高職院校教材管理系統中一個三元E—R模型的設計與關系模型的轉化

陳印　何強

摘 要：E-R模型在系統開發中用于業務需求的概念建模較為常見，通過E-R模型將實體及聯系轉化為關系模型，能為關系數據庫的設計提供參考依據。本文闡述了三元E-R模型的概念、各實體間存在的聯系類別、三元E-R模型的設計方法及三元E-R模型向關系模型轉化的方法，對高職院校教材管理系統中教學班、課程及教材中存在的聯系進行了三元E-R模型設計，并實現了該模型到關系模型的轉化。

關鍵詞：教材管理系統 三元E-R模型 關系模型

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（c）-0027-02

在高職院校教材管理系統初始設計階段，需要使用E-R模型對業務需求進行概念建模。E-R模型是實體聯系模型的簡稱，用于描述現實世界中的事物及其相互聯系，用實體（Entity）、屬性（Attributes）、聯系（Relationship）來進行數據庫建模[1]。通常，E-R模型中用于描述兩個實體之間聯系的二元模型較為常見。如果業務需求中有3個實體之間存在著某種聯系，就會用到三元E-R模型，以此甚至可以擴展到N元模型。

1 三元E-R模型

1.1 三元E-R模型的類型及關系模式的轉換

1.1.1 1∶1∶1類型

這種類型各個實體之間存在著一對一對一的聯系。如實體A、B、C之間存在著函數依賴：A，B->C、B，C->A、A，C->B，則實體A、B、C存在1∶1∶1的聯系，且A、B、C的度均為1。

這種模型轉化為關系模型的方法是：將其中一個實體轉換成關系模式，再將另外兩個實體的鍵作為外鍵與聯系的屬性（集）一起加在該關系模式的屬性集，另外兩個實體也單獨轉換為兩個獨立的關系模式即可。

1.1.2 1∶1∶N類型

這種類型各個實體之間存在著一對一對多的聯系。如實體A、B、C之間存在著函數依賴：C，A->B、C，B->A，則實體A、B、C存在1∶1∶N的聯系，且A、B的度為1，C的度為N。

這種模型轉化為關系模型的方法是：將度為N的實體轉換成的關系模式，再將兩個度為1的實體的鍵作為外鍵與聯系的屬性（集）加在該關系模式的屬性集，另外兩個實體也單獨轉換為兩個獨立的關系模式即可。

1.1.3 1∶N∶M類型

這種類型各個實體之間存在著一對多對多的聯系。如實體A、B、C之間存在著函數依賴：B，C->A，則實體A、B、C存在1∶N∶M的聯系，且A的度為1，B、C的度為N或M。

這種模型轉化為關系模型的方法是：除了3個實體需要轉換為3個獨立的關系模式外，還需要將聯系也轉換為關系模式，將3個實體的鍵以及聯系的屬性作為該關系模式的屬性、度為N和M的實體鍵作為該關系模式的組合鍵。

1.1.4 N∶M∶P類型

這種類型各個實體之間存在著多對多對多的聯系。3個實體之間不存在函數依賴。

這種模型轉化為關系模型的方法與1∶N∶M類型轉換方式類似，只是聯系所轉換的關系模式的鍵由3個實體的鍵組合而定。

1.2 三元E-R模型類型的確定

根據實體間的函數依賴可以確定三元E-R模型的類型及各實體的度。此外，亦可使用以下方法判別三元E-R模型中某個實體的度：將另外兩個實體都看作只有一個實例，如果該實體只有一個實例能與這兩個實體的實例有聯系，則該實體的度就為“1”，反之則為“N”[2]。

2 案例

在高職院校教材管理系統中，教學班、課程及教材之間存在如下聯系：每個教學班可開設多門課程，每門課程使用一種教材；多個教學班可開設同一門課程，但不一定使用相同教材；多個教學班可開設不同課程使用相同教材。其中“教學班”需要記錄班級編號（鍵）、班級名稱、創建學期；“課程”需要記錄課程編號（鍵）、課程名稱；“教材”需要記錄書號（鍵）、書名、出版社、單價；“選擇”聯系需要記錄征定狀態、征訂數量、實到數量、發放數量。

2.1 三元E-R模型設計

該業務需求中有3個實體：教學班、課程及教材，他們存在著選用教材的一種聯系，符合三元E-R模型特征。從上述描述中可以確定，這3個實體之間存在著以下函數依賴：教學班，課程->教材；教學班，教材->課程。

這種函數依賴與三元E-R模型類型中1∶1∶N的依賴關系相同，屬于1∶1∶N的E-R模型，所以教學班的度為N，課程、教材的度為1。由此繪制出其三元E-R模型如圖1所示。

2.2 關系模型的轉換

按照1∶1∶N的三元E-R模型轉換為關系模型的方法，應該將教學班、課程及教材分別轉換為關系模式，并在教學班的關系模式中加入課程和教材的鍵以及聯系的屬性，結果有、R課程（課程編號、課程名稱）；R教材（書號、書名、單價、出版社）；R教學班（班級編號、班級名稱、課程編號、書號、征訂狀態、征訂數量、實到數量、發放數量）。

3 結語

三元E-R模型的設計需要考慮3個實體之間存在的依賴關系來確定各個實體在聯系中的度。只有確定了各個實體的度，繪制E-R模型圖才有依據；也只有這樣，才能確定該聯系屬于哪一種類型，從而按照相應的轉換規則對E-R模型進行關系模型的轉換。

參考文獻

[1] 張勇，陳印.SQL數據庫技術——理實一體化教學課程[M].成都：西南交通大學出版社，2014.

[2] 佚名.ER圖中三元聯系[EB/OL].https：//blog.csdn.net/zhaohuanhuanjiuqi/article/details/27826669.