高职院校教材管理系统中一个三元E—R模型的设计与关系模型的转化

陈印　何强

摘 要：E-R模型在系统开发中用于业务需求的概念建模较为常见，通过E-R模型将实体及联系转化为关系模型，能为关系数据库的设计提供参考依据。本文阐述了三元E-R模型的概念、各实体间存在的联系类别、三元E-R模型的设计方法及三元E-R模型向关系模型转化的方法，对高职院校教材管理系统中教学班、课程及教材中存在的联系进行了三元E-R模型设计，并实现了该模型到关系模型的转化。

关键词：教材管理系统 三元E-R模型 关系模型

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（c）-0027-02

在高职院校教材管理系统初始设计阶段，需要使用E-R模型对业务需求进行概念建模。E-R模型是实体联系模型的简称，用于描述现实世界中的事物及其相互联系，用实体（Entity）、属性（Attributes）、联系（Relationship）来进行数据库建模[1]。通常，E-R模型中用于描述两个实体之间联系的二元模型较为常见。如果业务需求中有3个实体之间存在着某种联系，就会用到三元E-R模型，以此甚至可以扩展到N元模型。

1 三元E-R模型

1.1 三元E-R模型的类型及关系模式的转换

1.1.1 1∶1∶1类型

这种类型各个实体之间存在着一对一对一的联系。如实体A、B、C之间存在着函数依赖：A，B->C、B，C->A、A，C->B，则实体A、B、C存在1∶1∶1的联系，且A、B、C的度均为1。

这种模型转化为关系模型的方法是：将其中一个实体转换成关系模式，再将另外两个实体的键作为外键与联系的属性（集）一起加在该关系模式的属性集，另外两个实体也单独转换为两个独立的关系模式即可。

1.1.2 1∶1∶N类型

这种类型各个实体之间存在着一对一对多的联系。如实体A、B、C之间存在着函数依赖：C，A->B、C，B->A，则實体A、B、C存在1∶1∶N的联系，且A、B的度为1，C的度为N。

这种模型转化为关系模型的方法是：将度为N的实体转换成的关系模式，再将两个度为1的实体的键作为外键与联系的属性（集）加在该关系模式的属性集，另外两个实体也单独转换为两个独立的关系模式即可。

1.1.3 1∶N∶M类型

这种类型各个实体之间存在着一对多对多的联系。如实体A、B、C之间存在着函数依赖：B，C->A，则实体A、B、C存在1∶N∶M的联系，且A的度为1，B、C的度为N或M。

这种模型转化为关系模型的方法是：除了3个实体需要转换为3个独立的关系模式外，还需要将联系也转换为关系模式，将3个实体的键以及联系的属性作为该关系模式的属性、度为N和M的实体键作为该关系模式的组合键。

1.1.4 N∶M∶P类型

这种类型各个实体之间存在着多对多对多的联系。3个实体之间不存在函数依赖。

这种模型转化为关系模型的方法与1∶N∶M类型转换方式类似，只是联系所转换的关系模式的键由3个实体的键组合而定。

1.2 三元E-R模型类型的确定

根据实体间的函数依赖可以确定三元E-R模型的类型及各实体的度。此外，亦可使用以下方法判别三元E-R模型中某个实体的度：将另外两个实体都看作只有一个实例，如果该实体只有一个实例能与这两个实体的实例有联系，则该实体的度就为“1”，反之则为“N”[2]。

2 案例

在高职院校教材管理系统中，教学班、课程及教材之间存在如下联系：每个教学班可开设多门课程，每门课程使用一种教材；多个教学班可开设同一门课程，但不一定使用相同教材；多个教学班可开设不同课程使用相同教材。其中“教学班”需要记录班级编号（键）、班级名称、创建学期；“课程”需要记录课程编号（键）、课程名称；“教材”需要记录书号（键）、书名、出版社、单价；“选择”联系需要记录征定状态、征订数量、实到数量、发放数量。

2.1 三元E-R模型设计

该业务需求中有3个实体：教学班、课程及教材，他们存在着选用教材的一种联系，符合三元E-R模型特征。从上述描述中可以确定，这3个实体之间存在着以下函数依赖：教学班，课程->教材；教学班，教材->课程。

这种函数依赖与三元E-R模型类型中1∶1∶N的依赖关系相同，属于1∶1∶N的E-R模型，所以教学班的度为N，课程、教材的度为1。由此绘制出其三元E-R模型如图1所示。

2.2 关系模型的转换

按照1∶1∶N的三元E-R模型转换为关系模型的方法，应该将教学班、课程及教材分别转换为关系模式，并在教学班的关系模式中加入课程和教材的键以及联系的属性，结果有、R课程（课程编号、课程名称）；R教材（书号、书名、单价、出版社）；R教学班（班级编号、班级名称、课程编号、书号、征订状态、征订数量、实到数量、发放数量）。

3 结语

三元E-R模型的设计需要考虑3个实体之间存在的依赖关系来确定各个实体在联系中的度。只有确定了各个实体的度，绘制E-R模型图才有依据；也只有这样，才能确定该联系属于哪一种类型，从而按照相应的转换规则对E-R模型进行关系模型的转换。

参考文献

[1] 张勇，陈印.SQL数据库技术——理实一体化教学课程[M].成都：西南交通大学出版社，2014.

[2] 佚名.ER图中三元联系[EB/OL].https：//blog.csdn.net/zhaohuanhuanjiuqi/article/details/27826669.