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, 满足各种用户的应用需求。数据库设计一般可分为六个步骤:需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护。其中概念结构设计阶段通过对用户需求进行综合、归纳与抽象, 产生一个独立于具体DBMS的概念模型。一般用E-R模型 (即实体一联系模型) 表示概念模型。逻辑结构设计是把概念结构转换为所选择的DBMS支持的数据模型。目前, 绝大多数是转换成关系数据模型。这里就涉及至E-R模型向关系模型转换的问题。E一R模型是由Peter Chen于1976年提出的。此后, 人们对矛R模型进行了扩充和修改。
1 E-R模型概念
构成成分是实体集、属性和联系集, 其表示方法如下。
(1) 实体集用矩形框表示, 矩形框内写上实体名。
(2) 实体的属性用椭圆框表示, 框内写上属性名, 并用无向边与其实体集相连。
(3) 实体间的联系用菱形框表示, 联系以适当的含义命名, 名字写在菱形框中, 用无向连线将参加联系的实体矩形框分别与菱形框相连, 并在连线上标明联系的类型即1—1、1—M或M—M。因此, E-R模型也称为E-R图。
2 关系数据模型概念
行与列交叉的二维表称为关系, 关系的每一行称为元组, 关系的每一列称为属性, 关系中唯一标识一个元组的属性或属性组称为候选码, 简称码。如果候选码有多个, 则选定中一个作为主码。
如果关系R中的属性或属性组X并非R的码, 但X是另一个关系的码, 则称X是R的外码。
3 作E-R模型图的方法
(1) 确定实体和实体的属性。
(2) 确定实体之间的联系及联系的类型。
(3) 给实体和联系加上属性。
如何划分实体及其属性有两个原则可作参考:一是作为实体属性的事物本身没有再需要刻画的特征而且和其它实体没有联系。二是属性的一个值可以和多个实体对应, 而不是相反。尽管E-R模型中的属性可以是单值属性也可以是多值属性, 为简单计算, 多值属性常常被作为多个属性或作为一个实体。
例如:职工和部门, 一般情况下, 一个部门有多个职工, 而一个职工仅属于一个部门。所以职工应作为实体, 而部门既可作为职工的属性—部门本身仅有一个名称也可以作为实体—部门具有部门号、部门名称及电话等。再如, 职工和工种, 一个工种有多个职工, 而一个职工仅属于一个工种, 所以职工应作为实体, 而工种既可作为职工的属性—工种本身仅有一个名称;也可以作为实体—工种和其它实体。
如何划分实体和联系也有一个原则可作参考:当描述发生在实体集之间的行为时, 最好采用联系集。例如, 读者和图书之间的借、还书行为, 顾客和商品之间的购买行为, 均应该作为联系集。
如何划分联系的属性:一是发生联系的实体的标识属性应作为联系的缺省属性, 二是和联系中的所有实体都有关的属性。例如:学生和课程的选课联系中的成绩属性, 顾客、商品和雇员之间的销售联系中的商品的数量等。
4 E-R模型与关系数据模型转换的规律
规律1:将每个实体转换为一个关系。实体的属性就是关系的属性, 实体的码就是关系的码。如果该实体是弱实体, 则弱实体的属性及其父实体的主码作为关系的属性, 而码为弱实体的码与父实体的主码的组合。
规律2:所有主码必须定义为非空 (NOT NULL) 。
规律3:一个1∶1的联系可以转换为一个独立的关系, 也可以与任意一端对应的关系合并。如果转换为一个独立的关系, 则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性都转换为关系的属性。每个实体的码都是该关系的候选码。如果与某一端的实体对应的关系合并, 则需要在该关系的属性中加人另一个关系的码和联系本身的属性。另一关系的码作为该关系的外码。
规律4:一个l∶n的联系可以转换为一个独立的关系, 也可以与n端对应的关系合并。如果转换为一个独立的关系, 则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性都转换为关系的属性, 而关系的码为n端实体的码。如果与n端对应的关系合并, 则需要在该关系的属性中加人另一端实体的码和联系本身的属性, 而码仍为n端实体的码。另一端实体的码在该关系中作为外码。
规律5:一个m∶n联系转换为一个关系。与一该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性都转换为关系的属性, 而关系的码为各实体码的组合。各实体的码分别是该关系的外码。
规律6:三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关系。与该多元联系相连的各实体的码以及联系本身的属性都转换为关系的属性, 而关系的码为各实体码的组合。各实体码分别是该关系的外码。
规律7:将超类和子类分别转换为一个关系, 称超类转换的关系为父表, 子类转换的关系为子表, 然后将父表的主码作为子表的外码, 实现父表与子表的联系。
5 结语
E-R模型向关系模型的转换规律是清晰、简洁的。但是对于具体的问题, 在运用转换规律的同时, 依然要考查转换结果是否符合关系数据理论的基本概念和定义。
摘要：关系型数据库是当前广泛应用的数据库类型, 关系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, 建立数及其应用系统, 使之能够有效地存储数据, 满足不同用户的应用需求。而数据库设计的核心部分就是设计数据库逻辑结构, 要更好地进行库逻辑结构设计, 就必须准确地将概念结构设计的E-R模型转换为关系模型。本文就举例谈谈它们之间转换的规律。
关键词：E-R模型,关系数据模型
参考文献
[1] 萨师煊, 王珊.数据库系数概论[M].北京:高等教育出版社, 2000.
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