关系数据库原理(ER概念模型
数据库设计中的ER模型介绍与应用
数据库设计中的ER模型介绍与应用数据库是应用程序中非常重要的一部分，对于企业来说，数据库是财富的积累和管理的重要手段。
在现代化企业信息化建设过程中，数据库的设计显得尤为重要。
ER模型是数据库设计中最流行和最常用的建模方法之一。
下面将逐步介绍ER模型的基本概念、关系对象、ER图以及实体关系设计。
一、基本概念1.1 数据模型数据模型是指对某一事物的相关数据进行的抽象和描述。
在数据库设计中，数据模型是结构化描述实体、联系、属性及它们之间关系的一种方法。
1.2 ER模型ER模型是一种基于实体关系的数据模型。
其核心概念是实体、属性、关系和联系。
这些概念构成了一个数据库系统的基本结构。
这个模型最早是由彼得·钱伯斯于1975年在一篇论文《实体类型和实体关系之图形表示法》中提出的。
1.3 实体(Entity)在ER模型中，实体是指一类现实世界中的对象或概念，其在该类中具有一定的独立性，可以由一个单一的或多个属性来描述。
例如，在一个学生信息管理系统中，学生就是一个实体，其属性可以包括姓名、性别、出生日期、学号等。
1.4 属性(Attribute)属性是指实体具有的特征或性质。
一个实体可以拥有一个或多个属性，属性可以比较简单，也可以非常复杂。
属性还可以用来描述一个实体在现实世界中的状态。
在上述学生信息管理系统中，姓名、性别、出生日期和学号都可以看作是学生的属性。
1.5 关系(Relationship)关系是指实体之间的某种联系或关联。
它是指两个实体之间或多个实体之间的静态或动态连接。
例如，在一个课程成绩管理系统中，学生和课程之间就存在着学生选课这种关系。
1.6 联系(Relationship Instance)联系的实例是指一种具体的关系，即一个实体和另一个实体之间的实际关联。
例如，在学生选课管理系统中，具体的某个学生选了某门课程就是一个联系的实例，它体现了这两个实体之间的关系。
二、关系对象在ER模型中，关系对象主要包括实体、属性、关系三种。
ER概念模型
年龄
性别
“商店”与“顾客”的ER 图
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7. ER图转化为关系模式
✓二元联系的转换规则：
① 若实体间联系是1:1，可以在两个实体类型转换 成的两个关系模式中任意一个关系模式的属性中加 入另一个关系模式的主关键字和联系的属性。
② 若实体间联系是1:N，则在N端实体类型转换成 的关系模式中加入1端实体类型的主关键字和联系 的属性。
在数据库中用数据模型来抽象、表示和处理现实世界 中的数据和信息。
要将现实世界转变为机器能够识别的形式，必须经过 两次抽象。
✓ 数据模型的类型
概念数据模型 ER图就属于概念模型 逻辑数据模型 关系模型属于逻辑数据模型 物理数据模型 逻辑模型在最终在机器内的存储有关
3
2.概念数据模型
✓ 概念数据模型的含义
ER模型是在客观事物或系统的基础上形成的，在某 种程度上反映了客观现实，反映了用户的需求，因此 ER模型具有客观性。
但ER模型又不等同于客观事物的本身，它往往反映 事物的某一方面，至于选取哪个方面或哪些属性，如 何表达则决定于观察者本身的目的与状态，从这个意 义上说，ER模型又具有主观性。
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综合成全局ER图。合并步骤：
❖ 合并局部ER图，消除冲突（属性、命名冲突等） ，生成初步ER图。
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6. ER图的设计实例1
教学活动思考：某学校计算机系的教学管 理ER图的建立实例，并回答以下问题：
1. 有哪些实体？ 2. 实体间有哪些联系？各联系是什么类型？ 3. 若实体的属性太多，可如何简化ER图？
类型：
❖ 一对一联系（简记成1:1) 例如：观众和座位 ❖ 一对多联系(简记成1:n) 例如：工厂和职工 ❖ 多对多联系(简记成m:n) 例如：学生和课程
《数据库系统原理》第二章 数据库设计和ER模型
第二章数据库设计和ER模型学习目的与要求：本章总的目的要求是了解和掌握数据库应用系统设计的全过程。
首先掌握ER模型和关系模型的基本概念，然后掌握概念设计中ER模型的设计方法，逻辑设计中ER模型向关系模型转换方法。
