免费智能真题库 > 历年试卷 > 数据库系统工程师 > 2012年上半年 数据库系统工程师 上午试卷 综合知识
  第28题      
  知识点:   E-R模型   E-R图向关系模式的转换   实体   关系模型
  关键词:   E-R   关系模型   实体   主键        章/节:   数据库设计       

 
E-R模型关系模型转换时,三个实体之间多对多的联系m:n:p应该转换为一个独立的关系模式,且该关系模式的主键由(28)组成。
 
 
  A.  多对多联系的属性
 
  B.  三个实体的主键
 
  C.  任意一个实体的主键
 
  D.  任意两个实体的主键
 
 
 

 
  第40题    2011年上半年  
   48%
某医院管理系统部分关系模式为:科室(科室号,科室名,负责人,电话)、病患(病历号,姓名,住址,联系电话)和职工(职工号,..
  第60题    2009年上半年  
   56%
视图设计属于数据库设计的(60)阶段。
  第29题    2010年上半年  
   56%
确定系统边界和关系规范化分别在数据库设计的(29)阶段进行。
   知识点讲解    
   · E-R模型    · E-R图向关系模式的转换    · 实体    · 关系模型
 
       E-R模型
        概念模型是对信息世界建模,所以概念模型能够方便、准确地表示信息世界中的常用概念。概念模型有很多种表示方法,其中最为常用的是P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系方法(Entity Relationship Approach)。该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型,称为实体-联系模型(Entity-Relationship Model,E-R模型)。
        E-R模型是软件工程设计中的一个重要方法,在数据库设计中,常用E-R模型来描述现实世界到信息世界的问题。因为它接近于人的思维方式,容易理解并且与计算机无关,所以用户容易接受,是用户和数据库设计人员交流的语言。但是,E-R模型只能说明实体间的语义联系,还不能进一步地详细说明数据结构。在解决实际应用问题时,通常应该先设计一个E-R模型,然后再把其转换成计算机能接受的数据模型。
               E-R方法
               概念模型中最常用的方法为实体-联系方法,简称E-R方法。该方法直接从现实世界中抽象出实体和实体间的联系,然后用非常直观的E-R图来表示数据模型。在E-R图中有下表所示的几个主要构件。
               
               E-R图中的主要构件
               在E-R图中,实体集中作为主码(或主键)的一部分属性名下面加下画线标明。另外,在实体集与联系的线段上标注联系的类型。
               需要说明的是在本书中,若不引起误解,实体集有时简称实体,联系集有时简称联系。
               实体
               从上表中可见,在E-R模型中实体用矩形表示,通常矩形框内写明实体名。实体是现实世界中可以区别于其他对象的“事件”或“物体”。例如,企业中的每个人都是一个实体。每个实体由一组特性(属性)来表示,其中的某一部分属性可以唯一标识实体,如职工号。实体集是具有相同属性的实体集合,例如,学校所有教师具有相同的属性,因此教师的集合可以定义为一个实体集;学生具有相同的属性,因此学生的集合可以定义为另一个实体集。
               联系
               在E-R模型中,联系用菱形表示,如上表所示。通常可在菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边旁标注上联系的类型(1:1、1:*或*:*)。实体的联系分为实体内部的联系和实体与实体之间的联系。实体内部的联系反映数据在同一记录内部各字段间的联系。
                      两个不同实体之间的联系
                      两个实体之间的联系可分为3类:一对一联系记为1:1,一对多联系记为1:*(或1:n),多对多联系记为*:*(或mn)。
                      (1)1:1。如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中至多有一个实体与之对应,反之亦然,则称A与B具有一对一联系。
                      (2)1:*。如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体(n≥0)与之对应;反之,对于实体集B中的每一个实体,实体集A中至多只有一个实体与之对应,则称A与B具有一对多联系。
                      (3)*:*。如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体(n≥0)与之对应;反之,对于实体集B中的每一个实体,实体集A中也有m个实体(m≥0)与之对应,则称A与B具有多对多联系。
                      例如,下图表示两个不同实体集之间的联系,其含义如下:
                      
