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温高
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1 第 7 章關聯式資料庫設計 : 應用 ER 與 EER 學習重點將 ER 模型對映到關聯的演算法步驟 1: 一般實體型態的對映步驟 2: 弱實體型態的對映步驟 3: 二元 1:1 關係型態的對映步驟 4: 二元 1:N 關係型態的對映步驟 5: 二元 M:N 關係型態的對映步驟 6: 多值屬性的對映步驟 7:N 元關係型態的對映將 EER 模型對映到關聯步驟 8: 對映特殊化或一般化的選項步驟 9: 聯集型態 ( 分類 ) 的對映 2

2 ER 模型對映到關聯的演算法步驟 1: 一般實體型態的對映為每個在 ER 綱要中的實體型態 E 建立一個關聯 R, 其中包含了所有 E 的簡單屬性選擇 E 的其中一個鍵值屬性來當作 R 的主鍵如果所選擇的 E 鍵值是複合鍵值, 則形成它的幾個簡單屬性則構成 R 的主鍵範例 : 在關聯式綱要中建立 EMPLOYEE DEPARTMENT 和 PROJECT 關聯, 來對應 ER 圖中的一般實體選擇 SSN DNUMBER 與 PNUMBER 來分別當作 EMPLOYEE DEPARTMENT 及 PROJECT 關聯主鍵 3 圖 7.1 COMPANY 資料庫的 ER 概念綱要圖 4

3 圖 7.2 COMPANY 的 ER 綱要對映成關聯式資料庫綱要的結果 5 ER 模型對映關聯演算法 ( 續 ) 步驟 2: 弱實體型態的對映在 ER 綱要中, 針對實體型態 E 所擁有的每個弱實體型態 W 建立一個關聯 R, 並將 W 中的所有簡單屬性 ( 或複合屬性的成份簡單屬性 ) 當作 R 的屬性此外, 把對應擁有者實體型態的關聯主鍵屬性, 納入 R 中當作其外來鍵 R 的主鍵是擁有者的主鍵和弱實體型態 W 的部分鍵值的組合範例 : 建立對映到 DEPENDENT 弱實體型態的 DEPENDENT 關聯將 EMPLOYEE 關聯 ( 相當於擁有者實體型態 ) 的主鍵 SSN, 納入 DEPENDENT 中當作外來鍵屬性 ( 重新命名為 ESSN) DEPENDENT 關聯的主鍵為 {ESSN, DEPENDENT_NAME} 的組合, 因為 DEPENDENT_NAME 是 DEPENDENT 的部份鍵值 6

4 ER 模型對映關聯演算法 ( 續 ) 步驟 3: 二元 1:1 關係型態的對映對 ER 綱要中每個二元的 1:1 關係型態 R, 找出參與 R 的實體型態關聯 S 和 T 這有 3 種方法 : (1) 使用外來鍵 : 由關聯中選擇一個 S 關聯, 而 S 的外來鍵是 T 的主鍵, 最好是選擇一個完全參與 (total participation)r 的實體型態來當作 S 範例 : 選擇已參與 DEPARTMENT 的實體型態作為 S, 來對映圖 7.1 中 1:1 關係型態 MANAGES, 因為 DEPARARTMENT 在 MANAGES 關係型態中的參與是全部參與 (2) 使用合併關聯 : 另一個可用來對映 1:1 關係型態的做法是合併兩個實體型態, 將此關係構成一個單一的關聯當兩個實體型態都是全部參與時, 這種做法很適合 (3) 使用交叉參照或關係關聯 : 第 3 種做法是建立第 3 個關聯 R, 來交叉參照兩個關聯 S 和 T 的主鍵 7 ER 模型對映關聯演算法 ( 續 ) 步驟 4: 二元 1:N 關係型態的對映對於每個一般的二元 1:N 關係型態 R, 找出關聯 S 是代表參與實體型態的 N 邊 (N-side) 關係型態把代表參與 R 的另一個實體型態的關聯 T 的主鍵, 納入 S 中當作 S 的外來鍵將任何 1:N 關係型態的簡單屬性納入到 S 中, 當作 S 的屬性範例 : 現在對映圖中的 1:N 關係型態 WORKS_FOR CONTROLS 與 SUPERVISON 對於 WORKS_FOR, 將 DEPARTMENT 關聯的主鍵, 納入 EMPLOYEE 中當作其外來鍵, 並命名為 DNO 8

