数据库 & ER图 & EER图（鸭蹼图） & freedgo绘图工具

基于基本的数据库/数据关系模型概念，总结数据关系的设计和绘制，使用freedgo在线工具绘图实现

一. freedgo在线绘图工具

• 工具链接：https://www.freedgo.com
• 可以绘制各种场景用途的图，见下图
• 提供丰富的模板，界面简洁舒适，易上手
• 本文暂时只介绍该工具中Mysql ER图的使用编辑方法（其他模板慢慢探索）
• 具体使用在后续章节介绍中展开

二. 数据库

• 详细介绍参考：MySQL数据库（基础）

1. 概念

• 用于存储和管理数据的仓库

2. 分类

• 关系型数据库：基于关系模型的数据结构（二维表）
  • 建立在关系模型上的数据库
  • Oracle、DB2、MySQL 、SqlServer、Sybase、Access
  • 四层结构：
    • 数据库管理系统（DBMS）：管理系统运行 （DateBase Management System)
    • 数据库（DB）：数据存储的管理者 （小管理，受DBMS管理）
    • 数据表（Table）：数据关系管理者
    • 数据字段（Field）：实际数据存储者 （依赖于数据表）
• 非关系型数据库：NoSQL （Not only SQL)
  • 所有不是关系型数据库的统称，没有具体模型的数据结构，数据存储模型不是二维表，而是键值对（key->value）
  • MongoDB、Redis、Memcached

3. 基本术语

常用的数据库是MySQL，有三大要素：实体、属性、关系，概念上分别对应表、列、主键/外键

• 数据表（实体）（table）：数据的矩阵，一个表（实体）看起来像一个简单的二维电子表格
  • 能被统一、抽象的属性进行描述的数据对象可以看做是一个实体
  • 学生和电脑可以被看作是两种实体
  • 学生实体的属性有学校、班级、学号等
  • 电脑实体的属性包括品牌、型号、尺寸等课程
• 行（row）：一行是一组相关的数据，写入数据库数据时是按行进行写入存储
  • 类似二维表格中的行的概念
  • 一行是实体中的一条数据记录
  • 如学生实体（学生表）中，一行表示一个学生的信息，由多种属性组成“一个学生”的数据
• 列（column）：一列对应相同类型的数据，是表中的一个字段
  • 一个实体内，不同的数据记录都会由相同的属性组成，一个属性就是表里的一列
• 主键（primary key）：一个表中只含一个主键，可以唯一标识表中的一行
  • 如学生数据表中，学号可以作为主键，唯一标识区分学生（区分每行记录）
  • 常统一用 uuid 作为主键
  • UUID （Universally Unique Identifier）
    • 通用唯一识别码，128位
    • 数据在时间上和空间上的唯一标识
    • 在数据移植时也不会出现重复
• 外键（foreign key）：外键用于关联两个表，表的外键就是另一个表的主键
  • 若uuid为学生表的主键，则在和学生表有关系的其他表中，会有一个外键属性，属性值为对应有关系的、学生表中的那条记录的uuid

4. 实体关系

• 基于主键/外键，数量上有三类主要关系，从属关系上有两种关系，用于表示两个实体之间的关系
• 实体之间的关系可以理解为是实体内数据记录之间的关系

4.1 数量关系

• 一对一：实体A中每个数据记录，至多与实体B中的一个数据记录有关系，反之亦然
  • 如有学生实体和饭卡实体，一个学生（实体内的一个数据记录）只能有一个饭卡（实体内的一个数据记录），反之亦然
• 一对多：实体A中每个数据记录，至少与实体B中的n（n>0）个数据记录有关系，实体B中每个数据记录至多与实体A中的一条记录有关系
  • 一个班级至少有一个学生，一个学生至多与一个班级有关系
• 多对多：实体A中每个数据记录，至少与实体B中的n（n>0）个数据记录有关系，反之亦然
  • 一个学生可以与多个课程有关系（选了多个课程），一个课程可以与多个学生有关系（课程被多个学生选择）

