نمودار رابطه نهاد (ERD) چیست؟

ملزومات نمودارهای ER و مدل های ER را به همراه ریشه ، کاربردها ، مثالها ، مؤلفه ها ، محدودیت ها و دستورالعمل های مربوط به نحوه ترسیم آنها با استفاده از ابزار ER Diagram ما بیاموزید.

آیا می خواهید ERD خود را بسازید؟LucidChart را امتحان کنید. این سریع ، آسان و کاملاً رایگان است.

نمودار ER چیست؟

نمودار رابطه نهاد (ER) نوعی نمودار جریان است که نشان می دهد چگونه "موجودات" مانند افراد ، اشیاء یا مفاهیم با یکدیگر در یک سیستم ارتباط دارند. نمودارهای ER اغلب برای طراحی یا اشکال زدایی بانکهای اطلاعاتی رابطه ای در زمینه مهندسی نرم افزار ، سیستم های اطلاعات تجاری ، آموزش و تحقیقات استفاده می شود. آنها همچنین به عنوان مدل های ERDS یا ER شناخته می شوند ، آنها از مجموعه مشخصی از نمادها مانند مستطیل ، الماس ، بیضی و خطوط اتصال استفاده می کنند تا به هم پیوسته موجودات ، روابط و ویژگی های آنها را نشان دهند. آنها ساختار گرامری را نشان می دهند ، با موجودات به عنوان اسم و روابط به عنوان افعال.

نمودارهای ER مربوط به نمودارهای ساختار داده (DSD) هستند که به جای روابط بین خود نهادها بر روابط عناصر موجود در موجودات متمرکز می شوند. نمودارهای ER نیز اغلب در رابطه با نمودارهای جریان داده (DFDS) استفاده می شوند که جریان اطلاعات را برای فرآیندها یا سیستم ها ترسیم می کند.

تاریخچه مدل های ER

پیتر چن (A. K. A. پیتر پین شان چن) ، در حال حاضر عضو هیئت علمی در دانشگاه کارنگی-مولون در پیتسبورگ ، به توسعه مدل سازی ER برای طراحی پایگاه داده در دهه 1970 اعتبار دارد. وی در حالی که به عنوان استادیار در دانشکده مدیریت Sloan MIT خدمت می کرد ، در سال 1976 یک مقاله اصلی را با عنوان "مدل رابطه نهاد: به سمت یک دیدگاه یکپارچه از داده ها" منتشر کرد.

به معنای وسیع تر ، تصویر به هم پیوستن چیزها به حداقل یونان باستان ، با آثار ارسطو ، سقراط و افلاطون باز می گردد. اخیراً در آثار قرن نوزدهم و بیستم از فیلسوف های فلاسفه مانند چارلز سندرز پیرس و گوتلوب فرژ دیده می شود.

در دهه 1960 و 1970 ، چارلز باچمن (فوق) و A. P. G. براون با پیشینیان نزدیک رویکرد چن کار می کرد. باخمن نوعی از نمودار ساختار داده را ایجاد کرد که از وی به عنوان نمودار باخمن نامگذاری شده است. براون آثار مربوط به مدل سازی سیستم های دنیای واقعی را منتشر کرد. جیمز مارتین اصلاحات ERD را اضافه کرد. کار چن ، باخمن ، براون ، مارتین و دیگران نیز در توسعه زبان مدل سازی یکپارچه (UML) نقش داشته است که به طور گسترده در طراحی نرم افزار مورد استفاده قرار می گیرد.

