数据库概念设计ER图

数据库设计及ER图1.数据库设计流程数据库作为数据的一个容器,不但对程序的performance有很大的影响,而且对应用程序的扩展有非常大的影响.所以对应用程序来说,一个具有良好设计的数据库是非常重要的.那么如何才能设计出性能好,又支持扩展的数据库呢?这是我们大家都要去探索的问题.现在有很多版本的数据库设计的流程.然而这也只是目前阶段能设计出一个比较好的数据库的一个途径.更好更优的数据库设计流程是我们追求的目标.但是现在,我们先来了解下目前阶段标准的数据库设计流程.以助于我们在开发应用程序的时候能用到.先来看下一张数据设计流程图上图是数据库设计一个比较标准的流程图.我们就针对这个流程来讲解数据库设计各个阶段.需求分析阶段１我们在需求阶段注意两点:1:考虑到可能的扩充和修改,是设计能易于修改和扩展2:强调客户参与:目的有几个:更好的理解客户的需求,了解客户的对程序安全性和完整性的要求,以及用户的处理需求.概念结构设计阶段在这个阶段我们要设计出能真实反应客观事物的模型,同时让设计的模型能易于理解,易于扩展,能方便的向其他数据库转移.逻辑结构设计1:作为对象信息的属性,必须具有原子性的.也就是.我们在画ER图的时候,对象间的关系必须是实体之间的关系,不能是属性和实体的关系.2:确定数据之间的依赖关系(要极小化出来各个关系,消除冗余),同时要按照数据依赖理论对关系模型进行检查.数据库物理设计阶段数据的存储结构以及配置数据库实施阶段定义数据库的结构,数据的装载,以及数据库的试运行.数据库运行和维护阶段要注意数据的转储和恢复,数据库的安全性和完整性控制.数据库的性能的监督,分析和改造以及数据库的重构2.数据库设计范式第一范式（1NF）：在关系模式R中的每一个具体关系r中，如果每个属性值都是不可再分的最小数据单位，则称R是第一范式的关系。

例：如职工号，姓名，电话号码组成一个表（一个人可能有一个办公室电话和一个家里电话号码）规范成为1NF有三种方法：一是重复存储职工号和姓名。

数据库设计中的关系图模型与ER图模型在数据库设计中，关系图模型与实体关系(ER)图模型是两种常用的数据建模方法。

关系图模型使用关系型数据表来表示实体间的联系，而ER图模型使用实体、联系和属性的图形符号表示。

本文将深入探讨这两种模型，并比较它们的特点和适用场景。

1. 关系图模型关系图模型是基于关系代数原理的一种数据建模方法。

在关系图模型中，数据存储在表中，每个表代表一个实体类，而实体类的属性则对应着表中的列。

关系图模型使用外键来表示实体之间的联系，外键是指一个表中的列引用了另一个表的主键。

通过使用关联关系，可以将多个表连接在一起，形成更复杂的数据模型。

优点：1. 结构简单直观：关系图模型使用表格形式表示数据，易于理解和使用。

2. 灵活性高：关系图模型允许在表之间建立复杂的关联关系，方便扩展和修改数据库模型。

3. 数据一致性强：关系图模型通过外键关系确保数据的完整性和一致性。

缺点：1. 难以处理复杂关系：对于多对多关系、继承关系等复杂的数据模型，关系图模型的表格形式可能不够灵活。

2. 性能受限：关系图模型在处理大规模数据集和复杂查询时性能可能受到影响。

适用场景：关系图模型适用于简单的数据模型，例如商店库存管理系统、学生信息管理系统等。

这些系统的数据结构相对简单，关系图模型足以满足其需要。

2. 实体关系(ER)图模型实体关系(ER)图模型在数据库设计中应用广泛。

ER图模型使用图形符号来表示实体、联系和属性之间的关系。

其中，实体代表一种具体的事物，联系表示不同实体之间的关系，属性则是实体和联系的特征或描述。

优点：1. 可视化直观：ER图模型使用图形符号表示实体、联系和属性之间的关系，直观易懂。

2. 表达能力强：ER图模型能够准确地表达实体之间的各种关系，如一对一、一对多、多对多等。

3. 数据结构灵活：ER图模型可以灵活地应对复杂的数据结构，如继承关系、嵌套关系等。

缺点：1. 抽象性强：ER图模型相对于关系图模型较为抽象，需要一定的学习成本。

关于ER图和UML图之间的对⽐ER图：实体-联系图(Entity-Relation Diagram)⽤来建⽴数据模型,在数据库系统概论中属于概念设计阶段，ER图提供了表⽰实体（即数据对象）、属性和联系的⽅法，⽤来描述现实世界的概念模型构成E-R图的基本要素是实体、属性和联系，其表⽰⽅法为： 实体型：⽤矩形表⽰，矩形框内写明实体名； 属性：⽤椭圆形或圆⾓矩形表⽰，并⽤⽆向边将其与相应的实体连接起来；多值属性由双线连接；主属性名称下加下划线； 联系：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的类型 在E-R图中要明确表明1对多关系，1对1关系和多对多关系。

