数据库原理E-R模型

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我写笔记总是晚好长时间来写,希望我复习的时候别弄错时间段…

基本E-R模型概念

概念模型 是现实世界到机器世界的一个中间层次,概念模型中最常用的是E-R模型,E-R(实体联系)模型中的主要概念如下

概念名称解释
实体(Entity)客观存在并且可以相互区分的事物叫实体。(例如一个个学生,一辆辆汽车
属性(Attribute)实体一般具有若干特征,称之为实体的属性。(例如学生的姓名、学号、班级等)
域(Domain)一个属性可能取值的范围称为这个属性的域。例如 性别域为或者
候选码能够唯一标识实体的属性或者最小属性组,称为候选码,可能存在多个候选码,设计者必需指明一个候选码做主码(关键字),我个人理解就是id.
实体型(Entity type)具有相同属性的实体具有共同的特征和性质,用实体名及其属性集合来抽象,刻画同类实体,称为实体型
实体集 (Entity set)同型实体的集合(即某一实体型在特定环境或时间点上的所有实例的集合)。
关系 (Relationship)现实世界的事物之间是有联系的,这种联系在信息世界中反映为实体之间的关联。关系可以表示为实体型(集)之间的联系,也可以表示实体型(集)内部的联系(例如组成/包含关系)。
两个实体型之间的联系二元关系的常见基数有:一对一(1
,例如 部门 — 经理)、一对多(1
,例如 部门 — 雇员)、多对多(m
,例如 学生 — 课程)。

扩展E-R模型

参与约束(Participation Constraints)

  • 定义:描述实体在特定联系中参与的最小和最大次数,通常用 (min, max) 表示。
  • 部分参与(Partial Participation):最小值 min = 0,表示实体可不参与该联系。
  • 全参与(Total Participation):最小值 min > 0,表示实体必须参与该联系。
  • 图示:在 ER 图中,全参与用双实线表示;部分参与用单实线表示。
  • 示例:学生选课中,学生对选课联系可能是部分参与(min=0),课程对被选联系可能是全参与(min=1)。
erDiagram
    学生 {
        int 学号 PK
        string 姓名
    }
    课程 {
        int 课程号 PK
        string 课程名
    }
    选课 {
        int 学号 FK
        int 课程号 FK
        float 成绩
    }

    %%  学生对选课:部分参与(单实线)
    学生 ||--o{ 选课 : 选课

    %%  课程对被选:全参与(双实线)
    课程 }o--|| 选课 : 被选

弱实体(Weak Entity)

  • 定义:依赖于强实体(identifying entity)存在的实体,不能独立唯一标识。
  • 特点:
    • 弱实体没有完整的主键,通过强实体的主键 + 弱实体的部分码(partial key)组合标识。
    • 与强实体的识别关系为一对多(1
      ),且弱实体对该关系必须是全参与。
    • 不能独立存在,总是依附于强实体。
  • 图示:弱实体用双矩形表示,识别关系用双菱形或加强调记号。
  • 示例:家属(弱实体)依赖职工(强实体),主键为 (职工ID, 家属名)。
erDiagram
    员工 {
        int 员工号 PK
        string 姓名
    }

    %%  弱实体:双矩形 + 部分码
    家属 {
        int 员工号 PK,FK
        string 姓名 PK
        string 关系
    }

    %%  识别联系:双菱形 + 双实线
    员工 ||--|{ 家属 : 拥有

类层次(Class Hierarchy: Specialization / Generalization)

  • 定义:将实体组织成超类(superclass)和子类(subclass)的层次结构,子类继承超类的属性。
  • 特化(Specialization):从超类到子类的自顶向下过程,强调子类间的区别。
  • 概括(Generalization):从子类到超类的自底向上过程,抽取共性。
  • 约束:
    • Overlap:子类间是否有交集(可重叠或互斥)。
    • Covering:子类是否完全覆盖超类(总覆盖或部分覆盖)。
  • 图示:用 ISA 连线表示,标注 D/O(disjoint/overlap)和 T/P(total/partial)。
  • 示例:学生(超类)特化为本科生和研究生(子类),本科生和研究生可重叠(overlap)且部分覆盖(partial)。
classDiagram
    direction TB
    class 学生 {
        +学号
        +姓名
        +入学年份
    }
    class 本科生 {
        +所在系
    }
    class 研究生 {
        +导师
        +研究方向
    }

    学生 <|-- 本科生 : 特化
    学生 <|-- 研究生 : 特化

    note for 学生 "约束:{overlap, partial}"

聚合(Aggregation)

  • 定义:将联系及其参与实体视为一个更高层次的抽象实体,使其参与其他联系。
  • 用途:描述复杂多方关系,避免使用多元联系。
  • 图示:将被聚合的联系和实体用框圈起来,作为新实体参与更高层联系。
  • 示例:大学、研究所、公司合作项目(聚合为“合作体”),然后“合作体”参与“项目管理”联系。
erDiagram
    %% 1. 先把普通实体声明好
    项目 {
        string 项目名 PK
        date 开始日期
    }

    %% 2. 用 subgraph 做“聚合壳”
    subgraph 合作体[合作体(聚合实体)]
        direction LR
        大学 {
            string 大学名 PK
        }
        研究所 {
            string 研究所名 PK
        }
        公司 {
            string 公司名 PK
        }

        %% 壳内部三方之间的联系(可画可不画)
        大学 }o--o{ 研究所 : 协作
        研究所 }o--o{ 公司 : 协作
    end

    %% 3. 把“壳”整体当虚拟实体去参与新联系
    合作体 ||--o{ 项目 : 管理

嵌套聚合示例(使用 Flowchart 模拟)

由于 Mermaid 的 ER 图不支持直接嵌套聚合,我们可以使用 Flowchart 来模拟嵌套结构(例如,合作体内部进一步聚合子团队):

flowchart TD
    subgraph 合作体[合作体-聚合实体]
        direction LR
        subgraph 子团队1[子团队1]
            大学
            研究所
        end
        subgraph 子团队2[子团队2]
            公司
        end
    end

    项目[项目]

    子团队1 -->|子管理| 项目
    子团队2 -->|子管理| 项目
    项目 --> 完成[项目完成]

    style 合作体 fill:#ffeaa7
    style 项目 fill:#74b9ff

数据库原理E-R模型

作者: xingwangzhe

本文链接: https://xingwangzhe.fun/posts/6906e0aa

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2000年1月1日星期六
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