Erd что это такое
Учимся проектированию Entity Relationship — диаграмм
Здравствуйте. Данная статья посвящена одной из самых популярных, а также и многим знакомой, модели проектирования — ER(Entity Relationship), которая была предложена учёным, в области информатики — Питером Ченом, в 1976 году.
По ходу статьи простым языком на простых примерах из жизни — мы с Вами разработаем разные варианты диаграммы, которые будут зависеть от их типа связи. Начнём!
Объектно Ориентированное Проектирование
Быстрый старт
Главный плюс модели проектирования Entity Relationship — это то, что она универсальна. Вы можете проектировать БД(Базы данных), работу какой-либо программы, принципы взаимодействия и др.
Что нужно знать на старте изучения?
— Нужно знать на старте то, что основная работа проводится над взаимоотношением сущности и связи. Для более легкого восприятия, стоит запомнить, что сущность — существительное, которое находится в прямоугольнике, а связь — глагол, который находится в ромбе. Приведём пример:
Думаю, Вы поняли, что к чему. Наш Программист учит Python. Вроде, всё логично. Но вот, только, что это за единички в примере?
— Это показатель типа связи! В данном примере используется вид связи — Один к одному:
К видам связи мы ещё вернёмся, но чуть позже, а сейчас нужно разобрать ещё одно НО:
— Диаграмма должна читаться в обе стороны. Если прочесть слева на право, то всё логично, как было сказано ранее, но если наоборот… то мы ещё несколько раз задумаемся о том, что такое логика. Действительно, так записано и это правильно! Это лишь одна из некоторых особенностей данной модели, что иногда может запутать. Однако, ничто не мешает Вам, как и многим, со стороны единицы, добавить стрелочку, как на примере ниже:
P.S. Надеюсь, Вы заинтересованы. Такие диаграммы Вы можете создавать в редакторе диаграмм — Dia.
Атрибуты
Так, у нас есть программист, но мы ничего о нём не знаем… Без чего программист не программист?
— Без каких-то атрибутов!
Дополним наш пример:
Да, атрибуты не особо отличают нашего программиста от обычного человека… но в будущем мы это исправим новыми атрибутами! В моём представлении, атрибут — это COLUMN(столбец) в таблице Базы Данных.
Атрибуты бывают и пустыми
Если в таблице Вашей БД необязательно указывать фамилию(то атрибут будет необязательным), тогда атрибут должен состоять из двух овалов: внешнего и внутреннего(внутри которого название атрибута).
Вы можете встретить подчеркивание названия атрибута в диаграмме — это нормально. Пугаться этого не стоит, тк это просто индентифицирующий атрибут. То-есть, это атрибут, который должен быть заполнен всегда, который является обязательным(первичным ключом). Как пример — всем известный id.
Хорошо, а теперь нам нужно дать программисту знания(то, какие языки, технологии он знает).
— Но мы же не будем сразу перечислять каждым отдельным атрибутом составляющие его знаний?
Верно, мы воспользуемся составным атрибутом(атрибут, который состоит из атрибутов-составляющих)! Хочу отметить то, что атрибуты-составляющие — тоже могут быть составными. Вопрос лишь в том, как Вы будете это реализовывать.
Типы связи
Отлично. С этим мы смогли разобраться. Теперь рассмотрим оставшиеся типы связи!
Продолжим с типа связи — Один ко многому:
Теперь наш программист изучает ещё и Perl. Неплохо.
Однако, хочу отметить, что пример, указанный выше — лишь исключение, для того, чтобы показать наглядно, к чему идёт отношение, потому что ответвлений может быть тысяча, что глупо будет чертить. В будущем, мы вернёмся к сокращенной и правильной записи, а этот хиленький паттерн стоит просто запомнить, чтобы было общее представление, что к чему. Надеюсь, что у меня получилось объяснить Вам, что представляет тип связи «Один ко многому».
