DBMS Örneği ile Varlık İlişkisi (ER) Diyagram Modeli

ER diyagramı nedir?

Varlık İlişki (ER) Diyagramı, ilişkisel veritabanı yapılarını tasarlamak için güçlü bir görsel araçtır. İlk olarak 1976'da Peter Chen tarafından önerilen bu diyagram, varlıkları, öznitelikleri, ilişkileri ve bunların kardinalitelerini hassas bir şekilde tanımlayan kavramsal bir modelleme temeli sağlar. Bu eğitim, temel kavramlardan ileri tekniklere kadar her şeyi kapsayarak veritabanı şema tasarımında uzmanlaşmanıza yardımcı olur.

ER diyagramları, varlıkları temsil etmek için dikdörtgenler, nitelikleri tanımlamak için oval şekiller ve ilişkileri temsil etmek için elmas şekilleri kullanan farklı semboller içerir.

İlk bakışta, bir ER Diyagramı akış şemasına çok benzer. Bununla birlikte, bir ER Diyagramı birçok özel sembol içerir ve anlamları bu modeli benzersiz kılar. Bir ER Diyagramının amacı, varlık çerçevesi altyapısını temsil etmektir.

ER Modellerinin Tarihçesi

Peter Chen, 1976 yılında çığır açan "Varlık-İlişki Modeli: Verilere Birleşik Bir Bakış Açısı" adlı makalesinde ER Diyagramını önerdi. Amacı, hem ilişkisel veritabanları hem de ağlar için kullanılabilecek tek tip bir kural oluşturmaktı. Chen, ER Modelini, gerçek dünya gereksinimleri ile teknik veritabanı uygulaması arasındaki boşluğu dolduracak kavramsal bir modelleme yaklaşımı olarak tasavvur etti.

O zamandan beri, ER Modeli, Chen Gösterimi (orijinal), Crow's Foot Gösterimi (modern araçlarda popüler) ve UML tabanlı yaklaşımlar da dahil olmak üzere çeşitli gösterim sistemleriyle evrim geçirmiştir. Bu farklılıklara rağmen, temel kavramlar tüm uygulamalarda tutarlı kalmaktadır.

ER Diyagramları Neden Kullanılır?

ER diyagramları, veritabanı tasarımı ve geliştirilmesi için sayısız fayda sağlar:

• Görsel iletişim: Hem teknik hem de teknik olmayan paydaşların anlayabileceği net bir görsel sunum sağlarlar.
• Kalkınma Planı: Tabloların nasıl bağlanması gerektiğini ve her tablonun hangi alanları içereceğini tam olarak gösteriyorlar.
• Çeviri Hazır: ER diyagramları doğrudan ilişkisel tablolara dönüştürülebilir, bu da veritabanlarını hızlı bir şekilde oluşturmanıza olanak tanır.
• Hata Önleme: Uygulamaya geçmeden önce tasarım hatalarını ve gereksiz unsurları belirlemeye yardımcı olarak zaman ve kaynak tasarrufu sağlarlar.
• Belgeler: Bunlar, yeni ekip üyelerinin sistem mimarisini anlamalarına yardımcı olan kalıcı dokümanlar görevi görür.
• Sistem Analizi: Sistemde var olan tüm varlıkları ve aralarındaki ilişkileri belirlemeye yardımcı olurlar.

ER Diyagramı Bileşenleri

Her ER diyagramı üç temel bileşenden oluşur: Varlıklar, Nitelikler ve İlişkiler. Her bir bileşeni ve bunların nasıl etkileşimde bulunduğunu anlamak, etkili veritabanı tasarımları oluşturmak için çok önemlidir.

ER Diyagramı Örnekleri

Örneğin, bir üniversite veritabanında Öğrenciler, Dersler ve Öğretim Üyeleri için varlıklarımız olabilir. Bir öğrenci varlığı, Öğrenci Numarası, Ad ve Bölüm Kimliği gibi özelliklere sahip olabilir. Bunlar Dersler ve Öğretim Üyeleri ile ilişkili olabilir.

Varlıklar

Bir varlık, açıkça tanımlanabilen ve hakkında veri depolanabilen, canlı veya cansız herhangi bir gerçek dünya nesnesini temsil eder. Bu, fiziksel bir şey, işletmeyle ilgili bir gerçek veya gerçek dünyada meydana gelen bir olay olabilir. Varlıklar, insanlar, yerler, nesneler, olaylar veya kavramlar içerebilir.

