MODEL ENCJI RELACJI: HISTORIA, ELEMENTY, PRZYKŁADY - TECHNOLOGIA - 2025

Żywa relacja modelu (model ER) jest projektowanie struktury logicznej bazy danych, które następnie mogą być wdrażane jako realnej bazy danych. Główne składniki modelu ER to zbiór jednostek i relacji.

Model relacji jednostka opisuje wzajemnie powiązane rzeczy w określonej dziedzinie wiedzy. W inżynierii oprogramowania model ER jest zwykle używany do uwzględniania rzeczy, o których firma musi pamiętać, aby przeprowadzić procesy biznesowe.

Źródło: pixabay.com

Zwykle jest to wyprowadzenie systematycznej analizy w celu określenia i przedstawienia tego, co jest istotne dla procesów w pewnym obszarze biznesowym. Przedstawia jedynie graficznie projekt danych biznesowych, bez definiowania procesów.

Dlatego jest to łatwe w użyciu narzędzie graficzne do modelowania danych, szeroko stosowane w projektowaniu baz danych, które pomaga zidentyfikować encje, które istnieją w systemie i relacje między nimi.

Generalnie jest rysowany za pomocą pudełek (encji), które są połączone liniami (relacjami), wyrażającymi zależności i skojarzenia między tymi encjami.

Diagramy i bazy danych

Model jednostki relacji jest zwykle implementowany jako baza danych. W prostej implementacji relacyjnej bazy danych każdy wiersz w tabeli stanowi instancję jednostki, a każda kolumna stanowi atrybut.

Jednostki charakteryzują się nie tylko relacjami, ale także dodatkowymi właściwościami zwanymi atrybutami, które zawierają identyfikatory zwane „kluczami podstawowymi”.

Diagramy wprowadzone w celu przedstawienia jednostek i relacji, a także atrybutów, można nazwać diagramami relacji jednostka (diagramy ER), a nie modelami relacji między jednostkami.

Dlatego struktura bazy danych jest opisana przy pomocy diagramu relacji encji.

W konsekwencji model ER staje się abstrakcyjnym modelem danych, który definiuje strukturę informacji, którą można zaimplementować w bazie danych, zwykle relacyjną.

Historia

Modelowanie danych stało się modne w latach 70. XX wieku, napędzane potrzebą odpowiedniego modelowania baz danych, a nawet rzeczywistych procesów biznesowych.

Peter Chen spopularyzował model relacji jednostka w swoim słynnym artykule z 1976 r. „Model relacji jednostka - w kierunku ujednoliconego spojrzenia na dane”.

Zaproponowano stworzenie standardowej konwencji, która mogłaby być stosowana w relacyjnych bazach danych. Jego celem było wykorzystanie modelu ER jako koncepcyjnego podejścia do modelowania.

Peter Chen stwierdził w swoim artykule: „Model relacji istota-jednostka przyjmuje bardziej naturalny obraz świata rzeczywistego, który składa się z jednostek i relacji. Zawiera niektóre ważne informacje semantyczne dotyczące świata rzeczywistego ”.

Oprócz projektowania baz danych model ER Chen sprawdza się również w systemach i aplikacjach do modelowania informacji. Język Unified Modeling Language (UML) wywodzi się na wiele sposobów z modelu relacji jednostka.

Inni pionierzy

W zeszłym roku AP Brown opublikował w publikacji Międzynarodowej Federacji Przetwarzania Informacji artykuł zatytułowany „Modelowanie systemu świata rzeczywistego i projektowanie schematu jego reprezentacji”.

Chociaż artykuł Browna był trafny, artykuł Chena był jeszcze bardziej trafny, zwłaszcza że skupiał się na terminach „podmiot” i „związek”. Jest to ogólnie uważane za początek praktyki modelowania danych, jaką znamy dzisiaj.

Na uwagę zasługują również diagramy Bachmana, forma modelowania danych.

