E-R图和关系数据库设计

数据库设计中的ER图和UML图的区别数据库设计是现代企业应用开发中非常重要的一个环节。

在数据库设计中，设计师会使用两种不同的图形工具来描述数据模型的结构和关系。

这两种工具分别是ER图和UML图。

尽管这两种图形工具都是用来描述数据模型，但它们都有很大的不同点。

一、ER图简介ER图是一种流行的用于描述数据模型的图形工具。

它是由彼得·钱（Peter Chen）于1976年首次提出的。

ER是Entity-Relationship（实体-关系）的缩写。

在ER图中，实体用矩形表示，并且它们之间用菱形表示关系。

实体之间的关系可以是一对一（1:1）、一对多（1:N）或者多对多（M:N）。

每个实体都有一个唯一的标识符，它对应于数据库表中的主键。

二、UML图简介UML图是另一种常用的描述数据模型的图形工具。

UML是Unified Modeling Language（统一建模语言）的缩写，它是由Object Management Group（OMG）发布的一种标准。

UML图有多种类型，其中用于描述数据模型的主要类型是类图。

在类图中，类用矩形表示，它们之间用关联表示关系。

类之间的关系可以是一对一（1:1）、一对多（1:N）或者多对多（M:N）。

每个类都有一个唯一的标识符，它对应于数据库表中的主键。

三、ER图与UML图的区别1. 目的不同ER图主要用于描述数据库中的实体和实体之间的关系。

它通常被用在关系数据库的设计中，以便设计师能够更好地理解数据之间的关系。

UML图可以用于描述任何类型的面向对象软件，包括业务逻辑，用户界面和系统架构等。

2. 图形元素的不同ER图中只有实体、关系和属性等基本元素。

UML图中有类、接口、对象、组件等复杂的元素。

3. 语法不同在ER图中，当一个实体有多个属性时，它们通常被表示为一个矩形。

在UML图中，每个属性都显示为一个单独的属性框。

4. 可读性不同ER图有明确的语法规则和标准符号，它相对简单，易于理解。

数据库系统E-R图设计知识点汇总数据库系统 ER 图设计知识点汇总在数据库系统的设计中，ER 图（EntityRelationship Diagram，实体联系图）是一种非常重要的工具。

