第6章 實體聯(lián)系模型

1、1數(shù)據(jù)庫原理數(shù)據(jù)庫原理n宋安平宋安平n上海大學(xué)計算機學(xué)院上海大學(xué)計算機學(xué)院nAn第7周 GGG2第第6章章 實體聯(lián)系模型實體聯(lián)系模型 3n數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。 但現(xiàn)實但現(xiàn)實世界總是先抽象成信息世界世界總是先抽象成信息世界,然后才能轉(zhuǎn)化為數(shù)然后才能轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)世界。據(jù)世界。 信息世界是對現(xiàn)實世界的抽象。信息世界是對現(xiàn)實世界的抽象。 因此因此,信息世界不可能等價于現(xiàn)實世界。信息世界不可能等價于現(xiàn)實世界。n信息世界中的數(shù)據(jù)模型又稱為概念模型。信息世界中的數(shù)據(jù)模型又稱為概念模型。 作為作為從現(xiàn)實世界到其他數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換的中間模型從現(xiàn)實世界到其他數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換的

2、中間模型,概概念模型不考慮數(shù)據(jù)的操作念模型不考慮數(shù)據(jù)的操作,而只是用比較有效、而只是用比較有效、 自然的方式描述現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系。自然的方式描述現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系。n在設(shè)計概念模型時在設(shè)計概念模型時,最著名、最實用的是最著名、最實用的是P.P.S.Chen于于1976年提出的年提出的“實體實體聯(lián)系模型聯(lián)系模型”（EntityRelationship Approach,簡稱簡稱ER模型）。模型）。2021-11-224 n實體實體n聯(lián)系聯(lián)系n屬性屬性5一、實體n實體是客觀存在、可以相互區(qū)分的實體是客觀存在、可以相互區(qū)分的事物。事物。n實體集是具有相同類型及相同性質(zhì)實體集是具有相同類型及

3、相同性質(zhì)（屬性）的實體集合。（屬性）的實體集合。6二、聯(lián)系n聯(lián)系集是指同類聯(lián)系的集合。聯(lián)系集是指同類聯(lián)系的集合。n在在ER模型中模型中,用矩形框表示實體集用矩形框表示實體集,矩矩形框中寫上實體名形框中寫上實體名,用橢圓表示屬性用橢圓表示屬性,橢橢圓中標(biāo)上屬性名圓中標(biāo)上屬性名,實體的主碼用下劃線實體的主碼用下劃線表示。表示。 7三、屬性n事物是有特性的。反映在實體上，就是事物是有特性的。反映在實體上，就是實體的屬性。一個實體具有有限個屬性，實體的屬性。一個實體具有有限個屬性，也可以說是這些屬性的總和組成了這個也可以說是這些屬性的總和組成了這個實體。實體。n例如實體集職工可用例如實體集職工可用ER

4、模型表示模型表示,如圖如圖6 1 所示。所示。8圖圖61 職工的職工的ER模型表示模型表示 性別年齡姓名職稱職工號職工9n基本屬性和復(fù)合屬性基本屬性和復(fù)合屬性n單值屬性和多值屬性單值屬性和多值屬性n導(dǎo)出屬性導(dǎo)出屬性n空值空值10一、基本屬性和復(fù)合屬性n基本屬性：不可再分割的屬性?；緦傩裕翰豢稍俜指畹膶傩?。例如：性別、年齡等。例如：性別、年齡等。n復(fù)合屬性：可再分解為其他屬性復(fù)合屬性：可再分解為其他屬性的屬性。例如：郵政編碼等。的屬性。例如：郵政編碼等。11二、單值屬性和多值屬性n單值屬性：同單值屬性：同一實體的屬性一實體的屬性只能取一個值。只能取一個值。例如：年齡等。例如：年齡等。n多值屬性