4.2 从属关系

• 包含关系：实体A的数据包含实体B的数据；实体A为父表，实体B为子表；实体A的数据被删除后，实体B的数据也被删除
  • 学校实体包含学生实体，学生数据属于学校数据，学校数据被删除后，学生数据也不存在
• 引用关系：实体A的数据引用实体B的数据，实体A数据删除后，实体B的数据还在，实体B的数据删除后，对应的实体A的数据也在，但是看不到所引用的实体B的数据
  • 课表实体和学生实体，为引用关系，二者的存在没有依赖包含关系
  • 语文课被删除后，学生数据仍在，但是课表中引用的语文课数据看不到了

三. ER图&EER图

建立数据库需要根据需求设计好数据关系，基于数据关系，开发代码，基于代码，对数据库数据进行有逻辑的读写

关于数据关系模型，有两种类型的模型：

• ER：Entity-Relationship Modelling，逻辑模型，不能落地应用
  

• EER：Enhanced Entity-Relationship Modelling，物理模型，和落地的数据库相关
  

• 正常情况，ER和EER图是不同设计阶段的产物，先有概念逻辑上的设计（ER），再具体出物理模型上的设计（EER）

1. ER图

• 样例：
  

• 本次以EER的绘制为主，ER图绘制参考：ER图画法及图形含义、举例说明、通俗易懂

2. EER图

（好像又叫鸭蹼图crow‘s foot）

ER图在实体和属性太多的情况下，看起来比较费劲，也不够直观，EER图更条理直观，自己对EER图进行了一定的简化处理，易于理解

3. 绘制

可以用数据库工具mysql workbench或绘制，此处用前面介绍的freedgo工具在线绘制，方便，上手快，绘图要素够用，直观

设计绘制可参考的使用习惯步骤：

• 了解需求
• 识别并绘制实体
• 识别并添加实体属性
• 识别并添加实体关系属性
• 对关系属性建立关系

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3.1 需求

• 设计数据关系前，需要理解需求，从中整理抽象出数据部分
• 数据库是对数据的读写，在梳理出数据的时候，要剥离原有的信息，只考虑数据部分，考虑需要存储哪些数据，以及之间的关系

3.2 实体

分析有哪些大的数据对象，并且概念上能明显区分，能被基本不同的属性描述，这些属性可以是软件界面上展示的属性，也可以是隐藏属性

• 绘制方法
  • 左下角添加图形（实体关系）
  • 拖拽添加实体
  • 修改实体名称
  • 选中实体，右侧根据喜好修改颜色风格

3.3 实体属性

分析构成该实体的属性

• 此处因为用uuid作为所有实体的主键，因此习惯去掉主键（3.2图中标识了钥匙的属性）
• 属性可以复制粘贴
• 属性本身有许多特性需要描述，如数据类型（字符串、整型等），可以使用预定义的信息，右击编辑
• 或自定义编辑：Ctrl+M
• 悬浮浏览属性的详细信息

3.4 实体关系属性和关系

此处将两个实体之间的关系通过关系属性展示出来，两个实体的关系通过连接两个实体的关系属性表示

一般表达方式：

• 将两个表用线连接，表示两个表的关系，和关系相关的信息，在绘制工具中双击连线进行设置
  
• 或者可以将关系名称写在连线上标识关系（链接）
  
• 但在实体较多时，或者一个实体所关联的实体较多时，关系的浏览会较为混乱，不直观

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• 采用如下标识方式

  • 一个关系线的两端，为对应实体的“关系属性”，即用不带数据类型的属性进行表示
  • 学生实体中的关系属性selectedCourse
    • 属于学生实体，表示所选的课程
    • 关系属性，表示从对应的实体（课程实体）中拿到该信息（某学生所选课程）
    • 关系属性的名称，表示为线的另一端的实体，如，儿子实体和父亲实体，在儿子实体中，关系属性命名为“我的父亲”，在父亲实体中，对应的关系属性为“我的儿子”
  • 关系为多对多（n-n）（右击连线或点击连线，编辑线的属性）
  • 虚线表示“引用”关系（包含关系用实线表示）
    
  • 编辑方式：

4. 设计范式

• 数据库设计时遵循的规范：数据库三大范式