מודל ישויות מערכת יחסים: היסטוריה, אלמנטים, דוגמאות - טֶכנוֹלוֹגִיָה - 2025

ישות יחסי דגם (מודל ER) הוא העיצוב של המבנה הלוגי של מסד נתונים, אשר לאחר מכן ניתן ליישם כמסד נתונים אמיתיים. המרכיבים העיקריים במודל ה- ER הם מערכת של ישויות ומערכות יחסים.

מודל של יחסי ישות מתאר דברים קשורים זה בזה של עניין בתחום ידע מסוים. בהנדסת תוכנה, בדרך כלל משתמשים במודל ה- ER כדי לשלב דברים שחברה צריכה לזכור כדי לבצע תהליכים עסקיים.

מקור: pixabay.com

בדרך כלל זו הגזירה של ניתוח שיטתי לציין ולייצג את המשמעותי לתהליכים בתחום עסקי כלשהו. זה מציג באופן גרפי רק עיצוב נתונים עסקי, מבלי להגדיר את התהליכים.

לפיכך, זהו כלי גרפי קל לשימוש לעיצוב נתונים, הנמצא בשימוש נרחב בעיצוב בסיס נתונים, המסייע בזיהוי הישויות הקיימות במערכת והקשרים בין אותם ישויות.

באופן כללי, הוא מצויר באמצעות תיבות (ישויות), המחוברות באמצעות קווים (יחסים), המבטאים את התלות והאסוציאציות בין אותם ישויות.

תרשימים ומסדי נתונים

מודל ישויות מערכת יחסים מיושם בדרך כלל כמסד נתונים. ביישום פשוט של מסד נתונים יחסי, כל שורה בטבלה מהווה מופע של ישות, וכל טור מהווה תכונה.

ישויות מאופיינות לא רק בזוגיות, אלא גם בתכונות נוספות הנקראות תכונות, המכילות מזהים המכונים "מפתחות ראשוניים".

דיאגרמות שהוצגו כדי לייצג ישויות ומערכות יחסים, כמו גם תכונות, יכולות להיקרא דיאגרמות של יחסי ישות (דיאגרמות ER) ולא מודלים של יחסי ישות.

לפיכך, מבנה מסד הנתונים מתואר בעזרת תרשים יחסי היישות.

כתוצאה מכך, מודל ה- ER הופך למודל נתונים מופשט, המגדיר מבנה מידע שניתן ליישם בבסיס נתונים, לרוב יחסיות.

הִיסטוֹרִיָה

דוגמנות נתונים הגיעה לאופנה בשנות השבעים מונע על ידי הצורך במודל נכון של מסדי נתונים או אפילו תהליכים עסקיים בעולם האמיתי.

פיטר צ'ן פופולרי את מודל היחסים בין ישויות במאמרו המפורסם משנת 1976 "מודל היחסים בין ישויות - לעבר השקפה אחידה של נתונים."

הוצע ליצור ועידה סטנדרטית שיכולה לשמש למאגרי מידע יחסים. מטרתו הייתה להשתמש במודל ה- ER כגישת דוגמנות רעיונית.

פיטר צ'ן הצהיר במאמרו: "מודל היחסים בין ישויות רואה השקפה טבעית יותר של העולם האמיתי, המורכב מגורמים ומיחסים. הוא משלב כמה מהמידע הסמנטי החשוב על העולם האמיתי. '

בנוסף לעיצוב בסיס נתונים, מודל ה- ER של חן משמש גם היטב במערכות ויישומי דוגמנות מידע. שפת הדוגמנות המאוחדת (UML) נגזרת במובנים רבים ממודל הקשר בין ישויות.

חלוצים אחרים

בשנה הקודמת פרסמה AP בראון מאמר בשם "דוגמנות מערכת עולם אמיתי ותכנון סכמטי כדי לייצג אותה" בפרסום של הפדרציה הבינלאומית לעיבוד מידע.

בעוד שמאמרו של בראון היה רלוונטי, מאמרו של חן היה רלוונטי אף יותר, מה גם שהוא התמקד במונחים "ישות" ו"יחסים ". זה נחשב בדרך כלל לתחילת התרגול של דוגמנות נתונים כפי שהוא ידוע כיום.

