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一、前言

ER建模環(huán)節(jié)完成后，需求就被描述成了ER圖。之后，便可根據(jù)這個(gè)ER圖設(shè)計(jì)相應(yīng)的關(guān)系表了。

從ER圖到具體關(guān)系表的建立，需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟：邏輯模型設(shè)計(jì)和物理模型設(shè)計(jì)。其中前者將ER圖映射為邏輯意義上的關(guān)系表，后者則映射為物理意義上的關(guān)系表。

邏輯意義上的關(guān)系表，可以理解為單純意義上的關(guān)系表，它不涉及到表中字段數(shù)據(jù)類(lèi)型，索引信息，觸發(fā)器等細(xì)節(jié)信息。本文將詳細(xì)介紹ER模型到邏輯關(guān)系表的映射是如何完成的。

二、基本概念

1. 關(guān)系(relation)

關(guān)系就是在數(shù)據(jù)庫(kù)中存在的，包含行和列的一張表。也常被稱(chēng)為關(guān)系表，或者表。注意只有在確保不會(huì)引起混亂的時(shí)候使用最后一種稱(chēng)呼，因?yàn)殛P(guān)系表和一般意義上的表有很大區(qū)別(下文會(huì)分析)。

2. 列(column)

列就是字面意義上表的列，有時(shí)也被稱(chēng)作屬性，或者域。

3. 行(row)

行就是字面意義上表的行，有時(shí)也被稱(chēng)作元祖，或者記錄。

4. 關(guān)系表的基本約束(關(guān)系表 VS 一般的表)

• 一個(gè)列只能有一個(gè)名稱(chēng)
• 不能出現(xiàn)完全一樣的行
• 表中每個(gè)值都必須為單值
• 同一列中的所有值都必須屬于同一個(gè)域
• 行/列順序無(wú)關(guān)

5. 主碼(primary key)

每個(gè)關(guān)系表必須要有一個(gè)主碼(可含多列)，用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)表中各行記錄。

6. 實(shí)體完整性約束(entity integrity constraint)

所有主碼必須非空。

7. 外碼(foreign key)

外碼是關(guān)系表中的某一列，而這一列恰恰又是另一個(gè)關(guān)系表的主碼。

8. 參照完整性約束(reference integrity constraints)

外碼取值要么為空，要么為其參照關(guān)系表中的主碼取值。

二、ER模型到關(guān)系表的映射

1. 常規(guī)實(shí)體映射為關(guān)系表

對(duì)常規(guī)實(shí)體來(lái)說(shuō)，其每個(gè)屬性對(duì)應(yīng)到關(guān)系表中的某一列，而某單值且唯一的列則映射為主碼，標(biāo)記下劃線(xiàn)。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

2. 含復(fù)合屬性的實(shí)體映射為關(guān)系表

在這類(lèi)映射中，復(fù)合屬性的各子屬性會(huì)映射到新的關(guān)系中，且不會(huì)出現(xiàn)復(fù)合屬性名。但數(shù)據(jù)庫(kù)上層的前端應(yīng)用，可能會(huì)用到復(fù)合屬性名，也就是ER圖在各個(gè)階段都有可能用到，不是說(shuō)映射為關(guān)系后就沒(méi)啥事了。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

3. 含唯一復(fù)合屬性的實(shí)體映射為關(guān)系表

在這類(lèi)映射中，會(huì)形成一個(gè)復(fù)合主碼，其成員為復(fù)合屬性的各子屬性。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

4. 含可選屬性的實(shí)體映射為關(guān)系表

在這類(lèi)映射中，需要將可選屬性對(duì)應(yīng)的列標(biāo)記一個(gè)(O)。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

5. 一對(duì)多(1 : M)聯(lián)系的映射

在這類(lèi)映射中，為M側(cè)的實(shí)體所映射得到的關(guān)系中，設(shè)置一個(gè)外碼，這個(gè)外碼對(duì)應(yīng)于由1側(cè)的實(shí)體映射得到的關(guān)系中的主碼。注意，外碼命名不一定要和它對(duì)應(yīng)的主碼一致，可根據(jù)實(shí)際情況決定。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

6. 多對(duì)多(M : N)聯(lián)系映射

在這類(lèi)映射中，除了具有多對(duì)多聯(lián)系的兩個(gè)實(shí)體之外，聯(lián)系本身也需要映射為關(guān)系。聯(lián)系對(duì)應(yīng)的關(guān)系中將有兩個(gè)外碼，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)實(shí)體的主碼，同時(shí)這兩個(gè)外碼構(gòu)成新關(guān)系的主碼。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

7. 一對(duì)一(1 : 1)聯(lián)系的映射

這類(lèi)映射和 (1 : M) 很相似。原則上外鍵設(shè)在任何一個(gè)實(shí)體的關(guān)系中都OK，但如果一對(duì)一聯(lián)系中的基數(shù)約束是強(qiáng)制單個(gè)和可選單個(gè)這種類(lèi)型，則最好將外鍵設(shè)置在可選多的一側(cè)。因?yàn)檫@樣可以保證關(guān)系中不會(huì)出現(xiàn)太多空值。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)表：

8. 含若干候選碼的實(shí)體映射為關(guān)系表

在這類(lèi)映射中，主碼依然標(biāo)記劃線(xiàn)，而非主碼唯一屬性則標(biāo)記(U)。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

