陈氏模型 ER 图详解:关系数据库设计的经典范式

在数据库课程和毕业设计中,我们常接触 ER 图(实体-联系图),而其中最具代表性的建模方法之一,就是陈氏模型(Chen’s Model)。本篇文章将带你系统了解陈氏模型 ER 图的构成、绘图规范与实际应用,帮助你在系统分析与数据库设计中打下坚实基础。


什么是陈氏模型 ER 图?

陈氏模型由 Peter Chen 于 1976 年提出,是关系数据库建模的起点,旨在用图形化方式表示现实世界中的实体与实体间的关系。

相比其他 ER 图变体(如 Crow’s Foot 鸡爪模型),陈氏模型强调清晰表示“实体-属性-关系”三要素,更适合入门教学和概念层建模。


陈氏模型 ER 图的基本构成

1. 实体(Entity)

  • 矩形框表示
  • 描述数据系统中独立存在的对象(如:学生、课程、图书)

示例:[学生][教师][订单]

2. 属性(Attribute)

  • 椭圆形表示,连接在实体上
  • 可以细分为:
    • 主属性(Primary Attribute):唯一标识实体,如“学号”
    • 复合属性(Composite Attribute):可拆分的结构,如“姓名 = 姓 + 名”
    • 多值属性(Multivalued Attribute):一个实体可有多个值,如“联系方式”

示例:学生实体连接属性:学号、姓名、性别、出生日期

3. 关系(Relationship)

  • 菱形表示,连接两个或多个实体
  • 表示实体间的逻辑关系,如“选课”、“借阅”、“管理”

示例:
[学生] —<选修>— [课程]
[图书] —<借阅>— [读者]

4. 基数(Cardinality)

  • 用数字或 M:N, 1:N 等方式标注关系的多重性
  • 说明一个实体与另一个实体之间可以建立多少个联系

示例:一名学生可选多门课程,多个学生也可选同一门课程 → M:N 多对多关系


陈氏模型 ER 图的绘图规范(重点整理)

构成元素 图形 描述
实体 矩形 独立存在的对象
属性 椭圆形 描述实体的性质
主属性 带下划线的椭圆 标识唯一性
多值属性 双线椭圆 如“兴趣”、“电话号码”
复合属性 分叉椭圆 拆分子属性
关系 菱形 实体之间的联系
基数 1, N, M:N 在连线旁标注

示例:选课系统的陈氏 ER 图(文字描述)

实体:[学生]、[课程]  
主属性:学号(学生)、课程编号(课程)  
属性:姓名、性别、课程名称、学分  
关系:<选修>  
选修关系连接 [学生] 和 [课程],为 M:N 多对多关系  

图示:

陈氏模型ER图


陈氏模型与其他 ER 图的区别

比较项 陈氏模型(Chen) 鸡爪模型(Crow’s Foot)
图形直观性 中等
适合人群 初学者、教学用 商业分析、系统设计
强调要素 实体-属性-关系三分离 表结构、关系方向与多重性
使用范围 学术、教学 工程实践较多

陈氏模型适用于哪些场景?

  • 数据库课程教学:对 ER 模型原理有完整表达
  • 毕业设计建模前期:帮助理解数据结构
  • 系统概念设计阶段:更关注逻辑建模而非物理实现

从 ER 图到关系模型

陈氏模型最终需要转换为关系数据库中的表结构,基本规则如下:

  • 每个实体 → 转化为一张数据表
  • 每个属性 → 转化为表字段(列)
  • 每个主属性 → 转化为主键
  • 每个关系:
    • 1:1 → 合并实体或设置外键
    • 1:N → 在 N 方设置外键
    • M:N → 拆分为中间表

使用工具辅助生成陈氏模型 ER 图

手工画图虽然有助于理解逻辑,但对于实际项目,使用工具效率更高。

  • 常用工具如:Draw.io、ProcessOn、亿图图示等
  • schooltools.cn 提供的 自动 ER 图生成工具,可根据建表语句自动生成 ER 图草图,适合用于毕业设计、系统说明文档。

总结

陈氏模型是最经典的 ER 图表达方式之一,适合教学与建模初学者深入理解实体、属性、关系的逻辑联系。即使在今天的开发场景中,掌握它依然有助于提升建模能力与系统抽象能力。

如果你正准备课程设计或毕业设计,别忘了先用陈氏模型理清逻辑,再通过工具辅助生成图表,提升整体效率与文档质量。

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