Artykuł Charlesa Bachmana z 1969 r. Dla publikacji Data Base wprowadził pojęcie „jednostek” w bazie danych i był jednym z pierwszych diagramów struktury danych, później znanym jako diagram Bachmana. To miało duży wpływ na Petera Chena.

Dostosowanie filozoficzne

Chen był zgodny z tradycjami filozoficznymi i teoretycznymi od czasów starożytnych filozofów greckich Sokratesa, Platona i Arystotelesa (428 pne) do współczesnej epistemologii, semiotyki i logiki Peirce'a, Frege'a i Russella.

Sam Platon wiąże wiedzę z pojmowaniem niezmiennych form. Według Sokratesa formy są archetypami lub abstrakcyjnymi reprezentacjami wielu rodzajów rzeczy i właściwości oraz ich wzajemnych relacji.

Elementy i symbolika

Diagram relacji jednostek przedstawia relacje zestawu jednostek przechowywanych w bazie danych. Oznacza to, że diagramy ER pomagają wyjaśnić logiczną strukturę baz danych.

Przykład: konkretna piosenka jest bytem, ​​podczas gdy zbiór wszystkich piosenek w bazie danych to zbiór jednostek.

-Diagramy relacji między podmiotami

Na pierwszy rzut oka diagram ER wygląda bardzo podobnie do schematu blokowego. Jednak diagram ER zawiera wiele wyspecjalizowanych symboli, a ich znaczenie sprawia, że ​​ten model jest wyjątkowy.

Na poniższym diagramie znajdują się dwie jednostki, uczeń i szkoła, oraz ich relacje. Relacja między uczniem a szkołą jest wiele do jednego, ponieważ szkoła może mieć wielu uczniów, ale uczeń nie może uczyć się w kilku szkołach jednocześnie.

Jednostka Student ma atrybuty, takie jak identyfikacja (Est_Id), nazwa (Est_Nombre) i adres (Est_Address). Encja Szkoła ma atrybuty, takie jak identyfikator (Col_Id) i nazwa (Col_Nombre).

Symbologia

- Prostokąt: reprezentuje zbiór jednostek.

- Elipsa: reprezentuje atrybuty.

- Diament: reprezentuje zestaw relacji.

- Linie: łączy atrybuty z zestawami jednostek i zestawy jednostek z zestawami relacji.

- Podwójna elipsa: atrybuty wielowartościowe.

- Nieciągła elipsa: atrybuty pochodne.

- Podwójny prostokąt: zestawy słabych elementów.

-Elementy

Jednostka

Istota to coś w prawdziwym świecie, co jest łatwo rozpoznawalne. W firmie jest wszystko, co będzie reprezentowane w bazie danych. Może to być coś fizycznego lub po prostu fakt lub zdarzenie, które ma miejsce w prawdziwym świecie.

Może to być miejsce, osoba, obiekt, zdarzenie lub koncepcja przechowująca dane w bazie danych. Cechą charakterystyczną jednostek jest to, że muszą mieć atrybut jako unikalny klucz. Każda jednostka składa się z pewnych atrybutów, które reprezentują tę jednostkę.

Jednostki można traktować jako rzeczowniki. Przykłady: komputer, pracownik, piosenka, twierdzenie matematyczne itp.

Słaba jednostka

Słaba jednostka to jednostka, której nie można jednoznacznie zidentyfikować na podstawie własnych atrybutów i która opiera się na relacji z inną jednostką.

Na przykład konto bankowe nie może być jednoznacznie zidentyfikowane, jeśli bank, do którego należy, nie jest znany. Dlatego rachunek bankowy jest słabym podmiotem.

Atrybut

Atrybut opisuje właściwość jednostki. Jest reprezentowany przez owalny kształt na diagramie ER. Istnieją cztery typy atrybutów:

Kluczowy atrybut

Jest to atrybut, który może jednoznacznie zidentyfikować jednostkę z zestawu jednostek. Na przykład numer identyfikacyjny studenta może jednoznacznie identyfikować ucznia z puli studentów.