5、：同多值屬性：同一實體的屬性一實體的屬性可能取多個值?？赡苋《鄠€值。例如：一個人例如：一個人的學(xué)位等。的學(xué)位等。零件零件編碼編碼零零 件件零件零件名名供應(yīng)供應(yīng)商商規(guī)格規(guī)格進(jìn)貨進(jìn)貨價格價格銷售價銷售價格格12三、導(dǎo)出屬性n導(dǎo)出屬性：通過具有相互依賴的屬性推導(dǎo)出屬性：通過具有相互依賴的屬性推導(dǎo)而產(chǎn)生的屬性。例如，人的出生年份導(dǎo)而產(chǎn)生的屬性。例如，人的出生年份可以從年齡推導(dǎo)出來?？梢詮哪挲g推導(dǎo)出來。13四、空值n當(dāng)實體在某個屬性上沒有值時應(yīng)使用空當(dāng)實體在某個屬性上沒有值時應(yīng)使用空值（值（Null）。例如：剛?cè)雽W(xué)的研究生沒）。例如：剛?cè)雽W(xué)的研究生沒有導(dǎo)師姓名等。有導(dǎo)師姓名等。14n聯(lián)系的元數(shù)聯(lián)系的元數(shù)

6、n聯(lián)系的連通詞聯(lián)系的連通詞n聯(lián)系的基數(shù)聯(lián)系的基數(shù)15一、聯(lián)系的元數(shù)n一個聯(lián)系涉及到的實體集的個數(shù)，稱為一個聯(lián)系涉及到的實體集的個數(shù)，稱為聯(lián)系的元數(shù)或度數(shù)。聯(lián)系的元數(shù)或度數(shù)。n實體間的聯(lián)系有三種：實體間的聯(lián)系有三種：u同一實體集中各實體之間的聯(lián)系同一實體集中各實體之間的聯(lián)系( (一元聯(lián)一元聯(lián)系系) )。圖圖 6 4 u兩個實體集中各實體之間的聯(lián)系兩個實體集中各實體之間的聯(lián)系( (兩元聯(lián)兩元聯(lián)系系) )。圖圖 6 2 u三個實體集中各實體之間的聯(lián)系三個實體集中各實體之間的聯(lián)系( (三元聯(lián)三元聯(lián)系系) )。圖圖 6 3 16職工參加項目mn圖圖 6 2 二元聯(lián)系二元聯(lián)系 學(xué)學(xué) 校校有有 正校長正校長

7、11 班班 級級組組 成成 學(xué)學(xué) 生生1N17演員簽約電影m1制片公司n圖圖 6 3 三元聯(lián)系三元聯(lián)系 收銀員收銀員商品商品 顧顧 客客銷銷售售數(shù)量數(shù)量NPM18職工領(lǐng)導(dǎo)n1圖圖 6 4 一元聯(lián)系一元聯(lián)系 運動員運動員名次名次11 零件零件組組成成MN數(shù)量19二、聯(lián)系的連通詞n聯(lián)系涉及到的實體集之間實體對應(yīng)的聯(lián)系涉及到的實體集之間實體對應(yīng)的方式，稱為聯(lián)系的連通詞。方式，稱為聯(lián)系的連通詞。n實體間連通詞有三種情況：實體間連通詞有三種情況：圖圖65 u一對一一對一 （1 1：1 1）u一對多一對多 （1 1：N N）u多對多多對多 （M M：N N）20實體型 A聯(lián)系名實體型 B11AB實體型 A

8、聯(lián)系名實體型 B1n實體型 A聯(lián)系名實體型 Bmn(a)(b)(c)ABAB 圖圖65 兩個實體集之間的聯(lián)系兩個實體集之間的聯(lián)系(a)一對一聯(lián)系；一對一聯(lián)系；(b)一對多聯(lián)系；一對多聯(lián)系；(c)多對多聯(lián)系多對多聯(lián)系 21三、聯(lián)系的基數(shù) n有兩個實體集有兩個實體集E1E1和和E2E2， E1E1中每個實中每個實體與體與E2E2中有聯(lián)系實體數(shù)目的最小值中有聯(lián)系實體數(shù)目的最小值MaxMax和最大值和最大值MinMin，稱為，稱為E1E1的基數(shù)，用的基數(shù)，用（ MinMin，Max Max ）表示。）表示。22 聯(lián)系的基數(shù)：聯(lián)系的基數(shù)： 有兩個實體集有兩個實體集E1E1和和E2E2，E1E1中的每個實