גם דיאגרמות של באכמן, סוג של דוגמנות נתונים, ראוי להזכיר.

מאמרו של צ'רלס באצ'מן משנת 1969 לפרסום ה- Data Base הציג את המושג "ישויות" בבסיס הנתונים והיה בין דיאגרמות מבנה הנתונים הראשונות, לימים כונה גם דיאגרמת בכמן. זה היה מאוד משפיע על פיטר צ'ן.

יישור פילוסופי

חן היה בהתאם למסורות הפילוסופיות והתיאורטיות מימי הפילוסופים היוונים הקדומים סוקרטס, אפלטון ואריסטו (428 לפני הספירה) ועד לאפיסטמולוגיה מודרנית, סמיוטיקה והיגיון של פיירצ'ה, פרז 'וראסל.

אפלטון עצמו מקשר ידע לחששות של צורות בלתי ניתנות לשינוי. על פי סוקרטס, צורות הן ארכיטיפים או ייצוגים מופשטים של סוגים רבים של דברים ותכונות, ושל קשריהם זה לזה.

אלמנטים וסימבולוגיה

תרשים קשרי הישות מציג את מערכות היחסים של קבוצת הישויות המאוחסנות בבסיס נתונים. כלומר, דיאגרמות ER עוזרות להסביר את המבנה הלוגי של מסדי נתונים.

דוגמה: שיר מסוים הוא ישות, ואילו אוסף כל השירים בבסיס הנתונים הוא קבוצה של ישויות.

- דיאגרמות של יחסי אישות

במבט ראשון, תרשים ER נראה דומה מאוד לתרשים זרימה. עם זאת, תרשים ה- ER כולל סמלים רבים ומיוחדים, ומשמעויותיהם הופכים מודל זה למיוחד.

בתרשים הבא ישנם שני ישויות, סטודנטים ובית ספר, והקשר שלהם. הקשר בין תלמיד לבית ספר הוא רב אחד, מכיוון שבבית ספר יכול להיות בו תלמידים רבים, אך תלמיד אינו יכול ללמוד במספר בתי ספר בו זמנית.

לגוף הסטודנטים יש תכונות כמו זיהויו (Est_Id), שם (Est_Nombre) וכתובת (Est_Address). לגוף בית הספר יש תכונות כמו זיהויו (Col_Id) ושם (Col_Nombre).

סימבולוגיה

- מלבן: מייצג את קבוצת הישויות.

- אליפסה: מייצג את התכונות.

- יהלום: מייצג את מערכת היחסים.

- קווים: קישור בין תכונות לקבוצות ישויות, וערכות ישויות לקבוצות יחסים.

- אליפסה כפולה: תכונות מרובות-ערכים.

- אליפסה לא רציפה: תכונות נגזרות.

- מלבן כפול: קבוצות של ישויות חלשות.

-אלמנטים

יֵשׁוּת

ישות היא משהו בעולם האמיתי, שניתן לזהות בקלות. זה כל דבר בחברה שיוצג במאגר. זה יכול להיות משהו פיזי או סתם עובדה או אירוע המתרחש בעולם האמיתי.

זה יכול להיות מקום, אדם, אובייקט, אירוע או מושג, המאחסן נתונים במאגר. המאפיין של ישויות הוא שהם חייבים להחזיק בתכונה כמפתח ייחודי. כל ישות מורכבת מכמה תכונות המייצגות את אותה ישות.

ניתן לחשוב על ישויות כשמות עצם. דוגמאות: מחשב, עובד, שיר, משפט מתמטי וכו '.

ישות חלשה

ישות חלשה היא ישות שלא ניתן לזהות אותה באופן ייחודי על ידי תכונות משלה והיא מבוססת על קשר עם ישות אחרת.

לדוגמה, לא ניתן לזהות חשבון בנק באופן ייחודי אם הבנק שהוא שייך אליו אינו ידוע. לכן חשבון הבנק הוא ישות חלשה.

תְכוּנָה

תכונה מתארת ​​את המאפיין של ישות. זה מיוצג על ידי צורה אליפסה בתרשים ER. ישנם ארבעה סוגים של תכונות:

תכונת מפתח

זוהי התכונה שיכולה לזהות ישות באופן ייחודי מקבוצת ישויות. לדוגמה, מספר תעודת הזהות של התלמיד יכול לזהות תלמיד מתוך מאגר סטודנטים באופן ייחודי.

