1、第十章第十章 概念模型与概念模型与E-R方法方法本讲义根据王珊等编写的本讲义根据王珊等编写的ppt改编，特此声明并致谢！改编，特此声明并致谢！第十章第十章 概念模型与概念模型与E-R方法方法10.1 概念模型概念模型10.2 概念模型的主要概念概念模型的主要概念10.3 实体型之间的联系实体型之间的联系10.4 实体实体-联系方法联系方法10.5 扩展的扩展的ER模型模型数据模型数据模型v数据模型数据模型：是语言或工具；用来抽象、表示和处理抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。用于说明具体的数据库模式数据库模式两大类数据模型两大类数据模型概念模型概念模型 也称信息模型，是按用户的观点来对数据
2、和信息建模，也称信息模型，是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。用于数据库设计。E-R模型，扩展的E-R模型(2)逻辑模型和物理模型逻辑模型和物理模型 逻辑模型：包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象逻辑模型：包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现实现。物理模型：是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的物理模型：是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。法。模型模型 vs
3、.vs.模式模式v 数据模型数据模型（Data model）是（抽象的）规约或语言，用于说明“数据库模式”；有不同抽象级别的数据模型：概念模型：E-R模型 逻辑模型：层次模型，网状模型，关系模型，OR模型v 数据库模式数据库模式(Database Schema)对数据库的结构、约束等对象的说明与规定；针对具体的应用领域，如“教学数据库模式”，“图书馆DB模式”；有时也称数据库模型数据库模型，如“教学数据库模型”；数据库设计：指数据库模式的设计；有不同的抽象级别 教学数据库概念模式：教学数据库E-R图 教学数据库逻辑模式：教学数据库关系模式Database System数据模型，数据库模式数据模
4、型，数据库模式(型型)，数据库，数据库(实例实例)Relational Data ModelDB-1SchemaDB-1DB-2DB-2SchemaData Model(Language)Database Schema(Model)(The type of Variables,relatively stable)Database Instance.(The values of variables,always change)Use a Data modelDesign the structure:(Conceptual,logical,Physical)implement现实世界中客观对象的抽
5、象过程现实世界中客观对象的抽象过程逻辑模式：机器世界逻辑模式：机器世界概念模式概念模式:信息世界信息世界认识认识抽象抽象现实世界现实世界 概念模式概念模式数据库设计人员完成数据库设计人员完成逻辑模式逻辑模式 物理模式物理模式由由DBMS完成完成概念模式概念模式 逻辑模式逻辑模式数据库设计人员完成数据库设计人员完成物理模式：机器世界物理模式：机器世界概念模型概念模型（E-R模型）模型）逻辑模型逻辑模型（关系模型）（关系模型）对概念模型对概念模型(式式)的要求的要求v能比较能比较真实真实地地模拟模拟现实世界现实世界v容易容易为人所为人所理解理解v易于修改易于修改v易于转换易于转换概念模型的主要内容
6、概念模型的主要内容v信息世界中的基本概念v两个实体型之间的联系v两个以上实体型之间的联系v单个实体型内的联系v概念模型的 表示方法E-R模型和模型和E-R图图v实体实体-联系模型（联系模型（Entity-Relationship,E-R模型）模型）P.P.S Chen 1976年提出年提出 最经典的（数据库）概念模型最经典的（数据库）概念模型 主要用于说明主要用于说明数据库的概念模式数据库的概念模式(型型)v实体实体-联系图（联系图（E-R图）图）E-R模型的可视化模型的可视化表示法表示法（notation）具体数据库的概念模式具体数据库的概念模式，如，如教学教学E-R模式模式 E-R模式（即
7、模式（即E-R图）图）常称为常称为E-R模型模型 （！，？）（！，？）第十章第十章 概念模型与概念模型与E-R方法方法10.1 概念模型概念模型10.2 概念模型的主要概念概念模型的主要概念10.3 实体型之间的联系实体型之间的联系10.4 实体实体-联系方法联系方法10.5 扩展的扩展的ER模型模型(1)实体（Entity）客观存在并可相互区别的事物称为实体。客观存在并可相互区别的事物称为实体。=对象对象(Object)。可以是具体的人、事、物或抽象的概念可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2)属性（Attribute）实体所具有的某一特性称为属性。实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可
