武汉大学数据库系统概论 第十三讲 实体联系图(ER图)
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单值实体 —— 如果max_card(E,R)=1，E被称为在联 系R中是单值的 多值实体 —— 如果max_card(E,R)=N，E被称为在联 系R中是多值的 一对一联系 —— 如果实体E和F都是单值的，则E和F 之间的二元联系R称为是一对一的，或1:1 多对多联系 —— 如果实体E和F都是多值的，则E和F 之间的二元联系R称为是多对多的，或M:N 多对一联系 —— 如果实体E是多值的而F是单值的， 则E和F之间的二元联系R称为是多对一的，或N:1
32
结
5.
构
化
约
束
EＲ图中二元联系的图形化
假定一个实体E及其联系R，且 min_card(E,R)= x (x为0或1)， max_card(E,R)= y (y为1或Ｎ),则E和R之 间的连接线用有序对（x..y）标记。
33
结
5.
构
基数
化
约
束
EＲ图中二元联系的图形化
一个分支机构由 一名职员管理 Staff staffNo 一名职员管理 一个分支机构 Manages
2
一．为什么需要ER模型（图） 二．ER模型的基本概念 三．弱实体类型和强实体类型 四．结构化约束 五．ER模型的问题
3
为什么需要ER 模型（图）
4
为什么需要ER模型（图）
1.
现实世界是复杂的 如何将现实世界的不规则 的手工信息处理方式转换 为规则的计算机信息处理 方式？
5
为什么需要ER模型（图）
1..1
0..1
Branch branchNo
所有分支机构都 被管理
不是所有职员都 管理分支机构
参与
Staff Manages Branch一对一联系的基数约束和参与约束34
武汉大学国际软件学院
结
3.
构
化
约
束
多元联系的多样性
－－在一个n元联系中，考虑某个实体类型， 当其他(n-1)个实体类型的值确定后，它可 能的实例数目（或范围）
27
结
1.
构
化
约
束
结构化约束 基数约束(cardinality constraints) —— 描述一个特定联系类型中的一个 实体最多可参与联系的实例数目 参与约束（participation constraints） —— 说明是否所有的实体实例都参与 了联系
28
结
2.
构
化
约
束
联系中实体的基数
15
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图
实体类型的图形化表示
每个实体类型都用一个矩形表示，在矩形里面标有该实体类 型的名字，名字通常用名词。
Staff
Branch
16
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图
联系类型的图形化表示
每个联系类型都表现为连接相关联实体类型的一条线，在线 上标明该联系的名字。通常用一个动词或动词短语
第一个列出的是主关键字属性，在主关键字属性的名字后面标 记{PK}，在部分主关键字属性的名字后标记{PPK} 在候选关键字属性的名字后面标记{AK} 简单属性和单值属性没有必要标记 对于复合属性，在复合属性名下面以右缩进形式列出子属性名 对于多值属性，在属性名后面注明它的取值范围 对于导出属性，在属性名前加上前缀“/”
4.
联系类型
联系类型（relationship type） —— 实体类型间的一组有意义的关联 联系实例（relationship occurrence） —— 一个可唯一标识的关联，涉及参与该联系的每个实体类型 的一个实例 联系类型的度（degree of a relationship type） —— 参与联系的实体类型的个数。度为2的联系称为二元联系； 度为3的称为三元联系；度为3或更高的联系，称为多元联系 递归联系（recursive relationship） —— 是这样一种联系类型，其同一个实体类型参与的次数大于1， 并且每次参与具有不同角色.递归联系也称为一元联系
9
ER模型的基本概念
2.
实体类型
例，学生是一个实体类型，它由学生集合{学生1，学 生2，…,学生n}构成；每一个学生，如：学生i， 是学生实体的一个实体实例；而为了描述学生的 特征，并使每一个学生实例能相互区别，可以用 （学号，姓名，性别，年龄，所属系）这个属性 集描述学生，这个属性集就是学生的实体类型。
角色名
Supervisee
包括Supervisor和Supervisee角色的递归联系Supervises 也是一元联系
18
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图
联系类型的图形化表示
经理管理分支机构
角色名
Manager Manages Branch Office
Staff
Member of Staff
30
结
4.
