2.2~2.6ER模型的基本概念

数据库系统原理

2.2ER模型的基本概念

ER模型由Peter Chen 于1976年在命题为“实体联系模型：将来的数据视图”论文中提出。

2.2.1ER模型的基本元素

1实体定义：

·实体：是一个数据对象，指应用中可以区别的客观存在的实物。

·实体集：是指同一类实体构成的集合。

·实体类型：是对实体集中实体的定义。

ER模型中提到的实体往往是指实体集。

实体用方框表示，方框内注明实体的命名。

2联系定义：

实体不是孤立的，实体之间是有联系的。

·联系：表示一个或者多个实体之间的关联关系。

·联系集：是指同一类联系构成的集合。

·联系类型：是对联系集中联系的定义。

联系是实体之间的一种行为。

联系用菱形框表示，并用线段将其与相关的实体连接起来。

3属性定义：

属性：实体的某一特性成为属性，能够唯一表示实体的属性或属性集称为“实体标识符”。一个实体只有一个标识符，没有候选标识符的概念。实体标识符有事也成为实体的主键。属性用椭圆形框表示，加下划线的属性为标识符。

属性域是属性的可能取值范围，也成为属性的值域。

2.2.2属性的分类

1简单属性和符合属性：

（1）简单属性个是不可再分割的属性，符合属性是可在费解为其他属性的属性。

2单值属性和多值属性：

（1）单值属性指的是同一实体的属性只能取一个值，多值属性指同意实体的某些属性可能取多个值

缺点：如果太过简单的表示多值属性，会产生大量的数据冗余，造成数据库潜在的数据异常、数据不一致性和完整性的缺陷。

调整方式：修改原来的ER模型，对多值属性进行变换。有以下两种方法：

1）将原来的多值属性用几个新的单值属性来表示。

2）将原来的多值属性用一个新的实体类型表示：这个新实体以来于原实体而存在，我们称之为弱实体。

3存储属性和派生属性：

（1）派生属性：两个或两个以上的属性值是相关的，可以从其他熟悉吸纳个只推导出值的属性，称为派生属性。

（2）储存属性：派生属性的值不必存储在数据库内，而其他需要存储值的属性称为储存属性。

4允许为空值的属性：当实体的某个属性上没有值时应使用空值（Null value），Null还可以用于值未知的时候，未知的值可能是缺失的，或者不知道的。

在数据库中，空值是很难处理的一种值。

2.2.3联系的设计

1.联系的元数：

定义：一个联系涉及到的实体集个数，成为该联系的元数或度数。

·同一实体集内部的实体之间的联系，称为一元联系，也称为递归联系。

·两个不同的实体集、实体之间的联系，称为二元联系。

·三个不同实体集实体之间的联系，称为三元联系。以此类推

2联系类型约束：

（1） 基数约束：

定义：实体集E1和E2之间有二元联系，则参与一个联系中的实体数目称为映射

基数。

二元联系有 1:1 1:N N:M

在具体实现时，有事我们对映射基数还要做出更精确的描述，即对参与联系的实

体数目指明相关的最小映射基数MIN 和最大映射基数MAX ，用“min..max ”的方

式表示。

（2） 参与约束：

定义：如果实体集E 中的每个实体都参与联系集R 的至少一个联系中，我们称实

体集E “完全参与”联系集R 。如果实体集E 中只有部分实体参与联系集R 的联

系中，我们称实体集E “部分参与”联系集R 。在ER 图中表示时，完全参与用双

线边表示，部分参与用单线边表示。

2.2.4ER 模型的操作

定义：对ER 图进行的种种变化称为ER 模型的操作，包括实体类型、联系类型和属性的分

裂、合并、增删等等。

1分裂方式分为水平分裂和垂直分裂两种

（2）可以把实体相关的属性中常变的属性组成一个实体类型，把固定不变的属性组成另一

个实体类型，这就是垂直分裂。

2联系也可以分裂，合并是分裂操作的逆过程，合并的联系类型必须是定义在相同的实体类

型组合中。

2.2.5采用ER 模型的数据库概念设计步骤

定义：采用ER 模型进行数据库的概念设计，可以分成三步进行：首先设计局部ER 模型，

然后把各局部

ER 模型纵横成一个全局ER 模型，最后对全局ER 模型进行优化，得到最终

的ER 模型，即概念模型。

1设计局部ER 模型

核心思想：

“分而治之”，即分别考虑各个用户的信息需求，形成局部概念结构，然后再综合

成全局结构。局部概念结构又叫局部ER模型，图形称为局部ER图。

每一个应用设计局部ER模型的步骤：

（1）确定局部结构范围

设计各个局部ER模型的第一步，确定局部结构的范围划分，划分的方式两种：

·依据系统的当前用户进行自然划分

·按用户要求数据库提供的服务归纳成几类，使每一类应用访问的数据显著的不同于其他类，为每类应用设计一个局部ER模型。

（2）定义实体

从信息需求和局部范围定义出发，确定每一个实体类型的属性和键。

实体、属性和联系之间并无截然区分的界限，划分依据有三种：

·采用人们习惯的划分

·避免冗余，在一个局部结构中，对一个对象之取一种抽象形式，不要重复

·依据用户的信息处理需求

实体类型确定之后，他的属性也随之确定。命名反映实体的语义性质，在一个局部结构中应唯一。

（3）定义联系

ER模型的“联系”刻画实体之间的关联。分析其中是1:1 1:M M:N等。

还要考虑实体内部是否存在联系，两个实体类型之间是否存在联系，多个实体类型之间是否存在联系等等。

应注意方式出现冗余的联系（可以从其他联系导出的联系），要尽可能的识别并消除这些冗余联系，一面将这些问题遗留给综合全局的ER模式阶段，联系类型的命名没有标识符。

（4）分配属性

1）确定属性

2）把属性分配到有关实体和联系中去。

确定属性的原则是：属性应该是不可再分解的语义单位；实体与属性之间的关系只能是1：N（一对多）的；不同实体类型的属性之间应无直接关联联系。

·属性不可分解的要求是为了是模型结构简单化，不出现嵌套结构。

·当多个实体类型用到同一属性时，将导致数据冗余，从而可能影响储存效率和完整性约束，因而需要确定把他分配给哪个实体类型。一般把属性分配给那些使用频率最高的实体类型，或分配给实体值少的实体类型。

·有些属性不宜归属于任何一个实体类型，只能说明实体之间联系的特性，应作为联系类型的属性。

2设计全局ER模型

全局概念结构不仅要支持所有局部模型，而且必须合理的表示一个完整、一致的数据库概念结构（或称为视图集成，视图特指局部概念结构）。

（1）确定公共实体类型

在这一步中，我们仅根据实体类型名和键来认定公共实体类型。一般把同名实体类型作为公共实体类型的一类候选，把具有相同键的实体类型作为公共实体类型的另一类候选。

（2）合并局部ER模型

合并的顺序影响处理效率和结果。建议合并原则：

·先进行两两合并，先合并那些现实世界中有联系的局部结构

·合并从公共实体类型开始，最后加入独立的局部结构。