第02章数据基本理论

联系反映的是实体集之间实体对应情况。若一个联系发生在两个实体集之间，称为二元联系；若联系发生在一个实体集内部，如球队集的比赛联系，则称为一元联系或递归联系；联系也可以同时在三个或更多实体集之间发生，称为多元联系。如在销售联系中，销售员、商品、顾客通过一个销售行为同时联系在一起，从而使销售联系成为三元联系。

2.4.2 ER图

ER模型通过描述系统内所有实体及其属性以及实体间联系来建立MIS的概念模型。1976年P.P.Chen提出实体-联系方法，用实体联系（ER）图来表示实体联系模型。由于ER图简便直观，这种表示法得到了广泛使用。依照一定原则，ER图可以方便地转换为关系模型。

在ER图中，只用到很少几种符号。在画出系统ER图时，将所有的实体型及其属性、实体间的联系全部画在一起，便得到系统的ER模型。下面是使用的符号及含义。

矩形框中写上实体名表示实体型。

椭圆框中写上属性名，在实体或联系和它的属性间连上连线。作为实体码

的属性下画一条下划线。

菱形框中写上联系名，用连线将相关实体连起来，并标上联系类别。

如果一个系统的ER图中实体和属性较多，为了简化最终的ER图，可以将各实体及其属性单独画出，在联系图中只画出实体间的联系。

【例2-13】设计例1-1所示教学管理数据库的ER图。

首先识别实体类。实体是独立存在的对象。教学管理系统中的实体包括：学院、专业、学生、课程。

学院实体的属性：学院编号、学院名称、院长、办公电话。 专业实体的属性：专业编号、专业名称、专业类别。

学生实体的属性：学号、姓名、性别、生日、民族、籍贯、简历、登记照。 课程实体的属性：课程编号、课程名称、课程类别、学分。

学院与专业发生1：n联系，一个专业只由一个学院设置，一个学院可以有若干个专业。

学院与课程发生1：n联系，一门课程只由一个学院开设，一个学院开设多门课程。 学生与专业发生n：1联系，每名学生主修一个专业，一个专业有多名学生就读。 学生与课程发生m：n联系。一名学生可选修多门课程，并获得一个成绩，一门课程有多名学生选修。

教学管理系统的ER图如图2.5所示。

在ER图中，每类实体只出现一次，实体名不可重复。

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图2.5 教学管理系统ER图

2.4.3 ER模型向关系模型转化

ER模型需转化为关系模型，才能为DBMS所支持。转化方法可以归纳为以下几点。 （1）每个实体型都转化为一个关系模式。

给该实体型取一个关系模式名，实体型的属性成为关系模式的属性。实体码成为关系模式的主键。

（2）实体间的每一种联系都转化为一个关系模式。

转换的方式是：给联系取一个关系模式名，与联系相关的各实体的码成为该关系模式的属性，联系自身的属性成为该关系模式其余的属性。

（3）对以上转化后得到的关系模式结构按照联系的不同类别进行优化。

联系有三种类型，转化为关系模式后，与其他关系模式可进行合并优化。

1:1的联系，一般不必要单独成为一个关系模式，可以将它与联系中的任何一方实体转化成的关系模式合并(一般与元组较少的关系合并)。

1:n的联系也没有必要单独作为一个关系模式，可将其与联系中的n方实体转化成的关系模式合并。

m:n的联系必须单独成为一个关系模式，不能与任何一方实体合并。

按照以上方法，将例2-12的ER模型转化为关系模型，得到例1-2的关系模型。

2.4.4 设计ER模型的进一步探讨

当信息系统比较复杂时，设计正确的ER模型非常必要，但也是较为困难的事情。基本方法，是从局部到整体。先将每个局部应用的ER图设计出来，然后再进行优化集成。

设计ER模型的关键是识别初始的实体和联系。一般而言，在现实世界中独立存在的对象，就是实体，一般用名词命名；而反映企业或用户业务、行为的对象，大多涉及不同的实体，一般用动词命名，这个就是联系。