构
化
约
束
二元联系的多样性 —— 就是两个实体中实例之间的联系 E
R
F
E
R
F
E
R
F
一对一联系 １：１
多对一联系 N:1
多对多联系 M:N 31
结
4.
构
化
约
束
二元联系的多样性
10
ER模型的基本概念
3.
属性
属性（attribute） —— 实体类型或联系类型所具有的某一特性 属性域（attribute domain） —— 单个属性或多个属性所允许的值的集合 简单属性（simple attribute） —— 由单个部分组成的属性，可独立地存在 复合属性（composite/component attribute） —— 共同描述一个性质的一组简单属性
29
结
3.
构
化
约
束
强制参与实体与可选参与实体 强制参与（mandatory participation） —— 如果min-card(E,R)=1，E称为强制参与 R，或者称为在R中是强制的 可选参与（optional participation ） —— 一个实体E在R中不是强制的，则称为在 R中是可选的，或者称为可选参与R
has
Branch
Branch Office
角色名 分支机构具有职员 通过两个具有角色名的不同联系Manages和Has关联的实体
19
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图 属性的图形化表示
在一个实体类型中显示其属性时，将实体类型的矩阵分为两 个部分：上部分是实体的名字，下部分列出实体属性的名字。
2.
例如，教师与教师的个人简历 Client与Preference
24
弱实体类型和强实体类型
弱实体类型的一个特征是，仅使用该实体类型的属性 无法唯一标识每个实体实例
强实体 Client clientNo{PK} Name fName lName telNo 弱实体
States
Preference preType maxRent
3.
属性
例， 对于雇员实体，使用属性：雇员号、爱好和地址来 描述，其中，每一个雇员有唯一的雇员号标识，是候 选关键字；且雇员号可选作主关键字；属性地址由邮 政编码、州、城市和门牌号码这样一组属性来共同描 述，因此，地址是复合属性；一个雇员有多个爱好和 兴趣，属性爱好是多值属性。
14
ER模型的基本概念
2.
隔行如隔山
需要一个简明易 懂、无二义性且 能描述信息处理 现状的语言
数据库语言及 高级程序语言
6
ER模型的 基本概念
7
ER模型的基本概念
1.
现实世界与ER模型的概念对应 现实世界 事物 特征 联系 E-R模型 实体 属性 联系 关系模型 关系 属性 关系
8
百度文库
ER模型的基本概念
2.
实体类型
实体类型（entity type） —— 一组具有相同属性的对象，这些对象 能独立存在 实体实例（entity instance/occurrence） —— 对应于实体类型下的一个取值，实体 实例是可区别的
基数（cardinality） --- 描述一个特定联系类型中，一个实体最少或最多可参与联 系的实例的数目 最小基数（minimum cardinality） —— 包含在联系中的实体实例的最小数目， 表示为min-card(实体，联系) 最大基数（maximum cardinality） —— 包含在联系中的实体实例的最大数目， 表示为max-card(实体，联系) 一个实体的最小基数和最大基数性质代表了DBA制定的、必须时 刻遵守的规则，这些规则不能被数据库更新操作打破
当一个模型暗示某些实体类型之间存在联系，而这些 实体实例间却不存在相应的道路
37
E R 模 型 的 问 题
12
ER模型的基本概念
3.
属性
候选关键字（candidate key） —— 能唯一标识每个实体实例的最小属性组 主关键字（primary key） —— 实体类型中被选来唯一标识每个实体实例的候选关 键字 复合关键字（composite key） —— 包括二个或更多属性的候选关键字
13
ER模型的基本概念
11
ER模型的基本概念
3.
属性
单值属性（single-valued attribute） —— 在一个实体实例中只有单独一个值 多值属性（multi-valued attribute） —— 在一个实体实例中可以取多个值的属性 导出属性（derived attribute） —— 由相关的一个属性或一组属性的值导出，在同一个 实体类型中该属性并不是必要的
Branch branchNo{PK} Address street city postcode telNo[1..3]
复合属性
多值属性
21
Staff和Branch实体及它们的属性
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图 联系属性的图形化表示
在报纸上宣传待出租的房产 Newspaper newspaperName PropertyForRent propertyNo
联系的属性，采用与实体类型相同的符号，但用虚线将表示 联系属性的矩形与联系类型名连接起来
20
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图 实体属性的图形化表示
主关键字
Staff staffNo{PK}
在此列出 属性
Manages has
Name
Position Salary /totalStaff
导出属性
强实体类型Client和弱实体类型Preference
25
结构化约束
26
结
1.
