ER模型到关系模型

ER模型和关系模型是两种重要的数据库设计方法，其中ER模型是一种概念性的模型，表示实体和实体之间的关系，而关系模型是一种物理性的模型，表示如何在数据库中存储数据。本文将介绍ER模型到关系模型的转换，包括实体、属性、关系、子类型和继承。

实体到表

在ER模型中，实体用图形表示，如下图所示：

每个实体代表一个对象，例如学生、教师、课程等，而在关系模型中，每个实体对应一个表。表包含若干个行和列，其中行用于存储具体的数据，而列用于表示属性。例如，以下是将学生实体转换为SQL表的示例：

CREATE TABLE students (
  student_id INTEGER PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(50) NOT NULL,
  gender CHAR(1) NOT NULL,
  birthday DATE NOT NULL,
  department_id INTEGER NOT NULL
);

上述SQL代码将创建一个名为"students"的表，其中列分别对应实体的"id"、"name"、"gender"、"birthday"和"department_id"属性。"id"属性在表中作为主键，"department_id"属性表示学生所在的部门，需要引用另一个表中的"department_id"字段。

属性到列

ER模型中的属性表示实体的特征，例如在以下的雇员实体中，每个属性都表示雇员特有的信息：

而在关系模型中，每个属性对应一个列，用于存储相应的数据。例如，以下是将雇员实体转换为SQL表的示例：

CREATE TABLE employees (
  employee_id INTEGER PRIMARY KEY,
  first_name VARCHAR(50) NOT NULL,
  last_name VARCHAR(50) NOT NULL,
  hire_date DATE NOT NULL,
  salary DECIMAL(10,2) NOT NULL,
  department_id INTEGER NOT NULL
);

上述SQL代码中，每个属性均转换为表中的一个列，其中"employee_id"属性作为主键，"salary"属性表示雇员的薪资，采用小数类型存储。"department_id"属性同样引用另一个表中的"department_id"字段，用于表示雇员所在的部门。

关系到外键

ER模型中的关系表示实体之间的联系，例如以下的雇佣关系：

在关系模型中，每个关系对应一个外键，用于表达两个表之间的联系。例如将雇佣关系转换为SQL表的示例：

CREATE TABLE employees (
  employee_id INTEGER PRIMARY KEY,
  first_name VARCHAR(50) NOT NULL,
  last_name VARCHAR(50) NOT NULL,
  hire_date DATE NOT NULL,
  salary DECIMAL(10,2) NOT NULL,
  department_id INTEGER NOT NULL,
  manager_id INTEGER,
  FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES departments (department_id),
  FOREIGN KEY (manager_id) REFERENCES employees (employee_id)
);

上述SQL代码中，"employees"表中新增了一个"manager_id"列，用于表示每个雇员的上级经理。"department_id"属性同样引用了部门表中的"department_id"列，而"manager_id"列则引用了"employees"表中的"employee_id"列，表示每个雇员的上级经理。其中，"FOREIGN KEY"语句用于声明外键，表达两个表之间的联系。

子类型到表继承关系

ER模型中的子类型表示实体与实体之间的继承关系，例如以下的人和员工实体：

在关系模型中，子类型可以用“表继承”来实现，即子表继承父表的列。例如将人和员工实体转换为SQL表的示例：

CREATE TABLE people (
  person_id INTEGER PRIMARY KEY,
  first_name VARCHAR(50) NOT NULL,
  last_name VARCHAR(50) NOT NULL,
  birth_date DATE NOT NULL
);

CREATE TABLE employees (
  employee_id INTEGER PRIMARY KEY,
  hire_date DATE NOT NULL,
  salary DECIMAL(10,2) NOT NULL,
  department_id INTEGER NOT NULL,
  manager_id INTEGER,
  FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES departments (department_id),
  FOREIGN KEY (manager_id) REFERENCES employees (employee_id)
) INHERITS (people);

上述SQL代码中，"people"表成为父表，包含人实体的所有属性，而"employees"表成为子表，继承了人实体的所有属性，并新增了员工特有的属性，如"hire_date"、"salary"、"department_id"和"manager_id"等。"INHERITS"语句用于声明继承关系，将子表连接到父表。

继承到表继承

ER模型中的继承关系表示子类型与父类型之间的继承关系，例如以下的员工和管理者实体：

在关系模型中，继承关系同样可以用“表继承”来实现。例如将员工和管理者实体转换为SQL表的示例：

CREATE TABLE employees (
  employee_id INTEGER PRIMARY KEY,
  hire_date DATE NOT NULL,
  salary DECIMAL(10,2) NOT NULL,
  department_id INTEGER NOT NULL,
  manager_id INTEGER,
  FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES departments (department_id),
  FOREIGN KEY (manager_id) REFERENCES employees (employee_id)
);

CREATE TABLE managers (
  manager_id INTEGER PRIMARY KEY,
  stock_options INTEGER NOT NULL,
  FOREIGN KEY (manager_id) REFERENCES employees (employee_id)
) INHERITS (employees);

上述SQL代码中，"employees"表同样成为父表，包含员工和管理者共有的属性。而"managers"表成为子表，继承了员工实体的所有属性，并新增了管理者特有的属性"stock_options"。注意到，"manager_id"同为子表和父表的主键，在"managers"表中的"manager_id"列只是用于引用父表中的主键，而并不作为子表的主键。

总结

本文介绍了如何将ER模型转换为关系模型，包括实体到表的转换、属性到列的转换、关系到外键的转换以及子类型和继承到表继承的转换。熟练掌握这些知识将使数据库设计更加科学、规范和高效。