DBMS - 增强型 ER (EER) 模型

ER 模型用于直观地表示数据库设计过程。ER 图中有几个组件。我们可以在一定程度上扩展这个 ER 模型，使其更加通用。

增强型实体-关系 (EER) 模型通过添加高级概念来扩展基本的 ER 模型，以表示更复杂的数据结构。这种改进在需要更高精度的领域建模数据库时特别有价值。例如工程、电信和地理信息系统。

在本章中，我们将了解 EER 模型的主要元素。此外，我们还将简要介绍子类、父类、继承和特化等基础知识。我们将在本教程的后续章节中更详细地讨论它们。

增强型 ER 模型基础

ER 模型为创建数据库模式提供了基础工具。这在许多商业和工业应用中很有用。但是，随着数据库应用的演进，对更复杂的建模工具的需求也随之增加。这些工具能够通过复杂的 relationship 和数据约束以更高的准确性进行表示。EER 模型通过添加新特性如 subclasses、superclasses、inheritance 和 union types 来满足这些需求。

子类和父类

EER 模型使用了在 OOPs 编程中常见的子类和父类等概念。父类表示一般的实体类型，而子类则是该实体的更具体的分组。

例如，考虑 EMPLOYEE 实体类型。在一个公司中，EMPLOYEE 类别可能包括 SECRETARY、ENGINEER、TECHNICIAN 和 MANAGER 等不同的组。现在，这些子组都构成了 EMPLOYEE 的子类。

示例图 − EER 图使用 圆圈连接子类及其父类。线条连接这些实体，阐释了 relationship。在本例中，EMPLOYEE 是父类，而 SECRETARY、ENGINEER 和 TECHNICIAN 是子类。

在这里，父类与其子类之间的关系通常被描述为“IS-A”关系。这种关系意味着子类的任何实例本质上也是父类的实例。例如，SECRETARY 实体在数据库中也是 EMPLOYEE 实体。这种关系表明子类可以访问其父类中定义的所有属性和 relationship。

属性和关系的继承

继承是 OOPs 编程中的一个流行特性，它允许子类中的实体从其父类继承属性和 relationship。例如，EMPLOYEE 实体类型可能具有名为 Name、Ssn 和 Address 的通用属性。SECRETARY 子类可以继承这些属性，同时添加自己的属性，如 Typing_speed。

继承也适用于 relationship。如果 EMPLOYEE 实体参与 PROJECT relationship，则 SECRETARY 子类将继承这种参与，从而确保一致的数据结构。

EER 模型中的特化和泛化

特化和泛化是 EER 模型中两种相关的过程，用于细化实体分类的方式。

EER 模型中的特化

特化展示了如何基于不同的属性或特征定义实体类型的子集。在我们的示例中，可以基于支付方式创建 EMPLOYEE 的子类，如 HOURLY_EMPLOYEE 和 SALARIED_EMPLOYEE。这可以通过使用适用于相关子类的 Pay_scale 属性来实现。

因此，通过特化创建的子类可能具有特定属性和关系，这些不适用于超类。

EER 模型中的泛化

泛化是特化的反向过程。它通过识别共享特征，将相似的实体类型组合成更广泛的超类。例如，具有 License_plate_no 和 Price 等属性的实体类型 CAR 和 TRUCK 可以泛化为名为 VEHICLE 的超类。

实体特定的属性，如 TRUCK 的 No_of_axles 和 CAR 的 Max_speed，将保留在各自的子类中，同时从 VEHICLE 继承公共属性。

特化和泛化的约束

特化和泛化可以包含约束，这些约束定义了实体如何归属于子类。两种主要约束如下所述 –

• Disjointness Constraint − 不相交约束表示一个实体只能属于一个子类。如果子类不相交，则 EMPLOYEE 不能同时是 SECRETARY 和 ENGINEER。这在图中用连接子类与超类的圆圈中的 "d" 表示。请查看下面的图示。
• Completeness Constraint − 完备性约束用于实体必须至少属于一个子类（total specialization）或可以不属于任何子类存在（partial specialization）的情况。超类与圆圈之间可以用双线表示total specialization，而单线表示 partial specialization。

示例 − 请查看下面的图示。在图 8.1 中，specialization {HOURLY_EMPLOYEE, SALARIED_EMPLOYEE} 是 disjoint 和 total 的。每个 EMPLOYEE 必须是 hourly 或 salaried，但不能两者兼是。

在 EER 图中使用特化和泛化

在实践中，数据库设计师经常使用 specialization 从通用实体类型开始，创建特定子类型来处理特定属性或关系。相反，当发现共同点时，他们可能使用 generalization 来组合现有的实体类型。

高级特性：Union Types 和 Categories

有时，子类可能需要从多个超类继承。这种结构称为 category 或 union type。当实体类型跨多个父类共享属性时使用此结构。例如，在注册数据库中，车辆的 OWNER 可能是 PERSON、BANK 或 COMPANY。OWNER 子类将连接到所有这些超类。在上面的图中，我们使用 "∪" 符号表示 union 关系。

结论

在本章中，我们学习了 Enhanced ER 模型，它通过引入子类、超类、类型继承以及特化或泛化过程来扩展传统的 ER 模型。我们还回顾了这些特性如何实现更精确和灵活的数据库模式。我们还涉及了诸如 disjointness 和 completeness 等constraints，并查看了用于复杂关系的 union types。