ER-диаграмма — это… Описание, виды, правила построения

Диаграммы связи сущностей ER — это блок-схемы, которые иллюстрируют, как «сущности» (люди, объекты или концепции) соотносятся друг с другом в системе. Диаграмма ER — наиболее часто используемая модель для разработки или отладки реляционных баз данных в программном обеспечении, информационных системах бизнеса и областях исследований. Он использует серию геометрических символов, таких как прямоугольник, ромб, овал и линии, чтобы представить отношения между объектами, отношениями и их атрибутами.

Эта диаграмма ER связана со структурой данных DSD, которая фокусируется на отношениях элементов внутри сущностей, а не на отношениях между самими объектами. Диаграммы ER также часто используются в сочетании с диаграммами потоков данных DFD, которые отображают информацию о процессах или системах.

История моделей ER

Разработка этой ER-диаграммы приписывается Питеру Чену, преподавателю Университета Карнеги-Меллона в Питтсбурге. Он начал использовать его для проектирования баз данных в 70-х годах прошлого века. В качестве доцента в Школе менеджмента Слоуна Массачусетского технологического института в 1976 году он опубликовал статью под названием «Модель отношений сущностей к унифицированному представлению данных». В более широком историческом смысле понимание картины взаимосвязи вещей восходит к Древней Греции, принципы которой были обнаружены в трудах Аристотеля, Сократа и Платона.

Они упоминаются в трудах философов-логиков более позднего исторического периода: Чарльза Сандерса Пирса и Готтлоффа Фреге. В 1960-х и 1970-х годах Чарльз Бахманн работал с единомышленниками над теоретической моделью Чена. Бахманн разработал схему структуры данных, получившую его имя. Браун опубликовал статьи о моделировании реальных систем. Джеймс Мартин добавил уточнения к этой ER-диаграмме. Работа Чена, Бахмана, Брауна, Мартина и других привела к разработке унифицированного языка моделирования (UML), используемого при разработке программного обеспечения.

Использование диаграмм

Схема связи при оказании первой помощи

Этот метод используется для моделирования и проектирования реляционных баз данных в диаграммах ER. Это особенно часто используется в логической модели и с точки зрения конкретной технологии, которая будет реализована в физической модели данных. В разработке программного обеспечения ER-диаграмма часто является начальным этапом определения требований к дизайну информационной системы. Реляционная база данных имеет эквивалентную реляционную таблицу и поэтому выражается по мере необходимости.

Области использования:

  1. Устранение неполадок с базой данных. Диаграммы ER используются для анализа существующих баз данных для поиска и решения проблем в логике или распределении. На чертеже схемы должно быть показано, где это происходит.
  2. Информационные системы для бизнеса. Диаграммы используются для проектирования или анализа реляционных баз данных, используемых в бизнес-процессах. Любой бизнес-процесс, использующий данные полей, которые включают сущности, действия и взаимодействия, потенциально может выиграть от реляционной базы данных. Он может упростить процессы, упростить информацию и улучшить результаты.
  3. Реорганизация бизнес-процессов (BPR). Шаблоны ER-диаграмм помогают анализировать базы данных, используемые при реорганизации бизнес-процессов.
  4. Образование. База данных сегодня является методом хранения реляционной информации для образовательных целей и последующего поиска, поэтому ER-диаграммы могут быть полезны при планировании этих структур.
  5. Исследовать. Поскольку так много исследований сосредоточено на структурированных фактах, ER могут играть ключевую роль в создании баз данных, полезных для их анализа.

Компоненты и особенности

Диаграммы ER состоят из сущностей, отношений и атрибутов. Они также отображают количество элементов, которое определяет отношения в виде чисел.

Компоненты и особенности

Сущность — это объект, который можно определить как личность, концепцию или событие. Он может содержать хранящиеся в нем данные. Примеры: клиент, студент, автомобиль или товар. Обычно отображается в виде прямоугольника. Тип объекта — это группа определяемых элементов, таких как студенты или спортсмены, а субъектом будет конкретный студент или спортсмен. Другие примеры: клиенты, автомобили или товары.

