1 для чего предназначена диаграмма сущность связь

1 для чего предназначена диаграмма сущность связь

Очень важным свойством модели «сущность-связь» является то, что она может быть представлена в виде графической схемы. Это значительно облегчает анализ предметной области. Существует несколько вариантов обозначения элементов диаграммы «сущность-связь», каждый из которых имеет свои положительные черты. Краткий обзор некоторых из этих нотаций будет сделан в параграфе 2.4. Здесь мы будем использовать некий гибрид нотаций Чена (обозначение сущностей, связей и атрибутов) и Мартина (обозначение степеней и кардинальностей связей). В таблице 2.1 приводится список используемых здесь обозначений.

Атрибуты с сущностями и сущности со связями соединяются прямыми линиями. При этом для указания кардинальностей связей используются обозначения, введенные в предыдущем параграфе.

Выделим интересующие нас сущности и связи:

Здесь сущности СОТРУДНИК, ОТДЕЛ и связь РАБОТАЕТ_В аггрегируются в некую новую абстрактную сущность, которая ассоциируется с сущностью ДОЛЖНОСТЬ с помощью связи степени n:1. (Это обозначение заимствовано из книги Silberschatz, Korth and Sudarshan Database System Concepts, 1997).

Обобщая все проведенные выше рассуждения, получим диаграму «сущность-связь», показанную на слудющем рисунке.

Источник

Диаграммы сущность–связь

Диаграммы сущность–связь (ERD) предназначены для разработки моделей данных и обеспечивают стандартный способ определения данных и отношений между ними.

С помощью ERD осуществляется детализация хранилищ данных, а также документируются сущности системы и способы их взаимодействия, включая идентификацию объектов предметной области (сущностей), свойств этих объектов (атрибутов) и их связей (отношений).

Сущность представляет собой множество экземпляров реальных или абстрактных объектов, обладающих общими атрибутами или характеристиками. Любой объект системы может быть представлен только одной сущностью, которая должна быть уникально идентифицирована. Имя сущности должно быть существительным, отражающим название типа или класса, а не конкретного экземпляра.

Отношение в самом общем виде представляет собой связь между двумя и более сущностями. Отношение должно быть однозначно поименовано. Для этого используется грамматический оборот глагола.

Как и для представления диаграмм потоков данных, для записи диаграмм сущность–связь используется несколько нотаций. Наиболее распространенными нотациями ERD являются нотация Чена (Chen) и нотация Баркера (Barker). Символы ERD в нотации Чена, соответствующие сущностям и отношениям, приведены на рис. 11.

Рис. 11. Символы ERD в нотации Чена: а – независимая сущность;
б – зависимая сущность; в – ассоциативная сущность; г – неограниченное отношение; д – ограниченное отношение; е – существенно ограниченное отношение

Независимая сущность определяет независимые данные, которые всегда присутствуют в системе. При этом её отношения с другими сущностями могут как существовать, так и не существовать.

Зависимая сущность представляет данные, зависящие от других сущностей в системе. Она всегда должна иметь отношения с другими сущностями системы.

Ассоциативная сущность представляет собой данные, которые ассоциируются с отношениями между двумя или более сущностями.

Неограниченное (обязательное отношение) представляет собой отношение, существующее до тех пор, пока существуют относящиеся к делу сущности.

Ограниченное (необязательное отношение) представляет собой условное отношение между сущностями.

Существенно ограниченное отношение используется, когда соответствующие сущности взаимозависимы в системе.

Для идентификации требований, в соответствии с которыми сущности вовлекаются в отношения, используются связи. Каждая связь соединяет сущность и отношение и может быть направлена только от отношения к сущности. Значение связи характеризует её тип и выбирается из множества: «0 или 1», «0 или более», «1», «1 или более», «диапазон p:q». Пара значений связей, принадлежащая одному и тому же отношению, определит тип этого отношения.

Для большинства приложений достаточно использовать следующие типы отношений:

· один к одному (используется на верхних уровнях иерархии модели данных, на нижних встречается редко);

· один ко многим (отношения такого типа являются наиболее часто используемыми);

· многие ко многим (используется на ранних этапах проектирования с целью прояснения ситуации).