Kategorilere göre varlık örnekleri:

• Kişi: Çalışan, Öğrenci, Hasta, Müşteri
• Yer: Mağaza, Bina, Ofis, Depo
• Nesne: Makine, Ürün, Araba, Kitap
• Etkinlik: Satış, Kayıt, Yenileme, İşlem
• Konsept: Hesap, Ders, Bölüm, Proje

Varlık Kümesi

Varlık kümesi, ortak özelliklere sahip benzer varlıkların bir grubudur. Örneğin, bir üniversitedeki tüm öğrenciler "Öğrenci" varlık kümesini oluşturur. Varlıklar, ER diyagramlarında dikdörtgenler kullanılarak temsil edilir ve varlık adı bu dikdörtgenlerin içine yazılır.

Varlıklar, nitelikleri olarak da adlandırılan özellikleriyle temsil edilir. Tüm niteliklerin ayrı değerleri vardır. Örneğin, bir öğrenci varlığının ad, yaş ve sınıf gibi nitelikleri olabilir.

Güçlü Varlıklar ve Zayıf Varlıklar

Varlıklar, bağımsız olarak var olabilme yeteneklerine göre güçlü veya zayıf olarak sınıflandırılır. Bu ayrımı anlamak, doğru veritabanı tasarımı için çok önemlidir.

Güçlü bir varlığın kendi birincil anahtarı vardır ve bağımsız olarak var olabilir. Örneğin, bir "Öğrenci" varlığı, başka herhangi bir varlığa bağlı olmaksızın Student_ID ile benzersiz bir şekilde tanımlanabilir.

Zayıf bir varlık, kendi birincil anahtarına sahip değildir ve kimliğini belirlemek için güçlü bir varlığa (sahip varlık olarak adlandırılır) bağımlıdır. Benzersizliği sağlamak için sahibin birincil anahtarıyla birlikte kısmi bir anahtar (ayırıcı) kullanır. Örneğin, bir bankacılık sisteminde, bir "İşlem" varlığı bir "Hesap" varlığına bağımlıdır; işlem numarası tek başına tüm veritabanında benzersiz değildir, ancak hesap numarasıyla birleştirildiğinde benzersiz hale gelir.

Güçlü Varlık	Zayıf Varlık
Kendine ait birincil anahtarı vardır.	Birincil anahtarı yok; kısmi anahtar kullanıyor.
Tek bir dikdörtgenle temsil edilir	Çift dikdörtgenle temsil edilir
Birincil anahtar, kalın çizgiyle altı çizilmiştir.	Kısmi anahtar, kesikli çizgiyle altı çizilmiştir.
Bağımsız olarak var olabilir	Varoluşu, sahibi olan kuruluşa bağlıdır.
Tek elmas ilişkisiyle bağlantılı	Çift elmasla bağlantılı (ilişkiyi belirten)
Örnek: Öğrenci, Çalışan, Ürün	Örnek: İşlem, Bağımlı, Sipariş Kalemi

ilişki

Bir ilişki, iki veya daha fazla varlık arasındaki bir bağlantıyı temsil eder. İlişkiler genellikle, varlıkların birbirleriyle nasıl etkileşim kurduğunu açıklayan fiiller veya fiil öbekleri kullanılarak tanımlanır. ER Diyagramlarında ilişkiler elmas şekilleri kullanılarak temsil edilir. Örnek: Tom Kimya bölümünde çalışıyor.

Varlıklar ilişkilere katılır. Çoğu zaman fiillerle veya fiil cümleleriyle olan ilişkileri tespit edebiliriz.

Örnekler:

• Bu derse katılıyorsunuz
• ders veriyorum
• Bir öğrenci derse katılıyor
• Bir öğretim görevlisi ders veriyor.

Özellikler

Nitelik, bir varlığı veya ilişkiyi tanımlayan bir özellik veya niteliktir. Nitelikler, her varlık örneğini benzersiz ve anlamlı kılan ayrıntılı bilgileri sağlar. ER Diyagramlarında nitelikler, ana varlıklarına bir çizgiyle bağlanan oval (elips) şekiller kullanılarak temsil edilir.

Örneğin, bir Öğrenci varlığı Öğrenci_ID, Ad, Doğum_Tarihi, E-posta ve Telefon_Numarası gibi özelliklere sahip olabilir.

Nitelik Türleri

Özellik Türü	Tanım	Örnek E-posta
Basit (Atomic)	Daha küçük bileşenlere ayrılamaz.	Telefon Numarası, Sosyal Güvenlik Numarası, E-posta
Bileşik	Daha küçük alt özelliklere ayrılabilir.	Adı Soyadı (İsim, Göbek Adı, Soyadı), Adres (Sokak, Şehir, Posta Kodu)
Türetilmiş	Değer diğer özelliklerden hesaplanır; doğrudan saklanmaz.	Yaş (Doğum Tarihinden türetilmiştir), Toplam Fiyat
Çok değerli	Tek bir varlık için birden fazla değer tutabilir.	Telefon NumbersE-posta Adresleri, Beceriler
Anahtar Özellik	Her varlık örneğini benzersiz şekilde tanımlar (Birincil Anahtar)	Öğrenci Kimliği, Çalışan Kimliği, ISBN

Anahtar İpucu: ER diyagramlarında, temel özellikler adları altı çizili olarak gösterilir. Türetilmiş özellikler kesik çizgili ovallerle, çok değerli özellikler ise çift ovallerle gösterilir.