Набор сущностей совпадает с их типом, но определяется в определенное время, например, студенты, обучающиеся в классе в первый день. Связанный термин — это случай, когда конкретный человек или транспортное средство будет набором объектов.

Сущности классифицируются как сильные, слабые и ассоциативные. Сильный объект определяется только его характеристиками, а слабый — нет. Ассоциативный вид соединяет объекты или элементы. Ключи сущности указывают на атрибут, который идентифицирует объект в коллекции.

Они делятся на следующие категории:

  • Кандидат.
  • Супер.
  • Начальный.

Супер — атрибуты, определяющие объекты в наборе сущностей. Ключ кандидата: имеет как можно меньше атрибутов. Первичный ключ — выбирается разработчиком базы данных для однозначной идентификации набора объектов.

Отношения и атрибут

Рекурсивные отношения

Отношения — это то, как субъекты действуют друг на друга или относятся друг к другу. Например, студент может записаться на курс. Этими двумя объектами будут студент и курс, а изображенная ссылка — это акт о зачислении, который соединяет эти два объекта. Отношения обычно отображаются ромбами. Рекурсивные отношения: один и тот же человек вступает в отношения несколько раз.

Отношения и атрибут

Атрибут часто отображается в виде овала или круга. Описательный атрибут: свойство или характеристика отношения к объекту.

Категории атрибутов

Атрибуты подразделяются на простые, составные, производные, однозначные или многозначные.

Их категории:

  1. Просто: это означает, что значение атрибута является атомарным и не может быть далее разделено, например, номер телефона.
  2. Составной или Составной — вторичный атрибут, производный от атрибута.
  3. Производный: атрибут вычисляется или иным образом выводится из другого атрибута, например определение возраста на основе даты рождения.

Многозначный: обозначение нескольких значений атрибута, например нескольких телефонных номеров для человека.

Уникальный: значение атрибута.

Типы объединяются в простые или составные атрибуты.

Представление мощности

Количество элементов определяет числовые атрибуты, отношения между двумя объектами или наборами сущностей. Три основных кардинальных отношения — один к одному, один ко многим и многие ко многим. Отдельным примером может быть студент, связанный с почтовым адресом. Пример «один ко многим» или «многие ко многим» зависит от направления отношений: студент записывается на несколько курсов, но все они имеют одну и ту же обратную ссылку на студента. Примеры «многие ко многим»: студенты, как группа, связаны с несколькими учителями, а учителя, в свою очередь, связаны с несколькими студентами.

Представление власти

Мощность может отображаться как обратная или равная в зависимости от того, где показаны символы. У него есть ограничения по количеству элементов — минимальные или максимальные числа.

Компоненты ER можно приравнять к частям речи, как это сделал Питер Чен. В этом примере показано, как диаграмма ER сравнивается с грамматикой:

  1. Распространенное имя. Тип объекта. Пример: студент.
  2. Правильное имя. Сущность. Пример: Салли Смит.
  3. Глагол, тип отношения. Пример: регистрация.
  4. Прилагательный атрибут объекта. Пример: второй год.
  5. Наречие, атрибут отношения. Пример: в цифровом виде.

Язык запросов к базе данных ERROL эффективно имитирует конструкции естественного языка. ERROL основан на переработанной реляционной алгебре (RRA) и работает с моделями ER для отражения их лингвистических аспектов. Существует несколько систем обозначений, которые в целом похожи, но все же отличаются некоторыми особенностями:

  1. Стиль обозначений Чена.
  2. Стиль Бахмана.
  3. Стиль IDEF1X.
  4. Стиль Баркера.