                      两个不同实体集之间的联系
                      上图(a)所示的E-R图表示:电影院里一个座位只能坐一个观众,因此观众与座位之间是一个1:1的联系,联系名为“V_S”。
                      上图(b)所示的E-R图表示:部门DEPT和职工EMP实体集,若一个职工只能属于一个部门,那么,这两个实体集之间应是一个1:*的联系,联系名为“D_E”。
                      上图(c)所示的E-R图表示:工程项目PROJ和职工EMP实体集,若一个职工可以参加多个项目,一个项目可以由多个职工参加,那么,这两个实体集之间应是一个*:*的联系,联系名为“PR_E”。
                      两个以上不同实体集之间的联系
                      两个以上不同实体集之间存在1:1:1、1:1:*、1:*:*和*:*:*的联系。例如,下图表示了三个不同实体集之间的联系。
                      
                      三个不同实体集之间的联系
                      上图(a)表示供应商Supp、项目Proj和零件Part之间的多对多(*:*:*)的联系,联系名为“SP_P”。表示供应商为多个项目供应多种零件,每个项目可用多个供应商供应的零件,每种零件可由不同的供应商供应的语义。
                      上图(b)表示病房、病人和医生之间的一对多对多(1:*:*)的联系,联系名为“P_D”。表示一个特护病房有多个病人和多个医生,一个医生只负责一个病房,一个病人只属于一个病房的语义。
                      注意:三个实体集之间的多对多的联系和三个实体集两两之间的多对多的联系的语义是不同的。例如,供应商和项目实体集之间的“合同”联系,表示供应商为哪几个工程签了合同。供应商与零件两个实体集之间的“库存”联系,表示供应商库存零件的数量。项目与零件两个实体集之间的“组成”联系,表示一个项目有哪几种零件组成。
                      同一实体集内的二元联系
                      同一实体集内的各实体之间也存在1:1、1:*和*:*的联系,如下图所示。从图中可见,职工实体集中的领导与被领导联系是1:*的,如下图(a)所示。但是,职工实体集中的婚姻联系是1:1的,如下图(b)所示。
                      
                      同一实体集之间的联系
               属性
               属性是实体某方面的特性。例如,职工实体集具有职工号、姓名、年龄、参加工作时间和通信地址等属性。每个属性都有其取值范围,如职工号为0001~9999的4位整型数,姓名为10位的字符串,年龄的取值范围为18~60等。在同一实体集中,每个实体的属性及其域是相同的,但可能取不同的值。E-R模型中的属性有如下分类:
               (1)简单属性和复合属性。简单属性是原子的、不可再分的,复合属性可以细分为更小的部分(即划分为别的属性)。有时用户希望访问整个属性,有时希望访问属性的某个成分,那么在模式设计时可采用复合属性。例如,职工实体集的通信地址可以进一步分为邮编、省、市、街道。若不特别声明,通常指的是简单属性。
               (2)单值属性和多值属性。前面所举的例子中,定义的属性对于一个特定的实体都只有单独的一个值。例如,对于一个特定的职工,只对应一个职工号、职工姓名,这样的属性叫作单值属性。但是,在某些特定情况下,一个属性可能对应一组值。例如,职工可能有0个、1个或多个亲属,那么职工的亲属的姓名可能有多个数目,这样的属性称为多值属性。
               (3)NULL属性。当实体在某个属性上没有值或属性值未知时,使用NULL值。表示无意义或不知道。
               (4)派生属性。派生属性可以从其他属性得来。例如,职工实体集中有“参加工作时间”和“工作年限”属性,那么“工作年限”的值可以由当前时间和参加工作时间得到。这里,“工作年限”就是一个派生属性。
               扩充的E-R模型
               尽管基本的E-R模型是对大多数数据库特征建模,但数据库某些情况下的特殊语义,仅用基本E-R模型无法表达清楚。在这一节中,将讨论扩充的E-R模型,包括弱实体、特殊化、概括和聚集等概念。
                      弱实体
                      在现实世界中有一种特殊的依赖联系,该联系是指某实体是否存在对于另一些实体具有很强的依赖关系,即一个实体的存在必须以另一个实体为前提,而将这类实体称为弱实体。例如某企业职工与家属的联系,家属总是属于某职工的,若某职工离职将其从职工关系中删除,家属也随即删除,那么家属属于“弱实体”,职工与家属之间的“所属”联系属于依赖联系。
                      在扩展的E-R图中,弱实体用双线矩形框表示。下图为职工与家属的E-R图。
                      