תכונת המפתח מיוצגת על ידי אליפסה ממש כמו שאר התכונות. עם זאת, הטקסט של תכונות המפתח מודגש.

תכונה רב-ערכית

זוהי תכונה שיכולה להכיל מספר ערכים. זה מיוצג על ידי אליפסות כפולות בתרשים ER.

לדוגמא, לאדם יכול להיות יותר ממספר טלפון אחד, כך שלמאפיין מספר הטלפון יש ערכים מרובים.

תכונה נגזרת

זהו אחד שערכו דינמי ומקורו בתכונה אחרת. זה מיוצג על ידי אליפסה רציפה בתרשים ER.

לדוגמא, גילו של אדם הוא תכונה נגזרת, מכיוון שהוא משתנה לאורך זמן וניתן לגזור מתכונה אחרת: תאריך לידה.

מערכת יחסים

מערכת יחסים מראה כיצד ישויות קשורות זו לזו. הם יכולים להיחשב כפועלים המצטרפים לשני שמות עצם או יותר. הוא מיוצג על ידי צורת היהלום בתרשים ה- ER.

דוגמאות: הקשר בין מחלקה לעובד, בין מחשב לחברה, הקשר בין משפט למתמטיקאי, בין אמן לשיר וכו '.

מספר איברים בקבוצה

קרדינליות מפרטת כמה מופעים של ישות אחת קשורים למופע אחד של יישות אחרת. הסדרנות קשורה גם היא לקרדינליות.

בעוד שהקרדינליות מציינת את המופעים של מערכת יחסים, הסדריות מתארת ​​את הקשר כנדרש או לא חובה. הסימבולוגיה המשמשת לכך היא כדלקמן:

במילים אחרות, קרדינליות מציינת את המספר המרבי של מערכות יחסים וסדירות מציינת את מספר היחסים המינימלי המוחלט. במובן זה ישנם ארבעה סוגים של מערכות יחסים:

קשר אחד לאחד

זה כאשר מופע יחיד של ישות משויך למופע יחיד של ישות אחרת.

לדוגמא, לאדם יש רק דרכון אחד ורק דרכון אחד ניתן לאדם אחד.

קשר אחד לרבים

זה כאשר מופע של ישות משויך ליותר ממופע אחד של יישות אחרת.

לדוגמה, לקוח יכול לבצע הזמנות רבות, אך לקוחות רבים אינם יכולים לבצע הזמנה.

קשרים רבים לאחד

זה כאשר יותר ממופע אחד של ישות משויך למופע אחד של ישות אחרת.

לדוגמה, סטודנטים רבים יכולים ללמוד באוניברסיטה אחת בלבד, אך סטודנט אחד אינו יכול ללמוד באוניברסיטאות רבות בו זמנית.

קשרים רבים עד רבים

זה כאשר יותר ממופע אחד של ישות משויך ליותר ממופע אחד של יישות אחרת.

לדוגמה, ניתן להקצות סטודנט לפרויקטים רבים וניתן להקצות פרויקט לתלמידים רבים.

כיצד ליצור מודל ישויות מערכת יחסים?

בעת תיעוד מערכת או תהליך, התבוננות במערכת במספר דרכים מגדילה את ההבנה של אותה מערכת.

דיאגרמות של יחסי ישות משמשות בדרך כלל להצגת תוכן מסד נתונים. הם עוזרים לדמיין כיצד נתונים מחוברים באופן כללי, והם מועילים במיוחד לבניית בסיס נתונים יחסי.

להלן השלבים הנדרשים לבניית מודל של ישות מערכת יחסים:

זהה את הישויות

השלב הראשון ביצירת תרשים יחסי ישויות הוא זיהוי כל הישויות שישמשו. ישות אינה אלא מלבן עם תיאור של משהו עליו המערכת מאחסנת מידע.

יש לצייר מלבן עבור כל ישות שתוכלו לחשוב עליה. כדוגמה ישנם שלוש הגורמים הבאים:

זהה מערכות יחסים

מסתכלים על שתי ישויות, אם הן קשורות זו לזו, נמשך קו רציף המחבר בין שתי הישויות.