*Отношение одной сущности к нескольким и наоборот*
Перед продолжением изучения типов связи, Вы должны узнать, что атрибуты бывают и у связей.
Показывать на примере не буду — тк, это понять можно без проблем, на словах. Просто представьте, что у Вас есть связь «Транзакции». Допустим, что в Вашем проекте нужно сохранять всю информацию о сохранённых транзакциях, будь то сохранение в файле или бд — не важно. Вам нужно сохранять время, исключения(возникшие ошибки) и что-то ещё. В нашем случае, всё из перечисленного — атрибуты, которые будут принадлежать связи. Такие атрибуты тоже могут быть составными, идентифицирующими, необязательными. Вопрос только в реализации. Продолжим.
Остался последний тип связи — Многое ко многому:
Как обычно, покажу Вам на примере, но уже не с Программистом, а на примере взаимосвязи Зрителя с Фильмом, на каком-либо сервисе по просмотру Фильмов:
Тут два спорных момента. Начнём разбираться.
Первое:
— Почему связь больше смахивает на сущность?
Для упрощения связи типа «Многое ко многому» используются промежуточные сущности.
— Зритель может подписаться на много Фильмов.
— У Фильмов может быть много зрителей, которые подписаны на них.
А теперь рассмотрим другой способ реализации связи «Многое ко многому», который будет чуть сложнее в записи, но возможно понятнее тем, кто не знает о промежуточных сущностях:
Как Вы могли заметить, в данном примере есть тип связи «Один ко многому», и даже несколько.
Это правда и такое легко объяснить. Дело в том, тип связи «Многое ко многому» равняется двум «Один ко многому».
Наверное, Вы заинтересованы в том, почему у нас, между связью и сущностью, два ребра.
Это уже чуть сложнее объяснить. Читайте внимательно.
Дело в том, что бывают опциональные и обязательные связи. Запомните тождество:
Опциональные связи создают частичное участие, в то время как обязательные — полное.
— Что такое частичное и полное участия?
Частичное участие — тоже одно из исключений, похожее чем-то на необязательный атрибут, вот только зависит от сущности. Представьте картину. Есть две сущности:
Покупатель и Продукты. Тип связи — Один ко многому.
У них общая связь — Покупает. Но нам нужно понять другое. Без чего покупатель — не покупатель?
— Без хотя бы одной покупки!
Данный случай — представитель частичной связи, тк мы даём выбор «Покупать и стать покупателем или отказаться». В таком случае, у нас, будет одно ребро между связью «Покупает» и сущностью «Продукты». Теперь рассмотрим полное участие.
Полное участие представляет из себя тот случай, когда выбора нет. Наш программист останется программистом, даже если ничего не выучит, благодаря тому, что мы фиксируем на диаграмме то, что он должен что-то учить, а исключений быть не может. Фиксируем мы это дело двумя рёбрами. Тип участия зависит от того, как вы проектируете, нужна ли выборка на этапе связи.
С этим закончили. Продолжаем.
Вспомните пример «Один ко многому», где после связи «Учит» были названия ЯП(Языков программирования), что приводило к большому количеству разветвлений, потому как было не правильно в плане записи. Только подумайте, ведь нам не обязательно делать ответвления к каждому ЯП. Мы можем просто создать сущность «Язык программирования», в которой мы разместим атрибуты, которые будут отвечать за его название, возраст, мощность и многое другое. Думаю, Вы поняли. Советую использовать сокращенную запись «Многое ко многому».
Слабые сущности
Рассмотрим заключительное понятие.
Представьте, что у Вас в существует таблица «Родитель» и «Ребенок», соответственно такие-же сущности в диаграмме. Может ли одно существовать без другого? Я думаю — нет. Как в биологическом, так и в целом логическом.
Слабая сущность: яблока без яблони быть не может
В этом примере сущность «Ребенок» — слабая сущность.
Слабые сущности — это те сущности, которые не могут существовать без другой сущности.