9、體與中的每個實體與E2E2中有聯(lián)系實體數(shù)目的中有聯(lián)系實體數(shù)目的最小值最小值MinMin和最大值和最大值MaxMax，稱為，稱為E1E1的基數(shù)，用（的基數(shù)，用（Min,Max Min,Max ）表示。）表示。 例：規(guī)定每個學(xué)生每個學(xué)例：規(guī)定每個學(xué)生每個學(xué)期至少選修期至少選修1 1門課程，最多門課程，最多選修選修6 6門課程門課程; ;每門課程最每門課程最多多9090個學(xué)生個學(xué)生, ,可以沒人選。可以沒人選。 每位教師最多教授每位教師最多教授3 3門課門課也可不上課；每門課程必也可不上課；每門課程必須有一位老師上。須有一位老師上。 學(xué)學(xué) 生生 選選課課 課課 程程M(1,6)(0,90)N 教教

10、師師講講 授授 課程課程N1(0,3)1(0,3)(1,1)N23n依賴聯(lián)系和弱實體依賴聯(lián)系和弱實體n子類和超類子類和超類24一、依賴聯(lián)系和弱實體 n一個實體的存在必須以另外實體的存在一個實體的存在必須以另外實體的存在為前提。例如：職工和家屬。為前提。例如：職工和家屬。n一個實體對于另一些實體具有很強的依一個實體對于另一些實體具有很強的依賴聯(lián)系，而且該實體主鍵的部分或全部賴聯(lián)系，而且該實體主鍵的部分或全部從其父實體中獲得，稱該實體為弱實體。從其父實體中獲得，稱該實體為弱實體。顧顧 客客地地 址址通通 訊訊 職職 工工社會關(guān)系社會關(guān)系存在存在11NN25二、子類和超類 n當(dāng)較低層上的實體類型表達(dá)

11、了與之聯(lián)系當(dāng)較低層上的實體類型表達(dá)了與之聯(lián)系的較高層上的實體類型的特殊情況時，的較高層上的實體類型的特殊情況時，就稱較高層上的實體類型為超類型，較就稱較高層上的實體類型為超類型，較低層上的實體類型為子類型。低層上的實體類型為子類型。n性質(zhì)：性質(zhì)：u子類實體繼承超類實體的所有屬性。子類實體繼承超類實體的所有屬性。u繼承性是通過子類和超類相同的實體標(biāo)繼承性是通過子類和超類相同的實體標(biāo)識符實現(xiàn)。識符實現(xiàn)。26例例: : 學(xué)校人事系統(tǒng)中實體之間的聯(lián)系可用下圖表示學(xué)校人事系統(tǒng)中實體之間的聯(lián)系可用下圖表示人員人員教師教師 學(xué)生學(xué)生本科生本科生研究生研究生2728一、 ER模型實例 n例例1 企業(yè)職工管理中

12、企業(yè)職工管理中,需要涉及的功能有：需要涉及的功能有： n 人事處對職工的檔案和部門進(jìn)行管理人事處對職工的檔案和部門進(jìn)行管理,包括職工基本情況包括職工基本情況,部門的基本情況以及部門的基本情況以及各種職稱、各種職稱、 職務(wù)的管理；職務(wù)的管理； n 財務(wù)處管理職工的工資情況；財務(wù)處管理職工的工資情況； n 科研處管理項目、科研處管理項目、 職工參加項目的情職工參加項目的情況。況。 29職稱職務(wù)任職職工性別年齡工資職工號分工部門部門號名稱電話負(fù)責(zé)人任職日期代號名稱津貼面積姓名nm1n圖圖 6 6 人事管理局部人事管理局部ER模型模型 30姓名性別年齡職工號工資工資號基本工資保險實發(fā)工資補貼職工擁有1

