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E—R图的精细设计

摘要：E-R图设计是数据库设计的关键，目前诸多流行的数据库原理教材，对E-R图设计部分的讨论均显得不够精细。针对这一现状，文章通过分析不同应用环境下实体之间的联系，提出E-R图的精细设计方案，说明E-R图的正确设计方法。

关键词：数据库设计；E-R图；实体；联系

0.引言

数据库原理是计算机相关专业的一门专业主干课，目的是使学生掌握数据库的基本概念、基本理论和基本操作方法，理解数据库作为目前最有效的数据管理手段，在信息系统中的基础地位和重要作用，学会用数据库对大量数据进行有效的组织、存储和管理。因此，针对一个具体的应用环境，设计一个结构良好的数据库就成为该门课程的教学重点之一。

数据库设计人员设计的数据库结构能否真正符合应用环境和普通用户的要求，需要由普通用户来进行评判，这就要求在设计数据库的逻辑结构和物理结构之前，先设计一个普通用户也能够理解的、更加抽象的概念结构，通过概念结构使普通用户能够积极地参与到数据库设计中来，以保证整个数据库系统的最终成功运行。因此，概念结构设计是数据库设计的关键，最常用来描述概念结构的工具就是E-R图。

然而，目前诸多流行的数据库原理教材对E-R图设计部分的讨论均不够精细，实际教学也大都跟随教材浮于表面，从而使学生难以设计正确反映应用环境实际语义的E-R图，造成随后转换得到的关系模式码不正确、数据冗余度大、规范化程度低等问题。

1.E-R图的设计

E-R图设计的正确与否取决于数据库设计人员能否真正把握应用环境的业务流程以及在该业务流程中所涉及的各个客观对象和他们之间发生的活动，这需要作准确深入的用户需求分析。这些客观对象如果需要记录的话，就抽象为E-R图中的实体（描述实体的众多相关数据就抽象为实体的属性，将具有相同属性的众多实体抽象为实体型）o它们之间发生的活动如果也需要记录的话，就抽象为E-R图中的联系，这是E-R图设计的重点。

以高校学生选课系统为例，假设学校只有一种类型的学生，每名学生有唯一的一个学号，还有姓名、性别、年龄和班级信息；学校开设了多门课程，每门课程有唯一的一个课程号，还有课程名、学分、先行课和课程简介信息。由于一门课程同时可以由多个教师讲授，因此，在上一学期末进行选课的时候，每名学生可以根据主讲教师（有唯一的教师编号）的姓名、性别、年龄和职称信息，有选

⑴确定所有的实体集合

⑵选择实体集应包含的属性

⑶确定实体集之间的联系

⑷确定实体集的关键字，用下划线在属性上表明关键字的属性组合

⑸确定联系的类型，在用线将表示联系的菱形框联系到实体集时，在线旁注明是1或n(多）来表示联系的类型

作E-R图举例 （1）以自底向上设计概念结构的方法为例，它通常分为两步：

第一步：首先要根据需求分析的结果（数据流图、数据字典等）对现实世界的数据进行抽象，设计各个局部视图即分E-R图。

第二步：集成局部视图。概念结构是对现实世界的一种抽象，一般有三种抽象： ⑴分类 （ is member of ）⑵聚集 ( is part

of)⑶概括 (is subset of )设计分E-R图的步骤是：⑴选择局部应用在需求分析阶段，通过对应用环境和要求进行详尽的调查分析，用多层数据流图和数据字典描述了整个系统。设计分E-R图的第一步，就是要根据系统的具体情况，在多层的数据流图中选择一个适当层次的（经验很重要）数据流图，让这组图中每一部分对应一个局部应用，我们即可以以这一层次的数据流图为出发点，设计分E-R图。一般而言，中层的数据流图能较好地反映系统中各局部应用的子系统组成，因此人们往往以中层数据流图作为设计分E-R图的依据⑵逐一设计分E-R图每个局部应用都对应了一组数据流图，局部应用涉及的数据都已经收集在数据字典中了。现在就是要将这些数据从数据字典中抽取出来，参照数据流图， <1> 标定局部应用中的实体, <2> 实体的属性、标识实体的码， <3> 确定实体之间的联系及其类型（1：1、1：n、m：n）。 <1> 标定局部应用中的实体现实世界中一组具有某些共同特性和行为的对象就可以抽象为一个实体。对象和实体之间是 "is member of "的关系。例如在学校环境中，可以把张三、李四、王五等对象抽象为学生实体。对象类型的组成成分可以抽象为实体的属性。组成成分与对象类型之间是 "is part of "的关系。例如学号、姓名、专业、年级等可以抽象为学生实体的属性。其中学号为标识学生实体的码。<2> 实体的属性、标识实体的码实际上实体与属性是相对而言的，很难有截然划分的界限。同一事物，在一种应用环境中作为 "属性 "，在另一种应用环境中就必须作为 "实体 "。一般说来，在给定的应用环境中：⑴属性不能再具有需要描述的性质。即属性必须是不可分的数据项。⑵属性不能与其他实体具有联系。联系只发生在实体之间。 <3> 确定实体之间的联系及其类型（1：1、 1：n、 m：n）。根据需求分析，要考察实体之间是否存在联系，有无多余联系