它能够帮助我们清晰地理解和描述系统中各个实体之间的关系，为数据库的构建提供坚实的基础。

下面就让我们一起来详细了解一下数据库系统 ER 图设计的相关知识点。

一、ER 图的基本概念ER 图主要由实体、属性和联系这三个要素组成。

实体是指具有独立存在意义的事物，比如“学生”“课程”“教师”等。

在 ER 图中，实体通常用矩形来表示。

属性则是用来描述实体的特征，比如学生的“学号”“姓名”“年龄”等。

属性在 ER 图中用椭圆来表示。

联系反映了不同实体之间的关系，比如学生与课程之间的“选课”关系。

联系在 ER 图中用菱形来表示，并在菱形中标注联系的名称。

二、ER 图中的实体类型实体可以分为强实体和弱实体。

强实体是指不依赖于其他实体而独立存在的实体，其标识符完全由自身的属性决定。

弱实体则是依赖于其他强实体而存在的实体，它的标识符部分或全部来自于其所依赖的强实体。

三、ER 图中的联系类型联系主要有一对一（1:1）、一对多（1:N）和多对多（M:N）这三种类型。

一对一联系，例如一个人只有一个身份证，一个身份证只对应一个人。

一对多联系，比如一个班级有多个学生，而一个学生只能属于一个班级。

多对多联系，像学生和课程之间，一个学生可以选择多门课程，一门课程也可以被多个学生选择。

四、ER 图的绘制原则在绘制 ER 图时，需要遵循一些原则，以确保图形的清晰和准确。

首先，要明确系统的需求，准确识别出实体、属性和联系。

其次，尽量简化图形，避免出现过于复杂的关系，使读者能够一目了然。

同时，要确保实体和联系的名称具有明确的含义，能够准确反映其代表的对象和关系。

五、ER 图到关系模式的转换这是将 ER 图转化为数据库中可实现的关系模式的关键步骤。

对于实体，通常将其转换为一个关系表，表的列就是实体的属性。

数据库——数据库设计E-R图向关系模型的转换1、将下列物资管理E-R图转换为关系模式：转换原则⒈ ⼀个实体型转换为⼀个关系模式。

关系的属性：实体型的属性关系的码：实体型的码⒉ ⼀个m:n联系转换为⼀个关系模式(初步，以后可能调整）。

关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本⾝的属性关系的码：各实体型码的组合⒊ 1:n联系---与n端对应的关系模式合并在n端关系中加⼊1端关系的码和联系本⾝的属性⒋ ⼀个1:1联系，可以与任意⼀端对应的关系模式合并。

⒌ 3个或3个以上实体间的⼀个多元联系转换为⼀个关系模式。

关系的属性：与该多元联系相连的各实体的码以及联系本⾝的属性关系的码：各实体码的组合供应(供应商号,项⽬号,零件号,供应量)⒍ 同⼀实体集的实体间的联系，即⾃联系，也可按上述1:1、1:n和m:n三种情况分别处理。

⒎ 具有相同码的关系模式可合并。

⽬的：减少系统中的关系个数1.⼀个实体型转换为⼀个关系模式：供应商（供应商号，姓名，地址，电话号，账号）2.⼀个实体型转换为⼀个关系模式：项⽬（项⽬号，预算，开⼯⽇期）3.⼀个实体型转换为⼀个关系模式：零件（零件号，名称，规格，单价，描述）4. 3个或3个以上实体间的⼀个多元联系转换为⼀个关系模式。

供应（供应商号，项⽬号，零件号，供应量）5.⼀个实体型转换为⼀个关系模式：仓库（仓库号，⾯积，电话号）6. ⼀个实体型转换为⼀个关系模式。

1:n联系---与n端对应的关系模式合并。

（1：n⼯作联系）同⼀实体集的实体间的联系，即⾃联系，也可按上述1:1、1:n和m:n三种情况分别处理。

（职⼯与领导职⼯的⾃联系）职⼯（职⼯号，姓名，年龄，职称，仓库号，领导职⼯号）7. ⼀个m:n联系转换为⼀个关系模式。

库存（仓库号，零件号，库存量）2019/6/19更新后天考试，这⾥再给出两道课本样题1．学校中有若⼲系，每个系有若⼲班级和教研室，每个教研室有若⼲教员，其中有的教授和副教授每⼈各带若⼲研究⽣； 每个班有若⼲学⽣， 每个学⽣选修若⼲课程， 每门课可由若⼲学⽣选修。

关系型数据库设计——E-R图⼀、数据管理技术的三个发展阶段：1）⼈⼯管理阶段（20世纪50年代中期）特点：数据不保存；应⽤程序管理数据；数据不共享；数据没有独⽴性；2）⽂件系统阶段（20世纪50年代后—60年代）特点：数据以⽂件形式长期保存；⽂件系统管理数据；数据共享性差、冗余度⼤；数据独⽴性差；3）数据库系统阶段（20世纪60年代—现在）特点：数据结构化；数据由DBMS统⼀管理与控制；数据共享性⾼、冗余度低；数据独⽴性⾼；⼆、数据库管理系统的功能：1）数据定义功能：由DBMS提供的数据定义语⾔（Data Definition Language,DDL）定义数据库中的数据对象。

2）数据操纵功能：由DBMS提供的数据操纵语⾔（Data Manipulation Language,DML）实现对数据库的查询、插⼊、删除和修改；3）数据控制功能：由DBMS提供的数据控制语⾔（Data Control Language,DCL）实现数据保护和事务管理的功能，包括完整性、安全性、并发控制和数据库恢复；4）数据库的建⽴与维护功能三、概念模型（也称信息模型）——E-R图（Entity-Relationship Diagram）概念结构设计即对现实世界进⾏抽象描述，在需求分析所得数据流图和数据字典的基础上，为计算机存储做准备；概念结构设计的内容即建⽴概念模型；描述概念模型最常⽤⽅法是E-R图或UML图⽅法。

