DBMS - 绘制 ER 图

使用整个数据库的图形表示来设计数据库会变得更容易。其中最好的工具之一就是实体-关系图 (ERD)。它有助于捕获业务环境中实体、它们之间的关系以及任何约束的重要细节。

在本章中，我们将学习如何使用 COMPANY 数据库的真实世界示例来设计 ERD。我们将分解每个步骤，解释实体和关系类型，并使整个过程易于理解。

Company 数据库表设计

COMPANY 数据库中有以下表 −

EMPLOYEE

DEPARTMENT

DEPT_LOCATIONS

PROJECT

WORKS_ON

DEPENDENT

ER 图基础

为了理解示例，让我们来看看 ERD 的基础概念：它有几个组成部分。

• 实体 (Entities)：表示系统中的对象或项目，例如 EMPLOYEE、DEPARTMENT 和 PROJECT。
• 属性 (Attributes)：定义实体的特征。例如，一个 EMPLOYEE 可能具有 Name、Ssn、Address 和 Salary 等属性。
• 关系 (Relationships)：连接实体并表示它们如何交互。例如，一个 EMPLOYEE 可能为一个 DEPARTMENT 工作。

ER 图中的视觉表示

我们在 ER 图中使用以下形状进行视觉表示 −

• 矩形 (Rectangles) 表示实体
• 菱形 (Diamonds) 表示关系
• 椭圆 (Ovals) 表示属性
• 双椭圆 (Double ovals) 表示多值属性
• 双矩形 (Double Rectangle)：弱实体
• 双菱形 (Double Diamond)：弱关系

真实世界示例：COMPANY 数据库 ER 图

COMPANY 数据库展示了一个复杂的业务结构。以下是如何为其创建 ERD，包含关键实体和关系：

识别核心实体

COMPANY 数据库中的主要实体如下所示 −

EMPLOYEE − 表示员工，具有 Name、Ssn、Salary 和 Bdate 等属性。

DEPARTMENT − 组织单元，具有 Name 和 Number 等属性。

PROJECT − 由部门管理的任务，具有包括 Name 和 Number 在内的属性。

DEPENDENT − 依赖于员工的个人，具有 Name、Relationship 和 Birth_date 等属性。

定义关键关系

以下是连接这些实体的主要关系：

• MANAGES − EMPLOYEE 和 DEPARTMENT 之间的关系。每个部门有一个经理，但员工可能管理或不管理部门。
• WORKS_FOR − DEPARTMENT 和 EMPLOYEE 之间的关系。每个部门有多个员工，每个员工必须分配到一个部门。
• CONTROLS − 一种关系，其中 DEPARTMENT 监督一个或多个 PROJECTS。一个项目总是由一个部门管理。
• SUPERVISION − 一种关系，其中一个 EMPLOYEE 监督其他员工。
• WORKS_ON − 一种关系，显示员工可以参与多个项目，反之亦然。此处的 Hours 属性用于表示花费的时间。
• DEPENDENTS_OF − EMPLOYEE 和 DEPENDENT 之间的关系，强调一个员工可能有一个或多个 dependents。

构建 ER 图

现在让我们了解创建 ER 图的逐步过程：

• 绘制实体 − 创建标记为 EMPLOYEE、DEPARTMENT、PROJECT 和 DEPENDENT 的矩形。将带有关键属性如 Name、Ssn 和 Salary 的椭圆连接到 EMPLOYEE。将 Number 等属性链接到 DEPARTMENT。我们在之前的图中已经见过这些实体。
• 定义关系 − 使用菱形表示 WORKS_FOR、MANAGES 等关系。使用直线将这些菱形连接到相关实体。对于部分参与使用单线，对于完全参与使用双线。

示例分解：下图展示了 COMPANY ER 图 −

• MANAGES 表示每个 DEPARTMENT 必须有一个经理（DEPARTMENT 的完全参与）。但是，一个 EMPLOYEE 可能不管理任何部门（部分参与）。
• WORKS_ON 连接 EMPLOYEE 和 PROJECT，表示带有属性 Hours 的 M 关系。它描述了员工在项目上工作的时间长度。
• DEPENDENTS_OF 展示了 EMPLOYEE 和 DEPENDENT 的 1
• 比例，表明虽然员工可能没有 dependents（部分参与），但每个 DEPENDENT 必须有一个关联的 EMPLOYEE（完全参与）。

绘制 ER 图的特殊注意事项

在绘制 ER 图时，请注意以下特殊事项：

• 弱实体和识别关系：在 ERD 中，我们可以看到 DEPENDENT 是一个弱实体。它通过与 EMPLOYEE 的连接来识别。它不能独立存在，并以双矩形显示。我们还可以注意到 DEPENDENTS_OF 关系是一个识别关系，以双菱形显示。
• 冗余和精简：在这里，当必要时应将属性合并到关系中。例如，来自 DEPARTMENT 的 Manager 和 Manager_start_date 被移动到 MANAGES 关系中以减少冗余。
• 复合和多值属性：我们还可以看到 EMPLOYEE 的属性如 Name 可能是复合的（由 Fname、Minit、Lname 组成）。DEPARTMENT 的多值属性如 Locations 使用双椭圆显示。
• 角色名称 − 当同一实体参与多次时，为关系添加角色名称，例如 SUPERVISION，其中一个 EMPLOYEE 充当主管，另一个充当被主管。

结论

在本章中，我们使用真实世界的 COMPANY database 示例，学习了如何逐步设计 ER 图。我们识别了主要实体，定义了它们之间的关系，标记了参与度和基数，并使用弱实体和复合属性等特殊元素来增加清晰度。这种结构化方法有助于设计 ER 图，以清晰地可视化数据模型，从而实现有效的数据库设计。