考核知识点与考核要求2.1数据库系统生存期（领会）2.2ER模型的基本概念（综合应用）2.3关系模型的基本概念（综合应用）2.4ER模型到关系模型的转换规则（综合应用）2.5ER模型实例分析（简单应用）2.6增强ER模型（简单应用）从软件生存期谈起软件生存期：是指从软件的规划、研制、实现、投入运行后的维护、直到它被新的软件所取代而停止使用的整个期间。
它包括六个阶段：( 规需设编试运维 )(1)规划阶段(2)需求分析阶段(3)设计阶段(4)程序编制阶段(5)调试阶段(6)运行维护阶段2.1 数据系统生存期1.什么叫数据库系统生存期？我们把数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间，称为数据库系统生存期。
2.这个生存期一般可划分成以下七个阶段：规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行维护。
２.2 ER模型的基本概念1.ER模型的基本元素实体、联系和属性2.属性的分类(简单属性和复合属性、单值属性和多值属性、存储属性和派生属性)3.联系的设计4.ER模型的操作（分裂、合并和增删）5.采用ER模型的数据库概念设计步骤采用ER方法进行数据库概念设计分成三步进行：首先设计局部ER模式然后把各局部ER模式综合成全局ER模式最后对全局ER模式进行优化2.3 关系模型的基本概念１.关系模型定义：用二维表格结构表示实体集、外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。
2.基本术语有：字段(属性)、字段值(属性值)、记录(元组)、二维表格(元组集合、关系或实例)。
在这里，括号中的表述为关系模型中的术语。
它与表格中术语可以一一对应。
还有，关系中属性个数称为元数，元组个数为基数。
er模型结构
er模型结构
ER模型即实体-关系模型，是一种用于表示实体及其之间关系的模型。
ER模型的结构包括三个基本元素：实体、关系和属性。
1、实体：表示可以区分的客观存在的事物，可以是具体的对象或抽象的概念。
在ER模型中，实体用长方形框表示，实体的名称标识在框内。
2、关系：表示一个或多个实体之间的关联关系。
在ER模型中，关系用菱形框表示，关系名通常写在与菱形框相连的横线上。
关系的端点连接着参与关联的实体。
3、属性：描述实体的特性或属性。
在ER模型中，属性用椭圆形框表示，属性名写在框内。
属性与实体框之间通常用无向连线连接，表示它们之间的关系。
此外，ER模型还有一些扩展元素，如弱实体和复合实体。
弱实体是一种特殊的实体，其存在依赖于其他实体。
复合实体由两个或多个实体组成，表示一个整体概念。
总之，ER模型是一个广泛用于数据建模的工具，通过使用实体、关系和属性等基本元素来表示数据对象和它们之间的关系。
这种模型有助于分析和设计数据库系统，以及提供数据建模的框架和规范。
er模型是数据库物理结构的设计工具
er模型是数据库物理结构的设计工具以ER模型是数据库物理结构的设计工具为标题，本文将从以下几个方面对ER模型进行阐述。
一、什么是ER模型ER模型（Entity-Relationship Model）是一种用于描述和设计数据库的模型，它通过实体、关系和属性之间的关系来描述现实世界中的信息。
ER模型图是ER模型的可视化表示，包括实体、关系和属性的图形符号。
二、ER模型的基本元素1. 实体（Entity）：实体是现实世界中的一个独立对象，可以是具体的人、物或概念。
在ER模型中，实体用矩形框表示，框内写上实体的名称。
2. 属性（Attribute）：属性是实体的特性或描述，用于描述实体的各个方面。
属性可以是简单属性或复合属性，用椭圆形表示，写在实体的矩形框中。
3. 关系（Relationship）：关系是实体之间的联系，用菱形表示，写在关系线上。
关系可以是一对一、一对多或多对多的关系。
三、ER模型的设计步骤1. 确定需求：首先要明确数据库的需求，了解用户对数据库的功能和约束要求。
2. 识别实体：根据需求，识别出系统中的实体，将其表示为ER模型中的实体。
3. 确定属性：确定每个实体的属性，并将其表示为ER模型中的属性。
4. 确定关系：确定实体之间的联系和关系，并将其表示为ER模型中的关系。
5. 完善模型：对模型进行优化和完善，如添加必要的约束条件、选择适当的关系类型等。
6. 生成物理结构：根据ER模型生成数据库的物理结构，包括数据表、字段、索引等。
四、ER模型的优势1. 可视化：ER模型使用图形符号表示实体、属性和关系，直观易懂，便于理解和沟通。
2. 规范化：ER模型遵循一定的规范化原则，能够消除数据冗余和不一致性，提高数据的一致性和可靠性。
