Model diagramu relacji encji (ER) z przykładem DBMS
Fiona Brown
Co to jest diagram ER?
Schemat ER oznacza Entity Relationship Diagram, znany również jako ERD, jest diagramem, który wyświetla relacje zestawów encji przechowywanych w bazie danych. Innymi słowy, diagramy ER pomagają wyjaśnić logiczną strukturę baz danych. Diagramy ER są tworzone w oparciu o trzy podstawowe koncepcje: encje, atrybuty i relacje.
Diagramy ER zawierają różne symbole, które wykorzystują prostokąty do reprezentowania jednostek, owale do definiowania atrybutów i kształty rombów do reprezentowania relacji.
Na pierwszy rzut oka diagram ER wygląda bardzo podobnie do schematu blokowego. Diagram ER zawiera jednak wiele wyspecjalizowanych symboli, a ich znaczenia czynią ten model wyjątkowym. Celem diagramu ER jest reprezentowanie infrastruktury ramowej jednostki.
Co to jest model ER?
Model ER oznacza Entity Relationship Model to diagram koncepcyjnego modelu danych wysokiego poziomu. Model ER pomaga systematycznie analizować wymagania dotyczące danych w celu stworzenia dobrze zaprojektowanej bazy danych. Model ER reprezentuje jednostki świata rzeczywistego i relacje między nimi. Tworzenie modelu ER w DBMS jest uważana za najlepszą praktykę przed wdrożeniem bazy danych.
Modelowanie ER pomaga w systematycznej analizie wymagań dotyczących danych w celu stworzenia dobrze zaprojektowanej bazy danych. Dlatego uważa się, że najlepszą praktyką jest ukończenie modelowania ER przed wdrożeniem bazy danych.
Historia modeli ER
Diagramy ER to narzędzia wizualne pomocne w reprezentowaniu modelu ER. Peter Chen zaproponował diagram ER w 1971 roku, aby stworzyć jednolitą konwencję, którą można zastosować w relacyjnych bazach danych i sieciach. Jego celem było wykorzystanie modelu ER jako podejścia do modelowania koncepcyjnego.
Dlaczego warto używać diagramów ER?
Oto główne powody, dla których warto używać diagramu ER
- Pomaga w definiowaniu terminów związanych z modelowaniem relacji między jednostkami
- Podaj podgląd tego, jak wszystkie Twoje tabele powinny się łączyć, jakie pola będą znajdować się w każdej tabeli
- Pomaga opisywać byty, atrybuty, relacje
- Diagramy ER można przełożyć na tabele relacyjne, co umożliwia szybkie budowanie baz danych
- Diagramy ER mogą być wykorzystywane przez projektantów baz danych jako plan implementacji danych w określonych aplikacjach
- Projektant bazy danych zyskuje lepsze zrozumienie informacji, które mają być zawarte w bazie danych za pomocą diagramu ERP
- Diagram ERD umożliwia komunikowanie się użytkownikom z logiczną strukturą bazy danych
Fakty na temat modelu diagramu ER
Teraz w tym samouczku dotyczącym diagramu ERD przyjrzyjmy się kilku interesującym faktom na temat modelu diagramu ER:
- Model ER umożliwia rysowanie projektu bazy danych
- Jest to łatwe w użyciu narzędzie graficzne do modelowania danych
- Szeroko stosowany w projektowaniu baz danych
- Jest to reprezentacja GUI logicznej struktury bazy danych
- Pomaga zidentyfikować podmioty istniejące w systemie i relacje między tymi podmiotami
Symbole i oznaczenia na diagramach ER
Symbole i oznaczenia na diagramie relacji encji zawiera głównie trzy podstawowe symbole, którymi są prostokąt, owal i romb, które reprezentują relacje między elementami, bytami i atrybutami. Istnieje kilka podelementów opartych na głównych elementach diagramu ERD. Diagram ER to wizualna reprezentacja danych, która opisuje, w jaki sposób dane są ze sobą powiązane za pomocą różnych symboli i notacji ERD.