构
化
约
束
结构化约束 多样性（multiplicity） -- 联系上主要的约束称为多样性。在一 个特定的联系中，一个参与实体类型的 某个实例，可能与另一个参与实体类型 发生关联的实例的数目（或范围）
多样性事实上由两个独立的约束组成， 即基数约束和参与约束
Staff Branch Client 职员在某分支机构中注册了一名客户 三元联系Registers
17
Staff
has
Registers
Branch
分支机构拥有职员 二元联系Has
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图
联系类型的图形化表示
角色名
Supervises Supervisor Staff
第十三讲 实体联系模型(图)
1
本讲主要目标
学完本讲后，你应该能够了解：
1. ER模型由实体、属性和联系三个因素构成； 2. 实体、属性和联系的一些术语：实体类型、实体实 例、单值属性、多值属性、复合属性、导出属性、 主关键字、候选关键字、复合关键字、联系类型、 联系实例、联系属性、联系类型的度、递归联系， 以及这些元素的图形化标识方法； 3. 属性的基数、弱实体、强实体的概念； 4. EＲ模型的结构化约束是指参与一个联系的实体类 型上存在的约束，二元联系通常分为一对一、一对 多、多对多三种联系； 5. ER模型的不正确使用可能产生一些问题：连接陷阱、 扇形陷阱、深坑陷阱。
Advertises
dateAdvert cost 具有dateAdvert和cost属性的Advertises联系
22
弱实体类型和 强实体类型
23
弱实体类型和强实体类型
1.
强实体类型(Strong entity type) （父实体， 属主实体(owner entity)，支配实体） 该实体类型的存在不依赖于其他的实体类型 弱实体类型(Weak entity type) （子实体， 依赖实体，从属实体） 该实体类型的存在依赖于其他实体类型的存在
35
ER模型的问题
36
E R 模 型 的 问 题
1.
连接陷阱(connection trap) 由于对特定联系含义的错误理解而引起的问题。 主要研究两类：扇形陷阱和深坑陷阱 扇形陷阱(fan trap)
当用模型来表示实体间的联系时，某些特殊实体实例 间的道路是不明确的
深坑陷阱(chasm trap)
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结
5.
构
化
约
束
EＲ图中二元联系的图形化
假定一个实体E及其联系R，且 min_card(E,R)= x (x为0或1)， max_card(E,R)= y (y为1或Ｎ),则E和R之 间的连接线用有序对（x..y）标记。
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结
5.
构
基数
化
约
束
EＲ图中二元联系的图形化
一个分支机构由 一名职员管理 Staff staffNo 一名职员管理 一个分支机构 Manages
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一．为什么需要ER模型（图） 二．ER模型的基本概念 三．弱实体类型和强实体类型 四．结构化约束 五．ER模型的问题
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为什么需要ER 模型（图）
4
为什么需要ER模型（图）
1.
现实世界是复杂的 如何将现实世界的不规则 的手工信息处理方式转换 为规则的计算机信息处理 方式？
5
为什么需要ER模型（图）
1..1
0..1
Branch branchNo
所有分支机构都 被管理
不是所有职员都 管理分支机构
参与
Staff Manages Branch一对一联系的基数约束和参与约束34
武汉大学国际软件学院
结
3.
构
化
约
束
多元联系的多样性
－－在一个n元联系中，考虑某个实体类型， 当其他(n-1)个实体类型的值确定后，它可 能的实例数目（或范围）
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结
1.
构
化
约
束
结构化约束 基数约束(cardinality constraints) —— 描述一个特定联系类型中的一个 实体最多可参与联系的实例数目 参与约束（participation constraints） —— 说明是否所有的实体实例都参与 了联系
28
结
2.