3. 易于维护：ER模型将数据库的结构和逻辑分离，使得数据库的修改和维护更加方便快捷。
4. 易于扩展：ER模型对数据库的扩展具有良好的支持，可以轻松地添加新的实体、属性和关系。
数据库系统原理课件：Er模型和关系模型
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码
主属性
候选码的诸属性称为主属性（Prime attribute） 不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性
（ Non-Prime attribute） 或非码属性（Non-key attribute）
35
关系的基本性质
列是同质的（Homogeneous） 不同的列可出自同一个域
– 其中的每一列称为一个属性
Candidate key 若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元
组，则称该属性组为候选码 最简单的情况：候选码只包含一个属性
全码
All-key 最极端的情况：关系模式的所有属性组是这个关
系模式的候选码，称为全码
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主码
Primary key 若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主
12
示例：部门与经理之间的联系 集
经理 1
管理 1
部门
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实体集之间的一对多联系
如果实体集A中的每个实体在实体集B中 有n个实体（n≥0）与之联系，而B中每 个实体在A中只有一个实体与之联系，则 称A与B之间是一对多联系，记作：1 : n。
A B1 A B2 A Bn
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示例：部门与职工之间的联系 集
关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码称为全码35primarykey候选码的诸属性称为主属性primeattribute不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性nonprimeattribute或非码属性nonkeyattribute36任意两个元组的候选码不能相同37er取出有实际意义的元组来构造关系38现实世界使用实体联系模型抽象实体联系图关系模式使用关系模型转换3911预习2551524022根据下列描述画出电影厂的er图标出实体的码转换为关系模式标出主码在电影制片厂中一个演员可以在多部电影中扮演角色
数据库原理ER模型
primary-key(E1)U primary-key(E2)U…U primarykey(En)U{a1,a2 ,…,am}表示集合R中一个独立的联系。
▪ 对于以上两种情况，属性集合primary-key(E1)U primary-key(E2)U…U
三个实体间关系的E-R图表示
在非二元联系集中，可以标明一些多对一联系类型。假设一个员工在每个支 行最多只能有一份工作（比如，Jones不能在同一支行又当经理又当审计 员）。这种约束可以从联系集拉出一个箭头指向job来表示。
第27页/共66页
• 只允许联系集外最多有一个箭头，否则会有两种解释：
• 来自A1，A2，…，Ai的实体的一个特殊组合最 多只能和来自Ai+1， Ai+2， …，An实体的一 个组合相关。联系R的主码可以用A1， A2， …， Ai的主码的并集来构造。
primary-key(En) 构成了联系集的超码。
第13页/共66页
▪ 如果在不同的实体集中出现了主码属性名不唯一的情况，属性应该改名以区分它们；实体集的名字加上属
性名可以形成唯一的名称。如果一个实体集不止一次地参与某个联系集，则角色名可以代替实体集的名称 形成唯一的属性名。
▪ 联系集主码的结构依赖于联系集的映射基数。
• 例如：
(Hayes, A-102) depositor
第5页/共66页
Relationship Set borrower
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Relationship Sets (Cont.) 联系集（续）
• 实体集间的关联被称为参与，既实体集E1 ,E2, …,En参与联系集 R.