Модели концептуальных, логических и физических данных

Создание ER-диаграммы и модели данных обычно создается на трех уровнях детализации:

  1. Концептуальная модель данных — это представление самого высокого уровня, содержащее мельчайшие детали. Его значение указывает на общий масштаб модели и представление архитектуры системы. Для системы меньшего размера может не потребоваться покраска. Вместо этого они начинают с логической модели.
  2. Логическая модель данных: содержит больше деталей, чем концептуальные данные. Он более подробно определяет операционные и транзакционные сущности. Логическая модель не зависит от технологии, в которой она будет реализована.
  3. Физическая модель данных.

Обратите внимание, что аналогичные уровни детализации и объема существуют и в других типах диаграмм, например в потоках данных.

Реляционные данные

Иногда инженеры выделяют ER-диаграммы с дополнительными иерархиями, чтобы добавить необходимые уровни информации и разработать базу данных. Например, они могут добавлять группы, расширяя их суперклассами и ограничивая их подклассами только для реляционных данных. Диаграммы ER показывают эту реляционную структуру только для неструктурированных данных.

Если данные не четко очерчены в границах поля, количество строк и столбцов диаграммы ER будет ограничено. То же самое можно сказать и о полуструктурированных данных, поскольку только некоторые из них будут полезны.

Создание основных конструкций

Прежде чем приступить к созданию диаграммы ER, определите все объекты. Сущность отображается один раз на определенной диаграмме. Создайте прямоугольники для всех объектов и назовите их правильно. Определите отношения. Соедините их линиями и добавьте ромб посередине, описывая их действия. Добавляйте атрибуты к объектам. Дайте им понятные имена, чтобы их можно было легко отличить.

Звучит просто, но в сложной системе это может быть сложно. Это то, что только улучшится с практикой. Начинающим разработчикам лучше всего воспользоваться готовыми шаблонами диаграмм ER, чтобы они могли быстро приступить к работе и улучшить свою практику.

Пример для разработки программного обеспечения

Диаграммы отношений сущностей используются при разработке программного обеспечения на многих этапах планирования проекта. Они помогают идентифицировать различные элементы системы, их отношения друг к другу и часто используются в качестве основы для диаграмм потоков данных или DFD.

Например, программное обеспечение инвентаризации, используемое в розничном магазине, будет иметь базу данных, в которой отслеживаются такие товары, как покупки, товар, тип товара, происхождение товара и цена товара. Предоставление этой информации с помощью ER-диаграммы будет выглядеть примерно так:

Базовая схема ER

На диаграмме информация внутри овальных форм является атрибутом определенного объекта.

Диаграммы потоков

Диаграммы ER обычно используются вместе с диаграммой потока данных для визуализации содержимого магазина. Они помогают визуализировать общую взаимосвязь данных. Вы можете вручную нарисовать отношения между сущностями при создании диаграммы ER. Однако более сложные системы и внешняя аудитория нуждаются в программном обеспечении для построения диаграмм, таком как Creately, для создания визуально привлекательных и точных ER-диаграмм.

Программное обеспечение для построения диаграмм ER, предлагаемое Creately в качестве онлайн-сервиса, довольно просто в использовании. Он также отлично подходит для команд разработчиков благодаря мощной поддержке совместной работы.

Преимущества в управлении БД

Схема модели ER

Базы данных ER-диаграмм — очень полезная среда для создания наборов данных и управления ими. Во-первых, диаграмму ER легко понять. Это означает, например, что дизайнеры могут использовать ER-диаграммы, чтобы легко общаться с разработчиками, клиентами и конечными пользователями, независимо от их ИТ-профессионализма.

Их легко преобразовать в реляционные таблицы, которые можно использовать для быстрого создания баз данных. Кроме того, диаграммы ER могут использоваться непосредственно разработчиками баз данных в качестве шаблона для ввода данных в определенные программные приложения. Их можно применять в других контекстах, например, для описания различных отношений и операций внутри организации.