5 ER 模型對映關聯演算法 ( 續 ) 步驟 5: 二元 M:N 關係型態的對映為每個二元 M:N 關係型態 R, 建立一個新的關聯 S 來代表 R 將代表參與實體型態的關聯主鍵納入 S 中, 當作 S 的外來鍵屬性, 它們將組合成 S 的主鍵並將 M:N 關係型態的任何簡單屬性 ( 或複合屬性的簡單成分屬性 ) 納入 S 中當作 S 的屬性範例 : 在綱要中建立 ER 圖的 WORKS_ON 關聯, 對映在圖 7.1 中的 M:N 關係型態將 PROJECT 與 EMPLOYEE 關聯的主鍵納入 WORKS_ON 關聯中, 當作 WORKS_ON 的外來鍵, 並分別重新命名為 PNO 及 ESSN 也將 HOURS 屬性納入 WORKS_ON 中, 這代表關係型態的 Hours 屬性此時 WORKS_ON 關聯的主鍵是外來鍵屬性 {ESSN, PNO} 的組合 9 ER 模型對映關聯演算法 ( 續 ) 步驟 6: 多值屬性的對映首先為每個多值屬性 A 建立一個新的關聯 R,R 包含了一個相當於 A 的屬性, 加上關聯主鍵屬性 K( 當作 R 的外來鍵 ), 此關聯代表擁有屬性 A 的實體型態或關係型態 R 的主鍵是 A 與 K 的組合, 假如多值屬性是複合屬性, 可以將它個別納入範例 : 建立一個 DEPT_LOCATIONS 關聯 DLOCATION 屬性代表 DEPARTMENT 的多值屬性 LOCATIONS, 而當作外來鍵的 DNUMBER 則代表 DEAPRTMENT 關聯的主鍵 DEPT_LOCATIONS 的主鍵為 {DNUMBER, DLOCATION} 的組合 10

6 ER 模型對映關聯演算法 ( 續 ) 步驟 7:N 元關係型態的對映為每一個 n 元的關係型態 R(n > 2), 建立一個新關聯 S 來代表 R 將代表參與的實體型態的關聯主鍵納入 S 中, 當作 S 的外來鍵屬性並且將 n 元關係型態裡的任何簡單屬性 ( 或複合屬性的簡單成分屬性 ) 納入 S 當作 S 的屬性範例 :ER 圖中的 SUPPLY 關係型態, 它可以被對映到圖 7.3 的 SUPPLY 關聯, 而此關聯的主鍵為 {SNAME, PARTNO, PROJNAME} 的組合 11 圖 4.11 三元關係型態 (a) SUPPLY 關係 12

7 圖 7.3 對映圖 4.11(a) 的 n 元關係型態 SUPPLY 13 模型對應關係的總整理 14

8 將 EER 模型對映到關聯步驟 8: 對映特殊化或一般化的選項假設有 m 個子類別 {S 1, S 2,.,S m } 和一個超類別 C, 其中 C 的屬性為 {k,a 1, a n } 且 k 為主鍵, 使用以下 4 種選項的其中一種可將它們轉換為關聯式綱要 : 選項 8A: 多重關聯且具有超類別與子類別為 C 建立一個關聯 L, 其屬性為 Attrs(L) = {k,a 1, a n } 且 PK(L) = k 為每一個子類別 S i (1 i m) 建立一個關聯 L i, 其屬性為 Attrs(L i ) = {k} U {attributes of S i }, 且 PK(L i )=k 此選項對於任何類型的特殊化( 全部或部分分離或重疊 ) 都適用選項 8B: 多重關聯且只有子類別關聯為每一個子類別 S i (1 i m) 建立一個關聯 L i, 其屬性為 Attr(L i ) = {S i 的屬性 } U {k,a 1,a n } 且 PK(L i ) = k 此選項只適用子類別是全部( 亦即超類別的每個實體都必須屬於 ( 至少一個 ) 子類別 ) 的特殊化 15 圖 4.4 使用 EER 圖形來表示針對 JobType 的屬性定義特殊化 16

