Диаграммы сущность-связь (erd)

ERD (Entity-Relationship Diagrams) – средство моделирования данных для построения концептуальной схемы базы данных в форме одной модели или нескольких локальных моделей, которые относительно легко могут быть отображены в любую систему баз данных.

Модель и нотация ERD была предложена Питером Ченом (P.Chen) в 1976 г. В дальнейшем она получила развитие в работах Ричарда Баркера.

Описание предметной области включает существующие в ней объекты, их свойства и отношения. Соответственно модель сущность-связь строится с использованием трёх конструктивных элементов: сущность, атрибут и связь.

Сущность (Entity) - это некоторая абстракция (модель) реально существующего либо воображаемого объекта, процесса или явления, имеющего существенное значение для рассматриваемой предметной области, информация о котором подлежит хранению. С сущностью связаны понятия: тип – набор однородных предметов, явлений, выступающий как единое целое, и экземпляр – конкретный элемент набора, определяющего некоторый тип. Каждая сущность должна обладать уникальным идентификатором. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от всех других экземпляров данного типа сущности.

Различают сущности независимые, зависимые и ассоциированные. Независимая сущность представляет данные, которые всегда присутствуют в системе.

Зависимая сущность представляет данные, зависящие от других сущностей в системе. Для существования зависимой сущности необходимо наличие сущностей, от которых она зависит.

Ассоциированная сущность представляет данные, которые связаны с отношением между сущностями.

Атрибут (attribute) – это поименованная характеристика сущности, являющаяся средством для описания её свойств, значимых для рассматриваемой предметной области Атрибут предназначен для квалификации, идентификации, классификации, количественной характеристики или выражения состояния сущности

Атрибут представляет тип характеристик или свойств, экземпляр атрибута определяется типом характеристики и её значением, называемым значением атрибута.. Атрибут может быть либо обязательным, либо необязательным. Обязательность означает, что атрибут не может принимать неопределённых значений.

Связь понятий сущности и её атрибутов с предметной областью

Для идентификации конкретных экземпляров сущностей, принадлежащих некоторому типу, используются специальные атрибуты или наборы атрибутов, называемые ключом.

Каждая сущность должна обладать хотя бы одним возможным ключом.

Возможный ключ сущности - это один или несколько атрибутов, чьи значения однозначно определяют каждый экземпляр сущности. При существовании нескольких возможных ключей один из них выбирается в качестве первичного ключа, а остальные рассматриваются как альтернативные ключи.

Связь (Relationship)- средство для представления отношений между сущностями, значимых для рассматриваемой предметной области. Каждая сущность может обладать любым количеством связей с другими сущностями модели. Семантически отношения могут объединять любое количество сущностей, но в ERD-модели используются только бинарные связи, которыми моделируются любые n-арные отношения.

Связь между сущностями, моделирующая отношения, которые всегда существуют, пока существуют соединяемые ими объекты, называется неограниченной (обязательной). Ограниченная (необязательная) связь моделирует условные отношения между объектами.

Бинарные связи классифицируют по типу отношения между экземплярами сущностей следующим образом:

• Связь один-к-одному (1:1): каждому экземпляру сущности А соответствует один экземпляр сущности В и наоборот (пример: студент - зачётка);

• Связь один-ко-многим (1:М): одному экземпляру сущности А соответствует несколько экземпляров сущности В, и каждому экземпляру сущности В соответствует один экземпляр сущности А (пример: группа - студент);

• Связь многие-к-одному (М:1): обратная по отношению к связи один-ко-многим (пример: студент - группа);

• Связь многие-ко-многим (М:N): каждому экземпляру сущности А соответствует несколько экземпляров сущности В и наоборот (пример: студент - учебный предмет).

Для изображения ER-диаграммы в нотации Чена используются следующие графические примитивы:

Примитивы, изображающие сущности и связи, соединяются линиями, над которыми указывается тип связи.

Фрагмент информационной модели ВУЗа на языке FR-диаграмм.

Для описания сущности может быть использована диаграмма атрибутов, состоящая из сущности, соответствующих ей атрибутов (с указанием ключевых атрибутов) и доменов. (Домен – это множество, элементами которого являются все возможные значения какого-то атрибута.)

диаграмма атрибутов сущности учебный предмет с ключевыми атрибутами название и специальность.