Модель діаграми зв’язків сутностей (ER) із прикладом СУБД
Фіона Браун
Що таке діаграма ER?
Діаграма швидкої допомоги Діаграма зв’язку сутностей, також відома як ERD, це діаграма, яка відображає зв’язок наборів сутностей, що зберігаються в базі даних. Іншими словами, ER-діаграми допомагають пояснити логічну структуру баз даних. ER-діаграми створюються на основі трьох основних понять: сутності, атрибути та зв’язки.
Діаграми ER містять різні символи, які використовують прямокутники для представлення сутностей, овали для визначення атрибутів і ромби для представлення зв’язків.
На перший погляд діаграма ER дуже схожа на блок-схему. Однак діаграма ER містить багато спеціалізованих символів, і їх значення роблять цю модель унікальною. Метою діаграми ER є представлення інфраструктури сутності.
Що таке модель ER?
Модель ER розшифровується як Entity Relationship Model — високорівнева схема концептуальної моделі даних. Модель ER допомагає систематично аналізувати вимоги до даних для створення добре спроектованої бази даних. Модель ER представляє сутності реального світу та зв’язки між ними. Створення моделі швидкої допомоги в СУБД вважається найкращою практикою перед впровадженням бази даних.
ER моделювання допомагає вам систематично аналізувати вимоги до даних для створення добре спроектованої бази даних. Отже, вважається найкращою практикою завершити моделювання ER перед впровадженням вашої бази даних.
Історія моделей ER
Діаграми ER — це візуальні інструменти, які допомагають представити модель ER. Пітер Чен запропонував діаграму ER у 1971 році для створення єдиної угоди, яку можна використовувати для реляційних баз даних і мереж. Він мав на меті використовувати модель ER як концептуальний підхід до моделювання.
Навіщо використовувати діаграми ER?
Ось основні причини використання діаграми ER
- Допомагає визначити терміни, пов’язані з моделюванням зв’язків сутностей
- Надайте попередній перегляд того, як усі ваші таблиці мають з’єднуватися, які поля будуть у кожній таблиці
- Допомагає описувати сутності, атрибути, відносини
- ER-діаграми можна перевести в реляційні таблиці, що дозволяє швидко створювати бази даних
- Діаграми ER можуть використовуватися розробниками баз даних як план для реалізації даних у конкретних програмних програмах
- Розробник бази даних отримує краще розуміння інформації, яка міститься в базі даних за допомогою діаграми ERP
- Діаграма ERD дозволяє спілкуватися з логічною структурою бази даних користувачам
Факти про діаграмну модель ER
У цьому підручнику з діаграми ERD давайте ознайомимося з деякими цікавими фактами про модель діаграми ER:
- Модель ER дозволяє малювати дизайн бази даних
- Це простий у використанні графічний інструмент для моделювання даних
- Широко використовується в дизайні баз даних
- Це представлення графічного інтерфейсу логічної структури бази даних
- Це допомагає вам визначити сутності, які існують у системі, і зв’язки між цими сутностями
ER Діаграми Символи та позначення
Символи та позначення діаграми зв’язків сутностей в основному містить три основні символи: прямокутник, овал і ромб, які представляють зв’язки між елементами, сутностями та атрибутами. Є кілька піделементів, які базуються на основних елементах діаграми ERD. Діаграма ER — це візуальне представлення даних, яке описує, як дані пов’язані між собою за допомогою різних символів і позначень ERD.
Нижче наведено основні компоненти та їх символи на діаграмах ER:
- Прямокутники: Цей символ діаграми зв’язків сутностей представляє типи сутностей
- Еліпси: Символ представляє атрибути
- Алмази: Цей символ позначає типи відносин
- Рядки: Він пов’язує атрибути з типами сутностей і типи сутностей з іншими типами зв’язків
- Первинний ключ: атрибути підкреслені
- Double Еліпси: Представляти багатозначні атрибути
Компоненти діаграми ER
Ця модель базується на трьох основних концепціях:
- Суб'єкти
- Attributes
- Відносини
Приклади діаграм ER
Наприклад, у базі даних університету ми можемо мати сутності для студентів, курсів і викладачів. Сутність Students може мати такі атрибути, як Rollno, Name та DeptID. Вони можуть мати стосунки з курсами та викладачами.
ЩО ТАКЕ ENTITY?
Реальна річ, жива чи нежива, яку легко впізнати чи не впізнати. Це будь-що на підприємстві, що має бути представлене в нашій базі даних. Це може бути фізична річ або просто факт про підприємство чи подія, яка відбувається в реальному світі.
Сутністю може бути місце, особа, об’єкт, подія або концепція, яка зберігає дані в базі даних. Характеристики сутностей повинні мати атрибут і унікальний ключ. Кожна сутність складається з деяких «атрибутів», які представляють цю сутність.