1对1关系在两个实体连线⽅向写1； 1对多关系在1的⼀⽅写1，多的⼀⽅写N； 多对多关系则是在两个实体连线⽅向各写N,M统⼀建模语⾔UMLER图与UML图中UML是⼀种定义良好、易于表达、功能强⼤且普遍适⽤的建模语⾔。

它溶⼊了软件⼯程领域的新思想、新⽅法和新技术。

它的作⽤域不限于⽀持⾯向对象的分析与设计,还⽀持从需求分析开始的软件开发的全过程。

⾯向对象技术和UML的发展过程可⽤上图来表⽰,标准建模语⾔的出现是其重要成果。

在美国,截⽌1996年10⽉,UML获得了⼯业界、科技界和应⽤界的⼴泛⽀持,已有700多个公司表⽰⽀持采⽤UML作为建模语⾔。

1996年底,UML已稳占⾯向对象技术市场的85%,成为可视化建模语⾔事实上的⼯业标准。

1997年11⽉17⽇,OMG采纳UML1.1作为基于⾯向对象技术的标准建模语⾔。

UML代表了⾯向对象⽅法的软件开发技术的发展⽅向,具有巨⼤的市场前景,也具有重⼤的经济价值和国防价值。

ER图与UML图中UML的内容⾸先,UML融合了Booch、OMT和OOSE⽅法中的基本概念,⽽且这些基本概念与其他⾯向对象技术中的基本概念⼤多相同,因⽽,UML必然成为这些⽅法以及其他⽅法的使⽤者乐于采⽤的⼀种简单⼀致的建模语⾔;其次,UML不仅仅是上述⽅法的简单汇合,⽽是在这些⽅法的基础上⼴泛征求意见,集众家之长,⼏经修改⽽完成的,UML扩展了现有⽅法的应⽤范围;第三,UML是标准的建模语⾔,⽽不是标准的开发过程。

Powerdesigner数据库建模--概念模型--ER图⽬标:本⽂主要介绍PowerDesigner中概念数据模型 CDM的基本概念。

⼀、概念数据模型概述数据模型是现实世界中数据特征的抽象。

数据模型应该满⾜三个⽅⾯的要求：1）能够⽐较真实地模拟现实世界2）容易为⼈所理解3）便于计算机实现概念数据模型也称信息模型，它以实体－联系(Entity-RelationShip,简称E-R)理论为基础，并对这⼀理论进⾏了扩充。

它从⽤户的观点出发对信息进⾏建模，主要⽤于数据库的概念级设计。

通常⼈们先将现实世界抽象为概念世界，然后再将概念世界转为机器世界。

换句话说，就是先将现实世界中的客观对象抽象为实体(Entity)和联系(Relationship),它并不依赖于具体的计算机系统或某个DBMS系统，这种模型就是我们所说的CDM;然后再将CDM转换为计算机上某个DBMS所⽀持的数据模型，这样的模型就是物理数据模型,即PDM。

CDM是⼀组严格定义的模型元素的集合，这些模型元素精确地描述了系统的静态特性、动态特性以及完整性约束条件等，其中包括了数据结构、数据操作和完整性约束三部分。

1）数据结构表达为实体和属性;2）数据操作表达为实体中的记录的插⼊、删除、修改、查询等操作;3）完整性约束表达为数据的⾃⾝完整性约束（如数据类型、检查、规则等）和数据间的参照完整性约束（如联系、继承联系等）;⼆、实体、属性及标识符的定义实体（Entity），也称为实例，对应现实世界中可区别于其他对象的“事件”或“事物”。

例如，学校中的每个学⽣，医院中的每个⼿术。

每个实体都有⽤来描述实体特征的⼀组性质，称之为属性，⼀个实体由若⼲个属性来描述。

如学⽣实体可由学号、姓名、性别、出⽣年⽉、所在系别、⼊学年份等属性组成。

实体集（Entity Set）是具体相同类型及相同性质实体的集合。

例如学校所有学⽣的集合可定义为“学⽣”实体集，“学⽣”实体集中的每个实体均具有学号、姓名、性别、出⽣年⽉、所在系别、⼊学年份等性质。

数据库设计——ER图 E-R图也称实体—联系图，提供了表⽰实体类型、属性和联系的⽅法⽤来描述现实世界的概念模型。

它是描述现实世界关系概念模型的有效⽅法。

是表⽰概念关系模型的⼀种⽅式。

⽤“矩形框”表⽰实体型，矩形框内写明实体名称；⽤“椭圆图框”或圆⾓矩形表⽰实体的属性，并⽤“实⼼线段”将其与相应关系的“实体型”连接起来；⽤“菱形框”表⽰实体型之间的联系成因，在菱形框内写明联系名，并⽤“实⼼线段”分别与有关实体型连接起来，同时在“实⼼线段”旁标上联系的类型（1：1，1：n或m:n）。