Atrybut klucza jest reprezentowany przez elipsę, podobnie jak inne atrybuty. Jednak tekst kluczowego atrybutu jest podkreślony.

Atrybut wielowartościowy

Jest to atrybut, który może zawierać wiele wartości. Jest reprezentowany przez podwójne elipsy na diagramie ER.

Na przykład osoba może mieć więcej niż jeden numer telefonu, więc atrybut numeru telefonu ma wiele wartości.

Pochodny atrybut

Jest to taki, którego wartość jest dynamiczna i pochodzi od innego atrybutu. Jest reprezentowany przez nieciągłą elipsę na diagramie ER.

Na przykład wiek osoby jest atrybutem pochodnym, ponieważ zmienia się w czasie i można go wyprowadzić z innego atrybutu: daty urodzenia.

Związek

Relacja pokazuje, jak jednostki są ze sobą powiązane. Można je traktować jako czasowniki łączące dwa lub więcej rzeczowników. Jest reprezentowany przez kształt rombu na diagramie ER.

Przykłady: relacja między działem a pracownikiem, między komputerem a firmą, relacja między twierdzeniem a matematykiem, między artystą a piosenką itp.

Kardynalność

Liczność określa, ile wystąpień jednej jednostki jest powiązanych z jedną instancją innej jednostki. Zwykłość jest również ściśle związana z licznością.

O ile liczność określa wystąpienia relacji, liczba porządkowa opisuje relację jako wymaganą lub opcjonalną. Użyta w tym celu symbolika jest następująca:

Innymi słowy, liczność określa maksymalną liczbę relacji, a liczność bezwzględną minimalną liczbę relacji. W tym sensie istnieją cztery typy relacji:

Relacja jeden do jednego

Dzieje się tak, gdy pojedyncza instancja jednostki jest powiązana z pojedynczą instancją innej jednostki.

Na przykład osoba ma tylko jeden paszport i tylko jeden paszport jest wydawany jednej osobie.

Relacja jeden do wielu

Dzieje się tak, gdy instancja jednostki jest powiązana z więcej niż jedną instancją innej jednostki.

Na przykład klient może złożyć wiele zamówień, ale wielu klientów nie może złożyć zamówienia.

Relacja wiele do jednego

Dzieje się tak, gdy więcej niż jedna instancja jednostki jest powiązana z pojedynczą instancją innej jednostki.

Na przykład wielu studentów może studiować tylko na jednym uniwersytecie, ale jeden student nie może studiować jednocześnie na wielu uniwersytetach.

Relacja wiele do wielu

Dzieje się tak, gdy więcej niż jedna instancja jednostki jest powiązana z więcej niż jedną instancją innej jednostki.

Na przykład uczeń może być przypisany do wielu projektów, a projekt do wielu uczniów.

Jak stworzyć model encji relacji?

Podczas dokumentowania systemu lub procesu obserwowanie systemu na wiele sposobów zwiększa zrozumienie tego systemu.

Diagramy relacji encji są powszechnie używane do wyświetlania zawartości bazy danych. Pomagają w ogólnej wizualizacji sposobu łączenia danych i są szczególnie przydatne do budowania relacyjnej bazy danych.

Oto kroki wymagane do zbudowania modelu jednostki relacji:

Zidentyfikuj podmioty

Pierwszym krokiem tworzenia diagramu relacji encji jest zidentyfikowanie wszystkich encji, które będą używane. Jednostka to nic innego jak prostokąt z opisem czegoś, o czym system przechowuje informacje.

Należy narysować prostokąt dla każdego elementu, o którym myślisz. Jako przykład są następujące trzy jednostki:

Zidentyfikuj relacje

Przyjrzymy się dwóm elementom, jeśli są ze sobą powiązane, rysowana jest ciągła linia łącząca te dwa elementy.

Aby opisać związek między obiektami, na właśnie dodanej linii rysowany jest romb między dwoma obiektami.