9 圖 7.4 一般化或特殊化程序的對映選項 (a) 使用選項 8A 對映圖 4.4 的 EER 綱要 17 圖 4.3 一般化 (b) 將 CAR 和 TRUCK 經過一般化程序產生超類別 VEHICLE 18

10 圖 7.4 一般化或特殊化程序的對映選項 (b) 使用選項 8B 對映圖 4.3(b) 的 EER 綱要 19 將 EER 模型對映到關聯 ( 續 ) 選項 8C: 只有一種屬性類型的單一關聯建立一個屬性為 Attrs(L) = {k,a 1, a n } U {S 1 的屬性 } U U {S m 的屬性 } U {t} 且 PK(L) = k 的單一關聯 L 這裡的屬性 t 是代表每個值組是屬於哪個子類別的型態屬性選項 8D: 有多種屬性類型的單一關聯建立一個屬性為 Attrs(L) = {k,a 1, a n } U {S 1 的屬性 } U U {S m 的屬性 } U {t 1, t 2,,t m } 且 PK(L) = k 的單一關聯綱要 L 其中的 t i (1 i m) 是個布林屬性, 代表值組是否屬於子類別 S i 20

11 圖 4.4 使用 EER 圖形表示針對 JobType 的屬性定義特殊化 21 圖 7.4 一般化或特殊化程序的對映選項 (c) 使用選項 8C 對映圖 4.4 的 EER 綱要 22

12 圖 4.5 使用 EER 圖形來表示重疊的 ( 非分離的 ) 特殊化 23 圖 7.4 一般化或特殊化程序的對映選項 (d) 使用選項 8D 搭配布林欄位 MFlag 與 PFlag 來對映圖 4.5 的 EER 綱要 24

13 將 EER 模型對映到關聯 ( 續 ) 共用子類別 ( 多重繼承 ) 的對映一個共用子類別 ( 如 STUDENT_ASSISTANT) 是多個超類別的子類別, 也就是指多重繼承這些類別必須都有相同的鍵值屬性 (key attribute), 否則共用子類別就必須建立成分類目錄模式我們可對共用子類別使用步驟 8 中的任何一個選項例如圖 7.5 的共用子類別 STUDENT_ASSISTANT 是選項 8C 與 8D 兩者都使用 25 圖 4.7 UNIVERSITY 資料庫的具有多重繼承功能的特殊化格狀結構 26

14 圖 7.5 對映圖 4.6 的 EER 特殊化格狀結構的各種選項 27 將 EER 模型對映到關聯 ( 續 ) 步驟 9: 聯集型態 ( 分類 ) 的對映假如分類的超類別具有不同的鍵值, 則它的對映方式通常是在建立分類相關的關聯時, 定義一個被稱為代理鍵 (surrogate key) 的新鍵值屬性在圖 4.7 中建立一個相對於 OWNER 分類的關聯綱要 OWNER, 並納入此關聯中分類的全部屬性 OWNER 的主鍵是代理鍵 OwnerId 28

15 圖 4.8 兩個分類 (UNION 型態 ):OWNER 和 REGISTERED_VEHIC LE 29 圖 7.6 將圖 4.7 的 EER 分類 ( 聯集型態 ) 對映為關聯 30

16 學習評量請描述 ER 模型架構與關聯式模型架構之間的對應關係說明 ER 模型架構如何對映到關聯式模型, 並說明任何其他的對映方法討論 EER 模型架構的各種對映方式將習題 3.9 的 BANK ER 綱要 ( 如圖 3.17) 對映為關聯式綱要, 並指定所有的主鍵與外來鍵對習題 3.10 的綱要也重複同樣的動作將圖 4.7 的 EER 圖形對映為關聯式綱要, 並說明你選擇的對映方式 31

0 0 = 1 0 = 0 1 = = 1 1 = 0 0 = 1

0 0 = 1 0 = 0 1 = = 1 1 = 0 0 = 1 0 0 = 1 0 = 0 1 = 0 1 1 = 1 1 = 0 0 = 1 : = {0, 1} : 3 (,, ) = + (,, ) = + + (, ) = + (,,, ) = ( + )( + ) + ( + )( + ) + = + = = + + = + = ( + ) + = + ( + ) () = () ( + ) = + + = ( + )( + ) + = = + 0