Приклади сутностей:
- Особа: Співробітник, студент, пацієнт
- Місце: Магазин, буд
- Об'єкт: Машина, продукт і автомобіль
- Подія: Продаж, реєстрація, продовження
- Концепція: Обліковий запис, курс
Позначення сутності
Набір сутностей
студент
Набір сутностей — це група сутностей подібного типу. Він може містити сутності з атрибутами, що мають подібні значення. Сутності представлені своїми властивостями, які також називаються атрибутами. Усі атрибути мають окремі значення. Наприклад, сутність студента може мати ім’я, вік, клас як атрибути.
Приклад сутностей:
Університет може мати кілька кафедр. На всіх цих кафедрах працюють різні викладачі та пропонуються кілька програм.
Деякі курси складають кожну програму. Студенти реєструються на певну програму та записуються на різні курси. Викладач із конкретної кафедри читає кожен курс, і кожен викладач навчає різну групу студентів.
Зв'язок
Відносини — це не що інше, як асоціація між двома або більше сутностями. Наприклад, Том працює на факультеті хімії.
Суб'єкти беруть участь у відносинах. Ми часто можемо визначити зв’язки з дієсловами або дієслівними фразами.
Наприклад:
- Ви відвідуєте цю лекцію
- Я читаю лекцію
- Подібно до сутностей, ми можемо класифікувати відносини за типами відносин:
- Студент відвідує лекцію
- Викладач читає лекцію.
Слабкі сутності
Слабка сутність – це тип сутності, який не має свого ключового атрибута. Його можна однозначно ідентифікувати, розглядаючи первинний ключ іншої сутності. Для цього необхідна участь слабких наборів об’єктів.
У наведених вище прикладах діаграми ER «No Trans» є дискримінатором у групі транзакцій у банкоматі.
Давайте дізнаємося більше про слабку сутність, порівнюючи її з сильною сутністю
| Сильний набір сутностей | Слабкий набір сутностей |
|---|---|
| Сильний набір сутностей завжди має первинний ключ. | Він не має достатньо атрибутів для створення первинного ключа. |
| Він представлений символом прямокутника. | Він представлений символом подвійного прямокутника. |
| Він містить первинний ключ, представлений символом підкреслення. | Він містить частковий ключ, який представлено пунктирним підкресленням. |
| Член сильної множини сутностей називається домінантною множиною сутностей. | Член слабкого набору сутностей, який називається підпорядкованим набором сутностей. |
| Первинний ключ є одним із його атрибутів, який допомагає ідентифікувати його члена. | У слабкому наборі об’єктів це комбінація первинного ключа та часткового ключа сильного набору об’єктів. |
| На діаграмі ER взаємозв’язок між двома сильними наборами сутностей показано за допомогою символу ромба. | Зв’язок між одним сильним і слабким набором сутностей, показаний за допомогою символу подвійного ромба. |
| Лінія з’єднання сильного набору сутностей із відношенням є єдиною. | Лінія, що з’єднує набір слабких об’єктів для визначення зв’язку, є подвійною. |
Attributes
Це однозначна властивість або типу сутності, або типу зв’язку.
Наприклад, лекція може мати атрибути: час, дата, тривалість, місце тощо.
Атрибут у прикладах діаграм ER представлено еліпсом
| Типи атрибутів | Опис |
|---|---|
| Простий атрибут | Прості атрибути не можна далі ділити. Наприклад, контактний номер студента. Його також називають атомним значенням. |
| Складений атрибут | Можна розбити складову ознаку. Наприклад, повне ім’я студента може бути поділено на ім’я, по батькові та прізвище. |
| Похідний атрибут | Цей тип атрибута не включається до фізичної бази даних. Однак їх значення виводяться з інших атрибутів, наявних у базі даних. Наприклад, вік не повинен зберігатися безпосередньо. Натомість його слід отримувати з DOB цього працівника. |
| Багатозначний атрибут | Багатозначні атрибути можуть мати більше одного значення. Наприклад, студент може мати більше одного мобільного номера, адреси електронної пошти тощо. |
Кардинальність
Визначає числові атрибути зв’язку між двома сутностями або наборами сутностей.
Різні типи кардинальних відносин:
- Відносини один-на-один
- Відносини «один до багатьох».
- Відносини від травня до одного
- Відносини «багато до багатьох».
1.Один на один:
Одна сутність із набору сутностей X може бути пов’язана щонайбільше з однією сутністю набору сутностей Y і навпаки.
Приклад: один студент може зареєструватися на кілька курсів. Однак усі ці курси мають єдиний рядок до одного студента.