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实体或联系一般都需要使用属性来描述。根据前述ER模型转化为关系模型的方法可知，实体或联系的属性要转化为关系的属性。在关系模型中，属性是不可分的原子属性，因此，在ER模型中的属性也应是不可分的。

但在初始ER模型中，实体或联系的属性可能不是原子属性，对于这类属性，必须进行处理和转换。

实体或联系的属性根据其取值的特点可按如下类型划分。

（1）简单属性和复合属性。简单属性也叫原子属性，是指不能再分为更小部分的属性。而复合属性是指有内部结构、可以进一步划分为更小组成部分的属性。

（2）单值属性和多值属性。如果某属性任何时候都只能有单独一个值，则称该属性为单值属性，否则为多值属性。

（3）允许和不允许取空值属性。允许取空值指允许实体在某个属性上没有值，这时使用空值（NULL）表示。NULL表示属性值未知或不存在。而属性不允许取空值，则意味所有实体在该属性上都有确定的取值。

（4）基本属性和派生属性。派生属性的值是从其他相关属性的值计算出来的。

在最终ER图中，必须消去多值和复合属性，因此对它们需要进一步处理。一般情况下，单值复合属性可以按子属性分解为简单属性；多值简单属性可将多值转化为多个单值简单属性（适合值较少的情况），或者将该多值属性转化为实体对待；多值复合属性则需要转化为实体来处理。

2.4.5 术语对照

数据库设计过程经过了从概念模型到关系模型，再到利用DBMS（如Access）建立计算机上物理数据库的各个环节。

在各个不同环节，为了保持概念的独立性和完整性，分别使用了不同的术语。为方便读者进行比较，这里将常用的术语对照列出（表2.18）。

表2.18 术语对照表 实体联系模型 实体集 实体型 实体 属性 域 实体码 联系 关系模型 关系 关系模式 元组 属性 域 候选键、主键 外键 表 表结构 记录（行） 字段（列） 数据类型 不重复索引、主键 外键（关系） Access数据库 本书除实体联系模型和关系理论部分，其他地方都使用Access数据库中的术语。

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2.5 销售管理案例数据库设计

“进、销、存”是很多企业的主要业务类型。而在管理信息系统中，“进、销、存”是最典型的模式。本书重点介绍某中小型书店图书销售管理信息系统的数据库设计。

2.5.1 需求调查与分析概述

根据系统开发方法，首先必须根据用户要求，展开系统调查分析，在此基础上写出系统的“系统调查与需求分析报告”。报告是在对现有的信息处理和管理业务进行调查分析的基础上，结合用户对将要开发的系统的要求，提出新系统的基本目标。

报告的主要内容包括：企业组织结构、用户业务分析、数据流图、数据字典等，需求分析报告需将用户需求的具体内容表述清楚。

用户需求主要由两个部分组成：信息需求和功能需求。

信息需求即新系统应该收集、整理、存储、处理的所有数据，包括从最基本的数据项（如：图书名）到关联在一起的数据集合（如图书信息，由“书名、作者、出版社、定价”等若干项数据组成）。报告对此都应该给出详细、准确、完整、无异义的描述。

由于信息在系统中会有处理要求和状态的变化，与信息需求联系在一起的就是处理功能需求。功能需求是新系统应该实现的业务功能，如数据输入、修改、查询汇总、报表打印等。

1．组织结构

对组织结构的分析有助于分析业务范围与业务流程。书店的组织结构如图2.6所示。

图2.6 书店组织结构简图

其中，书库是保存图书的地方；购书和服务部负责采购计划、读者服务、图书预订等业务；售书部负责图书的销售。财务部负责资金管理；人事部负责员工管理与业务考核。

2．业务分析

对于信息处理系统来说，划分系统边界很重要，即哪些功能由计算机来完成，哪些工作在计算机外完成。这些要通过业务分析确定。同时，业务流程中涉及的相关数据也通过业务分析得到归类和明确。在业务分析的基础上，确定数据流图和数据字典。

图书销售管理系统主要包含以下业务内容。

（1）进书业务。采购员根据事先的订书单采购图书。然后将图书入库，同时登记图书入库数据。

本项业务涉及的数据单据有：进书单（含有进书单明细）以及书库账本。

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