Kardinalite (İlişki Türleri)

Kardinalite, bir ilişkinin sayısal kısıtlamalarını tanımlar; özellikle, bir varlığın kaç örneğinin başka bir varlığın kaç örneğiyle ilişkilendirilebileceğini belirtir. Kardinaliteyi anlamak, verimli veritabanı yapıları tasarlamak için çok önemlidir.

1. Bire Bir (1:1)

A kümesindeki bir varlık, B kümesindeki en fazla bir varlıkla ilişkilendirilebilir ve bunun tersi de geçerlidir.

Örnek: Her öğrenciye tam olarak bir öğrenci kimlik numarası atanır ve her öğrenci kimlik numarası tam olarak bir öğrenciye aittir.

2. Bire Çok (1:N)

A kümesindeki bir varlık, B kümesindeki birden fazla varlıkla ilişkilendirilebilir, ancak B kümesindeki her varlık yalnızca A kümesindeki bir varlıkla ilişkilendirilebilir.

Örnek: Bir sınıf birden fazla öğrenciden oluşur.

3. Çoktan Bire (N:1)

A kümesindeki birden fazla varlık, B kümesindeki tek bir varlıkla ilişkilendirilebilir.

Örneğin birçok öğrenci aynı sınıfa mensuptur.

4. Çoktan Çoka (M:N)

A kümesindeki birden fazla varlık, B kümesindeki birden fazla varlıkla ilişkilendirilebilir ve bunun tersi de geçerlidir.

Örneğin, bir grup olarak Öğrenciler birden fazla öğretim üyesiyle ilişkilendirilebilir ve öğretim üyeleri birden fazla öğrenciyle ilişkilendirilebilir.

ER Diyagramı Sembolleri ve Gösterimleri

ER diyagramları, farklı bileşenleri temsil etmek için standartlaştırılmış semboller kullanır. Birçok gösterim sistemi olmasına rağmen, en yaygın kullanılan ikisi Chen Gösterimi ve Crow's Foot Gösterimidir.

Chen Notasyonu

Peter Chen tarafından 1976'da geliştirilen Chen Gösterimi, farklı unsurları temsil etmek için geometrik şekiller kullanır:

sembol	İsim	Temsil
Dikdörtgen	Varlık	Güçlü varlık (örneğin, Öğrenci, Ürün)
Double Dikdörtgen	Zayıf Varlık	Bir başka varlığa (örneğin, işleme) bağımlı varlık
Elips/Oval	özellik	Bir varlığın özelliği (örneğin, Ad, Kimlik)
Double Elips	Çok değerli nitelik	Birden fazla değere sahip özellik (örneğin, Telefon) Numbers)
Kesikli Elips	Türetilmiş Nitelik	Hesaplanan değer (örneğin, Doğum tarihinden yaş)
Pırlanta	ilişki	Varlıklar arasındaki ilişki (örneğin, Kayıtlar)
Double Pırlanta	İlişkiyi Belirleme	Zayıf varlıkla ilişki
çizgi	Link	Bileşenleri birbirine bağlar.
Altı çizili metin	Birincil anahtar	Varlık için benzersiz tanımlayıcı

Karga Ayağı Notasyonu

Crow's Foot Notasyonu (IE Notasyonu olarak da adlandırılır), modern veritabanı tasarım araçlarında daha yaygın olarak kullanılır. Kardinaliteyi temsil etmek için farklı satır sonları kullanır ve özellikle ilişkilerin "çoklu" yönünü göstermede etkilidir.

sembol Descriptiyon	anlam
Tek dikey çizgi (|)	Zorunlu Bir (tam olarak bir)
Çizgili daire (O|)	İsteğe Bağlı Bir (sıfır veya bir)
Çizgili kaz ayağı (>|)	Zorunlu Birçok (bir veya daha fazla)
Daireli kaz ayağı (>O)	İsteğe bağlı Çoklu (sıfır veya daha fazla)

Chen Gösterimi ve Karga Ayağı Gösterimi: Hangisi Ne Zaman Kullanılmalı?

Görünüş	Chen Notasyonu	Karga Ayağı Notasyonu
En	Kavramsal modelleme, akademik kullanım	Fiziksel/mantıksal modelleme, endüstriyel kullanım
Özellik Görüntüleme	Tüm özellikleri görsel olarak gösterir.	Varlık kutusu içindeki öznitelikleri listeler.
kardinalite	(1, N, M) rakamlarını kullanır.	Görsel semboller kullanır.
karmaşa	Dağınık hale gelebilir	Daha kompakt ve daha temiz
Araç Desteği	Sınırlı modern araç desteği	Araçlar tarafından geniş çapta desteklenmektedir.