Poniżej przedstawiono główne komponenty i ich symbole na diagramach ER:
- Prostokąty: Ten symbol diagramu relacji encji reprezentuje typy encji
- Elipsy: Symbol reprezentuje atrybuty
- Diamenty: Ten symbol reprezentuje typy relacji
- Kwestia: Łączy atrybuty z typami encji i typy encji z innymi typami relacji
- Główny klucz: atrybuty są podkreślone
- Double Elipsy: Reprezentują atrybuty wielowartościowe
Składniki diagramu ER
Model ten opiera się na trzech podstawowych koncepcjach:
- podmioty
- Atrybuty
- Relacje
Przykłady diagramów ER
Na przykład w bazie danych uniwersytetu możemy mieć encje dla studentów, kursów i wykładowców. Jednostka studentów może mieć atrybuty takie jak Rollno, Name i DeptID. Mogą mieć relacje z kursami i wykładowcami.
CZYM JEST BYT?
Rzecz w świecie rzeczywistym, żyjąca lub nieożywiona, łatwo rozpoznawalna i nierozpoznawalna. To wszystko, co dzieje się w przedsiębiorstwie, ma być reprezentowane w naszej bazie danych. Może to być rzecz fizyczna, po prostu fakt dotyczący przedsiębiorstwa lub wydarzenie, które ma miejsce w prawdziwym świecie.
Podmiotem może być miejsce, osoba, przedmiot, wydarzenie lub koncepcja, która przechowuje dane w bazie danych. Charakterystyka jednostek musi mieć atrybut i unikalny klucz. Każdy byt składa się z pewnych „atrybutów”, które reprezentują ten byt.
Przykłady podmiotów:
- Osoba: Pracownik, Student, Pacjent
- Miejsce: Sklep, Budynek
- Obiekt: Maszyna, produkt i samochód
- Wydarzenie: Sprzedaż, rejestracja, odnowienie
- koncepcja: Konto, kurs
Notacja podmiotu
Zestaw jednostek
Student
Zbiór encji to grupa podmiotów podobnego rodzaju. Może zawierać podmioty z atrybutami o podobnych wartościach. Jednostki są reprezentowane przez ich właściwości, zwane także atrybutami. Wszystkie atrybuty mają swoje osobne wartości. Na przykład jednostka studencka może mieć imię i nazwisko, wiek, klasę jako atrybuty.
Przykład podmiotów:
Uniwersytet może mieć kilka wydziałów. Wszystkie te wydziały zatrudniają różnych wykładowców i oferują kilka programów.
Niektóre kursy składają się na każdy program. Studenci rejestrują się w konkretnym programie i zapisują się na różne kursy. Na każdym kursie prowadzi wykładowca z danego wydziału, a każdy z wykładowców uczy inną grupę studentów.
Związek
Relacja to nic innego jak stowarzyszenie dwóch lub więcej podmiotów. Np. Tomek pracuje na wydziale chemii.
Podmioty biorą udział w relacjach. Często możemy zidentyfikować powiązania z czasownikami lub wyrażeniami czasownikowymi.
Na przykład:
- Bierzesz udział w tym wykładzie
- Wygłaszam wykład
- Wystarczy spojrzeć na byty, możemy klasyfikować relacje według typów relacji:
- Student uczestniczy w wykładzie
- Wykładowca wygłasza wykład.
Słabe podmioty
Podmiot słaby to taki typ podmiotu, który nie ma swojego kluczowego atrybutu. Można go jednoznacznie zidentyfikować, biorąc pod uwagę klucz podstawowy innego podmiotu. W tym celu słabe zbiory jednostek muszą mieć udział.
W powyższych przykładach diagramu ER „Trans No” jest czynnikiem różnicującym w grupie transakcji w bankomacie.