כדי לתאר את יחסי הגורמים נמשך יהלום בין שתי הישויות, על הקו שנוסף זה עתה.

יש לכתוב על היהלום תיאור קצר של הקשר ביניהם. בעקבות הדוגמה, יש לנו את הדברים הבאים:

זהה קרדינליות

לצורך הדוגמה המדוברת, ידוע שניתן להקצות תלמיד במספר קורסים ומורה יכול ללמד קורס אחד בלבד. לכן התרשים נראה כמו:

זהה תכונות

יש ללמוד את הקבצים, הטפסים, הדוחות והנתונים שהארגון מחזיק כרגע בכדי לזהות את התכונות. ניתן לערוך ראיונות עם ריבוי בעלי עניין כדי לזהות ישויות. בתחילה, חשוב לזהות את התכונות מבלי לשייך אותם לישות מסוימת.

ברגע שיש לך רשימת תכונות, יש להקצות אותם לגורמים המזוהים. וודא שתכונה מתאימה בדיוק לישות אחת. אם מאמינים שמאפיין שייך ליותר מישות אחת, יש להשתמש במתקן כדי להפוך אותו לייחודי.

לאחר ביצוע המשימה, מזוהים המפתחות הראשיים. אם מפתח ייחודי אינו זמין, יש ליצור אותו.

לצורך הקלה על הדוגמא מוצגת תכונה אחת בלבד עבור כל ישות, בנוסף למפתח. עם זאת, ניתן לזהות תכונות נוספות. ניתן להבדיל בין מקשים ראשוניים מתכונות אחרות מכיוון שהם מודגשים בקו תחתון.

השלם את התרשים

המשך לחבר את הישויות עם קווים ולהוסיף את היהלומים לתיאור כל מערכת יחסים, עד שתוארו כל מערכות היחסים.

יתכן שחלק מהישויות אינן קשורות לאף גורם אחר. מצד שני, ישויות אחרות יכולות לקיים יחסים מרובים. ייצוג מודרני יותר של תרשים ה- ER הוא כדלקמן:

טיפים לתרשימי ER יעילים

- וודאו שכל ישות מופיעה רק פעם אחת בתרשים.

- בתרשים יש לתת שם לכל ישות, מערכת יחסים ותכונה.

- יש לבחון היטב את מערכות היחסים בין ישויות. האם הם באמת נחוצים? האם יש כמה מערכות יחסים שיש להגדיר? יש לבטל כל קשר מיותר. מערכות יחסים אינן קשורות זו לזו.

- רצוי להשתמש בצבעים כדי להדגיש חלקים חשובים בתרשים.

דוגמאות

תרשים מסד נתונים

יש שתי סיבות ליצור תרשים של ישויות מערכת יחסים למסד נתונים: אתה מעצב מודל חדש או שאתה צריך לתעד את המבנה הקיים שלך.

אם יש לך מסד נתונים קיים שצריך לתעד, צור תרשים יחסי ישויות באמצעות הנתונים ישירות מהמאגר:

מודל מכירת אינטרנט

להלן דוגמה למודל קשרי ישויות למכירות באינטרנט, באמצעות תרשים יחסי ישויות:

הפניות

1. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית (2019). ישות - מודל יחסים. נלקח מ: en.wikipedia.org.
2. Smartdraw (2019). תרשים יחסי ישות. נלקח מ: smartdraw.com.
3. חייטניה סינג (2019). תרשים קשרי ישויות - תרשים ER ב- DBMS. ספר למתחילים. נלקח מ: beginnersbook.com.
4. Guru99 (2019). הדרכת תרשים ER ב- DBMS (עם דוגמה). נלקח מ: guru99.com.
5. פרדיגמה חזותית (2019). מהי תרשים יחסי ישות (ERD)? נלקח מ: visual-paradigm.com.
6. Dataversity (2019). היסטוריה קצרה של תרשים ה- ER ומידול מידע. נלקח מ: dataversity.net.
7. אדריאן וואט (2019). פרק 8 מודל הנתונים של יחסי ישויות. טקסט פתוח לפנה"ס. לקוח מ: opentextbc.ca.