8、以由若干个属性来刻画。一个实体可以由若干个属性来刻画。(3)码（Key）唯一标识实体的属性集称为码。唯一标识实体的属性集称为码。概念模型的主要概念概念模型的主要概念概念模型的主要概念概念模型的主要概念(续续)(4)域（Domain）属性的取值范围称为该属性的域属性的取值范围称为该属性的域。(5)实体型（Entity Type）用实体名及其属性名集合来抽象和刻画的同类实体称为实体型用实体名及其属性名集合来抽象和刻画的同类实体称为实体型.=类（Class）(6)实体集（Entity Set）同一类型实体的集合称为实体集同一类型实体的集合称为实体集概念模型的主要概念概念模型的主要概念(续续)(7)联
9、系（Relationship）现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界 中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。=Association in UML 实体内部实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系 实体之间实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系的联系通常是指不同实体集之间的联系第十章第十章 概念模型与概念模型与E-R方法方法10.1 概念模型概念模型10.2 概念模型的主要概念概念模型的主要概念10.3 实体型之间的联系实体型之间的联系10.4 实
10、体实体-联系方法联系方法10.5 扩展的扩展的ER模型模型一一 两个实体型之间的联系两个实体型之间的联系实体型实体型A联系名联系名实体型实体型B111:1联系联系实体型实体型A联系名联系名1n1:n联系联系实体型实体型A实体型实体型B联系名联系名mnm:n联系联系实体型实体型B用图形来表示两个实体型之间的三类联系用图形来表示两个实体型之间的三类联系 一对一联系（一对一联系（1:1）v 例一个班级只有一个正班长一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职一个班长只在一个班中任职v定义：定义：如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，中的每一个实体，实体集实体集B中中至多至多有一个（也可以没
11、有）有一个（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，实体与之联系，反之亦然，则称实体则称实体集集A与实体集与实体集B具有一对一联系，具有一对一联系，记记为为1:1 班级班级班级班级-班长班长班长班长111:1联系联系一对多联系（一对多联系（1：n）v 实例一个学院中有若干名学生，一个学院中有若干名学生，每个学生只在一个学院学习每个学生只在一个学院学习v 定义：如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中中有有n个实体（个实体（n0）与之联系，反之，对于实体）与之联系，反之，对于实体集集B中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集A中至多只有一个中至多只有一个实体
12、与之联系，则称实体与之联系，则称实体集实体集A与实体集与实体集B有一对有一对多联系，记为多联系，记为1:n学院学院组成组成学生学生1n1:n联系联系多对多联系（多对多联系（m:n）v 实例课程与学生之间的联系：课程与学生之间的联系：一门课程同时有若干个学生选修一门课程同时有若干个学生选修一个学生可以同时选修多门课程一个学生可以同时选修多门课程v 定义：如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中中有有n个实体（个实体（n0）与之联系，反之，对于实）与之联系，反之，对于实体集体集B中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集A中也有中也有m个实个实体（体（m0）
13、与之联系，则称实体集）与之联系，则称实体集A与实体与实体B具有多对多联系，记为具有多对多联系，记为m:n课程课程选修选修学生学生mnm:n联系联系二二 两个以上实体型之间的联系两个以上实体型之间的联系v两个以上实体型之间一对多联系 若实体集若实体集E1，E2，.，En存在联系，对于实体集存在联系，对于实体集Ej（j=1，2，.，i-1，i+1，.，n）中的给定实体，）中的给定实体，最多只和最多只和Ei中的一个实体相联系，则我们说中的一个实体相联系，则我们说Ei与与E1，E2，.，Ei-1，Ei+1，.，En之间的联系是一对多的之间的联系是一对多的两个以上实体型之间的联系两个以上实体型之间的联系
