第三章er數(shù)據(jù)模型

1、第三章 ER 數(shù)據(jù)模型,E-R數(shù)據(jù)模型（Entity Relationship data model），即實(shí)體聯(lián)系數(shù)據(jù)模型，于1976年由P.P.Chen首先提出。1. 實(shí)體（entity）凡是可以互相區(qū)別而可以被人們識別的事、物、概念等統(tǒng)統(tǒng)抽象為實(shí)體。具有共性的一類實(shí)體可以劃分為一個(gè)實(shí)體集（Entity Set）。一般以大寫字母表示實(shí)體集，小寫字母表示實(shí)體。以學(xué)生為例，設(shè)以ES表示學(xué)生實(shí)體集，e表示學(xué)生實(shí)體，則ES＝｛e｜e

2、是學(xué)生｝。,基本概念,2. 屬性（attribute）：實(shí)體一般具有若干特征，稱之為實(shí)體的屬性 單域的簡單屬性多域的組合屬性 單值的（Single-valued） 多值的（multi-valued） 實(shí)體鍵（entity key）實(shí)體主鍵（entity primary key）,基本概念,3. 聯(lián)系（relationship）實(shí)體與實(shí)體間的關(guān)系抽象為聯(lián)系，和實(shí)體一樣，聯(lián)系也有屬性。除此之外，對聯(lián)系還有如下描述： 參與度：

3、實(shí)體參與聯(lián)系的最小和最大次數(shù)，這稱為實(shí)體的參與度。參與度的一般形式可表示為（min，max），式中，0≤min≤max，且max≥1。如基數(shù)比約束（cardinality ratio constraint）： 1∶1）、一對多（1∶N）和多對多（M∶N）。,基本概念,參與約束（participation constraint）部分參與（partial participation）如果min＝0，則意味著實(shí)體集中的實(shí)體不一定每個(gè)都參

4、與聯(lián)系，實(shí)體的這種參與聯(lián)系的方式稱為部分參與。全參與（total participation）如果min＞0，則意味著實(shí)體集中的每個(gè)實(shí)體都必須參與聯(lián)系 結(jié)構(gòu)約束（Structural constraint）：基數(shù)比約束和參與約束構(gòu)成聯(lián)系的語義約束，合稱為結(jié)構(gòu)約束。只用實(shí)體的參與度便可表示結(jié)構(gòu)約束。參與度的min項(xiàng)隱含了參與約束；而其中的max項(xiàng)隱含了基數(shù)比約束。,ER 圖（E-R diagram）,矩形框代表實(shí)體，雙線矩形框代

5、表弱實(shí)體，菱形框代表聯(lián)系，聯(lián)系與實(shí)體相聯(lián)的弧上所注明的1、N、M、P等表示聯(lián)系的基數(shù)比。如果弧為雙線，則表示該實(shí)體全參與；如果弧為單線，則表示該實(shí)體部分參與。,ER 圖（E-R diagram）,舉例：,工作于,,部門,包含,職工,,,,工程,,,供應(yīng)商,零件,,供應(yīng),,,,,組成,,,1,M,M,N,主管,,,,1,1,M,N,M,N,P,ER 圖（E-R diagram）,屬性：圓角矩形框組成鍵的屬性：加有短垂線組合屬性：屬

6、性結(jié)構(gòu),,職工,性別,,,職工號,,,,姓,,名,,,ER 圖,弱實(shí)體集：依賴于其他實(shí)體集的存在而存在的實(shí)體集，其組成鍵的屬性中的一些或全部屬于另一個(gè)實(shí)體集。,1,職工,家屬,,設(shè)置,,,M,基本ER數(shù)據(jù)模型與擴(kuò)充ER數(shù)據(jù)模型,以實(shí)體、屬性和聯(lián)系三個(gè)抽象概念為基礎(chǔ)的E-R數(shù)據(jù)模型是基本E-R數(shù)據(jù)模型。為了滿足新的應(yīng)用需求和表達(dá)更多的語義，E-R數(shù)據(jù)模型歷經(jīng)了不少擴(kuò)充。下面將介紹擴(kuò)充E-R數(shù)據(jù)模型（Extended E-R data mo

7、del，簡稱EER data model）。,課堂練習(xí),3.1 請用ER圖為銀行設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫，為其管理顧客和帳戶的信息。顧客的信息包括姓名、地址、電話和身份證號碼。帳戶包括編號、類型和結(jié)余。1).修改ER圖使一個(gè)帳戶只能有一個(gè)顧客；2).進(jìn)一步修改你的ER圖使一個(gè)顧客只能有一個(gè)帳戶answer,課堂練習(xí),3.2 請用ER圖為醫(yī)院設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。該醫(yī)院包含許多科室（科名，地址，電話），每個(gè)科室包含許多醫(yī)生和多間病房（房號，

8、床號），每個(gè)病房只屬于一個(gè)科室，每個(gè)病房可住若干名病人（病歷號，姓名…)，每個(gè)病人有一名主治大夫，每名醫(yī)生可負(fù)責(zé)多個(gè)病人的診治。 answer,擴(kuò)充ER數(shù)據(jù)模型（EER）,1. 特殊化（Specialization）和普遍化（generalization）從普遍到特殊的過程，叫做特殊化。即一個(gè)實(shí)體集可以按照某一特征區(qū)分為幾個(gè)子實(shí)體集的過程。如：學(xué)生：?？粕?，本科生，研究生相反的過程稱為普遍化 如：將學(xué)生、教師、職工這些實(shí)體集概