                      弱实体与依赖联系
                      特殊化
                      前面已经介绍了,实体集是具有相同属性的实体集合。但在现实世界中,某些实体一方面具有一些共性,另一方面还具有各自的特殊性。这样,一个实体集可以按照某些特征区分为几个子实体。
                      设有实体集E,如果SE的某些真子集的集合,记为,则称SE的一个特殊化,ES1S2、…、Sn的超类,S1S2、…、Sn称为E的子类。
                      如果,则称SE的全特殊化,否则是E的部分特殊化。
                      如果SiSj=Φ,ij,则S是不相交特殊化,否则是重叠特殊化。
                      在扩充的E-R模型中,子类继承超类的所有属性和联系,但是,子类还有自己特殊的属性和联系。超类-子类关系模型使用特殊化圆圈和连线的一般方式来表示。超类到圆圈有一条连线,连线为双线表示全特殊化,连线为单线表示部分特殊化;双竖边矩形框表示子类;有符号“∪”的线表示特殊化;圆圈中的d表示不相交特殊化;圆圈中的o表示重叠特殊化。
                      
                      扩充E-R图中的主要构件
               E-R模型应用举例
               实现该学校教学管理的E-R模型如下图所示。
               
               学校教学管理E-R模型
               特别需要指出的是,E-R模型强调的是语义,与现实世界的问题密切相关。这句话的意思是,尽管都是学校教学管理,但由于不同的学校教学管理的方法可能会有不同的语义,因此会得到不同的E-R模型。
               扩充E-R模型应用举例
               通上述分析,并将得出的各个扩充的分E-R图进行合并,最终得出该高校扩充的E-R图,如下图所示。
               
               特殊化应用实例
 
       E-R图向关系模式的转换
        E-R方法所得到的全局概念模型是对信息世界的描述,并不适用于计算机处理,为适合关系数据库系统的处理,必须将E-R图转换为关系模式。E-R图是由实体、属性和联系三要素构成的,而关系模型中只有唯一的结构——关系模式,通常采用下述方法加以转换。
               实体向关系模式的转换
               将E-R图中的实体逐一转换成为一个关系模式,实体名对应关系模式的名称,实体的属性转换为关系模式的属性,实体标识符就是关系的码。
               联系向关系模式的转换
               E-R图中的联系有三种:一对一联系(1:1)、一对多联系(1:*)和多对多联系(*:*)。针对这三种不同的联系,转换方法如下:
               (1)一对一联系的转换。通常一对一联系不需要将其转换为一个独立的关系模式,只需要将联系归并到关联的两个实体的任一方,给待归并的一方实体属性集中增加另一方实体的码和该联系的属性即可,归并后的实体码保持不变。
               (2)一对多联系的转换。通常一对多联系也不需要将其转换为一个独立的关系模式,只需要将联系归并到关联的两个实体的多方,给待归并的多方实体属性集中增加一方实体的码和该联系的属性即可,归并后的多方实体码保持不变。
               (3)多对多联系的转换。多对多联系只能转换成一个独立的关系模式,关系模式的名称取联系的名称,关系模式的属性取该联系所关联的两个多方实体的码及联系的属性,关系的码是多方实体的码构成的属性组。
 
