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  • 数据库设计--实体关系图(ERD)

    万次阅读 多人点赞 2015-08-01 15:15:17
    1、E-R图的定义 实体关系图:简记E-R图是指以实体、关系、属性三个基本概念概括数据的基本结构,从而描述静态数据结构的...实体关系表示在信息系统概念模型的数据存储。 –百度百科 2.1E-R图表示法(Chen’s模型)

     

    1、E-R图的定义 

    实体关系图:简记E-R图是指以实体、关系、属性三个基本概念概括数据的基本结构,从而描述静态数据结构的概念模式。 –百度百科

     

     

    2、E-R的使用方法 

    E-R图为实体-联系图,提供了表示实体型、属性和联系的方法,用来描述现实世界的概念模型。实体关系图表示在信息系统中概念模型的数据存储。 –百度百科

     

     

    2.1E-R图表示法(Chen’s模型)

     

    2.2E-R表示法中各图形的定义

    实体:具有公共性质的可相互区别的现实世界对象的集合,可以是具体的,也可以是抽象的概念或联系。
    属性:实体所具有的模拟特性,一个实体可由若干个属性来刻画。
    关系:数据对象彼此之间相互联系的方式称为关系。
    关系连接线:用来连接实体与关系的线段。
     

    2.3E-R图的局部表示结构

     
          
      实体--属性  实体--关系 实体之间的关系
     

    2.4E-R图中实体与关系详解

    1.联系的类型
    (1)一对一联系(1:1)
    例如:一个球队只能有一个经理,一个经理只在一个球队任职,则球队和经理是一对一的。
    (2)一对多联系(1:n)
    例如:一门课程由一个教师任教,一个教师可以任教多门课程,则教师和课程是一对多的。
    (3)多对多联系(n:n)
    例如:一个学生可以选多门选修课,一门选修课可以被多个学生选修,则学生和选修课是多对多的。
     
    2.多实体之间的关系

    定义:在两个以上多个实体集之间,当一个实体集与其它实体集之间均(注意是均)存在相同关系,而其它实体集之间均(注意是均)没有关系时,这种关系才称之为多个实体集之间的关系。

    例如:有三个实体:供应商、零件、项目,一个供应商可以供应多个项目多个零件,每个项目可以使用多个供应商提供的零件,每种零件可以由不同供应商提供。
    分析这个例子,我们可以看出:供应商和零件是多对多的,供应商和项目是多对多的,但是 项目和零件之间却是没有关系的
    这符合多实体之间关系的定义,所以可以画成如下形式:
     
    3.多实体之间的关系和多实体每两个实体之间的关系的区别
        例如:有三个实体:供应商、零件、项目,画出三个实体之间的关系和三个实体两两对应的关系
     
    三个实体之间的关系
     
     
    三个实体两两对应的关系
     
    由此,可以看出 三个实体之间的关系和三个实体两两对应的关系是不等价的。
     

    2.5E-R图实例

     
     

     

     

     

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  • E-R实体关系介绍

    千次阅读 2018-11-06 17:28:39
    E-R图也称实体-联系图(Entity Relationship Diagram),提供了表示实体类型、属性和联系的方法,用来描述现实世界的概念模型。 它是描述现实世界关系概念模型的有效方法。是表示概念关系模型的一种方式。用“矩形框...

     1.介绍   

    E-R图也称实体-联系图(Entity Relationship Diagram),提供了表示实体类型、属性和联系的方法,用来描述现实世界的概念模型

    它是描述现实世界关系概念模型的有效方法。是表示概念关系模型的一种方式。用“矩形框”表示实体型,矩形框内写明实体名称;用“椭圆图框”表示实体的属性,并用“实心线段”将其与相应关系的“实体型”连接起来;

    用”菱形框“表示实体型之间的联系成因,在菱形框内写明联系名,并用”实心线段“分别与有关实体型连接起来,同时在”实心线段“旁标上联系的类型(1:1,1:n或m:n)。

    2.成分

    在ER图中有如下四个成分:

    矩形框:表示实体,在框中记入实体名。

    菱形框:表示联系,在框中记入联系名。

    椭圆形框:表示实体或联系的属性,将属性名记入框中。对于主属性名,则在其名称下划一下划线。

    连线:实体与属性之间;实体与联系之间;联系与属性之间用直线相连,并在直线上标注联系的类型。(对于一对一联系,要在两个实体连线方向各写1; 对于一对多联系,要在一的一方写1,多的一方写N;对于多对多关系,则要在两个实体连线方向各写N,M。)

    图:

    3.构图要素

     

    构成E-R图的3个基本要素是实体型、属性和联系,其表示方法为:

    实体

    一般认为,客观上可以相互区分的事物就是实体,实体可以是具体的人和物,也可以是抽象的概念与联系。关键在于一个实体能与另一个实体相区别,具有相同属性的实体具有相同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体在E-R图中用矩形表示,矩形框内写明实体名;比如学生张三、学生李四都是实体。如果是弱实体的话,在矩形外面再套实线矩形。

    属性

    实体所具有的某一特性,一个实体可由若干个属性来刻画。属性不能脱离实体,属性是相对实体而言的。在E-R图中用椭圆形表示,并用无向边将其与相应的实体连接起来;比如学生的姓名、学号、性别、都是属性。如果是多值属性的话,在椭圆形外面再套实线椭圆。如果是派生属性则用虚线椭圆表示。

    联系

    联系也称关系,信息世界中反映实体内部或实体之间的关联。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系;实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。在E-R图中用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型(1 : 1,1 : n或m : n)。比如老师给学生授课存在授课关系,学生选课存在选课关系。如果是弱实体的联系则在菱形外面再套菱形。

    4.E-R图绘制工具

    1.Visio

    1.1适用对象: IT 和商务专业人员

    1.2适用事务:就复杂信息、系统和流程进行可视化处理、分析和交流。使用具有专业外观的 Office Visio 图表,促进对系统和流程的了解,深入了解复杂信息并利用这些知识做出更好的业务决策。

    2.PowerDesigner

    2.1适用类型:是Sybase公司的CASE工具集

    2.2适用事务:使用它可以方便地对管理信息系统进行分析设计,它几乎包括了数据库模型设计的全过程。可以制作数据流程图、概念数据模型、物理数据模型,可以生成多种客户端开发工具的应用程序,还可为数据仓库制作结构模型,也能对团队设备模型进行控制。

    3.Erwin

    3.1适用类型:数据建模工具,是关系数据库应用开发的优秀CASE工具。

    3.2适用事务:支持各主流数据库系统,其设计图支持MS office的直接拷贝。ERwin也能与CA的Model Mart集成,满足企业建模的需求。

    4.SmatDraw

    4.1适用类型:商业绘图软件

    4.2适用事务:是世界上最流行的。轻松的绘制具有专业水准的商业图。

     

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  • 概念设计(Conceptual Design) —— 设计实体关系模型 (ER Model) 逻辑设计(Logical Design)—— 实现从 ER 模型到关系模式(Relation Schemas)的转换。 物理设计(Physical Design) 本文主...

    数据库的设计通常需要经历四个部分:

    1. 需求收集与分析(Requirements Collection and Analysis)
    2. 概念设计(Conceptual Design) —— 设计实体关系模型 (ER Model)
    3. 逻辑设计(Logical Design)—— 实现从 ER 模型到关系模式(Relation Schemas)的转换。
    4. 物理设计(Physical Design)

    本文主要介绍一下概念设计的部分。

     

    概念设计

    概念设计是一个构建概念数据模型的过程,这个概念数据模型在抽象的高层建模;需要足够简单且通常是图形化的;并且能够用于与非技术用户交流数据库的需求。这里主要介绍如何使用 ER 模型来实现概念设计。

     

    ER 模型

    ER 模型主要有三个关键方面:

    1. 数据结构:ER 模型中的数据表现为实体与属性之间的关系
    2. 数据完整性:对于ER模型,键(key)用于实体或者关系类型,而基数约束或者参与约束用于关系类型。
    3. 数据操作:ER 模型中不存在对数据的任何操作。

    ER 模型中的关键概念与关系型数据库的概念联系如下:

    关系型数据库

    实体关系模型

    属性

    超键 / 主键 / 候选键

    元组

    实体 / 关系

    关系

    实体集合 / 关系集合

    关系模型

    实体类型 / 关系类型

    ER 模型的基本图表元素有:

    属性(椭圆)用于描述实体或者关系的性能或者特征

     

    主要属性(内含下划线的椭圆)能够用于识别特定实体的属性

    实体(长方形)在现实世界中独立存在的单一个体类别

    关系(菱形)实体之间的联系

     

    实体类型与实体集合

    实体类型定义了一个拥有相同属性的实体的集合。

    实体集合是指在特定时间下,数据库中所有实体类型的集合。

    对于某一个特定的实体以及其属性,可以用下面的形式表示:

    实体名为员工(Employee),该实体类型的属性包括工号(SSN)、姓名,工资和地址。需要注意的是,在这里工号是主属性(下划线),地址是一个多值属性(双椭圆),意味着地址这个属性对于同一个实体而言,允许拥有一个或者一个以上的值。

     

    弱实体类型

    弱实体类型指的是一个实体类型没有足够的属性来构建一个能够识别特定个体的主键,因此它需要依赖一个能够被确定的实体才能存在。弱实体类型必须拥有一个或者多个属性,其中包括弱主键,与其所依赖的实体的主键共同作为该弱实体类型的主键,从而识别特定的个体。表示如下:

    在这里,儿童(Child)是一个弱实体类型,不同的儿童可能会拥有相同的姓名和年龄,因此把儿童这个实体与员工建立依赖关系,其关系为员工-拥有(has)-儿童,通过 SSN 和 Cname 共同构建能够识别特定儿童的主键。

     

    关系类型与关系集合

    关系类型指的是多个实体之间的联系,该联系允许拥有隶属于这段联系的独立的属性。

    关系集合指的是某个特定关系类型联系的所有实体的集合。

    表示形式如下:

    这里有两个实体,员工(Employee)和部门(Department),员工在部门里工作,这是它们之间的关系。

    在现实世界里,实际上还可能会出现更加复杂的实体关系模型,比如递归关系:

    在这里,员工之间存在监督者与下属之间的关系,监督者监管下属,而监督者和下属同样都属于员工,并且拥有员工的属性。

    还有更高程度的关系:

    在这个关系里,提供商(Supplier)为项目(Project)提供零件(Part),因此提供(Supply)这个关系同时涉及到三个实体,且该关系还具有数量(Quantity)这个属性。

     

    关系中的约束

     

    ER 模型中的约束关系通常是指实体与实体之间基于某种关系下的约束。主要包括两种:

    • 基数比例(Cardinality ratios):指定实体允许参与到关系中的最大数目。
    • 参与约束(Participation constraints):指定某个实体在其与其他实体的依赖关系中是否必然存在。

    基数比例(Cardinality ratios)

    基数比例的类型主要有三种:多对多(Many-To-Many)、一对多(One-To-Many)、一对一(One-To-One)。

    • 多对多(Many-To-Many)

    含义:一名员工可以为多个部门工作;一个部门里允许拥有多名员工。

     

    • 一对多(One-To-Many)

    含义:一名员工最多只能为一个部门工作;一个部门里允许拥有多名员工。

     

    • 一对一(One-To-One)

    含义:一名员工最多只能为一个部门工作;一个部门里最多只允许有一个员工。(虽然这不符合现实。。。)

     

    在以上三种类型的基础上,ER 模型还延伸出一种约束:基数限制。主要含义就是通过一个整数来指定两个实体在关系中允许参与的数量范围。表示如下:

    含义:一个员工必须为一个且最多一个部门工作;一个部门必须拥有一个或者多个员工。

     

    参与约束(Participation constraints)

    参与约束主要分为两种:完全参与(Total)和局部参与(Partial)。一般情况下,默认为局部参与。

    • 完全参与(Total)

    含义:每一名员工必须为一个部门工作;一个部门可能有或者没有员工。

    • 局部参与(Partial)

    含义:一名员工可能有或者没有为一个部门工作;一个部门可能有或者没有员工。

     

    实体类型中的父类与子类

    实体类型的父类与子类指的是拥有不同名称的同一个概念,子类通常是父类实体根据其具体的应用意义所采用的的更加显式的表达。父类与子类之间的关系被称为 ISA 关系类型

     