构成E-R图的3个基本要素是实体型、属性和联系，其表⽰⽅法为： 实体：⼀般认为，客观上可以相互区分的事情就是实体，实体可以是具体的⼈和物，也可以是抽象的概念与联系。

关键在于⼀个实体能与另⼀个实体相区别，具有相同属性的实体具有相同的特征和性质。

⽤实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。

在E-R图中⽤矩形表⽰，矩形框内写明实体名；⽐如学⽣张三、学⽣李四都是实体。

如果是弱实体的话，在矩形外⾯再套实线矩形。

属性：实体所具有的某⼀特性，⼀个实体可由若⼲个属性来刻画。

属性不能脱离实体，属性是相对实体⽽⾔的。

在E-R图中⽤椭圆形表⽰，并⽤⽆向边将其与相应的实体连接起来；⽐如学⽣的姓名、学号、性别、都是属性。

如果是多值属性的话，在椭圆形外⾯再套实线椭圆。

如果是派⽣属性则⽤虚线椭圆表⽰。

联系：联系也称关系，信息世界中反映实体内部或实体之间的关联。

实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系；实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。

在E-R图中⽤菱形表⽰，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的类型（1 : 1，1 : n或m : n）。

⽐如⽼师给学⽣授课存在授课关系，学⽣选课存在选课关系。

如果是弱实体的联系则在菱形外⾯再套菱形。

⼀般性约束 实体-联系数据模型中的联系型，存在3种⼀般性约束：⼀对⼀约束（联系）、⼀对多约束（联系）和多对多约束（联系），它们⽤来描述实体集之间的数量约束： （1）⼀对⼀联系（1：1）：对于两个实体集A和B，若A中的每⼀个值在B中⾄多有⼀个实体值与之对应，反之亦然，则称实体集A和B 具有⼀对⼀的联系。

数据库设计的基本步骤（1）需求分析阶段：需求收集和分析，得到数据字典和数据流图。

（2）概念结构设计阶段：对用户需求综合、归纳与抽象，形成概念模型，用E-R图表示。

（3）逻辑结构设计阶段：将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型。

（4）数据库物理设计阶段：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构。

（5）数据库实施阶段：建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，程序试运行。

（6）数据库运行和维护阶段：对数据库系统进行评价、调整与修改。

1 数据库设计概述数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据。

数据库设计的基本步骤：∙需求分析∙概念结构设计∙逻辑结构设计∙物理结构设计∙数据库的建立和测试∙数据库运行和维护。

数据库各阶段设计描述2 概念结构设计在早期的数据库设计，在需求分析阶段后，就直接进行逻辑结构设计。

由于此时既要考虑现实世界信息的联系与特征，又要满足特定的数据库系统的约束要求，因而对于客观世界的描述受到一定的限制。

同时，由于设计时要同时考虑多方面的问题，也使设计工作变得十分复杂。

1976年P.P.S.Chen提出在逻辑结构设计之前先设计一个概念模型，并提出了数据库设计的实体--联系方法(Entity--Relationship Approach)。

这种方法不包括深的理论，但提供了一个简便、有效的方法，目前成为数据库设计中通用的工具。

有许多商业软件支持E-R模型，如Sybase公司的PowerDesigner DataArchitect(最新版本v9.5.1 for Windows)、微软公司Microsoft InfoModeler (VisioModeler)等。

图 S-designer DataArchitect 5.1 设计的E-R模型使用E-R模型来进行概念模型的设计通常分两步进行，首先是建立局部概念模型，然后综合局部概念模型，成为全局概念模型。

ER图与qut
1、ER实体-联系图(Entity-Relation Diagram)用来建立数据模型,在数据库系统概论中属于概念设计阶段，形成一个独立于机器，独立于DBMS的ER图模型。

通常将它简称为ER图，相应地可把用ER图描绘的数据模型称为ER模型。

ER图提供了表示实体（即数据对象）、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。

2、ER模型最早由Peter Chen于1976年提出，它在数据库设计领域得到了广泛的认同，但很少用作实际数据库管理系统的数据模型。

即使对SXL-92数据库来说，设计好的数据库也是具有挑战性的。

它们可以在许多关于数据库设计的文献中找到，比如Toby Teorsey的著作（1994）。

大部分数据库设计产品使用实体-联系模型（ER模型）帮助用户进行数据库设计。

ER数据库设计工具提供了一个“方框与箭头”的绘图工具，帮助用户建立ER图来描绘数据。