数据库系统原理与应用-数据库建模—ER图.ppt

数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图第2章 数据库建模—ER图本章概述 本章的学习目标主要内容1数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图本章概述l现在开始讲述数据库建模方法l设计数据库的方法就是确定将要在数据库中保留什么信息和确认各种 信息之间存在什么联系建立数据库模型，就是使用合适的语言或表 示方法表示出这种描述l建立数据库模型的过程一般包括确认需求，即使用某种方式描述将要 管理的信息和信息之间的联系，然后把这些格式化的信息输入到数据 库管理系统中l目前，有许多建立数据模型的方法和工具，例如ER、IDEF1x、ODL 和统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）因为许多 课程都在讲述UML，所以本书重点讲述前3种建模方法l本章将要学习如何使用实体联系(Entity Relationship，ER)图建立数 据模型ER图是一种可视化的图形方法，它基于对现实世界的这样 一种认识，即客观现实世界由一组称为实体的基本对象和这些对象之 间的联系组成2数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图本章的学习目标l掌握使用ER图建立数据库模型的基本原理；l认识和掌握ER图的基本元素；l了解使用ER图建立数据库模型的基本原则；l认识数据库建模的约束；l掌握如何使用ER图建立约束模型；l了解弱实体集的概念、表示和作用；l掌握绘制ER图的技巧；l学习和掌握ER图的高级技术。

3数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图主要内容2.1 ER图的基本概念 2.2 ER图设计原则 2.3 对约束建模 2.4 弱实体集 2.5 ER图的高级技术 2.6 本章小结 4数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图2.1 ER图的基本概念l实体集和实体集中的属性 l联系集和联系集中的属性 l绘制ER图 5数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图实体集 l在ER图中，把准备模型化的现实世界看成是由实 体组成的，实体是现实世界区别于其他对象的无 形事件或有形物体 l实体既可以是实实在在的可视的客观对象，也可 以是抽象的无形的客观事件l实体集是具有相同类型和相同特征(或属性)的实 体集合 l一般情况下，实体集是不相交的在某些情况下 ，实体集也可以相交 6数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图实体集中的属性 l实体集通过一组属性 来描述，属性是实体 集中每一个成员具有 的描述性的特性值 l从形式化的角度来看 ，可以把实体集的属 性看作是实体集映射 到域的函数 lER图中的属性可以分 为简单属性和复合属 性、单值属性和多值 属性、NULL属性、 派生属性等。

7数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图属性的类型l简单属性就是不能再划分为更小部分的属性 l复合属性是可以继续划分为更小部分的属性 l对于实体集中的属性，如果对一个特定的实体，只有一个 单独的取值与其对应，则称该属性为单值属性 l如果对某个特定实体而言，一个属性可能对应一组值，那 么这种属性称为多值属性 lNULL属性就是当实体在某个属性上没有值时使用NULL 值NULL值的含义是没有意义或丢失或不知道是否有意 义 l派生属性的取值可以从别的相关属性或实体中派生出来， 这些相关属性称为基属性或存储属性 8数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图联系集 l联系就是表示多个实体 之间的相互关联l联系集是指同类联系的 集合 l多个实体集之间的关联 称为参与，也就是说， 实体集E1，E2，…， En参与联系集R l为了方便地表示联系集 涉及的实体集的数量， 使用度来表示与某个联 系集相关的实体集的数 量 9数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图联系集中的角色 l实体在联系中的作用称为角色一般来说，参与 一个联系集的实体集是互异的，因而角色是隐含 的，没有必要声明。

l当联系的含义需要解释时角色的概念就有了实际 的意义，这时参与联系集的实体集并非互异也 就是说，在一个联系集中，同一个实体集参与的 次数超过一次时，则每一次参与都具有不同的角 色在这种情况下，需要显式使用角色名来定义 一个实体参与联系实例的方式 10数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图联系集中的属性 l就像实体集中的属性一样，联系集中也可以包含 描述性属性l例如，在实体集books和authors之间的联系集 writeBook中，可以包含属性begin_date，表示 作者开始写作本图书的日期这时，图书《基督 山伯爵》对应的实体和作者大仲马对应的实体之 间的联系写作writeBook，可以使用 {(begin_date, 1881-08-05)}来描述，表示大仲马 于1881年8月5日开始写作《基督山伯爵》一书11数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图ER图的图元 12数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图绘制ER图 l对于联系集来说，可以是多对多、一对多、多对一、一对 一等类型为了将这些类型的联系集区别开来，在联系集 和实体集之间使用箭头或使用线段。

