E-R图设计原则

Baste · 发表于 2022-4-14 20:12

E-R图

1、前言

E-R图（Entity-Relationship Diagram）也称（实体-关系图）用于描述现实世界的事物，以及事物与事物之间的关系。其中E表示实体、R表示关系。它提供了表示实体类型、属性和关系的方法。下面将介绍实体、属性、关系，以及E-R图的设计原则。

2、实体和属性

在数据库领域中，客观世界中的万事万物都被称为实体。实体既可以是指可观存在并相互区别的事物，例如高山、流水等，又可以是一些抽象的概念或地理名词，例如精神生活、吉林省等。实体的特征（外在表现）称为属性，通过属性可以区分同类实体。例如一本书可以具备下列属性：书名、大小、封面颜色等等，并且根据这些属性可以在一堆图书中找到所要的图书。
在通常情况下，开发人员在设计E-R图时，使用矩形表示实体，在矩形内框中写明实体名（实体名是每个实体的唯一标识）使用椭圆表示属性，并且使用无向边将其与实体连接起来。
例1-1、设计图书管理凶的图书实体图。在图书管理系统中，图书是一个实体，它包括编号、条形码、书名、类型、作者、译者、出版社、价格、页码、书架、录入时间、操作员和是否删除等属性。对应的实体图如图所示：

3、关系

在客观世界中，实体并不是孤立存在的，通常还存在一些联系。在E-R图中，可以使用关系表示实体之间的联系。通常使用菱形表示实体间的联系，在棱形框内写明联系名，并且使用无向边将其与有关的实体连接起来。同时，还需要在无向边旁标上关系的类型。在通常请况下，实体间存在以下3种联系。

一对一关系
一对一关系是指两个实体A和B，如果A中的每一个值在B中之多有一个实体值与之对应，反之亦然，那么则称A和B为一一对应关系。在E-R图中，使用（1:1）表示。例如，在一个图书馆中，只能有一个馆长，反之一个馆长只能在一个图书馆中任职。
一对多关系
一对多关系是指两个实体A和B，如果A中的每一个值在B中有多个值与其对应，反之B中每一个实体值在A中至多有一个实体值与之对应，那么则称A和B为一对多关系，在E-R中，使用（1：n）表示。例如，在图书馆中，一个书架上可以放置多本书，但是一本书只能放置在一个书架上。因此书架和图书之间存在一对多的关系。
多对多关系
多对多关系是指两个实体A和B，如果A中的每一个值在B中有多个实体值与之对应，反之亦然，那么则称A和B为多对多关系，在E-R图中，使用（n:n）表示。例如，在图书馆中，一个读者可以借阅多本图书，反之，一本图书也可以被多个多个读者借阅，因此读者和图书之间存在多对多的关系。

4、E-R图设计原则

E-R图的设计虽然没有一个绝对固定的方法，但一般情况下，需要遵循以下基本原则。

先设计局部E-R图，再把每一个局部的E-R图综合起来，生成总体的E-R图。
属性应该存在于且存在于某一个实体或者关系中。这样就可以避免数据冗余。例如在图1-2所示的E-R图中就出现了大量的数据冗余，所借图书属性不能重复。

图1.2 存在冗余的读者实体图
实体是一个单独的个体，不能存在于另外一个实体中，既不能作为另外一个实体的属性。例如，图1.1所示的图书实体，不能作为借阅实体的一个属性。
同一个实体在同一个E-R图中只能出现一次。
例1.2 设计图书馆管理系统的E-R图。在图书馆管理系统中，主要包括两个实体和两个关系，两个实体分别是图书和读者实体；两个关系分别是借阅和归还，这两个关系都是多对多的关系。其中，在借阅关系中，还包括借阅日期属性；在归还关系中，还包括归还日期属性。对应的E-R图如图所示。

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