DATABASE SYSTEM CONCEPTS-Chapter7 Entity-Relationship Model
E-R模型
实体 是现实世界中可区别于所有其他对象的一个事务，例如大学中的每个人
实体集 是相同类型即具有相同属性的一个实体集合，例如大学中的所有人
属性 每个实体的每个属性都有一个值
联系 是指多个实体间的相互关联
联系集 是相同类型联系的集合，是n≥2个实体集上的数学关系
参与 实体集之间的关联，实体集$E_1,E_2,…,E_n$参与联系集$R$
度 参与联系集的实体集的数目
域 每个属性的可取值的集合
属性分类
- 简单和复合
- 简单不能划分为更小饿部分
- 复合比如说姓名可以划分为姓和名
- 单值和多值
- 派生 这类属性的值可以从相关属性得出
约束
映射基数 标识一个实体通过联系集能关联的实体的个数
- 一对一
- 一对多
- 多对一
- 多对多
参与约束
- 全部 实体集E对的每个实体都参与到联系集R的至少一个联系
- 部分 实体集E只有部分实体参与到联系集R的联系
码 唯一标识该实体
基线约束
→ 箭头指向 一
— 横线指向 多
对于三元（或更高度）关系，我们最多允许从关系中有一个箭头出去，以表示基数约束
E-R图
- 矩形表示实体集
- 复合属性跟在简单属性下面，统一缩进格式
- 菱形表示关系集
- 实体矩形内列出属性
- 下划线表示主键属性
- 非二次的联系集用多条线连接
- 弱实体集 没有主码的实体集
- 强实体集 有主码的实体集
- 弱实体集必须与标识实体集关联
关系模式的转化
- E-R图转化为一些关系模式的集合
- 强实体集：$(A_1,A_2,…,A_n)$，其中$A_1,A_2,…,A_n$是实体集内的属性
- 弱实体集：$(A_1,A_2,…,A_n,p)$，其中$A_1,A_2,…,A_n$是实体集内的属性,$p$是识别强实体集的主码
- 联系集：参与的所有实体集的主码的集合 + 自己的属性
- 多对多 双方主码的并集为联系集的主码
- 一对多 多的主码为联系集的主码
- 一对一 任意的都可以
设计问题
用实体集还是用属性？- 用实体集比较灵活，可存储额外信息
- 不好说，更多的是用联系集表示实体之间的操作
- 可以用多个二元关系集表示n元关系集，但n元关系集清楚一些
扩展的E-R特性
特化
- 自顶向下的设计过程
- 在实体集内部进行分组的过程，比如说person实体集分为employee和student
概化
- 自底向上的设计过程
- 将共享相同特征的多个实体集合并为一个较高层的实体集
高层和低层实体集也称为超类（superclass）和子类（subclass）
属性继承
- 高层实体集的属性被低层实体集继承
- 高层实体集所关联的所有属性和联系适用于它的所有低层实体集
- 低层实体集特有的性质仅适用于特定的低层实体集
概化上的约束
- 条件定义的
- 用户定义的
- 不相交：一个实体至多属于一个低层实体集
- 重叠：一个实体可以属于多个较低级别实体集
- 完全性约束
- 全部概化或特化： 每次高层实体必须属于一个低层实体集
- 部分概化或特化：允许一些高层实体不属于任何低层实体集
聚集
使联系化为高层实体，并且可以参与联系
- 将关系视为抽象实体
- 允许关系之间的关系
- 将关系抽象成新的实体，避免引入冗余
转为关系模式
- 方法一
- 为高级实体形成一个模式
- 为每个低级实体集形成一个模式，包括上层实体集的主键和局部属性
- 缺点：获取有关员工的信息需要访问两个关系，即对应于低级别模式和高级别模式的关系
- 方法二
- 为每个实体集构建模式，包括所有本地和继承的属性
- 缺点：可能会冗余存储
统一建模语言UML
- 类图：与E-R图类似
- 用况图：说明用户与系统之间的交互
- 活动图：说明系统不同部分之间的任务流
- 实现图：在软硬件说明系统的各组成部分以及它们之间的联系
- 关联：类比联系集
数据库设计的其他方面
- 数据约束：自动的一致性保持
- 使用需求：查询、性能：吞吐量和响应时间
- 授权需求
- 数据流、工作流
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