13数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图主要内容2.1 ER图的基本概念 2.2 ER图设计原则 2.3 对约束建模 2.4 弱实体集 2.5 ER图的高级技术 2.6 本章小结 14数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图2.2 ER图设计原则l前面我们对实体集、联系集以及它们的属性进行 了详细的研究但是，实体集和联系集的概念并 不是特别的准确，而且在定义实体和实体之间的 联系时往往有多种方法l在设计ER图时必须遵询一定的原则，这些原则包 括： ►真实性原则 ►避免冗余原则 ►简单性原则 ►合适性原则，其中合适性原则包括确定合适的实体集 和属性原则和确定合适的实体集和联系集原则 15数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图真实性原则 l在使用ER图描述客观现实时，这种描述必须是真 实的也就是说，ER图必须真实地反映出客观世 界的状况真实是建立描述客观现实的基础，是 成功的前提l例如，实体集books包括了属性title、isbn、 page、type、year和price，这是因为我们在实 际中知道，一本图书确实可以使用这些属性来描 述。

l除了在确定实体集的属性时遵循真实性原则之外 ，在确认实体集之间的联系时，仍然要遵循真实 性原则 16数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图避免冗余原则 l避免冗余原则是数据库设计的一个非常重要、非 常复杂、也是非常基本的原则，其本质就是对客 观现实的一个事物进行设计时只能出现在一个地 方l例如，我们介绍了实体集books和实体集authors 和它们之间的联系集writeBook假设，现在在实 体集books中增加一个属性author_of_book，这 种增加是完全可以轻易实现的，但是这种做法可 能会带来许多可怕的后果：存储空间过大、修改 异常17数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图简单性原则 l客观现实往往是非常复杂的，模型既是对客观现实的反映 ，又是对客观现实的简化作为描述客观现实实体集和实 体集之间联系集的ER图也是如此lER图的简单性原则就是保证在设计ER图时，避免引入过 多的元素，这些元素包括实体集、联系集和属性 18数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图恰当性原则：用实体集还是用属性 l经常会碰到选择实体集还是选择属性的问题。

l一般地，使用属性比使用实体集更加简单，但是 让一切事物都表示成属性也会带来许多麻烦 l在实体集authors中，包括了id、name和 birthplace三个属性 l出生地birthplace显然可以作为一个单独的实体 集 l把属性name看成一个实体集，那么是否可行呢？ 19数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图恰当性原则：用实体集还是用联系 集 l在设计ER图时，还会碰到这样的问题，是使用实 体集呢，还是使用联系集呢？l这个问题没有明确的答案，关键是具体情况具体 分析l虽然说，某一个客观对象的描述是使用实体集还 是使用联系集不是非常清楚的，但是在确定使用 实体集还是使用联系集时可以遵循的一个原则是 ： ►当描述发生在实体集之间的行为时，最好采用联系集 该原则对于决定是使用属性还是使用联系集时也同 样适用20数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图主要内容2.1 ER图的基本概念 2.2 ER图设计原则 2.3 对约束建模 2.4 弱实体集 2.5 ER图的高级技术 2.6 本章小结 21数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图2.3 对约束建模l前面，我们已经学习了如何使用实体集、联系集、属性来 建立客观对象的模型，但是客观对象的某些方面的信息单 靠使用前面学习过的知识是不能在模型中表达的，这些信 息就是对客观对象的约束。

l约束就是对客观对象的属性和关系的取值范围进行限制的 手段在ER图中的约束建模就是指在绘制的ER图中表达 出这些限制信息l在ER图中，需要建立的约束模型包括： ►映射约束(mapping constraints) ►键码约束(keys constraints) ►参照完整性约束(reference integrity constraints) ►域约束(domain constraints) ►一般性约束(general constraints)22数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图映射约束 l映射约束就是指一个实体 集中的实体通过联系集可 以同另一个实体集相联系 的实体数量l映射约束既可以描述涉及 多个实体集的联系集，也 可以只是涉及联系两个实 体集的联系集l这里主要研究涉及两个实 体集的二元联系集 23数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图实体集中的键码约束l超键码是一个或多个属性的集合，这些属性的组合可以使 人们在一个实体集中唯一地标识一个实体l对于一个实体集，通常会有多个超键码l我们只是对一部分超键码感兴趣，即对于那些任意的真子 集都不能成为超键码的超键码感兴趣，这种超键码就是我 们寻找的目标，这里称为键码。

l在一个实体集中，可能会同时存在多个键码 l在实体中，键码的确定通常根据客观现实的情况 l在数据库的设计中，用来在实体集中区分不同实体的键码 称为主键码(primary key)在ER图中，主键码包括的属 性以下划线标示 24数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图联系集中的键码约束l如果某一个联系集R涉及实体集E1, E2, …, En，而 primaryKey(Ei)代表构成实体集Ei的主键码的属性的集合 l与联系集键码相关的属性构成包括两个部分，一部分是与 联系集相关的属性的结构，另一部分是与联系集相关的实 体集的主键码集合 l联系集的主键码的构成还依赖于联系集的映射约束如果 联系集R是多对多关系，那么联系集R的主键码由与该联 系集相关的所有实体集的主键码共同组成 l如果联系集是多对一关系或一对多关系，则联系集的主键 码由“多”方实体集的主键码组成l如果联系集的关系是一对一，则两个实体集的两个主键码 中的任意一个都可以作为联系集的主键码 25数据库系统原理与应用教程(第二版)第2章 数据库建模——ER图参照完整性约束 l参照完整。