استفاده از نمودارهای رابطه نهاد

• طراحی پایگاه داده: نمودارهای ER برای مدل سازی و طراحی بانکهای اطلاعاتی رابطه ای ، از نظر منطق و قوانین تجاری (در یک مدل داده منطقی) و از نظر فناوری خاص که باید اجرا شود (در یک مدل داده فیزیکی) در مهندسی نرم افزار استفاده می شود. نمودار ER اغلب یک مرحله اولیه در تعیین الزامات مربوط به یک پروژه سیستم های اطلاعاتی است. همچنین بعداً برای مدل سازی یک پایگاه داده یا پایگاه داده خاص استفاده می شود. یک بانک اطلاعاتی رابطه ای دارای یک جدول رابطه ای معادل است و به طور بالقوه می تواند در صورت لزوم از این طریق بیان شود.
• عیب یابی پایگاه داده: از نمودارهای ER برای تجزیه و تحلیل بانکهای اطلاعاتی موجود برای یافتن و حل مشکلات در منطق یا استقرار استفاده می شود. ترسیم نمودار باید فاش کند که در آن اشتباه است.
• سیستم های اطلاعات تجاری: از نمودارها برای طراحی یا تجزیه و تحلیل بانکهای اطلاعاتی رابطه ای که در فرآیندهای تجاری استفاده می شود استفاده می شود. هر فرآیند تجاری که از داده های میدانی مربوط به اشخاص ، اقدامات و تعامل استفاده می کند ، به طور بالقوه می تواند از یک پایگاه داده رابطه ای بهره مند شود. این می تواند فرآیندها را ساده تر کند ، اطلاعات را راحت تر کشف کرده و نتایج را بهبود بخشد.
• مهندسی مجدد فرآیند تجارت (BPR): نمودارهای ER در تجزیه و تحلیل پایگاه داده های مورد استفاده در مهندسی مجدد فرآیند تجارت و در مدل سازی یک پایگاه داده جدید کمک می کنند.
• آموزش و پرورش: پایگاه داده ها روش امروز برای ذخیره اطلاعات رابطه ای برای اهداف آموزشی و بازیابی بعدی هستند ، بنابراین نمودارهای ER می توانند در برنامه ریزی آن ساختارهای داده ارزشمند باشند.
• تحقیقات: از آنجا که تحقیقات زیادی بر روی داده های ساخت یافته متمرکز است ، نمودارهای ER می توانند نقش مهمی در تنظیم پایگاه داده های مفید برای تجزیه و تحلیل داده ها داشته باشند.

مؤلفه ها و ویژگی های یک نمودار ER

نمودارهای ER از موجودات ، روابط و ویژگی ها تشکیل شده اند. آنها همچنین کاردینال بودن را به تصویر می کشند ، که روابط را از نظر اعداد تعریف می کند. در اینجا یک واژه نامه وجود دارد:

وجود، موجودیت

یک چیز قابل تعریف - مانند یک شخص ، شی ، مفهوم یا رویداد - که می تواند داده هایی را در مورد آن ذخیره کند. به موجودات به عنوان اسم فکر کنید. مثال: مشتری ، دانش آموز ، ماشین یا محصول. به طور معمول به عنوان مستطیل نشان داده شده است.

Entity Type: گروهی از موارد قابل تعریف مانند دانشجویان یا ورزشکاران ، در حالی که این نهاد دانش آموز یا ورزشکار خاصی خواهد بود. مثالهای دیگر: مشتریان ، اتومبیل یا محصولات.

مجموعه موجودیت: همانند یک نوع موجودیت ، اما در یک نقطه خاص از زمان ، مانند دانش آموزانی که در روز اول در یک کلاس ثبت نام کرده اند تعریف شده است. نمونه های دیگر: مشتریانی که ماه گذشته خریداری کردند ، اتومبیل هایی که هم اکنون در فلوریدا ثبت شده اند. یک اصطلاح مرتبط به عنوان مثال است که در آن شخص یا ماشین خاص نمونه ای از مجموعه موجودیت خواهد بود.

دسته های موجودیت: نهادها به عنوان قوی ، ضعیف یا انجمنی طبقه بندی می شوند. یک موجود قوی را می توان فقط با ویژگی های خاص خود تعریف کرد ، در حالی که یک موجود ضعیف نمی تواند. یک نهاد انجمنی نهادها (یا عناصر) در یک مجموعه موجودیت.

کلیدهای موجودیت: به یک ویژگی اشاره دارد که به طور منحصر به فرد یک موجودیت را در یک مجموعه موجودیت تعریف می کند. کلیدهای موجودیت می توانند فوق العاده ، نامزد یا اصلی باشند. Super Key: مجموعه ای از ویژگی ها (یک یا چند) که با هم یک موجودیت را در یک مجموعه موجود تعریف می کنند. کلید کاندیدای: یک کلید فوق العاده حداقل ، به این معنی که کمترین تعداد ممکن از ویژگی ها را دارد که هنوز هم یک کلید فوق العاده است. یک مجموعه نهاد ممکن است بیش از یک کلید کاندیدای آن داشته باشد. کلید اصلی: یک کلید نامزد انتخاب شده توسط طراح پایگاه داده برای شناسایی منحصر به فرد مجموعه موجودیت. کلید خارجی: رابطه بین نهادها را مشخص می کند.

ارتباط

چگونه نهادها به یکدیگر عمل می کنند یا با یکدیگر در ارتباط هستند. به روابط به عنوان افعال فکر کنید. به عنوان مثال ، دانش آموز نامگذاری شده ممکن است برای یک دوره ثبت نام کند. این دو نهاد دانش آموز و دوره خواهند بود و رابطه به تصویر کشیده شده عمل ثبت نام است و این دو نهاد را از این طریق متصل می کند. روابط به طور معمول به عنوان الماس یا برچسب ها به طور مستقیم در خطوط اتصال نشان داده می شوند.

