属性o 一个属性可由多个值域构成。 o 例如：属性“生日”的值域由年、月、日 的值域构成。 o 多个属性可以共享一个值域，该值域称为 属性域。 o 属性域的值是一组一个或多个属性所允许 的取值。例如，“工人”和“管理员”的 “生日”属性可以共享一个属性域。*24联系的属性o 联系也可以具有属性。 o 通常，只有二元多对多联系和三元联系 才具有属性，一对一联系和一对多联系 没有属性。*25属性分类o简单属性o复合属性o单值属性o多值属性o派生属性*26简单属性o由一个

8、独立成分构成的属性。o不可再分成更小的成分。o也称为原子属性。o实体“学生”中的学号、姓名、性别 属性都是简单属性的例子。*27复合属性o 由多个独立存在的成分构成的属性。 o 有些属性可以划分成更小的独立成分。 o 如，设“职工”实体中有“地址”属性，该 属性取值形式为“*省*市*区*街道”， 则该属性可进一步分解为 n 省、市、区、街道 n “街道”又可分为街道号、街道名和楼牌 号三个简单属性。*28复合属性示例*29单值属性o若某属性对特定实体中的每个实例都 只取一个值，则该属性为单值属性。o如：“学生”实体中每个实例的“学 号”属性都只有一个值，则“学号” 为单值属性。o大多数属性都是

9、单值属性。*30多值属性o 若某属性对特定实体中的每个实例可以取 多个值，则该属性为多值属性。 n 如“职工”的“技能”属性，一个职工可有 多项技能：“总体设计”、“程序设计”、 “数据库管理” o 可对多值属性的取值范围进行限制。如： 限定“技能”的取值为13。 o 在E-R图中，用双线圆角矩形表示是多值 属性。*31派生属性o 派生属性的值是由相关联的属性或属性组派 生出来的，这些属性并非来自同一实体。n “职工”实体的“工龄”属性的值可由该职工的 “参加工作日期”和当前日期计算得到。o 派生属性的值也可以派生于同一实体中的实 例。n “职工”实体的“总人数”属性的值可通过计算 “职工”实

10、体中的实例总数获得。o 在E-R图中用虚线的圆角矩形表示是派生属性*32标识属性o 能够唯一标识实体中每个实例的属性或属 性组。 o 用于唯一标识一个实例的属性组称为复合 标识符。 如： n “职工”实体中的 “职工号” n “项目”实体中的 “项目号” n “列车”实体中的 “车次”和“发车时间” o 在E-R图中用下划线标识。*33复合标识符示例*34属性示例*35联系标识符示例*3610.1.4 约束o 联系通常采用特定约束来限制联系集合中 的实体组合。 o 约束要反映现实世界中对联系的限定。如: n “部门”要求每个部门必须有一个职工 n “职工”中的每个人必须有一种技能。 o 约束的

11、主要类型： n 多样性约束 n 基数约束 n 参与约束*37多样性约束o多样性指一个实体所包含的每个实例 都通过某种联系与另一个实体的同一 实例相关联。o它约束了实体相关联的方式。o是由企业或用户确立的原则或商业规 则的一种表示。*38基数约束o 指定了一个实体中的实例与另一个实体中的每个 实例相关联的数目。 o 有最大基数约束和最小基数约束两种。 n 最小基数约束指一个实体中的实例与另一个实 体中的每个实例相关联的最小数目。 n 最大基数约束指一个实体中的实例与另一个实 体中的每个实例相关联的最大数目。 o 例，设一名职工只管理一个部门，一个部门只由 一名职工管理，则“职工”和“部门”之间的

12、基 数约束都是1。*391:1联系的基数约束与参与约束示例*40基数约束参与约束排除约束o在排除约束中，对多个关系的通常或默 认的处理是包含OR。oOR允许某个实体或全部实体都参与。o在有些情况下，排除约束（不相交或不 包含OR）可能会影响多个关系，它允许 在几个实体中最多只有一个实体实例参 与到只有一个根实体的联系中。*41排除约束示例“工作任务” 可以分配到“ 外部项目”中 或者是“内部 项目”中，但 不能同时分配 到这两个实体 中。*4210.2 E-R模型存在的问题o在构建E-R模型过程中，可能出现连接 陷阱的问题。o连接陷阱通常是由于曲解了某些联系的 含义而造成的。o连接陷阱主要有两

13、类：n 扇形陷阱n 深坑陷阱*43扇形陷阱o 当一个实体与其他实体之间存在两个或更 多的一对多联系时，可能存在扇形陷阱。o 示例：一个银行有一个或者多个柜台，有 一个或者多个人员。想知道在某个特 定柜台工作的有 哪些人员？*44E-R模型的语义图问题：编号为110345的人员在哪个 柜台工作？*45消除扇形陷阱重建后的E-R模型*46消除扇形陷阱后的语义网*47深坑陷阱o实体之间存在联系，但某些实例之间 却不存在相应的通路。o示例：一个柜台有一个或者多个人员 ，每个人员可以进行零次或多次贷款 查询。o但不是所有人员都要进行贷款查询， 也不是所有的贷款都被查询到。*48示例E-R图o问题：每个柜台可以进行哪些贷款 查询？联系“操作”两端的“人员” 和“贷款”实体的多样性的最 小值为零，说明一些贷款不能 通过人员与柜台关联。“柜台 ”和“贷款”实体之间丢失了 “提供”联系。*49E-R模型的语义图问题：哪个柜台可以进行汽车贷款查询？*50消除深坑陷阱重建后的E-R模型*51消除深坑陷阱后的语义图*5210.3 E-R图符号小结*53*54