Varlık İlişki Diyagramı (ERD) Nasıl Oluşturulur

Şimdi bu ER Diyagramı (ERD) eğitiminde, bir ER diyagramı oluşturmayı öğreneceğiz. Bir ER diyagramı oluşturmak için izlenecek adımlar şunlardır:

Bunları Varlık İlişki Diyagramı Örneği ile inceleyelim:

Üniversitede, öğrenci derslere kaydolur. Bir öğrenci en az bir derse atanmalıdır. Her dersi tek bir profesör verir. Öğretim kalitesini korumak için, bir profesör yalnızca bir ders verebilir.

Adım 1) Varlık Tanımlaması

Üç kuruluşumuz var:

• Öğrenci
• Kurs
• profesör

Adım 2) İlişki Tanımlaması

Aşağıdaki iki ilişkiye sahibiz:

• Öğrenci atanmış Bir kurs
• Profesör sağlıyor Bir kurs

Adım 3) Önem Belirleme

Problem tanımından şunları biliyoruz:

• Öğrenci atanabilir çoklu dersler
• Bir Profesör yalnızca sunabilir bir kursa

Adım 4) Nitelikleri Tanımlayın

Nitelikleri belirlemek için kuruluş tarafından halihazırda tutulan dosyaları, formları, raporları ve verileri incelemeniz gerekir. Varlıkları belirlemek için çeşitli paydaşlarla görüşmeler de yapabilirsiniz. Başlangıçta, nitelikleri belirli bir varlığa eşlemeden belirlemek önemlidir.

Niteliklerin bir listesini oluşturduktan sonra, bunları tanımlanmış varlıklara eşlemeniz gerekir. Bir niteliğin yalnızca bir varlıkla eşleştirileceğinden emin olun. Bir niteliğin birden fazla varlığa ait olması gerektiğini düşünüyorsanız, onu benzersiz kılmak için bir değiştirici kullanın.

Eşleme tamamlandıktan sonra birincil Anahtarları tanımlayın. Benzersiz bir anahtar mevcut değilse bir tane oluşturun.

Varlık	Birincil anahtar	özellik
Öğrenci	Öğrenci Kimliği	Öğrenci adı
profesör	Çalışan kimliği	ProfesörAdı
Kurs	Kurs kimliği	KursAdı

Ders varlığı için özellikler Süre, Krediler, Ödevler vb. olabilir. Kolaylık sağlamak amacıyla, yalnızca bir özelliği ele aldık.

Adım 5) ERD'yi oluşturun

Varlık İlişki Diyagramı Örneğinin daha modern bir gösterimi:

Etkili ER Diyagramları İçin En İyi Uygulamalar

Açık, sürdürülebilir ve etkili ER diyagramları oluşturmak için şu yönergeleri izleyin:

• Artıklığı Ortadan Kaldırın: Yinelenen varlıkları, öznitelikleri veya ilişkileri kaldırın.
• Net Adlandırma Kurallarını Kullanın: Tutarlı ve açıklayıcı isimler kullanın. Kısaltmalardan kaçının.
• Gereksinimlere Uygunluğunu Doğrulayın: Şemanın tüm veri depolama ihtiyaçlarını desteklediğinden emin olun.
• Basit Tutun: Tek bir karmaşık diyagram yerine, farklı seviyelerde birden fazla diyagram oluşturun.
• Renkleri ölçülü kullanın: Kategorileri vurgulamak için renkleri tutarlı bir şekilde kullanın.
• Belge Varsayımları: İş kurallarına ilişkin varsayımları açıklayan notlar ekleyin.
• RevPaydaşlarla görüşme: İş birimleri ve teknik ekip şemayı incelesin.
• Sürüm Kontrolü: Tasarım geliştikçe sürümleri güncel tutun.

ER Diyagramları ve UML Sınıf Diyagramları Karşılaştırması

Hem ER diyagramları hem de UML sınıf diyagramları veri modellemesinde kullanılsa da, farklı amaçlara ve bağlamlara hizmet ederler. Hangisinin ne zaman kullanılacağını anlamak, etkili sistem tasarımı için önemlidir.

Görünüş	ER Diyagramı	UML Sınıf Diyagramı
Birincil Amaç	Veri tabanı tasarımı	Yazılım/nesne tasarımı
odak	Veriler ve ilişkiler	Nesneler, yöntemler ve davranışlar
Yöntemler/Operaleri	Desteklenmez	Tam destekli
miras	Sınırlı (sadece EER'de)	Tam destek
Sanayi Kullanımı	Veritabanı yöneticileri, veri analistleri	Yazılım geliştiriciler, mimarlar

SSS