رابطه بازگشتی: همان موجودیت بیش از یک بار در رابطه شرکت می کند.

صفت

یک خاصیت یا ویژگی یک موجود. اغلب به عنوان یک بیضی یا دایره نشان داده می شود.

ویژگی توصیفی: یک خاصیت یا ویژگی یک رابطه (در مقابل یک موجود.)

مقولات ویژگی ها: ویژگی ها به عنوان ساده ، کامپوزیت ، مشتق و همچنین تک ارزش یا چند ارزش طبقه بندی می شوند. ساده: به این معنی که مقدار ویژگی اتمی است و نمی توان بیشتر تقسیم شد ، مانند شماره تلفن. کامپوزیت: بهار فرعی از یک ویژگی. مشتق شده: نسبت داده شده از یک ویژگی دیگر ، مانند سن از تولد ، محاسبه می شود یا در غیر این صورت حاصل می شود.

چند ارزش: بیش از یک مقدار ویژگی مشخص شده است ، مانند شماره تلفن های متعدد برای یک شخص.

تک ارزش: فقط یک مقدار ویژگی. انواع می توانند ترکیب شوند ، مانند: ویژگی های ساده یک ارزش یا ویژگی های چند ارزش کامپوزیت.

قدرتمندی

ویژگی های عددی رابطه بین دو نهاد یا مجموعه موجودیت را تعریف می کند. سه رابطه اصلی کاردینال یک به یک ، یک به یک و بسیاری است. یک مثال یک به یک دانشجویی است که با یک آدرس پستی همراه است. یک نمونه یک به یک (یا بسیاری از آنها ، بسته به جهت رابطه): یک دانش آموز برای چندین دوره ثبت نام می کند ، اما تمام این دوره ها یک خط واحد به آن دانش آموز دارند. مثال بسیاری از موارد: دانشجویان به عنوان یک گروه با چندین عضو هیئت علمی در ارتباط هستند و اعضای هیئت علمی به نوبه خود با دانشجویان متعدد همراه هستند.

دیدگاه های کاردینالیت: کاردینال بودن را می توان بسته به جایی که نمادها نشان داده شده است ، به صورت ظاهری یا یک طرف نشان دهید.

محدودیت های کاردینالیت: حداقل یا حداکثر اعدادی که در مورد یک رابطه اعمال می شود.

نقشه برداری از زبان طبیعی

همانطور که پیتر چن انجام داد ، اجزای ER می توانند با بخش هایی از گفتار برابر شوند. این نشان می دهد که چگونه یک نمودار ER با یک نمودار گرامر مقایسه می شود:

• اسم مشترک: نوع موجودیت. مثال: دانش آموز.
• اسم مناسب: موجودیت. مثال: سالی اسمیت.
• فعل: نوع رابطه. مثال: ثبت نام می کند.(مانند یک دوره ، که می تواند نوع دیگری باشد.)
• صفت: ویژگی برای موجودیت. مثال: سوفور.
• قید: ویژگی برای رابطه. مثال: به صورت دیجیتالی.

زبان پرس و جو در پایگاه داده Errol در واقع از سازه های زبان طبیعی تقلید می کند. Errol مبتنی بر جبر رابطه ای تغییر شکل (RRA) است و با مدل های ER کار می کند و جنبه های زبانی آنها را ضبط می کند.

نمودار با LucidChart سریع و آسان است. امروز یک آزمایش رایگان را شروع کنید تا شروع به ایجاد و همکاری کنید.

نمادها و نمادهای ERD

چندین سیستم نمادین وجود دارد ، که مشابه هستند اما در چند مورد متفاوت هستند.

سبک نماد چن

پا/مارتین/سبک مهندسی اطلاعات

سبک باخمن

سبک idef1x

سبک بارکر

مثال ها

در زیر نمونه هایی از نمودارهای ERD ساخته شده در هر سیستم وجود دارد.

مدلهای داده مفهومی ، منطقی و فیزیکی

مدل ها و مدل های داده ER به طور معمول در سه سطح جزئیات ترسیم می شوند:

• مدل داده های مفهومی: نمای بالاترین سطح حاوی کمترین جزئیات. مقدار آن نشان دهنده دامنه کلی مدل و به تصویر کشیدن معماری سیستم است. برای یک سیستم با دامنه کوچکتر ، ممکن است نیازی به ترسیم نباشد. در عوض ، با مدل منطقی شروع کنید.
• مدل داده های منطقی: حاوی جزئیات بیشتری نسبت به یک مدل مفهومی است. اشخاص عملیاتی و معامله ای دقیق تر اکنون تعریف شده اند. مدل منطقی مستقل از فناوری است که در آن اجرا خواهد شد.
• مدل داده های فیزیکی: ممکن است یک یا چند مدل فیزیکی از هر مدل منطقی تهیه شود. مدل های فیزیکی باید جزئیات فناوری کافی را برای تولید و پیاده سازی پایگاه داده واقعی نشان دهند.