er模型和关系模型的对应关系
ER模型和关系模型是数据库设计中非常重要的概念，它们之间有着密切的对应关系。
在本文中，我们将深入探讨这两种模型的特点、关联和区别，以便更清晰地理解它们的重要性和应用价值。
1. ER模型的简介ER模型，即实体-关系模型，是由彼得·钱（Peter Chen）在1976年提出的一种数据模型。
它主要描述了现实世界中各种实体以及它们之间的关系，通过实体、属性和关系来构建数据库的模型。
在ER模型中，实体用矩形框表示，属性用椭圆形表示，关系用菱形表示，实体之间的联系用箭头表示。
2. 关系模型的简介关系模型是由埃德加·科德提出的，它是一种用表格形式来表示和操作数据的模型。
在关系模型中，数据以表的形式呈现，每个表代表一个实体，表中的行表示具体的实例，表中的列则表示实体的属性。
通过关系模型，可以更直观、方便地对数据进行操作和管理。
3. ER模型和关系模型的对应关系在数据库设计中，ER模型和关系模型有着密切的对应关系。
实际上，ER模型可以很自然地转换为关系模型。
在ER模型中，实体可以被转换为关系模型中的表，属性可以成为表的字段，关系可以成为表之间的关系。
通过这种对应关系，可以将现实世界中的概念和数据转化为数据库中的结构化数据，实现对数据的管理和应用。
4. 个人观点和理解我认为，ER模型和关系模型的对应关系是数据库设计中非常重要的一环。
通过对实体、属性和关系的建模，可以更清晰地把握数据的结构和关联，从而更有效地对数据进行管理和分析。
关系模型的表格形式也使得数据的操作和查询变得更加便捷和高效。
ER模型和关系模型的对应关系为数据库的设计和应用提供了坚实的基础和方法论支撑。
在本文中，我们深入探讨了ER模型和关系模型的对应关系，分析了它们的特点和重要性，并共享了个人的观点和理解。
通过对这一主题的全面评估和论述，相信读者对数据库设计和应用都会有更深入的理解和认识。
ER模型和关系模型在数据库设计中是非常重要的概念，它们之间有着密切的对应关系。
ER概念模型
❖ 合并局部ER图，消除冲突（属性、命名冲突等） ，生成初步ER图。
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6. ER图的设计实例1
教学活动思考：某学校计算机系的教学管 理ER图的建立实例，并回答以下问题：
1. 有哪些实体？ 2. 实体间有哪些联系？各联系是什么类型？ 3. 若实体的属性太多，可如何简化ER图？
选修 分数
n 课程
m
n 教师
授课
时间 地点
14
6. ER图的设计实例2
实例:设有商店和顾客两个实体。
“商店”有属性：商店编号、商店名、地址、 电话
“顾客”有属性：顾客编号、姓名、地址、年 龄、性别。
假设一个商店有多个顾客购物，一个顾客可 以到多个商店购物，顾客每一次去商店购物 有一个消费金额和日期。 ✓试画ER图，并注明属性和联系类型。
ER模型是在客观事物或系统的基础上形成的，在某 种程度上反映了客观现实，反映了用户的需求，因此 ER模型具有客观性。
但ER模型又不等同于客观事物的本身，它往往反映 事物的某一方面，至于选取哪个方面或哪些属性，如 何表达则决定于观察者本身的目的与状态，从这个意 义上说，ER模型又具有主观性。
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2.概念数据模型
✓ 概念数据模型的含义
用于信息世界（现实世界在人脑中的反映）的建模， 是现实世界到信息世界的第一次抽象，是数据库设计 人员进行数据库设计的有力工具，也是设计人员和用 户之间交流的语言。
✓ 概念数据模型的表示方法
实体联系图(ER图):用于描述信息世界的概念数据模型 。它通过画图将实体以及实体间的联系刻画出来，为 客观事物建立概念数据模型。
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1.数据模型
✓ 数据模型的含义
基于er模型的数据库设计方法
基于er模型的数据库设计方法
1 ER模型
ER（Entity-Relation）模型，也被称之为实体关系模型，是建立数据库的常用方法。
它的基本思想是把实物视为对象，对象之间的关系视为实体关系，用简单的图形描述方法来表示，可以清晰地表示系统中实体与实体之间的关系。
2 基于ER模型的数据库设计方法
基于ER模型的数据库设计方法，主要是通过建模来实现，一般包含以下几个步骤：
（1）首先，对要建模的系统进行识别，根据实际情况，把要表达的实体分类出来，然后把它们涉及的属性和关系都包括在内；
（2）其次，基于实体和实体之间的关系，用表格和图形的方式绘制数据库的ER图，它有助于分析和设计的比较清晰；
（3）在设计ER图时，还要考虑关系一致性，以防止数据库出现不一致现象，并且考虑数据库安全性，保证数据库系统正常运行；
（4）最后，把实体和其关系转换成关系模式，定义字段和约束，以实现物理结构，并将ER图转成能由计算机读取的函数，以实现最终的数据库设计和实施。
通过以上步骤，基于ER模型的数据库设计就可以实现。
名词解释e-r模型
名词解释e-r模型e-r模型（Entity-RelationshipModel）是一种数据库模型，它以图形方式来表示和分析数据库中的实体（Entity）、实体之间的联系（Relationship）和每个实体的属性（Attribute）。
e-r模型由实体（Entity）、实体关系（Relationship）和实体属性（Attribute）三部分组成，是当今数据库设计的基本技术之一。
一、实体（Entities）实体（Entities）是e-r模型中的基本概念，其英文单词的意思是“现实的或抽象的物体”，即某一种事物。
实体可以是人、事、物或抽象概念，如部门、客户、订单等，它是形成系统模型的基本组成部分。
二、实体关系（Relationship）实体关系（Relationship）是指实体之间的关联，是e-r模型中的重要概念。
实体关系可以是实体之间的一种有向的或无向的关系，其含义是实体之间的相互联系。
如某一部门的所有员工（实体）之间的所有关系，一般表示为“部门-员工”（实体关系），即每个员工都有一个所在部门关系。
三、实体属性（Attributes）实体属性（Attributes）是描述实体的属性，是指为描述某一实体而设置的描述变量。
如某部门的实体属性可以有：部门名称、部门编码、部门负责人、部门电话等。
四、e-r模型的特点（1）模型可视化e-r模型将实体及其之间的联系表示为图形的形式，易于理解，可以使模型分析者更容易看出模型的结构特征。
（2）模型完整性e-r模型把实体的属性（Attributes）表示出来，同时也表示出实体之间的联系（Relationship），即e-r模型把系统中实体及实体之间的关系都表示出来，完整地反映了系统的结构特征。
（3）模型可扩展性e-r模型可以根据系统用户的要求，不断地添加新的实体及实体之间的联系，从而使系统不断完善，更加贴近用户的实际需要，可以有效地满足用户的需求，提高系统的能力和效率。
ER模型的基本概念
ER模型的基本概念数据库系统原理模型的基本概念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。
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。
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。
数据库关系er模型图
数据（Data）：描述事物的符号记录称为数据。描述事物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算机。
数据与信息的关系
数据与信息是两个既有联系、又有区别的概念。数据是信息的载体，信息则是对数据加工的结果，是对数据的解释。
计算机系统的每项操作，均是对数据进行某种处理、数据输入计算机后，经存储、传送、排序、计算、转换、检索、制表及仿真等操作，输出人们需要的结果，即产生信息。
数据库是数据管理的新方法和技术，它能够更合理地组织数据、更方便地维护数据、更严密地控制数据和更有效地利用数据。
数据库应满足各种用户的不同需要
批处理用户，也称为应用程序用户。这类用户使用程序设计语言编写应用程序，对数据进行检索、插入、修改等操作，并产生数据输出
联机用户，或称终端用户。终端用户可使用简单的终端命令或查询语言对数据库进行存取操作。
（7）联系（Relationship）
两个实体型之间的联系可以分为三类：
一对一联系（ 1 : 1 ）
一对多联系（ 1 : n ） 多对多联系（ m : n ）
概念模型的表示方法
02
04
01
首先确定实体类型。
02
确定联系类型（1：1，1：N，M：N）。
03
把实体类型和联系类型组成E-R图。
数据库管理系统（DataBase Management System，简称DBMS）
数据库管理系统位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。它的主要功能包括以下几个方面：
数据定义功能
数据操纵功能
数据库的运行管理
数据库的建立和维护功能
数据库系统（DataBase System，简称DBS） 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。应当指出的是，数据库的建立、使用和维护等工作只靠一个DBMS远远不够，还要有专门的人员来完成，这些人被称为数据库管理员（Data Base Administrator，简称DBA）
数据库ER图模型PPT课件
.
7
基本概念
码(Key)
能唯一标识实体的属性或属性组称作超码
超码的任意超集也是超码
其任意真子集都不能成为超码的最小超码称为候 选码
从所有候选码中选定一个用来区别同一实体集中 的不同实体，称作主码
一个实体集中任意两个实体在主码上的取值不能 相同
如学号是学生实体的码
通讯录（姓名，邮编，地址，电话，Email，BP）
.
4
基本概念
实体(Entity)
客观存在并可相互区分的事物叫实体
如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论
属性(Attribute)
实体所具有的某一特性
一个实体可以由若干个属性来刻画
例如，学生可由学号、姓名、年龄、系等组成
域(Domain)
属性的取值范围
例如，性别的域为（男、女），月份的域为１到 １２的整数
.
46
弱实体集
弱实体集与存在依赖
弱实体集必然存在依赖于强实体集（Strong Entity Set)
存在依赖并不总会导致一个弱实体集，从属实体 集可以有自己的主码
如实体集信用卡（信用卡号，客户帐号，金额）， 它存在依赖于客户帐号实体集，但信用卡有自己 的主码信用卡号
.
47
弱实体集
分辨符（Discriminator)
如电话号码=区号+本地号码 出生日=年+月+日
学生
1NF Vs 嵌套关系
姓名
年龄
区号
本地号码
.
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属性的类型
单值属性
每一个特定的实体在该属性上的取值唯一 如学生的学号，年龄、性别、系别等
多值属性
某个特定的实体在该属性上的有多于一个的取值 如学生（学号，所选课程，联系电话）