В дальнейшем каждое из отношений типа «многие ко многим» должно быть преобразовано в комбинацию типов отношений «один к одному» или «один ко многим» (возможно с введением вспомогательных ассоциативных сущностей и с введением новых отношений).

Каждая сущность обладает одним или несколькими атрибутами, которые однозначно идентифицируют каждый экземпляр сущности. При этом любой атрибут может быть определен как ключевой.

Детализация сущностей выполняется с помощью диаграмм атрибутов, которые раскрывают ассоциируемые с сущностью атрибуты. Диаграмма атрибутов состоит из детализируемой сущности, соответствующих атрибутов и доменов.

Домен – это совокупность значений некоторой информационной единицы, а атрибут – уникальное имя, приписываемое домену значений некоторой информационной единицы. Другими словами домен описывает область значений атрибута.

На диаграмме атрибутов каждый атрибут представляется в виде связи между сущностью и соответствующим доменом, являющимся графическим представлением множества возможных значений атрибута. Для обозначения домена на диаграмме применяется прямоугольник со скругленными углами. Все атрибутные связи имеют значение на своем окончании. Для идентификации ключевого атрибута используется подчеркивание его имени.

Приведенные выше средства для описания ERD и диаграммы атрибутов определяют модель в нотации Чена. Дальнейшее развитие этот подход получил в работах Баркера, предложившего оригинальную нотацию, которая позволила на верхнем уровне интегрировать предложенные Ченом средства описания моделей.

В нотации Баркера используется только один тип диаграмм – ERD. Сущность на ERD представляется прямоугольником любого размера, содержащим внутри себя имя сущности, список имен атрибутов и указателей ключевых атрибутов (знак # перед именем ключевого атрибута).

Все связи являются бинарными и представляют собой линии с двумя концами, соединяющими сущности, для которых должно быть определено имя, степень множественности и степень обязательности. Степень множественности определяет, один или много объектов участвуют в связи. Степень обязательности определяет, обязательна ли или не обязательна данная связь между сущностями. Для множественной связи линии присоединяют к прямоугольникам в трех точках, а для одиночной связи в одной точке. При обязательной связи рисуется непрерывная линия до середины связи, при необязательной – пунктирная.

Разработка ERD включает такие основные этапы, как:

1) идентификация сущностей, их атрибутов, а также первичных и альтернативных ключей;

2) идентификация отношений между сущностями и указание типов отношений;

3) разрешение неспецифических видов отношений (многие к многим).

Этап 1 является определяющим при построении модели. Исходной информацией для этого этапа служит содержание хранилищ данных, определяемое входящими и выходящими из него потоками. Первоначально осуществляется анализ хранилища, включающий сравнение содержимого входных и выходных потоков и создания на основе этого сравнения варианта схемы хранилища. На следующем шаге осуществляется упрощение схемы путем устранения избыточности. Следующий шаг – упрощение схемы при помощи нормализации (удаление повторяющихся групп). Единственным способом нормализации является расщепление данной схемы на две более простые. Далее производится определение ключевых атрибутов для идентификации сущности.

Для шага нормализации существуют концепции и методы, разработанные Коддом (Codd). Он установил три типа нормализованных схем, называемых первой, второй и третьей нормальной формой.

Согласно Кодду любая нормализованная схема (схема без повторяющихся групп) автоматически находится в первой нормальной форме (1НФ), независимо от того, насколько сложен ее ключ и какая взаимосвязь может существовать между ее элементами. По определению схема находится во второй нормальной форме (2НФ), если все её ключевые атрибуты полностью зависят от ключа. Схема находится в третьей нормальной форме (3НФ), если она находится во 2НФ, и ни какой неключевой атрибут не зависит от другого неключевого атрибута. Порядок перевода ненормализованной схемы в 3НФ приведен на рис. 12.

Рис. 12. Порядок приведения к 3НФ

Этап 2 служит для выявления и определения отношений между сущностями. а также для идентификации типов отношений. На этом этапе допускаются неспецифические отношения «многие ко многим».

Определение отношений включает выявление связей, для этого отношение должно быть проверено в обоих направлениях следующим образом: выбирается экземпляр одной из сущностей и определяется, сколько различных экземпляров второй сущности может быть с ним связано.

Этап 3 предназначен для разрешения отношений «многие ко многим». Для этого каждое такое неспецифическое отношение преобразуется в два специфических с введением новых, а именно, ассоциативных сущностей.

Содержание работ третьего этапа удобнее всего пояснить следующим примером (рис. 13).

Рис. 13. Разрешение неспецифического отношения

Неспецифическое отношение на рис. 13 указывает, что студент может изучать много предметов, а предмет может изучаться многими студентами. Однако мы не можем определить, какой студент изучает какой предмет, пока не введем для разрешения этого неспецифического отношения ассоциативную сущность изучение предмета. В результате каждый экземпляр введенной сущности оказывается связанным с одним студентом и с одним предметом.

Таким образом, ассоциативные сущности по своей природе являются представителями пар реальных объектов и обычно появляются на этапе 3.

Источник

1 для чего предназначена диаграмма сущность связь

7.1. Назначение модели

7.2. Элементы модели

7.3. Диаграмма «сущность-связь»

7.4. Целостность данных

7.5. Обзор нотаций, используемых при построении диаграмм «сущность-связь»

7.1. Назначение модели

Модель «сущность-связь» основывается на некой важной семантической информации о реальном мире и предназначена для логического представления данных. Она определяет значения данных в контексте их взаимосвязи с другими данными. Важным для нас является тот факт, что из модели «сущность-связь» могут быть порождены все существующие модели данных (иерархическая, сетевая, реляционная, объектная), поэтому она является наиболее общей.

Отметим, что модель «сущность-связь» не является моделью данных в том смысле, поскольку не определяет операций над данными и ограничивается описанием только их логической структуры.

7.2. Элементы модели

type employe = record

В дальнейшем для определения сущности и ее атрибутов будем использовать обозначение вида

СОТРУДНИК (ТАБЕЛЬНЫЙ_НОМЕР, ИМЯ, ВОЗРАСТ).

Например отделы,на которые подразделяется предприятие, и в которых работают сотрудники, можно описать как ОТДЕЛ(НОМЕР_ОТДЕЛА, НАИМЕНОВАНИЕ).

[Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Проектирование информационно-управляющих систем. – М.: Радио и связь, 2007.]

Связь также может иметь атрибуты. Например, для связи ОТДЕЛ-РАБОТНИК можно задать атрибут СТАЖ_РАБОТЫ_В_ОТДЕЛЕ.

сущности наборы сущностей

Хотя, сторого говоря, понятия «связь» и «набор связей» различны (первая является элементом второго), их, тем не менее, очень часто смешивают. Поэтому, мы, не претендуя на академическую строгость, в дальнейшем также будем часто пользоваться терминами «связь» имея в виду «набор связей» и «сущность» имея в виду «набор сущностей».

[Димов Э.М., Диязитдинова А.Р., Качков Д.А. Проектирование информационных систем: Учебное пособие. – Самара: ПГАТИ, 2003. – 78 с.]

Другой важной характеристикой связи помимо ее степени является класс принадлежности входящих в нее сущностей или кардинальность связи. Так как в каждом отделе обязательно должен быть руководитель, то каждой сущности «ОТДЕЛ» непременно должна соответствовать сущность «СОТРУДНИК». Однако, не каждый сотрудник является руководителем отдела, следовательно в данной связи не каждая сущность «СОТРУДНИК» имеет ассоциированную с ней сущность «ОТДЕЛ».

Данный рисунок дополнительно иллюстрирует тот факт, что между двумя сущностями может быть определено несколько наборов связей.

Здесь также необходимо учитывать класс принадлежности сущностей. Каждый сотрудник должен работать в каком-либо отделе, но не каждый отдел (например, вновь сформированный) должен включать хотя бы одного сотрудника. Поэтому сущность «ОТДЕЛ» имеет обязательный, а сущность «СОТРУДНИК» необязательный классы принадлежности. Кардинальность бинарных связей степени n будем обозначать так:

В данном случае, по совершенно очевидным соображениям (каждый контракт заключен с конкретным заказчиком, а каждый заказчик имеет хотя бы один контракт, иначе он не был бы таковым), каждая сущность имеет обязательный класс принадлежности.

Заметим, что кардинальность связи для сильной сущности всегда будет (1,1). Класс принадлежности и степень связи для зависимой сущности могут быть любыми. Предположим, например, что рассматриваемое нами предприятие пользуется несколькими банковскими кредитами, которые представляются набором сущностей КРЕДИТ(НОМЕР_ДОГОВОРА,СУММА, СРОК_ПОГАШЕНИЯ, БАНК). По каждому кредиту должны осуществляться выплаты процентов и платежи в счет его погашения. Этот факт представляется набором сущностей ПЛАТЕЖ(ДАТА, СУММА) и набором связей «осуществляется по». В том случае, когда получение запланированного кредита отменяется, информация о нем должна быть удалена из базы даных. Соответственно, должны быть удалены и все сведения о плановых платежах по этому кредиту. Таким образом, сущность ПЛАТЕЖ зависит от сущности КРЕДИТ.

7.3. Диаграмма «сущность-связь»

Очень важным свойством модели «сущность-связь» является то, что она может быть представлена в виде графической схемы. Это значительно облегчает анализ предметной области. Существует несколько вариантов обозначения элементов диаграммы «сущность-связь», каждый из которых имеет свои положительные черты. Краткий обзор некоторых из этих нотаций будет сделан в параграфе 7.5. Здесь мы будем использовать некий гибрид нотаций Чена (обозначение сущностей, связей и атрибутов) и Мартина (обозначение степеней и кардинальностей связей). В таблице 2.1 приводится список используемых здесь обозначений.

Источник

Нотации модели сущность-связь (ER диаграммы)

Модель сущность-связь (Entity-Relationship, ER) применяется для моделирование предметной области (разработки словаря системы) и логической структуры базы данных.

В этой статье вас никто не будет пытаться убедить что предметную область надо моделировать, а базу данных — проектировать. Вы не научитесь проектировать БД, проектирование — большая и сложная тема для других статей. Не будет тут никаких открытий и откровений.

Цель статьи — помочь в ситуации, когда по каким-то причинам вам нужно построить ER-диаграмму, но вы не знаете как это правильно сделать.

ER-модель описывает сущности и отношения между ними с использованием графической нотации. Сущности содержат атрибуты (свойства). Например, если вы разрабатываете систему для спортивных клубов — то:

Проблемы с разработкой ER-модели возникают потому что:

1 Основные возможности. Нотация Чена

В качестве единственного примера этой нотации рассмотрим ER-диаграмму базы кинотеатра из соседней статьи [Chen_model]. Кстати, в статье описан процесс проектирования структуры БД.

Ключевые поля на диаграмме помещаются в верхнюю секцию прямоугольника, видно что у Билета используется составной ключ. Кроме того, эта нотация позволяет описать типы полей (у Чена только названия).

3 Нотация диаграммы классов UML

Нотация Мартина во многом похожа на нотацию диаграммы классов UML, ознакомиться с которой можно в статье [UML_class]. Однако, ее применение для моделирования предметной области и структуры БД имеет ряд особенностей:

Диаграмма классов активно используется при объектно-ориентированном проектировании и для ее построения существует множество инструментов. Это очень удобно если вы при изучении программирования уже успели познакомиться с нотацией диаграммой классов. В качестве ER-модели эта ноация исопльзуется, например, в инструментах серии Rational от IBM. Самое главное отличие этой нотации от предыдущих — на нее существует международный стандарт [UML_ISO_1, UML_ISO_2]. Дополнительно рекомендую прочитать статью [ER_Krivishein], так как мной были упущены некоторые аспекты — например, особенности использования агрегации и наследования на этих диаграммах (лично я считаю, что в 99% случаев они будут лишними).

4 Нотация IDEF1X

Существует масса других нотаций, которые от описанных выше отличаются системой обозначений и лишь в редких случаях вносят какие-либо новые возможности. Рассматривать их нет никакого смысла. Однако, нельзя не упомянуть про IDEF1X так как на него существует международный стандарт [IDEF1X_ISO]. Очень хороший материал по использованию этого стандарта приведен в [Anisimov_IDEF1X].

Из неприятного, в стандарте IDEF1X исопльзуются символы и типы связей, не поддерживаемые многими инструментальными средствами. Инструмент ERwin Data Modeler целиком и полностью посвящен моделированию БД с исопльзованием IDEF1X. При этом ERwin работает только под Windows и имеет проприетарную лицензию.

На мой взгляд, наиболее удобные инструментальные средства используют нотации Мартина или UML. Я рекомендую выбирать для работки модели одну из этих двух нотаций исходя из того, насколько вам важна стандартизация — на UML есть стандарт, а на нотацию Мартина нет.

Источник

1 для чего предназначена диаграмма сущность связь

Диаграммы «сущность-связь» (ERD) предназначены для разработки моделей данных и обеспечивают стандартный способ определения данных и отношений между ними. Фактически с помощью ERD осуществляется детализация хранилищ данных проектируемой системы, а также документируются сущности системы и способы их взаимодействия, включая идентификацию объектов, важных для предметной области (сущностей), свойств этих объектов (атрибутов) и их отношений с другими объектами (связей).

Данная нотация была введена Ченом (Chen) и получила дальнейшее развитие в работах Баркера (Barker). Нотация Чена предоставляет богатый набор средств моделирования данных, включая собственно ERD, а также диаграммы атрибутов и диаграммы декомпозиции. Эти диаграммные техники используются прежде всего для проектирования реляционных баз данных (хотя также могут с успехом применяться и для моделирования как иерархических, так и сетевых баз данных).

5.1. Сущности, отношения и связи в нотации Чена

Символы ERD, соответствующие сущностям и отношениям, приведены на рис. 5.1.

Рис.5.1. Символы ERD в нотации Чена

Независимая сущность представляет независимые данные, которые всегда присутствуют в системе. При этом отношения с другими сущностями могут как существовать, так и отсутствовать. В свою очередь зависимая сущность представляет данные, зависящие от других сущностей в системе. Поэтому она должна всегда иметь отношения с другими сущностями. Ассоциированная сущность представляет данные, которые ассоциируются с отношениями между двумя и более сущностями (см. 5.5).

Неограниченное (обязательное) отношение представляет собой безусловное отношение, т.е. отношение, которое всегда существует до тех пор, пока существуют относящиеся к делу сущности. Ограниченное (необязательное) отношение представляет собой условное отношение между сущностями. Существенно-ограниченное отношение используется, когда соответствующие сущности взаимно-зависимы в системе.

ЗНАЧЕНИЕ связи характеризует ее тип и, как правило, выбирается из следующего множества:

Рис 5.2. ER-диаграмма в нотации Чена.

Рис. 5.3. Диаграмма атрибутов.

5.2. Диаграммы атрибутов

Пример диаграммы атрибутов, детализирующей сущность КРЕДИТНАЯ КАРТА (см. рис. 5.2) приведен на рис. 5.3.

5.3. Категоризация сущностей

Рис. 5.4. Диаграмма категоризации

Существуют 4 возможных типа дискриминатора (рис.5.5):

Рис 5.5. Типы дискриминаторов.

5.4. Нотация Баркера

Дальнейшее развитие ER-подход получил в работах Баркера, предложившего оригинальную нотацию, которая позволила на верхнем уровне интегрировать предложенные Ченом средства описания моделей.

Рис. 5.6. Нотация Баркера.

Каждый КЛИЕНТ может ВЛАДЕТЬ одной или более КРЕДИТНОЙ КАРТОЙ или

Каждая КРЕДИТНАЯ КАРТА должна ПРИНАДЛЕЖАТЬ ровно одному КЛИЕНТУ.

Дополнительную информацию Вы можете получить в компании Interface Ltd.

Источник