توجه داشته باشید که جزئیات و سطح دامنه مشابه در انواع دیگر نمودارها مانند نمودارهای جریان داده وجود دارد ، اما این امر با رویکرد سه طرحواره مهندسی نرم افزار ، که اطلاعات را کمی متفاوت تقسیم می کند ، در تضاد است. بعضی اوقات ، مهندسان نمودارهای ER را با سلسله مراتب اضافی جدا می کنند تا سطح اطلاعات لازم را برای طراحی پایگاه داده اضافه کنند. به عنوان مثال ، آنها ممکن است گروه بندی ها را با گسترش با کلاس های فوق العاده و پایین با زیر کلاس ها اضافه کنند.

محدودیت های نمودارها و مدل های ER

• فقط برای داده های رابطه ای: درک کنید که هدف نشان دادن روابط است. نمودارهای ER فقط آن ساختار رابطه را نشان می دهند.
• نه برای داده های بدون ساختار: مگر اینکه داده ها به طور پاک در زمینه ها ، ردیف ها یا ستون ها پاک شوند ، نمودارهای ER احتمالاً از کاربرد محدودی برخوردار نیستند. در مورد داده های نیمه ساختار یافته نیز همین مسئله صادق است ، زیرا فقط برخی از داده ها مفید خواهند بود.
• مشکل ادغام با یک پایگاه داده موجود: استفاده از مدل های ER برای ادغام با یک پایگاه داده موجود می تواند به دلیل معماری های مختلف یک چالش باشد.

نحوه ترسیم یک نمودار اصلی ER

هدف و دامنه: هدف و دامنه آنچه را که شما تجزیه و تحلیل یا مدل سازی می کنید تعریف کنید.

اشخاص: موجودات درگیر را شناسایی کنید. هنگامی که آماده هستید ، شروع به ترسیم آنها در مستطیل ها (یا انتخاب سیستم خود در سیستم) و برچسب زدن آنها به عنوان اسم کنید.

روابط: چگونگی ارتباط همه موجودات را تعیین کنید. برای نشان دادن روابط و برچسب زدن به آنها ، خطوط بین آنها را بکشید. برخی از نهادها ممکن است مرتبط نباشند ، و این خوب است. در سیستم های مختلف نماد ، رابطه را می توان در یک الماس ، مستطیل دیگر یا مستقیماً در بالای خط اتصال قرار داد.

ویژگی ها: با اضافه کردن ویژگی های کلیدی موجودات ، در جزئیات بیشتر لایه بندی کنید. ویژگی ها اغلب به عنوان بیضی نشان داده می شوند.

کاردینالیت: نشان دهید که آیا این رابطه 1-1 ، 1-بسیاری یا بسیاری از افراد است.

نکات بیشتر برای نمودارهای ER

سطح جزئیات لازم را برای هدف خود نشان دهید. بسته به جزئیات مورد نیاز ، ممکن است بخواهید یک مدل مفهومی ، منطقی یا فیزیکی ترسیم کنید.(برای توضیحات مربوط به آن سطوح به بالا مراجعه کنید.)

مراقب موجودات یا روابط اضافی باشید.

اگر در حال عیب یابی یک مشکل بانک اطلاعاتی هستید ، مراقب سوراخ در روابط یا موجودات یا ویژگی های گمشده باشید.

اطمینان حاصل کنید که تمام موجودات و روابط شما دارای برچسب است.

اگر این به شما در رسیدن به هدف خود کمک می کند ، می توانید جداول رابطه ای و نمودارهای ER را به جلو و عقب ترجمه کنید.

اطمینان حاصل کنید که نمودار ER از تمام داده های مورد نیاز برای ذخیره پشتیبانی می کند.

منابع مفید

LucidChart به شما امکان می دهد به راحتی نمودارهای ER را با قرار دادن صاف اشکال ، خطوط و برچسب ها ایجاد کنید. با تمام ویرایش ها در ابر ، همکاری با همکاران آسان است. می توانید نمودار خود را به صورت دیجیتالی یا از طریق چاپ به اشتراک بگذارید.

آیا می خواهید ERD خود را بسازید؟LucidChart را امتحان کنید. این سریع ، آسان و کاملاً رایگان است.