14、(续续)v实例 课程、教师与参考书三个实体型课程、教师与参考书三个实体型一门课程可以有若干个教师讲授，一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干本参考书，使用若干本参考书，每一个教师只讲授一门课程，每一个教师只讲授一门课程，每一本参考书只供一门课程使用每一本参考书只供一门课程使用课程课程讲授讲授教师教师1m两个以上实体型间两个以上实体型间1:n联系联系参考书参考书n两个以上实体型之间的联系两个以上实体型之间的联系(续续)v 多个实体型间的一对一联系v 两个以上实体型间的多对多联系 实例 供应商、项目、零件三个实体型供应商、项目、零件三个实体型一个供应商可以供给多个项目多种零件一个供应商可以供给多个
15、项目多种零件每个项目可以使用多个供应商供应的零件每个项目可以使用多个供应商供应的零件每种零件可由不同供应商供给每种零件可由不同供应商供给供应商供应商供应供应项目项目mp两个以上实体型间两个以上实体型间m:n联系联系零件零件n三、单个实体型内的联系三、单个实体型内的联系v 一对多联系 实例 职工实体型内部具有领导与被领导的联系职工实体型内部具有领导与被领导的联系某一职工（干部）某一职工（干部）“领导领导”若干名职工若干名职工一个职工仅被另外一个职工直接领导一个职工仅被另外一个职工直接领导这是一对多的联系这是一对多的联系v一对一联系 请举例职工职工领导领导1n单个实体型内部单个实体型内部1:n联系
16、联系单个实体型内的联系单个实体型内的联系实体型实体型1联系名联系名mn单个实体型内的单个实体型内的m:n联系联系v多对多联系请举例第十章第十章 概念模型与概念模型与E-R方法方法10.1 概念模型概念模型10.2 概念模型的主要概念概念模型的主要概念10.3 实体型之间的联系实体型之间的联系10.4 实体实体-联系方法联系方法10.5 扩展的扩展的ER模型模型实体实体-联系方法联系方法(E-R方法方法)v用E-R图来描述现实世界的概念结构vE-R方法也称为E-R模型E-R图图v实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名。v属性用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来学生学生教师教师学生学生学
17、号学号年龄年龄性别性别姓名姓名E-R图图(续续)v联系 联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分用菱形表示，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别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（的类型（1:1、1:n或或m:n）联系的表示方法联系的表示方法实体型实体型A联系名联系名实体型实体型B111:1联系联系实体型实体型A联系名联系名1n1:n联系联系实体型实体型A实体型实体型B联系名联系名mnm:n联系联系实体型实体型B联系的表示方法示例联系的表示方法示例班级班级班级班级-班长班长班长班长111:1联系联系课程课程选修选修学生学生m
18、nm:n联系联系班级班级组成组成学生学生1n1:n联系联系联系的属性联系的属性课程课程选修选修学生学生mn成绩成绩v联系的属性：联系本身也是（可以理解为）联系本身也是（可以理解为）一种实体型，也可以有属性。一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系些属性也要用无向边与该联系连接起来连接起来 一个实例一个实例用E-R图表示某个工厂物资管理的概念模型v 实体 仓库：仓库号、面积、电话号码 零件：零件号、名称、规格、单价、描述 供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号 项目：项目号、预算、开工日期 职工：职工号、姓名、年龄、职称 一个
19、实例一个实例v实体之间的联系如下：(1)一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。(2)一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，仓库和职工之间是一对多的联系。职工实体型中具有一对多的联系(3)职工之间具有领导-被领导关系。即仓库主任领导若干保管员。(4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系一个实例一个实例第十章第十章 概念模型与概念模型与E-R方法方法10.1 概念模型概念模型10.2 概念模型的主要概念概念模型的主要概念10.3 实体型之间的联系实体型之间的联系10.4 实体实体-联系方法联系方法10.5 扩展的扩展的ER模型模型*10.5 扩展的扩展的ER模型模型vExtended Entity-Relationship 模型（EER模型）增强了语义建模能力 便于设计者或工具来画图 有多种EER模型，例子：PowerDesigner CDM UML 类图一个实例（图一个实例（图10.10的的CDM图）图）