主要概念：实体（Entity）：客观存在的各类事物；属性（Attribute）：实体所具有的特性；联系（Relationship）：不同实体集中实体之间的联系，也可以是同⼀实体集中实体间的联系；联系的种类：1：1联系；1：N联系；M：N联系⽤E-R图建⽴概念模型局部的E-R图⼜称为局部视图，将多个局部视图E-R图合并成⼀张完整的E-R图的过程称为视图集成。

视图集成过程中可以解决冲突和消除冗余；分E-R图之间的三类冲突：1）属性冲突2）命名冲突3）结构冲突：同⼀实体在不同的分E-R图中有不同的属性，同⼀对象在某⼀分E-R图中被抽象为实体⽽在另⼀分E-R图中⼜被抽象为属性，需要统⼀；四、逻辑结构设计——E-R图向关系模型的转换1）⼀个实体转换为⼀个关系模式；实体的属性——>关系的属性实体标识符——>关系的码2）联系的转换1：1联系——与任意⼀端对应的关系模式和并；1：n联系——与n端对应的关系模式合并；m：n联系——⼀个独⽴的关系模式五、关系模式的优化从以下⼏⽅⾯：1）关系模式规范化2）对关系模式进⾏必要的合并3）进⾏合理的分解，包括⽔平分解、垂直分解六、关系模式的存取⽅法选择DBMS常⽤存取⽅法：1）索引⽅法，⽬前主要是B+树索引⽅法2）聚簇（cluster）⽅法3）Hash⽅法七、SQL数据库的三级结构/两级映像三级模式体系结构：两级映像：外模式/模式映像模式/内模式映像1）数据的逻辑独⽴性应⽤程序（外模式）与数据库的逻辑结构（模式）是相互独⽴的，即数据的逻辑结构发⽣改变，应⽤程序不⽤变。

e-r图设计数据库E-R图也即实体-联系图(Entity Relationship Diagram)，提供了表示实体型、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型、属性和联系，其表示方法为：·实体型(Entity)：用矩形表示，矩形框内写明实体名；比如学生张三丰、学生李寻欢都是实体。

如果是弱实体的话，在矩形外面再套实线矩形。

·属性(Attribute)：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，再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(Relationship)：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。

两个不同实体间的1:n关系上图中表示的是一辆汽车与零件之间的1:n关系，一辆汽车由许多个零件构成。

“汽车”这个实体具有型号、单价和牌号等属性，“零件”这个实体具有名称、单价和厂家等属性，“数量”是它们之间的关系“组成”的一个属性。

当然E-R图还可以表示1:1关系，例如夫妻关系以及姓名与学号间的关系等。

E-R图还可以表示m:n关系，例如教材中中讲的“学生”与“课程”之间通过“学习”联系，一个学生要学习多门课程，反之同一门课程有很多学生在学习。

在E-R图中，有时为了使其简洁明了，图中可以略去各属性，着重表示实体间的联系情况，而属性可以单独以表格形式单独列出。

4.E-R图的设计E-R图的设计虽然没有一个绝对固定的方法，但一般来说应遵循以下两条基本原则：（1）首先要针对每一个用户做出该用户信息的局部E-R图，确定该用户视图的实体、属性和联系。

[注意]在设计E-R图时，能作为属性的就不要作为实体，这样有利于E-R图的简化。

数据库系统（四）---关系型数据库设计及E-R图1、关系型数据库： 关系型数据库是⼀类采⽤关系模型作为逻辑数据模型的数据库系统，遵从数据库设计的基本步骤，包括：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库的运⾏和维护等阶段。