２０１１年ｌ２月　电大理工　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｔ　ＲＴＶＵ．　第４期总第２４９期　

关于Ｅ－Ｒ图向关系数据模型转换的探讨　

孙卓　

盘锦职业技术学院（盘锦１２４０１０）　

摘要在信息时代的今天，计算机软件已经在各行各业中尤为重要的应用于企业管理、数据管理　

等诸多方面。数据库技术是软件设计与应用中不可或缺的技术。叙述了从数据库概念设计到逻辑设计的　

过程，描述了Ｅ－Ｒ图向关系数据模型的转换及关系数据模型的建模方法。　关键词数据库Ｅ－Ｒ图关系数据模型　

随着软件技术的不断发展，数据库在软件设　计及软件应用领域起着越来越重要的地位，无论　

是在企业管理、物流管理、超市管理，甚至是在　航空航天等诸多领域中，数据库技术都发挥着十　

分重要的作用。人们关于数据管理的研究经过了　

一个相当长的时间，从初期的人工管理到现在的　数据库系统阶段，经历了半个多世纪。数据库研　

究的对象是现实世界中的客观事物，以及反映这　些事物之间的联系。但这些事物及其联系不能以　

他们在现实世界中的形式进入计算机，必须转　换、抽象成数据的形式，计算机才能够识别、处　

理。这种转化经历了对现实生活中事物特性的认　

识、概念化到计算机数据库里的具体表示的逐级　

抽象过程。实体联系模型Ｅ．Ｒ图是抽象描述现　

实世界的有力工具。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模型。　

数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，而　关系数据模型就是用二维表格结构来表示实体　

以及实体之间联系的模型。因此从Ｅ．Ｒ图向关　系数据模型的转换实质上就是把图转化为数据　表。　

数据库设计一般采用生命周期法。按照数据　库的生存期把整个数据库应用系统的开发分解　成目标独立的若干阶段。按照规范的设计方法，　

将数据库设计分为六个阶段：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。其中，概念结构设　

E-R事例

1、设某商业集团的仓库管理系统

数据库有三个实体集。一是“公司”实体集，属性有公司编号、公司名、地址等；二是“仓库”实体集，属性有仓库编号、仓库名、地址等；三是“职工”实体集，属性有职工编号、姓名、性别等。

公司与仓库间存在“隶属”联系，每个公司管辖若干仓库，每个仓库只能属于一个公司管辖；仓库与职工间存在“聘用”联系，每个仓库可聘用多个职工，每个职工只能在一个仓库工作，仓库聘用职工有聘期和工资。

(1) 试画出ER图，并在图上注明属性、联系的类型。

(2) 将ER图转换成关系模型，并注明主键和外键。

解：(1) ER图如图7.2所示。

1

N

1

N

图7.2

（2）这个ER图可转换3个关系模式：

公司（公司编号，公司名，地址）

仓库（仓库编号，仓库名，地址，公司编号）

职工（职工编号，姓名，性别，仓库编号，聘期，工资）

地址 公司编号

职工 公司 公司名

姓名 性别 仓库

工资 仓库名 仓库编号

聘期

聘用 隶属

职工编号 地址 2、 设某商业集团的商品供应管理系统

数据库有三个实体集。一是“商品”实体集，属性有商品号、商品名、规格、单价等；二是“商店”实体集，属性有商店号、商店名、地址等；三是“供应商”实体集，属性有供应商编号、供应商名、地址等。

供应商与商品之间存在“供应”联系，每个供应商可供应多种商品，每种商品可向多个供应商订购，每个供应商供应每种商品有个月供应量；商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多种商品，每种商品可在多个商店销售，每个商店销售每种商品有个月计划数。

试画出反映上述问题的ER图，并将其转换成关系模型。

解：ER图如图7.3所示。

M M

N N

图7.3

（2）这个ER图可转换5个关系模式：

供应商（供应商编号，供应商名，地址）