Мы создаём сущность «Ребёнок», в надежде на то, что у Родителя/Родителей нет детей с одинаковыми именами, тк иначе — нашу сущность, которая может являться таблицей в БД, будет сложно назвать Нормализованной(таблица, в которой соблюдаются правила Автомарности данных и существует Первичный ключ-идентификатор), ведь мы банально не сможем отличить детей.
Однако, такие случаи имеют место быть, но исправить это можно добавлением дополнительного атрибута. В таком случае, атрибут «Имя» — то, что и создает подобную ситуацию, а называется он компонентом ключа слабой сущности. Название подобных атрибутов, в овалах, подчеркиваются пунктиром, а сущность и связь помещаются в дополнительные фигуры, в которых они состоят.
Представлю вам это на примере:
Заключение
В заключение хочется сказать, что одна из основополагающих грамотной кооперативной работы — хорошее объяснение поставленных задач, хорошее представление продукта, который нужно разработать, в чём и помогают модели проектирования. Entity Relatioship — модель проектирования, которая пользуется популярностью не один десяток лет. Она позволяет строить изящные диаграммы, которые, при правильном подходе, можно в будущем дополнять и видоизменять. Не поленитесь изучить. Спасибо за внимание!
Краткий путеводитель по методологиям и нотациям описания и моделирования бизнес-процессов. Часть 4
Действовать следует четко, быстро и решительно.
Бездействовать надо так же, за исключением второго пункта вышеприведенной инструкции.
В сущности, все модели неправильны, но некоторые полезны.
Краткое описание нотаций
О том, что такое BPMN, написано очень много. Нотация популярная, поэтому рассмотрим ее очень кратко.
BPMN является частью двух составляющих:
Для чего используется:
Модель «Сущность-связь» (Entity Relationship Model, ER-model) – один из наиболее известных и получивших широкое распространение методов семантического моделирования. Разработана П. Ченом в 1976 г.
ER-модель представляет собой формальную конструкцию, которая сама по себе не предписывает никаких графических средств ее визуализации. В качестве стандартной графической нотации, с помощью которой можно визуализировать ER-модель, была предложена диаграмма «Сущность-связь».
Диаграмма «Сущность-связь» (ERD, Entity-Relationship Diagram, ER-диаграмма) – это разновидность блок-схемы, где показано, как разные «сущности» (люди, объекты, концепции и так далее) связаны между собой внутри системы. ER-диаграммы чаще всего применяются для проектирования и отладки реляционных баз данных в сфере образования, исследования и разработки программного обеспечения и информационных систем для бизнеса. ER-диаграммы полагаются на стандартный набор символов, включая прямоугольники, ромбы, овалы и соединительные линии, для отображения сущностей, их атрибутов и связей. Эти диаграммы устроены по тому же принципу, что и грамматические структуры: сущности выполняют роль существительных, а связи – глаголов.
Диаграмма «Сущность-связь» (ER-диаграмма) в некотором смысле является абстрактным макетом базы данных, поэтому для ее моделирования был разработан ряд правил, которые облегчают переход от диаграмм к реляционным отношениям:
Для чего используется:
Самые распространенные нотации (графические модели) ER-диаграмм:
Нотации IDEF1 и IDEF1X и UML были рассмотрены ранее, поэтому в этой статье они уже описываться не будут.
Нотация Питера Чена
Множества сущностей изображаются в виде прямоугольников, множества отношений изображаются в виде ромбов. Если сущность участвует в отношении, они связаны линией. Если отношение не является обязательным, то линия пунктирная. Атрибуты изображаются в виде овалов и связываются линией с одним отношением или с одной сущностью.
Нотация Баркера относится к нотации ERD. Разработана Ричардом Баркером, Ян Палмером, Гарри Эллисом и др. во время работы в британской консалтинговой фирме CACI около 1981 года. Обозначения были сформулированы Р. Баркером, когда он присоединился к Oracle, и точно определены в его книге «Entity Relationship Modeling», как часть серии книг по CASE методам. Эта нотация используется и сейчас в инструментах моделирования Oracle CASE. Нотация представляет собой разновидность стиля моделирования данных «Воронья лапка», который многие предпочитают оригинальному стилю П. Чена при моделировании ERD из-за большей удобочитаемости и эффективного использования пространства для рисования.
Основы обозначений данной нотации. Сущность обозначается прямоугольниками, внутри которых приводится список атрибутов. Ключевые атрибуты отмечаются символом # (решетка). Связи обозначаются линиями с именами, место соединения связи и сущности определяют кардинальность связи.
Нотация IE ( Information Engineering ) информационного проектирования: нотация К. Финкельштейна ( C . Finkelstein ), нотация Дж. Мартина ( James Martin ) или «Вороньи лапки»
Родоначальником данной методологии (нотации) является Клайв Финкельштейн (Clive Finkelstein). Дальнейшее ее совершенствование связано с именами Джеймса Мартина (James Martin) и Чарльза Рихтера (Charles M. Richter). Так же можно встретить название – «Воронья лапка» ( C row’s F oot) («Куринная лапка») или «Вилка» (Fork), основу в данную нотацию предложена Гордоном Эверестом (Gordon Everest), и она также может носить название «Перевернутая стрелка» (Inverted Arrow). По графическому отображению и семантике элементов модели, нотация IE напоминает IDEF1X. Ее отличительной особенностью является указание мощности связей не в виде буквенно-цифрового обозначений, а с помощью графических элементов:
В нотации IE сущность отображается в виде прямоугольника, содержащего его имя.
Согласно данной нотации, сущность изображается в виде прямоугольника, содержащем ее имя, выражаемое существительным. Имя сущности должно быть уникальным в рамках одной модели. При этом, имя сущности – это имя типа, а не конкретного экземпляра данного типа. Экземпляром сущности называется конкретный представитель данной сущности.
Основы обозначений данной нотации. Атрибуты сущности записываются внутри прямоугольника, изображающего сущность. Связь изображается линией, которая соединяет две сущности, участвующие в отношении. Множественность связи изображается в виде вилки. Необязательные связи помечаются кружком.
Одним из способов представления формализованного описания предметной области информационной системы в рамках модели «Сущность-связь» является использование техники специальных диаграмм, которая была предложена известным американским специалистом в области баз данных Ч. Бахманом.
В диаграммах Бахмана объекты (сущности) представляются вершинами некоторого математического графа, а связи – дугами графа. Виды и свойства связей-отношений объектов отображаются направленностью, специальным оформлением дуг и расположением вершин графа. Недостаток данной нотации заключается в ее статичности, которая не позволяет наглядно и непосредственно отображать процессы, в которые вовлечены сущности и которым подвержены отношения (связи).
Отчасти подобные проблемы преодолеваются введением дополнительных сущностей, выражающих собственно процессы и ситуации – событие, действие, момент времени. Аналогичным образом в некоторых случаях вводятся пространственные сущности для адекватного представления сущностей и отношений предметной области – маршрут, место, населенный пункт, здание, элемент здания, зона и т.д.
Нотация Ж.-Р. Абриаля (мин-макс)
Нотация Жана-Раймона Абриаля разработанная в 1974 году. В тот же год введено и ее обозначение ( min, max), как часть семантической модели, которая конкурировала с моделью Чена. Однако, нотация П. Чена ассимилировала с нотацией (min, max), и ее можно концептуально использовать независимо от нотации Ж.-Р. Абриаля в качестве дополнения к нотации П. Чена.
В нотации (min, max) упорядоченная пара с минимальным и максимальным значением указывается для каждого типа сущности, участвующего в связи. Эти значения указывают минимальное количество характеристик взаимосвязи, в которых должны участвовать характеристики объекта, и максимальное количество, в которых им разрешено участвовать.