       实体
        从上表中可见,在E-R模型中实体用矩形表示,通常矩形框内写明实体名。实体是现实世界中可以区别于其他对象的“事件”或“物体”。例如,企业中的每个人都是一个实体。每个实体由一组特性(属性)来表示,其中的某一部分属性可以唯一标识实体,如职工号。实体集是具有相同属性的实体集合,例如,学校所有教师具有相同的属性,因此教师的集合可以定义为一个实体集;学生具有相同的属性,因此学生的集合可以定义为另一个实体集。
 
       关系模型
        我们先学习几个相关的基本概念。
        (1)域:一组具有相同数据类型的值的集合。
        (2)笛卡儿积:给定一组域D1D2,…,Dn,这些域中可以有相同的。它们的笛卡儿积为:D1×D2×…×Dn={(d1d2,…,dn)|djDjj=1,2,…,n}。其中每一个元素(d1d2,…,dn)叫作一个n元组(简称为元组)。元组中的每一个值dj叫作一个分量。
        (3)关系:D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1D2,…,Dn上的关系,用RD1D2,…,Dn)表示。这里R表示关系的名字,n是关系的目或度。
        关系中的每个元素是关系中的元组,通常用t表示。关系是笛卡儿积的子集,所以关系也是一个二维表,表的每行对应一个元组,表的每列对应一个域。由于域可以相同,为了加以区分,必须对每列起一个名字,称为属性。
        若关系中的某一属性组(一个或多个属性)的值能唯一地标识一个元组,则称该属性组为候选码(候选键)。若一个关系有多个候选码,则选定其中一个作为主码(主键)。主码的所有属性称为主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非码属性(非主属性)。在最简单的情况下,候选码只包含一个属性。在最极端的情况下,关系模式所有属性的组合构成关系模式的候选码,称为全码。
        关系可以有三种类型:基本关系(基本表、基表)、查询表和视图表。基本表是实际存在的表,它是实际存储数据的逻辑表示;查询表是查询结果对应的表;视图表是由基本表或其他视图表导出的表,是虚表,不对应实际存储的数据。
        基本关系具有以下6条性质:
        (1)列是同质的,即每一列中的分量是同一类型的数据,来自同一个域。
        (2)不同的列可出自同一个域,称其中的每一列为一个属性,不同的属性要给予不同的属性名。
        (3)列的顺序无所谓,即列的次序可以任意交换。
        (4)任意两个元组不能完全相同。但在大多数实际关系数据库产品中,例如Oracle等,如果用户没有定义有关的约束条件,它们都允许关系表中存在两个完全相同的元组。
        (5)行的顺序无所谓,即行的次序可以任意交换。
        (6)分量必须取原子值,即每一个分量都必须是不可分的数据项。
        关系的描述称为关系模式,一个关系模式应当是一个五元组,它可以形式化地表示为:RUD,DOM,F)。其中R为关系名,U为组成该关系的属性名集合,D为属性组U中属性所来自的域,DOM为属性向域的映像集合,F为属性间数据的依赖关系集合。关系模式通常可以简记为RA1A2,…,An)。其中R为关系名,A1A2,…,An为属性名。
        关系实际上就是关系模式在某一时刻的状态或内容。也就是说,关系模式是型,关系是它的值。关系模式是静态的、稳定的,而关系是动态的、随时间不断变化的,因为关系操作在不断地更新着数据库中的数据。但在实际当中,常常把关系模式和关系统称为关系,读者可以从上下文中加以区别。
        在关系模型中,实体以及实体间的联系都是用关系来表示。在一个给定的现实世界领域中,相应于所有实体及实体之间的联系的关系的集合构成一个关系数据库。
        关系数据库也有型和值之分。关系数据库的型也称为关系数据库模式,是对关系数据库的描述,是关系模式的集合。关系数据库的值也称为关系数据库,是关系的集合。关系数据库模式与关系数据库通常统称为关系数据库。
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