9、括為“人”,擴(kuò)充ER數(shù)據(jù)模型（EER）,設(shè)有實(shí)體集E，如F是E的某些真子集的集合，即F＝｛Si｜Si?E，i＝1，…，n｝，則稱F是E的一個(gè)特殊化，E是S1、S2、…、Sn的超實(shí)體集，S1、S2、…、Sn稱為E的子實(shí)體集。若∪ni＝1Si＝E，則稱F是E的全（total）特殊化；否則，F(xiàn)是E的部分（partial）特殊化。如Si∩Sj＝Φ，i≠j，則F是不相交（disjoint）的特殊化；否則，F(xiàn)是重疊（overlapping）的特殊化

10、。子實(shí)體集繼承（inherit）超實(shí)體集的所有屬性和聯(lián)系。,擴(kuò)充ER數(shù)據(jù)模型（EER）,圖形表示實(shí)體與實(shí)體之間連線上的∪符號表示特殊化，圓圈中的d表示不相交特殊化，圓圈中的o表示重疊特殊化。超實(shí)體集與圓圈的聯(lián)線若是雙線，則表示全特殊化；若是單線，則表示部分特殊化。,擴(kuò)充ER數(shù)據(jù)模型（EER）,舉例,擴(kuò)充ER數(shù)據(jù)模型（EER）,2. 聚集（aggregation）在基本E-R數(shù)據(jù)模型中，只有實(shí)體才能參與聯(lián)系，不允許聯(lián)系參與聯(lián)系

11、。在EER數(shù)據(jù)模型中，可以把聯(lián)系看成由參與聯(lián)系的實(shí)體組合而成的新的實(shí)體，其屬性為參與聯(lián)系的實(shí)體的屬性和聯(lián)系的屬性的并。這種新的實(shí)體稱為參與聯(lián)系的實(shí)體的聚集。有了聚集這個(gè)抽象概念，聯(lián)系也可以參與聯(lián)系。,擴(kuò)充ER數(shù)據(jù)模型（EER）,圖形表示,科研項(xiàng)目,研究所,公司,,合作,大學(xué),,,,,,,承擔(dān),擴(kuò)充ER數(shù)據(jù)模型（EER）,3. 范疇（category）在模擬現(xiàn)實(shí)世界時(shí)，有時(shí)要用到由不同類型的實(shí)體組成的實(shí)體集，例如車主這個(gè)實(shí)體集的成員可能

12、是單位，也可能是個(gè)人。這種由不同類型實(shí)體組成的實(shí)體集稱之為范疇。設(shè)E1、E2、…、En是n個(gè)不同類型的實(shí)體集，則范疇T可定義為： T?（E1∪E2∪…∪En）即T是多個(gè)超類并集的子集。E1、E2、…、En也稱為T的超實(shí)體集。,擴(kuò)充ER數(shù)據(jù)模型（EER）,上圖中帳戶是個(gè)范疇，可以是單位，也可以是個(gè)人。圓圈中的∪表示并操作。范疇也繼承其超實(shí)體集的屬性，但與子實(shí)體集的繼承規(guī)則不一樣。范疇的繼承是有選擇性的。,課堂練習(xí),3.3 設(shè)一

13、個(gè)系有學(xué)生、班級、課程、教師、教研組等數(shù)據(jù)對象。其中教授或副教授可以指導(dǎo)若干名研究生。每個(gè)數(shù)據(jù)對象可有若干屬性。數(shù)據(jù)對象之間可有若干聯(lián)系。試用EER圖對你所在的系進(jìn)行模擬。Answer,第三章 ER 數(shù)據(jù)模型作業(yè),3.1. 清華大學(xué)經(jīng)管學(xué)院下設(shè)若干系，每個(gè)系包含一個(gè)或幾個(gè)班級，有若干名教師。每個(gè)班級有若干名學(xué)生。教師每學(xué)期講授多門課程，每門課程每學(xué)期由一名教師講授?，F(xiàn)在要為其設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫，滿足如下要求：每學(xué)期開始時(shí)打印每個(gè)系的

14、每個(gè)班級的基本信息以及學(xué)生的基本狀況報(bào)表，包括每個(gè)學(xué)生的基本信息，包括聯(lián)系方式，如宿舍號，電話，EMAIL地址等,第三章 ER 數(shù)據(jù)模型作業(yè),每學(xué)期重新打印一份教師名單，以便于聯(lián)系。每學(xué)期開始時(shí)打印一份本學(xué)期本院開設(shè)課程以及響應(yīng)的先修課程的相關(guān)信息表每學(xué)期末為每班學(xué)生打印一份本學(xué)期選課成績單為了便于日常工作，需要維護(hù)一張包括系級領(lǐng)導(dǎo)（系主任）以及院級領(lǐng)導(dǎo)的名單。請用ER圖為該數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概念模型，然后按照如下要求進(jìn)一步修改該模型