13、1圖圖 6 7 工資管理局部工資管理局部ER模型模型 31職工性別年齡職務(wù)職工號參加項目項目號名稱起始鑒定日期起始日期姓名nm 圖圖 6 8 項目管理局部項目管理局部ER模型模型 32擁有工資補貼基本工資保險實發(fā)工資職工性別年齡職工號分工部門部門號名稱電話負(fù)責(zé)人任職任職日期代號名稱津貼面積參加項目項目號名稱起始鑒定日期起始日期姓名工資號職稱職務(wù)m1nn1mn1圖圖 6 9 合并后的全局初步合并后的全局初步ER模型模型 33二、 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化 n(1) 將每一個實體集轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模將每一個實體集轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式式,實體集的屬性轉(zhuǎn)換成關(guān)系的屬性實體集的屬性轉(zhuǎn)換成關(guān)系的屬性,實實體集

14、的碼即對應(yīng)關(guān)系的碼。體集的碼即對應(yīng)關(guān)系的碼。 n本例中將生成如下三個關(guān)系模式：本例中將生成如下三個關(guān)系模式： n職工（職工號職工（職工號,姓名姓名,性別性別,年齡年齡,工資）工資）n部門（部門號部門（部門號,名稱名稱,電話電話,負(fù)責(zé)人）負(fù)責(zé)人）n 職稱職務(wù)（代號職稱職務(wù)（代號,名稱名稱,津貼津貼,住房面積住房面積）34二、 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化 n(2) 將每個聯(lián)系集轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式。將每個聯(lián)系集轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式。 對于給定的對于給定的聯(lián)系聯(lián)系R,由它所轉(zhuǎn)換的關(guān)系具有以下屬性：由它所轉(zhuǎn)換的關(guān)系具有以下屬性： n 聯(lián)系聯(lián)系R單獨的屬性都轉(zhuǎn)換為該關(guān)系的屬性；單獨的屬性都轉(zhuǎn)換為該關(guān)系的屬性； n 聯(lián)

15、系聯(lián)系R涉及到的每個實體集的碼屬性（集）轉(zhuǎn)涉及到的每個實體集的碼屬性（集）轉(zhuǎn)換為該關(guān)系的屬性。換為該關(guān)系的屬性。 轉(zhuǎn)換后關(guān)系的碼有以下幾種轉(zhuǎn)換后關(guān)系的碼有以下幾種情況：情況： u若聯(lián)系若聯(lián)系R為為1 1聯(lián)系聯(lián)系,則每個相關(guān)實體的碼均可作則每個相關(guān)實體的碼均可作為關(guān)系的候選碼；為關(guān)系的候選碼； u若聯(lián)系若聯(lián)系R為為1 n聯(lián)系聯(lián)系,則關(guān)系則關(guān)系1中的碼作為中的碼作為n端實體端實體的外碼；的外碼； u若聯(lián)系若聯(lián)系R為為m n聯(lián)系聯(lián)系,則關(guān)系的碼為相關(guān)實體碼的則關(guān)系的碼為相關(guān)實體碼的組合。組合。35二、 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化 n根據(jù)此規(guī)則根據(jù)此規(guī)則,由聯(lián)系轉(zhuǎn)換來的關(guān)系模式為：由聯(lián)系轉(zhuǎn)換來的關(guān)系模式