9. 含多值屬性的實(shí)體映射為關(guān)系表

在這類(lèi)映射中，需要為多值屬性創(chuàng)建一個(gè)新的關(guān)系，新關(guān)系中包含一個(gè)外碼，對(duì)應(yīng)到主實(shí)體的主碼。同時(shí)屬性值和外碼構(gòu)成了新關(guān)系的復(fù)合主碼。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

10. 含派生屬性的實(shí)體映射為關(guān)系表

派生屬性不需要做什么特別處理，那是前端的事情，哈哈。

11. 一對(duì)多 (1 : M) 一元聯(lián)系的映射

在這類(lèi)映射中，實(shí)體映射得到的關(guān)系中包含一個(gè)外碼，對(duì)應(yīng)到關(guān)系自身的主碼。需要注意的是，該映射中的外碼名和主碼名是不同的，事實(shí)上關(guān)系中也不允許出現(xiàn)名稱(chēng)相同的兩列。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

12. 多對(duì)多 (M : N) 一元聯(lián)系的映射

在這類(lèi)映射中，除了實(shí)體本身需要映射為關(guān)系之外，多對(duì)多聯(lián)系也需要映射為另一個(gè)關(guān)系。新的關(guān)系中將有兩個(gè)外碼，它們均對(duì)應(yīng)到實(shí)體主碼。這兩個(gè)外碼又組合為新關(guān)系的復(fù)合主碼，這里同樣要注意外碼名要避免和主碼名重復(fù)。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

13. 一對(duì)一 (1 : 1) 一元聯(lián)系的映射

和上面第11條講的一對(duì)多(1 : M)一元聯(lián)系映射規(guī)則完全相同，此處不再舉例說(shuō)明。

14. 弱實(shí)體映射為關(guān)系

弱實(shí)體映射和常規(guī)一對(duì)多聯(lián)系映射一樣，需要在弱實(shí)體(M側(cè)實(shí)體)中建立一個(gè)對(duì)應(yīng)到屬主實(shí)體(1側(cè)實(shí)體)的外碼。然而區(qū)別是弱實(shí)體中的主碼是弱實(shí)體自身的部分碼 + 外碼構(gòu)成的復(fù)合主碼，而后者的主碼僅是M側(cè)實(shí)體自己的主碼。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

如果聯(lián)系是一對(duì)一，則弱實(shí)體的主碼就是那個(gè)對(duì)應(yīng)到其屬主實(shí)體的外碼，而沒(méi)有部分碼了。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

15. 將關(guān)聯(lián)實(shí)體映射為關(guān)系

關(guān)聯(lián)實(shí)體本身就是聯(lián)系，因此它的映射規(guī)則和聯(lián)系是一樣的。

16. 三元聯(lián)系的映射

在這類(lèi)映射中，與多對(duì)多聯(lián)系的映射比較相似。另外，三元聯(lián)系肯定是多對(duì)多對(duì)多的。因?yàn)槿绻杏幸粋€(gè)為一，那么該三元聯(lián)系，就應(yīng)該轉(zhuǎn)成兩個(gè)二元的一對(duì)多聯(lián)系。

• 如下實(shí)體：

• 映射為關(guān)系表：

三、概念模型 VS 邏輯模型

數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)人員繪制ER圖，并和項(xiàng)目各方人員協(xié)同需求，達(dá)成一致的過(guò)程，叫做概念模型建模、或ER建模、或需求可視化。

概念模型建模過(guò)程中，涉及到的人員，開(kāi)發(fā)能力比較薄弱，甚至不懂開(kāi)發(fā)，因此ER圖必須清晰明了，不能涉及到過(guò)多的技術(shù)細(xì)節(jié)。

在ER圖繪制完畢之后，開(kāi)始將它映射為數(shù)據(jù)庫(kù)的各種關(guān)系表的過(guò)程，叫做邏輯模型建模，或者關(guān)系建模。

可能您會(huì)有疑問(wèn)，ER圖不是可以直接映射到關(guān)系嗎，而且已經(jīng)有了相應(yīng)的映射工具了，為什么還要繪制ER圖多此一舉呢？ER圖是拿出去和別人談需求的，要求各方人員都能看得懂。而關(guān)系表涉及到了過(guò)多實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，比如：要給多對(duì)多聯(lián)系/多值屬性等多建一張表、要設(shè)置外碼、各種復(fù)合主碼等。這些東西不應(yīng)該在談需求的時(shí)候出現(xiàn)，它們應(yīng)當(dāng)對(duì)非開(kāi)發(fā)人員透明。而且ER圖中每個(gè)屬性只會(huì)出現(xiàn)一次，減少了蘊(yùn)含的信息量，是更好的交流和文檔化工具。

其實(shí)，ER模型所蘊(yùn)含的信息，也沒(méi)有全部被邏輯模型包含。比如：聯(lián)系的自定義基數(shù)約束、實(shí)體的復(fù)合屬性和派生屬性、用戶(hù)的自定義約束等。因此ER模型，在整個(gè)開(kāi)發(fā)流程(如物理模型建模，甚至前端開(kāi)發(fā))中是都會(huì)用到的，不能認(rèn)為ER模型轉(zhuǎn)換到邏輯模型后，就沒(méi)有任何作用了。

邏輯模型設(shè)計(jì)好后，就可以開(kāi)始著手?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的物理實(shí)現(xiàn)了。數(shù)據(jù)庫(kù)的物理實(shí)現(xiàn)也被稱(chēng)為物理模型建模，這個(gè)階段不但需要參照邏輯模型，還應(yīng)當(dāng)參照ER圖。