Dowiedzmy się więcej o słabym bycie, porównując go z silnym bytem
| Zestaw silnych jednostek | Słaby zestaw jednostek |
|---|---|
| Zestaw silnych encji zawsze ma klucz podstawowy. | Nie ma wystarczającej liczby atrybutów, aby zbudować klucz podstawowy. |
| Jest reprezentowany przez symbol prostokąta. | Jest on reprezentowany przez symbol podwójnego prostokąta. |
| Zawiera klucz podstawowy reprezentowany przez symbol podkreślenia. | Zawiera klucz częściowy, który jest reprezentowany przez symbol podkreślenia przerywanego. |
| Członek zbioru silnych encji nazywany jest zbiorem dominujących encji. | Element słabego zbioru encji nazywany podrzędnym zbiorem encji. |
| Klucz podstawowy jest jednym z jego atrybutów, który pomaga zidentyfikować jego członka. | W przypadku słabego zbioru encji jest to kombinacja klucza podstawowego i klucza częściowego zbioru silnych encji. |
| Na diagramie ER relacja między dwoma silnymi zbiorami jednostek jest przedstawiona za pomocą symbolu rombu. | Relacja między silnym i słabym zbiorem bytów przedstawiona jest za pomocą symbolu podwójnego diamentu. |
| Linia łącząca zbiór silnych bytów z relacją jest pojedyncza. | Linia łącząca zbiór słabych jednostek w celu identyfikacji relacji jest podwójna. |
Atrybuty
Jest to jednowartościowa właściwość typu encji lub typu relacji.
Na przykład wykład może mieć atrybuty: godzinę, datę, czas trwania, miejsce itp.
Atrybut w przykładach diagramu ER jest reprezentowany przez elipsę
| Rodzaje atrybutów | Opis |
|---|---|
| Prosty atrybut | Proste atrybuty nie mogą być dalej dzielone. Na przykład numer kontaktowy studenta. Jest on również nazywany wartością atomową. |
| Atrybut złożony | Możliwe jest rozbicie atrybutu złożonego. Na przykład pełne imię i nazwisko ucznia można dalej podzielić na imię, drugie imię i nazwisko. |
| Atrybut pochodny | Tego typu atrybut nie znajduje się w fizycznej bazie danych. Jednakże ich wartości wynikają z innych atrybutów znajdujących się w bazie danych. Na przykład wiek nie powinien być zapisywany bezpośrednio. Zamiast tego należy go wyprowadzić z daty urodzenia tego pracownika. |
| Atrybut wielowartościowy | Atrybuty wielowartościowe mogą mieć więcej niż jedną wartość. Na przykład student może mieć więcej niż jeden numer telefonu komórkowego, adres e-mail itp. |
Kardynalność
Definiuje atrybuty liczbowe relacji między dwoma elementami lub zbiorami elementów.
Różne typy relacji kardynalnych to:
- Relacje jeden na jeden
- Relacje jeden do wielu
- Relacje May to One
- Relacje wiele do wielu
1. Indywidualnie:
Jedna encja ze zbioru jednostek X może być powiązana z co najwyżej jedną encją ze zbioru jednostek Y i odwrotnie.
Przykład: Jeden student może zapisać się na wiele kursów. Jednak wszystkie te kursy mają jedną linię z powrotem do tego jednego ucznia.
2.Jeden do wielu:
Jedna encja ze zbioru jednostek X może być powiązana z wieloma encjami ze zbioru jednostek Y, ale encja ze zbioru jednostek Y może być powiązana z co najmniej jedną encją.
Na przykład jedna klasa składa się z wielu uczniów.
3. Wiele do jednego
Więcej niż jedna encja ze zbioru jednostek X może być powiązana z co najwyżej jedną encją ze zbioru jednostek Y. Jednakże encja ze zbioru jednostek Y może, ale nie musi, być powiązana z więcej niż jedną encją ze zbioru jednostek X.
Na przykład wielu uczniów należy do tej samej klasy.
4. Wiele do wielu:
Jedna encja z X może być powiązana z więcej niż jedną encją z Y i odwrotnie.
Na przykład Studenci jako grupa są powiązani z wieloma członkami wydziału, a członkowie wydziału mogą być powiązani z wieloma studentami.
