实体-关系建模

实体-关系建模是一种概念设计技术，它将领域描述为实体集、它们的属性以及它们之间的关系集合，生成一个可转换为关系模式的高级图表。

Definition

实体-关系模型是一种概念数据模型，其中数据库由实体集（相似真实世界对象的集合）、描述它们的属性以及关联实体的关系集（附带基数和参与约束）来描述。

Scope

本主题涵盖实体-关系（ER）模型的构造——实体集、属性（简单、复合、多值、派生）、关系集、基数和参与约束、弱实体，以及扩展ER模型中的泛化/特化层次结构——以及将ER图映射到关系表的系统规则。它不包括通过规范化对所得模式进行的逻辑细化以及关系模型自身的结构。

Core questions

• 如何从需求中识别实体、属性和关系？
• 基数和参与约束表达了关系中的什么？
• 实体何时是弱实体，以及如何通过另一个实体来识别它？
• 在扩展ER模型中如何捕获泛化和特化？
• 将ER图转换为关系表的规则是什么？

Key concepts

• 实体集和实体
• 属性：简单、复合、多值、派生
• 关系集
• 基数（映射）约束
• 参与约束
• 弱实体集
• 泛化和特化
• ER到关系映射

Key theories

实体、关系和属性

ER模型通过区分感兴趣的事物（实体）、它们之间的关联（关系）以及每个事物的描述性属性（属性）来统一数据描述，为独立于实现的概概念设计提供了词汇。

基数和参与约束

映射基数（一对一、一对多、多对多）以及完全与部分参与指定了多少实体可以参与关系以及参与是否强制，从而约束了有效的数据库状态。

ER到关系映射

系统规则将实体集转换为表，将关系集根据基数转换为表或外键，并将弱实体和子类转换为适当的关系结构，从而连接了概念设计和逻辑设计。

Clinical relevance

ER建模是整个行业数据库设计的标准前端：分析师和开发人员在构建任何表之前，使用ER图与利益相关者捕获和沟通需求，从而减少企业、Web和信息管理系统中的冗余和设计错误。

History

Peter Chen于1976年引入实体-关系模型，旨在通过图形化的概念表示法统一网络、关系和实体集数据视图。该模型后来通过泛化和特化（增强型ER模型）得到扩展，并影响了对象和UML类建模，至今仍是数据库设计教育和实践的重要组成部分。

Key figures

• Peter Chen

Seminal works

• chen1976
• silberschatz2019

Frequently asked questions

实体-关系图和关系模式有什么区别？

ER图是对领域进行概念性、独立于技术的描述，以实体和关系的形式呈现，旨在用于分析和沟通。关系模式是实际的表、列和键的逻辑设计。ER到关系映射规则将前者转换为后者。

关系何时应该成为独立的表？

多对多关系总是需要一个独立的表来保存两个参与实体的键属性。一对多和一对一关系通常可以通过向其中一个实体表添加外键来表示，而不是创建新表。