Для чего используется:
Итак, в целом мы рассмотрели все возможные нотации описания и моделирования бизнес-процессов. Кто знает еще какие нотации, которые было бы интересно посмотреть и понять? 😊
Что такое ER-диаграмма и как ее создать?
Каковы ваши потребности в диаграммах?
содержание
В этом разделе вы подробно познакомитесь с ER-диаграммами и моделями, их истоками, сферами применения, примерами, компонентами и ограничениями. Здесь же вы узнаете, как создать собственную ER-диаграмму на нашей платформе.
Читается за 12 мин.
Хотите создать собственную диаграмму? Попробуйте Lucidchart. Это быстро, легко и совершенно бесплатно.
Что такое ER-диаграмма?
Схема «сущность-связь» (также ERD или ER-диаграмма) — это разновидность блок-схемы, где показано, как разные «сущности» (люди, объекты, концепции и так далее) связаны между собой внутри системы. ER-диаграммы чаще всего применяются для проектирования и отладки реляционных баз данных в сфере образования, исследования и разработки программного обеспечения и информационных систем для бизнеса. ER-диаграммы (или ER-модели) полагаются на стандартный набор символов, включая прямоугольники, ромбы, овалы и соединительные линии, для отображения сущностей, их атрибутов и связей. Эти диаграммы устроены по тому же принципу, что и грамматические структуры: сущности выполняют роль существительных, а связи — глаголов.
ER-диаграммы — «родственники» схем структуры данных (DSD), где вместо связей между самими сущностями отображаются отношения между элементами внутри них. ER-диаграммы часто используются в сочетании с диаграммами DFD, которые схематично показывают движение потоков информации в рамках процесса или системы.
В ER-моделях и моделях данных обычно выделяют до трех уровней детализации:
Обращаем ваше внимание на тот факт, что похожие уровни масштаба и детализации встречаются и в других видах схем (например, в диаграммах DFD), однако данная классификация отличается от трехсхемного подхода в разработке ПО, где деление информации осуществляется по несколько иному принципу. Правда, иногда разработчики применяют ER-диаграммы с дополнительными иерархиями, если дизайн базы данных требует больше информационных уровней. К примеру, разработчик может добавить новые группы по принципу расширения вверх (суперклассы) и вниз (подклассы).
Области применения диаграмм «сущность-связь»
Символы и способы нотации ERD
Диаграммы «сущность-связь» (или ERD) — неотъемлемая составляющая процесса моделирования любых систем, включая простые и сложные базы данных, однако применяемые в них фигуры и способы нотации могут запросто ввести в заблуждение любого. Это руководство поможет вам стать настоящим экспертом по нотации ER-диаграмм и уверенно взяться за моделирование собственных баз данных!
Концептуальные модели данных дают общее представление о том, что должно входить в состав модели. Концептуальные ER-диаграммы можно брать за основу логических моделей данных. Их также можно использовать для создания отношений общности между разными ER-моделями, положив их в основу интеграции. Все приведенные ниже символы можно найти в библиотеках «Сущность-связь» для UML» и «Фигуры по модели «сущность-связь» на Lucidchart.
Символы ERD-сущностей
Под понятием «сущности» подразумеваются объекты или понятия, несущие важную информацию. С точки зрения грамматики, они, как правило, обозначаются существительными, например, «товар», «клиент», «заведение» или «промоакция». Ниже представлены три наиболее распространенных типа сущностей, используемых в ER-диаграммах.
| Символ | Название | Описание |
|---|---|---|
| Ассоциативная сущность | Соединяет экземпляры сущностей разных типов. Также содержит атрибуты, характерные для связей между этими сущностями. |
Символы ERD-связей
Связи используются в схемах «сущность-связь» для обозначения взаимодействия между двумя сущностями. Грамматически связи, как правило, выражаются глаголами, например, «назначить», «закрепить», «отследить», и несут полезную информацию, которую невозможно получить, опираясь только на типы сущностей.