16、為： n分工（分工（職工號職工號,部門號）部門號）n任職（任職（職工號職工號,代號代號,任職日期）任職日期）n(3) 根據(jù)具體情況根據(jù)具體情況,把具有相同碼的多個關(guān)系模式把具有相同碼的多個關(guān)系模式合并成一個關(guān)系模式。合并成一個關(guān)系模式。 具有相同碼的不同關(guān)系模具有相同碼的不同關(guān)系模式式,從本質(zhì)上描述的是同一實體集從本質(zhì)上描述的是同一實體集,因此可以合并。因此可以合并。 合并后的關(guān)系包括兩關(guān)系的所有屬性合并后的關(guān)系包括兩關(guān)系的所有屬性,這樣可以節(jié)這樣可以節(jié)省存儲空間。省存儲空間。 如本例中的職工關(guān)系和分工關(guān)系如本例中的職工關(guān)系和分工關(guān)系,可以合并為下面同一個關(guān)系模式：可以合并為下面同一個關(guān)系模式

17、： n職工（職工（職工號職工號,姓名姓名,性別性別,年齡年齡,工資工資,部門號）部門號）36n例例2 某體育運動錦標(biāo)賽有來自世界各國運動員組成的某體育運動錦標(biāo)賽有來自世界各國運動員組成的體育代表團(tuán)參賽各類比賽項目。下圖為該錦標(biāo)賽各代體育代表團(tuán)參賽各類比賽項目。下圖為該錦標(biāo)賽各代表團(tuán)、運動員、比賽項目、比賽情況的一個表團(tuán)、運動員、比賽項目、比賽情況的一個ERER圖，試圖，試設(shè)計該數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模式集。設(shè)計該數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模式集。 M運 動 員項 目參賽代表團(tuán)組成國家名運動員號年齡姓名性別團(tuán)長項目號比賽時間項目名比賽場地成 績1NM37n例例3 某公司人事管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包括部門、崗位、某公司人事管理

18、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包括部門、崗位、職工、技能和工資等方面的數(shù)據(jù)。現(xiàn)假定：一個部職工、技能和工資等方面的數(shù)據(jù)。現(xiàn)假定：一個部門設(shè)立若干崗位，一個崗位只屬于一個部門；一個門設(shè)立若干崗位，一個崗位只屬于一個部門；一個職工只在一個崗位上任職，一個崗位只聘任一個職職工只在一個崗位上任職，一個崗位只聘任一個職工；一個職工可以參加多門技能的考核，不同職工工；一個職工可以參加多門技能的考核，不同職工可以參加同一技能的考核；職工包括工號、姓名、可以參加同一技能的考核；職工包括工號、姓名、性別、出生年月和文化程度等屬性；每個職工有簡性別、出生年月和文化程度等屬性；每個職工有簡歷，包括起迄時間、從事工作和證明人；每個職工

19、歷，包括起迄時間、從事工作和證明人；每個職工有一份工資，工資由基本工資、級別工資、工齡工有一份工資，工資由基本工資、級別工資、工齡工資、養(yǎng)老金、失業(yè)保險金、公積金和納稅組成。資、養(yǎng)老金、失業(yè)保險金、公積金和納稅組成。n1 1按題意并補充適當(dāng)?shù)膶傩?，設(shè)計出按題意并補充適當(dāng)?shù)膶傩?，設(shè)計出ERER圖。圖。n2 2將此將此ERER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，并注明關(guān)系模式的主圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，并注明關(guān)系模式的主鍵和外鍵。鍵和外鍵。n3 3用用SQLSQL創(chuàng)建其中一個關(guān)系模式，并向其中插入一創(chuàng)建其中一個關(guān)系模式，并向其中插入一個元組。個元組。38n例例4 今要建立一個數(shù)據(jù)庫，其中包括系的系號、系名、地點和今要建立一個數(shù)據(jù)庫，其中包括系的系號、系名、地點和電話，教師的職工號、姓名、性別和職稱，班的班號、專業(yè)、電話，教師的職工號、姓名、性別和職稱，班的班號、專業(yè)、班主任和班長，社團(tuán)的名稱、成立年份、地點和理事長，學(xué)班主任和班長，社團(tuán)的名稱、