Krótki opis tego, w jaki sposób są one powiązane, powinien być zapisany na diamentie. Idąc za przykładem, mamy:

Rozpoznaj liczebności

Na potrzeby omawianego przykładu wiadomo, że student może być przydzielony do wielu kursów, a nauczyciel może prowadzić tylko jeden kurs. Dlatego schemat wygląda następująco:

Zidentyfikuj atrybuty

Pliki, formularze, raporty i dane, które organizacja obecnie utrzymuje, powinny zostać przeanalizowane w celu zidentyfikowania atrybutów. Można również przeprowadzić wywiady z wieloma interesariuszami w celu zidentyfikowania podmiotów. Na początku ważne jest, aby zidentyfikować atrybuty bez przypisywania ich do konkretnej jednostki.

Gdy masz listę atrybutów, należy je przypisać do wskazanych jednostek. Upewnij się, że atrybut pasuje dokładnie do jednej jednostki. Jeśli uważa się, że atrybut należy do więcej niż jednej jednostki, należy użyć modyfikatora, aby uczynić go unikalnym.

Po przypisaniu identyfikowane są klucze podstawowe. Jeśli unikatowy klucz nie jest dostępny, należy go utworzyć.

W celu ułatwienia przykładu, oprócz klucza, dla każdego elementu pokazany jest tylko jeden atrybut. Można jednak zidentyfikować więcej atrybutów. Klucze podstawowe można odróżnić od innych atrybutów, ponieważ są podkreślone.

Uzupełnij diagram

Kontynuuj łączenie jednostek liniami i dodawanie rombów, aby opisać każdą relację, aż wszystkie relacje zostaną opisane.

Niektóre podmioty mogą nie być powiązane z żadnym innym podmiotem. Z drugiej strony inne jednostki mogą mieć wiele relacji. Bardziej nowoczesna reprezentacja diagramu ER jest następująca:

Wskazówki dotyczące skutecznych diagramów ER

- Upewnij się, że każda jednostka pojawia się na diagramie tylko raz.

- Na diagramie każdej encji, relacji i atrybucie należy nadać nazwę.

- Należy dokładnie zbadać relacje między podmiotami. Czy są naprawdę potrzebne? Czy są jakieś relacje do zdefiniowania? Należy wyeliminować wszelkie zbędne relacje. Relacje nie są ze sobą połączone.

- Wskazane jest użycie kolorów do podkreślenia ważnych części diagramu.

Przykłady

Diagram bazy danych

Istnieją dwa powody, dla których warto utworzyć diagram encji relacji dla bazy danych: Projektujesz nowy model lub musisz udokumentować istniejącą strukturę.

Jeśli masz istniejącą bazę danych, która wymaga udokumentowania, utwórz diagram relacji encji przy użyciu danych bezpośrednio z bazy danych:

Model sprzedaży internetowej

Oto przykład modelu relacji encji w sprzedaży internetowej przy użyciu diagramu relacji encji:

Bibliografia

1. Wikipedia, wolna encyklopedia (2019). Jednostka - model relacji. Zaczerpnięte z: en.wikipedia.org.
2. Smartdraw (2019). Diagram relacji encji. Zaczerpnięte z: smartdraw.com.
3. Chaitanya Singh (2019). Diagram relacji encji - Diagram ER w DBMS. Książka dla początkujących. Zaczerpnięte z: beginnersbook.com.
4. Guru99 (2019). Samouczek dotyczący schematu ER w DBMS (z przykładem). Zaczerpnięte z: guru99.com.
5. Visual Paradigm (2019). Co to jest diagram relacji encji (ERD)? Zaczerpnięte z: visual-paradigm.com.
6. Dataversity (2019). Krótka historia diagramu ER i modelowania informacji. Zaczerpnięte z: dataversity.net.
7. Adrienne Watt (2019). Rozdział 8 Model danych relacji encji. Otwórz Text BC. Zaczerpnięte z: opentextbc.ca.