构
化
约
束
联系中实体的基数
15
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图
实体类型的图形化表示
每个实体类型都用一个矩形表示，在矩形里面标有该实体类 型的名字，名字通常用名词。
Staff
Branch
16
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图
联系类型的图形化表示
每个联系类型都表现为连接相关联实体类型的一条线，在线 上标明该联系的名字。通常用一个动词或动词短语
第一个列出的是主关键字属性，在主关键字属性的名字后面标 记{PK}，在部分主关键字属性的名字后标记{PPK} 在候选关键字属性的名字后面标记{AK} 简单属性和单值属性没有必要标记 对于复合属性，在复合属性名下面以右缩进形式列出子属性名 对于多值属性，在属性名后面注明它的取值范围 对于导出属性，在属性名前加上前缀“/”
4.
联系类型
联系类型（relationship type） —— 实体类型间的一组有意义的关联 联系实例（relationship occurrence） —— 一个可唯一标识的关联，涉及参与该联系的每个实体类型 的一个实例 联系类型的度（degree of a relationship type） —— 参与联系的实体类型的个数。度为2的联系称为二元联系； 度为3的称为三元联系；度为3或更高的联系，称为多元联系 递归联系（recursive relationship） —— 是这样一种联系类型，其同一个实体类型参与的次数大于1， 并且每次参与具有不同角色.递归联系也称为一元联系
9
ER模型的基本概念
2.
实体类型
例，学生是一个实体类型，它由学生集合{学生1，学 生2，…,学生n}构成；每一个学生，如：学生i， 是学生实体的一个实体实例；而为了描述学生的 特征，并使每一个学生实例能相互区别，可以用 （学号，姓名，性别，年龄，所属系）这个属性 集描述学生，这个属性集就是学生的实体类型。
角色名
Supervisee
包括Supervisor和Supervisee角色的递归联系Supervises 也是一元联系
18
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图
联系类型的图形化表示
经理管理分支机构
角色名
Manager Manages Branch Office
Staff
Member of Staff
30
结
4.
构
化
约
束
二元联系的多样性 —— 就是两个实体中实例之间的联系 E
R
F
E
R
F
E
R
F
一对一联系 １：１
多对一联系 N:1
多对多联系 M:N 31
结
4.
构
化
约
束
二元联系的多样性
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ER模型的基本概念
3.
属性
属性（attribute） —— 实体类型或联系类型所具有的某一特性 属性域（attribute domain） —— 单个属性或多个属性所允许的值的集合 简单属性（simple attribute） —— 由单个部分组成的属性，可独立地存在 复合属性（composite/component attribute） —— 共同描述一个性质的一组简单属性
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结
3.
构
化
约
束
强制参与实体与可选参与实体 强制参与（mandatory participation） —— 如果min-card(E,R)=1，E称为强制参与 R，或者称为在R中是强制的 可选参与（optional participation ） —— 一个实体E在R中不是强制的，则称为在 R中是可选的，或者称为可选参与R
has
Branch
Branch Office
角色名 分支机构具有职员 通过两个具有角色名的不同联系Manages和Has关联的实体
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ER模型的基本概念
4.
简单E-R图 属性的图形化表示
在一个实体类型中显示其属性时，将实体类型的矩阵分为两 个部分：上部分是实体的名字，下部分列出实体属性的名字。
2.
例如，教师与教师的个人简历 Client与Preference
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弱实体类型和强实体类型
弱实体类型的一个特征是，仅使用该实体类型的属性 无法唯一标识每个实体实例
强实体 Client clientNo{PK} Name fName lName telNo 弱实体
States
Preference preType maxRent
3.
属性
例， 对于雇员实体，使用属性：雇员号、爱好和地址来 描述，其中，每一个雇员有唯一的雇员号标识，是候 选关键字；且雇员号可选作主关键字；属性地址由邮 政编码、州、城市和门牌号码这样一组属性来共同描 述，因此，地址是复合属性；一个雇员有多个爱好和 兴趣，属性爱好是多值属性。
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ER模型的基本概念
2.
隔行如隔山
需要一个简明易 懂、无二义性且 能描述信息处理 现状的语言
数据库语言及 高级程序语言
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ER模型的 基本概念
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ER模型的基本概念
1.
现实世界与ER模型的概念对应 现实世界 事物 特征 联系 E-R模型 实体 属性 联系 关系模型 关系 属性 关系
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百度文库
ER模型的基本概念
2.