2.Один до багатьох:
Одна сутність із набору сутностей X може бути пов’язана з кількома сутностями набору сутностей Y, але сутність із набору сутностей Y може бути пов’язана принаймні з однією сутністю.
Наприклад, один клас складається з кількох учнів.
3. Багато до одного
Більш ніж одна сутність із набору сутностей X може бути пов’язана щонайбільше з однією сутністю з набору сутностей Y. Однак сутність із набору сутностей Y може бути пов’язана або не може бути пов’язана з кількома сутностями з набору сутностей X.
Наприклад, багато учнів належать до одного класу.
4. Багато до багатьох:
Одна сутність з X може бути пов’язана з кількома сутностями з Y і навпаки.
Наприклад, Студенти як група пов’язані з декількома викладачами, а викладачі можуть бути пов’язані з кількома студентами.
Як створити діаграму зв’язків сутностей (ERD)
Тепер у цьому посібнику з діаграми ERD ми навчимося створювати діаграму ER. Нижче наведено кроки для створення діаграми ER.
Давайте вивчимо їх на прикладі діаграми зв’язків сутностей:
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
Крок 1) Ідентифікація сутності
У нас є три сутності
- студент
- Курс
- Професор
Крок 2) Ідентифікація стосунків
У нас є наступні два відносини
- Учень є призначений курс
- Професор постачає курс
Крок 3) Ідентифікація потужності
Для їх формулювання проблеми ми знаємо, що,
- Студент може бути призначений множинний курси
- Доставляти може лише професор один курс
Крок 4) Визначте атрибути
Вам потрібно вивчити файли, форми, звіти, дані, які зараз зберігаються організацією, щоб визначити атрибути. Ви також можете провести інтерв’ю з різними зацікавленими сторонами, щоб ідентифікувати суб’єкти. Спочатку важливо ідентифікувати атрибути, не зіставляючи їх із певною сутністю.
Отримавши список атрибутів, вам потрібно зіставити їх із ідентифікованими об’єктами. Переконайтеся, що атрибут має поєднуватися лише з однією сутністю. Якщо ви вважаєте, що атрибут має належати більш ніж одній сутності, використовуйте модифікатор, щоб зробити його унікальним.
Після завершення відображення визначте первинні ключі. Якщо унікальний ключ недоступний, створіть його.
| Сутність | Первинний ключ | атрибут |
|---|---|---|
| студент | Student_ID | Ім'я студента |
| Професор | Employee_ID | ProfessorName |
| Курс | Course_ID | Назва курсу |
Для Course Entity атрибутами можуть бути Duration, Credits, Assignments тощо. Для зручності ми розглянули лише один атрибут.
Крок 5) Створіть діаграму ERD
Більш сучасне представлення прикладу діаграми зв’язків сутностей
Найкращі практики для розробки ефективних діаграм ER
Ось деякі найкращі практики або приклади для розробки ефективних діаграм ER.
- Усуньте будь-які зайві сутності або зв’язки
- Ви повинні переконатися, що всі ваші сутності та зв’язки правильно позначені
- Можуть бути різні дійсні підходи до діаграми ER. Ви повинні переконатися, що діаграма ER підтримує всі дані, які потрібно зберігати
- Ви повинні переконатися, що кожна сутність з’являється на ER-схемі лише один раз
- Назвіть кожен зв’язок, сутність і атрибут, представлені на вашій діаграмі
- Ніколи не пов'язуйте відносини один з одним
- Ви повинні використовувати кольори, щоб виділити важливі частини діаграми ER
Підсумки
- Модель ER в СУБД розшифровується як модель сутності-зв’язку
- Модель ER — це діаграма моделі даних високого рівня
- Діаграми ER – це візуальний інструмент, який допомагає представити модель ER
- ER-діаграми в СУБД є схемою бази даних
- Діаграма взаємозв'язків сутностей СУБД відображає зв'язки набору сутностей, що зберігаються в базі даних
- Діаграми ER допомагають визначити терміни, пов’язані з моделюванням зв’язків сутностей
- Модель ER в СУБД базується на трьох основних концепціях: сутності, атрибути та зв’язки
- Сутністю може бути місце, особа, об’єкт, подія або концепція, яка зберігає дані в базі даних (СУБД)
- Відносини — це не що інше, як асоціація між двома або більше сутностями
- Слабка сутність – це тип сутності, який не має свого ключового атрибута
- Це однозначна властивість або типу сутності, або типу зв’язку
- Це допомагає вам визначити числові атрибути зв’язку між двома сутностями або наборами сутностей
- ER-Diagram DBMS — це візуальне представлення даних, які описують, як дані пов’язані один з одним
- Під час малювання діаграм ER у СУБД ви повинні переконатися, що всі ваші сутності та зв’язки правильно позначені.