    专门化(Specialisation)与一般化(Generalisation)

    专门化指的是自上而下定义一个实体所拥有的子类的集合。

    一般化指的是自下而上地把拥有共同属性的多个子类归纳成一个单一的父类。

    在上图中,员工(Employee)是父类,其子类根据不同的实际意义分别为秘书(Secretary)、技术员(Technician)和工程师(Engineer)。该图实现专门后就能得到下面的图:

    图中的三个子类通过一般化以后,就能得到前一个图。

     

    分离约束(Disjointness constraint)

    分离约束主要是用于指定通过专门化产生的子类之间的关系。子类间的分离约束主要有两个方面:

    • 分离(disjoint):子类的各个实体之间完全分离,不存在任何交集。
    • 重叠(overlap):子类的各个实体之间可能存在某些交集,即某个父类的实体,既可以当做其中一个子类实体,也能当做另一个子类实体。

    不同的分离约束在 ER 模型中的表示形式如下:

     

    完整性约束(Completeness constraint)

    • 完全约束(Total):每一个父类的实体必然属于至少一个子类的成员。
    • 部分约束(Partial):父类的实体可能不属于任何一个子类(默认约束)。

     

    构建 ER 模型的流程

    1. 识别所以实体类型(包括弱实体类型);
    2. 识别所有关系类型(包括 ISA 关系和依赖关联);
    3. 识别所有实体和关系类型对应的属性(以及每个属性的定义域);
    4. 识别每个实体的主键;
    5. 辨别步骤 2 中找出的所有关系中的基数比例;
    6. 确定上述关系的参与约束;
    7. 确定 ISA 关系中的分离约束和完整性约束。

     

    软件支持

    网络上有很多软件能够用来画 ER 模型,比较常用的一个轻量级软件是 TerraER, 它是一个基于 JRE 运行的软件,支持Windows,Mac,Linux环境,能够生成 ER 模型的 XML 文件以及 JPEG 图片。

    下载链接:https://github.com/rterrabh/TerraER/releases/download/TerraER3.01/TerraER3.01beta.jar

     

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  • E-R图也称实体-联系图(Entity Relationship Diagram),提供了表示实体类型、属性和联系的方法,用来描述现实世界的概念模型。 它是描述现实世界关系概念模型的有效方法。是表示概念关系模型的一种方式。用“矩形框...

    E-R图也称实体-联系图(Entity Relationship Diagram实体关系模型),提供了表示实体类型、属性和联系的方法,用来描述现实世界概念模型

    它是描述现实世界关系概念模型的有效方法。是表示概念关系模型的一种方式。用“矩形框”表示实体型,矩形框内写明实体名称;用“椭圆图框”或圆角矩形表示实体的属性,并用“实心线段”将其与相应关系的“实体型”连接起来;

    用”菱形框“表示实体型之间的联系成因,在菱形框内写明联系名,并用”实心线段“分别与有关实体型连接起来,同时在”实心线段“旁标上联系的类型(1:1,1:n或m:n)

     

    数据建模 分为三个阶段:概念结构设计,逻辑结构设计,物理结构设计。

    概念结构设计最著名最常常用的方法就是实体-联系方法简称E-R方法。

    概念结构设计的策略通常有4种:自顶向下,自底向上,逐步扩张,混合策略。

     

     

    E-R图有四个部分

    1矩形框:表示实体    ,弱实体外面还要添加矩形框

    2.菱形框:表示联系     

    3 椭圆形框:表示实体属性或联系属性,主属性名称下划横线     ,多值属性椭圆外面再套实线椭圆,派生属性用虚线椭圆

    4连线:实体,属性,联系三者之间用直线相连接  (1:1,    1:n,     m:n)

    E-R图的基本三要素:实体,属性,联系

     

    一对一联系(1:1)

    一对多联系(1:n)

    多对多联系(m:n)

     

    作图步骤

    1.确定所有的实体集合;

    2.选择实体集应包含的属性;

    3.确定实体集之间的联系;

    4.确定实体集的关键字,用下划线在属性上表明关键字的属性组合;

    5.确定联系的类型,在用线将表示联系的菱形框联系到实体集时,在线旁注明是1或n(多)来表示联系的类型。

     

    举例:

     

     

     

     

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