实体类型
实体类型（entity type） —— 一组具有相同属性的对象，这些对象 能独立存在 实体实例（entity instance/occurrence） —— 对应于实体类型下的一个取值，实体 实例是可区别的
基数（cardinality） --- 描述一个特定联系类型中，一个实体最少或最多可参与联 系的实例的数目 最小基数（minimum cardinality） —— 包含在联系中的实体实例的最小数目， 表示为min-card(实体，联系) 最大基数（maximum cardinality） —— 包含在联系中的实体实例的最大数目， 表示为max-card(实体，联系) 一个实体的最小基数和最大基数性质代表了DBA制定的、必须时 刻遵守的规则，这些规则不能被数据库更新操作打破
当一个模型暗示某些实体类型之间存在联系，而这些 实体实例间却不存在相应的道路
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E R 模 型 的 问 题
12
ER模型的基本概念
3.
属性
候选关键字（candidate key） —— 能唯一标识每个实体实例的最小属性组 主关键字（primary key） —— 实体类型中被选来唯一标识每个实体实例的候选关 键字 复合关键字（composite key） —— 包括二个或更多属性的候选关键字
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ER模型的基本概念
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ER模型的基本概念
3.
属性
单值属性（single-valued attribute） —— 在一个实体实例中只有单独一个值 多值属性（multi-valued attribute） —— 在一个实体实例中可以取多个值的属性 导出属性（derived attribute） —— 由相关的一个属性或一组属性的值导出，在同一个 实体类型中该属性并不是必要的
Branch branchNo{PK} Address street city postcode telNo[1..3]
复合属性
多值属性
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Staff和Branch实体及它们的属性
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图 联系属性的图形化表示
在报纸上宣传待出租的房产 Newspaper newspaperName PropertyForRent propertyNo
联系的属性，采用与实体类型相同的符号，但用虚线将表示 联系属性的矩形与联系类型名连接起来
20
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图 实体属性的图形化表示
主关键字
Staff staffNo{PK}
在此列出 属性
Manages has
Name
Position Salary /totalStaff
导出属性
强实体类型Client和弱实体类型Preference
25
结构化约束
26
结
1.
构
化
约
束
结构化约束 多样性（multiplicity） -- 联系上主要的约束称为多样性。在一 个特定的联系中，一个参与实体类型的 某个实例，可能与另一个参与实体类型 发生关联的实例的数目（或范围）
多样性事实上由两个独立的约束组成， 即基数约束和参与约束
Staff Branch Client 职员在某分支机构中注册了一名客户 三元联系Registers
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Staff
has
Registers
Branch
分支机构拥有职员 二元联系Has
ER模型的基本概念
4.
简单E-R图
联系类型的图形化表示
角色名
Supervises Supervisor Staff
第十三讲 实体联系模型(图)
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本讲主要目标
学完本讲后，你应该能够了解：
1. ER模型由实体、属性和联系三个因素构成； 2. 实体、属性和联系的一些术语：实体类型、实体实 例、单值属性、多值属性、复合属性、导出属性、 主关键字、候选关键字、复合关键字、联系类型、 联系实例、联系属性、联系类型的度、递归联系， 以及这些元素的图形化标识方法； 3. 属性的基数、弱实体、强实体的概念； 4. EＲ模型的结构化约束是指参与一个联系的实体类 型上存在的约束，二元联系通常分为一对一、一对 多、多对多三种联系； 5. ER模型的不正确使用可能产生一些问题：连接陷阱、 扇形陷阱、深坑陷阱。
Advertises
dateAdvert cost 具有dateAdvert和cost属性的Advertises联系
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弱实体类型和 强实体类型
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弱实体类型和强实体类型
1.
强实体类型(Strong entity type) （父实体， 属主实体(owner entity)，支配实体） 该实体类型的存在不依赖于其他的实体类型 弱实体类型(Weak entity type) （子实体， 依赖实体，从属实体） 该实体类型的存在依赖于其他实体类型的存在
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ER模型的问题
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E R 模 型 的 问 题
1.
连接陷阱(connection trap) 由于对特定联系含义的错误理解而引起的问题。 主要研究两类：扇形陷阱和深坑陷阱 扇形陷阱(fan trap)
当用模型来表示实体间的联系时，某些特殊实体实例 间的道路是不明确的
深坑陷阱(chasm trap)