Jak utworzyć diagram relacji encji (ERD)
Teraz w tym samouczku dotyczącym diagramu ERD nauczymy się, jak utworzyć diagram ER. Poniżej przedstawiono kroki tworzenia diagramu ER:
Przeanalizujmy je na przykładzie diagramu relacji encji:
In a university, a Student enrolls in Courses. A student must be assigned to at least one or more Courses. Each course is taught by a single Professor. To maintain instruction quality, a Professor can deliver only one course
Krok 1) Identyfikacja podmiotu
Mamy trzy podmioty
- Student
- Kurs
- Profesor
Krok 2) Identyfikacja relacji
Mamy następujące dwa związki
- Uczeń jest przydzielony kurs
- Profesor dostarcza kurs
Krok 3) Identyfikacja liczności
Dla nich sformułowanie problemu wiemy, że
- Można przypisać ucznia wielokrotność kursy
- Profesor może jedynie dostarczyć pierwszej w kursie.
Krok 4) Zidentyfikuj atrybuty
Musisz przestudiować pliki, formularze, raporty i dane aktualnie przechowywane przez organizację, aby zidentyfikować atrybuty. Możesz także przeprowadzić wywiady z różnymi interesariuszami, aby zidentyfikować podmioty. Na początku ważne jest zidentyfikowanie atrybutów bez mapowania ich do konkretnej jednostki.
Kiedy już masz listę atrybutów, musisz zmapować je do zidentyfikowanych jednostek. Upewnij się, że atrybut ma być sparowany z dokładnie jedną encją. Jeśli uważasz, że atrybut powinien należeć do więcej niż jednej jednostki, użyj modyfikatora, aby uczynić go unikalnym.
Po zakończeniu mapowania zidentyfikuj klucze podstawowe. Jeśli unikalny klucz nie jest łatwo dostępny, utwórz go.
| Jednostka | Główny klucz | Atrybut |
|---|---|---|
| Student | Legitymacja studencka | Imię ucznia |
| Profesor | Dowód pracownika | Imię profesora |
| Kurs | Identyfikator kursu | Nazwa kursu |
W przypadku elementu kursu atrybutami mogą być czas trwania, punkty, przydziały itp. Dla ułatwienia rozważyliśmy tylko jeden atrybut.
Krok 5) Utwórz diagram ERD
Bardziej nowoczesna reprezentacja przykładowego diagramu relacji encji
Najlepsze praktyki dotyczące opracowywania skutecznych diagramów ER
Oto kilka najlepszych praktyk lub przykładów opracowywania skutecznych diagramów ER.
- Wyeliminuj wszelkie zbędne elementy lub relacje
- Musisz upewnić się, że wszystkie Twoje podmioty i relacje są odpowiednio oznaczone
- Mogą istnieć różne prawidłowe podejścia do diagramu ER. Musisz upewnić się, że diagram ER obsługuje wszystkie dane, które musisz przechowywać
- Należy upewnić się, że każda jednostka pojawia się tylko raz na diagramie ER
- Nazwij każdą relację, encję i atrybut reprezentowane na diagramie
- Nigdy nie łącz ze sobą relacji
- Powinieneś używać kolorów, aby wyróżnić ważne części diagramu ER
Podsumowanie
- Model ER w DBMS oznacza model relacji między jednostkami
- Model ER to diagram modelu danych wysokiego poziomu
- Diagramy ER są narzędziem wizualnym pomocnym w przedstawieniu modelu ER
- Diagramy ER w systemie DBMS są planem bazy danych
- Diagram relacji encji DBMS wyświetla powiązania zestawu encji przechowywane w bazie danych
- Diagramy ER pomagają w definiowaniu terminów związanych z modelowaniem relacji encji
- Model ER w DBMS opiera się na trzech podstawowych koncepcjach: Encjach, Atrybutach i Relacjach
- Podmiotem może być miejsce, osoba, obiekt, wydarzenie lub koncepcja, która przechowuje dane w bazie danych (DBMS)
- Relacja to nic innego jak stowarzyszenie dwóch lub więcej podmiotów
- Podmiot słaby to taki typ podmiotu, który nie ma swojego kluczowego atrybutu
- Jest to jednowartościowa właściwość typu encji lub typu relacji
- Pomaga zdefiniować atrybuty liczbowe relacji pomiędzy dwoma encjami lub zbiorami encji
- ER-Diagram DBMS to wizualna reprezentacja danych, która opisuje, w jaki sposób dane są ze sobą powiązane
- Rysując diagramy ER w systemie DBMS, musisz upewnić się, że wszystkie encje i relacje są prawidłowo opisane.