概念结构设计与逻辑结构设计是关系数据库整个设计过程的关键。

2、关系数据库设计过程与各级模式 在关系数据库设计的不同阶段，会形成数据库的各级模式。

1）需求分析阶段，综合各个⽤户的应⽤需求； 2）概念结构设计阶段，形成独⽴于机器特点、独⽴于各个关系数据库管理系统产品的概念模式； 3）逻辑结构设计阶段，将 E-R 图转换成具体的数据库产品⽀持的关系数据模型，形成数据库逻辑模式，然后根据⽤户处理的要求、安全性的考虑，在基本表的基础上再建⽴必要的视图，形成数据的外模式； 4）物理结构的设计阶段，根据关系数据库管理系统的特点和处理的需要，进⾏物理存储安排，建⽴索引，形成数据库内模式。

3、概念结构设计⽅法 关系数据库的概念结构设计通常采⽤⾃顶向下法，它通过两个步骤来完成概念设计，⾸先建⽴局部信息结构，然后将局部信息结构合成为全局信息结构并优化，使⽤ E-R 图作为概念模型的描述⼯具。

1）局部信息结构设计 局部信息结构设计：根据需求分析报告中标明的不同⽤户视图范围所建⽴的满⾜该范围内⽤户需求的信息结构，称为局部信息结构。

局部信息结构设计的步骤包括：确定局部范围；选择实体；选择实体关键字；确定实体间联系；确定实体的属性。

2）E-R 图的表⽰⽅法 概念结构设计就是将需求分析得到的⽤户需求抽象为信息结构的过程，通常使⽤ E-R 图来作为描述现实世界的建模⼯具。

E-R 图提供了表⽰信息世界中实体、属性和联系的⽅法。

1.实体型，⽤矩形表⽰，写明实体的名称； 2.属性，⽤椭圆形表⽰，并⽤⽆向边将其与其相应的实体连接起来。

3.联系，⽤菱形表⽰，写明联系的名称，⽤⽆向边分别与有关实体连接起来，同时在⽆向边旁标注联系的类型（1:1、1:N 或 M:N）,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连接起来。

实验题目：实验1 通过E-R图设计关系数据模型实验地点：重庆电力高等专科学校指导教师：倪宁学生班级：软件1212 学生学号： 6学生姓名：陈虹宇实验时间： 2013年3月19日一、实验目的：1．理解E-R图的三要素，会根据语义，绘制E-R图。

2．理解概念模型的意义，掌握关系模型的概念及表示方式。

3．会将E-R图转化为关系模式。

（表）4．会实现E-R图向逻辑结构图的转换。

能写出相应的数据库结构（关系模式）5．会标注出关系模式中的主、外键。

6. 会使word绘制E-R图, 会用visio绘制E-R图二、实验设备及环境：1．华硕计算机2、WIN7作系统3、WORE2003三、实验题目：通过E-R图设计关系数据模型四、实验过程概述：1．数据库需求分析教务管理工作是学校工作的中枢,是一项目的性、计划性、适应性很强的工作。

保证高校教学机制正常运转，每学期的学生成绩统计及课程时间安排是高校教务管理中的一项重要工作,在管理过程中,涉及大量的数据处理.随着办学规模的不断扩大,人工完成排课或成绩变得越来越困难,以至于无法完成。

本系统针对高校教务管理活动中课程安排的特点,摸拟了一个高校教务管理系统。

2．对象分析:经需求分析。

五、实验结果及分析（1）绘制出实体间两两的E-R 图,即局部E-R 图。

局部E-R 图1：n 1：n 1：n 1：n1：n n ：m n ：m n ：mn ：1 1：1（2）在局部E-R图中的基础上合并画出全局E-R图，要标注实体间的联系（1:1、1:n、n:m）。

全局E-R图:（3）绘制出各实体属性E-R图实体属性E-R图:关系模式：教学（学期，学年，考试（考查），教师号，课程编号）班级（学期，学年，时间(星期、大节)，班号，课程编号）系部（系编号，系名，系主任）专业（专业号，专业名，简介，系编号）专业（专业号，专业名，简介）班级（班号，班名，人数，学期，班主任，备注，专业号）班级（班号，班名，人数，学期，班主任，备注）学生（学号，姓名，性别，出生年月，出生地，电话，入学总分，班号）主键主键外键外键外键（4）绘制出实体间的逻辑图逻辑图：（5）绘制出所有实体总的逻辑图。