Диаграмма ER очень популярна, потому что имеет множество преимуществ:

  1. Эффективное общение позволяет читателям легко понять отношения между различными областями диаграммы ER.
  2. Символы используются для эффективного представления информации, а также помогают понять, как работает база данных.
  3. Визуальное представление диаграмм потоков данных вместе с диаграммами ER можно эффективно использовать для визуального представления макета.
  4. Легкое понимание конструкции с использованием диаграмм ER.
  5. Высокая гибкость. Диаграмму ER можно эффективно использовать для установления отношений с существующими системами. Для этого можно использовать математические формулы и реляционные таблицы.

В Интернете доступно несколько инструментов, связанных с созданием и редактированием шаблонов электронной отчетности:

  1. Pony ORM — позволяет пользователям создавать таблицы базы данных с помощью диаграмм Pony ORM и ER.
  2. Edra Soft — Помогает быстро создавать ЭМ диаграммы.
  3. Рисование: помогает эффективно рисовать блок-схемы и диаграммы ER.
  4. ERD Plus — может использоваться для создания звездообразных диаграмм и реляционных диаграмм вместе с диаграммами ER.
  5. Lucidchart: позволяет пользователям импортировать базовую структуру диаграммы ER для эффективной автоматизации процессов.
  6. ERDiagrams — можно использовать для бесплатной загрузки готовых диаграмм ER.

Советы новичкам

ER диаграмма тематической области

Первым шагом в создании отделения неотложной помощи является определение всех предметов, которые вы планируете использовать. Сущность — это не что иное, как прямоугольник, описывающий системную информацию. Это может быть заказчик, менеджер, счет, программа. Нарисуйте прямоугольник для каждого объекта.

Затем определите взаимосвязь диаграммы ER между двумя объектами. Нарисуйте сплошную линию, соединяющую два объекта. Определите отношения. Нарисуйте ромб действия между двумя объектами и напишите краткое описание того, как они связаны.

Затем атрибуты добавляются. Их следует добавлять с помощью символов овальной формы. Завершите схему, соединив объекты линиями и добавив ромбики для описания каждой взаимосвязи, пока не будут описаны все взаимосвязи. Каждый из объектов может иметь какие-то отношения, у некоторых может быть больше одного, что вполне нормально.

Советы по созданию эффективных диаграмм ER:

  • Показывает уровень детализации, необходимый для настраиваемого пункта назначения. В зависимости от требуемых условий может потребоваться построение концептуальной, логической или физической модели.
  • Перед созданием ER-диаграммы убедитесь, что каждый объект на диаграмме отображается один раз.
  • Используйте цвета, чтобы выделить важные части диаграммы.
  • Эффективно используйте цветовое кодирование. Вы можете использовать цвета для классификации похожих объектов или для выделения ключевых областей на диаграммах.
  • Если вы устраняете проблему с базой данных, остерегайтесь ошибок взаимосвязи, отсутствующих объектов или атрибутов.
  • Убедитесь, что все элементы выбраны. Переведите диаграммы и графики туда и обратно, если это помогает им достичь своей цели.
  • Удалите неопределенные, повторяющиеся или повторяющиеся отношения между объектами.
  • Избавьтесь от ненужных отношений. Не соединяйте их вместе.
  • Изучите отношения между сущностями.
  • Назовите все сущности, отношения и атрибуты на схеме.
  • Укажите точное имя для каждого элемента на схеме. Не забывайте использовать существительные в единственном числе в именах объектов. Прилагательные можно использовать для различения объектов, принадлежащих к одному классу (например, работника, занятого неполный рабочий день, и сотрудника, работающего полный рабочий день). Имена атрибутов должны быть значимыми, независимыми от системы и простыми для понимания.
  • Отслеживайте избыточные отношения между сущностями или отношения диаграмм ER.
  • Убедитесь, что диаграмма ER поддерживает все данные, необходимые для архивирования.

Как видно из вышеизложенного, ER особенно полезен там, где вам нужно моделировать данные с точки зрения различных типов и категорий информации и их отношений друг с другом для проектирования базы данных.

Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть