BEZIEHUNGSENTITÄTSMODELL: GESCHICHTE, ELEMENTE, BEISPIELE - TECHNOLOGIE - 2025

Ein Beziehungsentitätsmodell (ER-Modell) ist der Entwurf der logischen Struktur einer Datenbank, die dann als reale Datenbank implementiert werden kann. Die Hauptkomponenten des ER-Modells sind eine Reihe von Entitäten und Beziehungen.

Ein Entity-Relationship-Modell beschreibt miteinander verbundene interessante Dinge in einem bestimmten Wissensbereich. In der Softwareentwicklung wird das ER-Modell im Allgemeinen verwendet, um Dinge zu berücksichtigen, an die sich ein Unternehmen erinnern muss, um Geschäftsprozesse auszuführen.

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In der Regel wird eine systematische Analyse abgeleitet, um zu spezifizieren und darzustellen, was für die Prozesse in einem bestimmten Geschäftsbereich von Bedeutung ist. Es wird nur grafisch ein Geschäftsdaten-Design dargestellt, ohne die Prozesse zu definieren.

Daher ist es ein benutzerfreundliches grafisches Werkzeug zum Modellieren von Daten, das im Datenbankdesign weit verbreitet ist und das dabei hilft, die in einem System vorhandenen Entitäten und die Beziehungen zwischen diesen Entitäten zu identifizieren.

Im Allgemeinen wird es mit Feldern (Entitäten) gezeichnet, die durch Linien (Beziehungen) verbunden sind und die Abhängigkeiten und Assoziationen zwischen diesen Entitäten ausdrücken.

Diagramme und Datenbanken

Ein Beziehungsentitätsmodell wird im Allgemeinen als Datenbank implementiert. In einer einfachen Implementierung einer relationalen Datenbank stellt jede Zeile in einer Tabelle eine Instanz einer Entität dar, und jede Spalte bildet ein Attribut.

Entitäten zeichnen sich nicht nur durch Beziehungen aus, sondern auch durch zusätzliche Eigenschaften, die als Attribute bezeichnet werden und Bezeichner enthalten, die als "Primärschlüssel" bezeichnet werden.

Diagramme, die zur Darstellung von Entitäten und Beziehungen sowie von Attributen eingeführt wurden, können als Entitätsbeziehungsdiagramme (ER-Diagramme) und nicht als Entitätsbeziehungsmodelle bezeichnet werden.

Daher wird die Struktur einer Datenbank mit Hilfe des Entity-Relationship-Diagramms beschrieben.

Folglich wird das ER-Modell zu einem abstrakten Datenmodell, das eine Informationsstruktur definiert, die in einer Datenbank implementiert werden kann, die üblicherweise relational ist.

Geschichte

Die Datenmodellierung kam in den 1970er Jahren in Mode, da Datenbanken oder sogar reale Geschäftsprozesse ordnungsgemäß modelliert werden mussten.

Peter Chen hat das Entity-Relationship-Modell in seinem berühmten Artikel von 1976 "Das Entity-Relationship-Modell - hin zu einer einheitlichen Sicht auf Daten" populär gemacht.

Es wurde vorgeschlagen, eine Standardkonvention zu erstellen, die für relationale Datenbanken verwendet werden kann. Sein Ziel war es, das ER-Modell als konzeptionellen Modellierungsansatz zu verwenden.

Peter Chen erklärte in seinem Artikel: „Das Entity-Relationship-Modell betrachtet die reale Welt, die aus Entitäten und Beziehungen besteht, natürlicher. Es enthält einige wichtige semantische Informationen über die reale Welt. '

Neben dem Datenbankdesign eignet sich das ER-Modell von Chen auch gut für Informationsmodellierungssysteme und -anwendungen. Die Unified Modeling Language (UML) leitet sich in vielerlei Hinsicht aus dem Entity-Relationship-Modell ab.

Andere Pioniere

Im Vorjahr hatte AP Brown in einer Veröffentlichung der International Federation for Information Processing einen Artikel mit dem Titel "Modellierung eines realen Systems und Entwurf eines Schemas zur Darstellung" veröffentlicht.

Während Browns Artikel relevant war, war Chens Artikel noch relevanter, zumal er sich auf die Begriffe "Entität" und "Beziehung" konzentrierte. Dies wird allgemein als Beginn der heute bekannten Datenmodellierungspraxis angesehen.

Erwähnenswert sind auch Bachman-Diagramme, eine Form der Datenmodellierung.

Charles Bachmans Artikel von 1969 für die Datenbankveröffentlichung führte das Konzept der Datenbank "Entitäten" ein und war eines der ersten Diagramme der Datenstruktur, das später als Bachman-Diagramm bekannt wurde. Dies war sehr einflussreich für Peter Chen.

Philosophische Ausrichtung

Chen entsprach den philosophischen und theoretischen Traditionen von der Zeit der antiken griechischen Philosophen Sokrates, Platon und Aristoteles (428 v. Chr.) Bis zur modernen Erkenntnistheorie, Semiotik und Logik von Peirce, Frege und Russell.

Platon selbst verbindet Wissen mit dem Erfassen unveränderlicher Formen. Formen sind nach Sokrates Archetypen oder abstrakte Darstellungen der vielen Arten von Dingen und Eigenschaften und ihrer Beziehungen zueinander.

Elemente und Symbologie

Das Entitätsbeziehungsdiagramm zeigt die Beziehungen der in einer Datenbank gespeicherten Entitätsgruppen. Das heißt, ER-Diagramme helfen, die logische Struktur von Datenbanken zu erklären.

Beispiel: Ein bestimmtes Lied ist eine Entität, während die Sammlung aller Lieder in einer Datenbank eine Reihe von Entitäten ist.

-Entitätsbeziehungsdiagramme

Auf den ersten Blick sieht ein ER-Diagramm einem Flussdiagramm sehr ähnlich. Das ER-Diagramm enthält jedoch viele spezielle Symbole, und ihre Bedeutung macht dieses Modell einzigartig.

Im folgenden Diagramm gibt es zwei Entitäten, Schüler und Schule, und ihre Beziehung. Die Beziehung zwischen Schüler und Schule ist vielfältig, da eine Schule viele Schüler haben kann, ein Schüler jedoch nicht gleichzeitig an mehreren Schulen lernen kann.

Die Student-Entität verfügt über Attribute wie Identifikation (Est_Id), Name (Est_Nombre) und Adresse (Est_Address). Die Schulentität verfügt über Attribute wie die Identifikation (Col_Id) und den Namen (Col_Nombre).

Symbologie

- Rechteck: Repräsentiert die Menge der Entitäten.

- Ellipse: repräsentiert die Attribute.

- Diamant: Repräsentiert die Menge der Beziehungen.

- Linien: Verknüpfen Sie Attribute mit Entitätssätzen und Entitätssätze mit Beziehungssätzen.

- Doppelte Ellipse: mehrwertige Attribute.

- Diskontinuierliche Ellipse: abgeleitete Attribute.

- Doppeltes Rechteck: Sätze schwacher Einheiten.

-Elemente

Entität

Eine Entität ist etwas in der realen Welt, das leicht zu erkennen ist. Es ist alles in der Firma, was in der Datenbank vertreten sein wird. Es kann etwas Physisches sein oder nur eine Tatsache oder ein Ereignis, das in der realen Welt auftritt.

Dies kann ein Ort, eine Person, ein Objekt, ein Ereignis oder ein Konzept sein, das Daten in der Datenbank speichert. Das Merkmal von Entitäten ist, dass sie ein Attribut als eindeutigen Schlüssel haben müssen. Jede Entität besteht aus einigen Attributen, die diese Entität darstellen.

Entitäten können als Substantive betrachtet werden. Beispiele: ein Computer, ein Mitarbeiter, ein Lied, ein mathematischer Satz usw.

Schwache Entität

Eine schwache Entität ist eine Entität, die nicht durch ihre eigenen Attribute eindeutig identifiziert werden kann und auf einer Beziehung zu einer anderen Entität basiert.

Beispielsweise kann ein Bankkonto nicht eindeutig identifiziert werden, wenn die Bank, zu der es gehört, nicht bekannt ist. Daher ist das Bankkonto eine schwache Einheit.

Attribut

Ein Attribut beschreibt die Eigenschaft einer Entität. Es wird durch eine ovale Form in einem ER-Diagramm dargestellt. Es gibt vier Arten von Attributen:

Schlüsselattribut

Es ist das Attribut, das eine Entität aus einer Reihe von Entitäten eindeutig identifizieren kann. Beispielsweise kann die Studenten-ID-Nummer einen Studenten aus einem Pool von Studenten eindeutig identifizieren.

Das Schlüsselattribut wird wie die anderen Attribute durch eine Ellipse dargestellt. Der Schlüsselattributtext ist jedoch unterstrichen.

Mehrwertiges Attribut

Es ist ein Attribut, das mehrere Werte enthalten kann. Es wird in einem ER-Diagramm durch doppelte Ellipsen dargestellt.

Beispielsweise kann eine Person mehr als eine Telefonnummer haben, sodass das Telefonnummernattribut mehrere Werte hat.

Abgeleitetes Attribut

Es ist eines, dessen Wert dynamisch ist und von einem anderen Attribut abgeleitet wird. Es wird durch eine diskontinuierliche Ellipse in einem ER-Diagramm dargestellt.

Beispielsweise ist das Alter einer Person ein abgeleitetes Attribut, da es sich im Laufe der Zeit ändert und von einem anderen Attribut abgeleitet werden kann: dem Geburtsdatum.

Beziehung

Eine Beziehung zeigt, wie Entitäten miteinander in Beziehung stehen. Sie können als Verben betrachtet werden, die zwei oder mehr Substantive verbinden. Es wird durch die Rautenform im ER-Diagramm dargestellt.

Beispiele: die Beziehung zwischen einer Abteilung und einem Mitarbeiter, zwischen einem Computer und einem Unternehmen, die Beziehung zwischen einem Satz und einem Mathematiker, zwischen einem Künstler und einem Lied usw.

Kardinalität

Kardinalität gibt an, wie viele Instanzen einer Entität mit einer Instanz einer anderen Entität verknüpft sind. Ordinalität ist auch eng mit Kardinalität verbunden.

Während die Kardinalität das Auftreten einer Beziehung angibt, beschreibt die Ordinalität die Beziehung als erforderlich oder optional. Die dafür verwendete Symbologie lautet wie folgt:

Mit anderen Worten, Kardinalität gibt die maximale Anzahl von Beziehungen an und Ordinalität gibt die absolute minimale Anzahl von Beziehungen an. In diesem Sinne gibt es vier Arten von Beziehungen:

Eins zu eins Beziehung

Dies ist der Fall, wenn eine einzelne Instanz einer Entität einer einzelnen Instanz einer anderen Entität zugeordnet ist.

Beispielsweise hat eine Person nur einen Pass und nur eine Person erhält einen Pass.

Eine zu viele Beziehung

Dies ist der Fall, wenn eine Instanz einer Entität mehr als einer Instanz einer anderen Entität zugeordnet ist.

Beispielsweise kann ein Kunde viele Bestellungen aufgeben, aber viele Kunden können keine Bestellung aufgeben.

Viele zu einer Beziehung

Dies ist der Fall, wenn mehr als eine Instanz einer Entität einer einzelnen Instanz einer anderen Entität zugeordnet ist.

Beispielsweise können viele Studenten nur an einer Universität studieren, aber ein Student kann nicht gleichzeitig an vielen Universitäten studieren.

Viele zu viele Beziehungen

Dies ist der Fall, wenn mehr als eine Instanz einer Entität mehr als einer Instanz einer anderen Entität zugeordnet ist.

Beispielsweise kann ein Schüler vielen Projekten und ein Projekt vielen Schülern zugewiesen werden.

Wie erstelle ich ein Beziehungsentitätsmodell?

Wenn Sie ein System oder einen Prozess dokumentieren, verbessert die Beobachtung des Systems auf verschiedene Weise das Verständnis dieses Systems.

Entitätsbeziehungsdiagramme werden häufig verwendet, um den Inhalt einer Datenbank anzuzeigen. Sie helfen bei der Visualisierung der allgemeinen Datenverbindung und sind besonders nützlich beim Aufbau einer relationalen Datenbank.

Die folgenden Schritte sind erforderlich, um ein Beziehungsentitätsmodell zu erstellen:

Identifizieren Sie die Entitäten

Der erste Schritt beim Erstellen eines Entitätsbeziehungsdiagramms besteht darin, alle zu verwendenden Entitäten zu identifizieren. Eine Entität ist nichts anderes als ein Rechteck mit einer Beschreibung von etwas, über das das System Informationen speichert.

Für jede denkbare Entität sollte ein Rechteck gezeichnet werden. Als Beispiel gibt es die folgenden drei Entitäten:

Beziehungen identifizieren

Wenn zwei Entitäten betrachtet werden, wird eine durchgehende Linie zwischen den beiden Entitäten gezogen, wenn sie miteinander in Beziehung stehen.

Um die Beziehung der Entitäten zu beschreiben, wird auf der gerade hinzugefügten Linie ein Diamant zwischen den beiden Entitäten gezeichnet.

Eine kurze Beschreibung ihrer Beziehung sollte auf den Diamanten geschrieben werden. Nach dem Beispiel haben wir Folgendes:

Kardinalitäten identifizieren

Für die Zwecke des fraglichen Beispiels ist bekannt, dass ein Schüler in mehreren Kursen zugewiesen werden kann und ein Lehrer nur einen Kurs unterrichten kann. Daher sieht das Diagramm folgendermaßen aus:

Attribute identifizieren

Die Dateien, Formulare, Berichte und Daten, die die Organisation derzeit verwaltet, sollten untersucht werden, um die Attribute zu identifizieren. Interviews mit mehreren Stakeholdern können auch durchgeführt werden, um Entitäten zu identifizieren. Zunächst ist es wichtig, die Attribute zu identifizieren, ohne sie einer bestimmten Entität zuzuweisen.

Sobald Sie eine Liste von Attributen haben, müssen diese den identifizierten Entitäten zugewiesen werden. Stellen Sie sicher, dass ein Attribut genau einer Entität entspricht. Wenn angenommen wird, dass ein Attribut zu mehr als einer Entität gehört, muss ein Modifikator verwendet werden, um es eindeutig zu machen.

Nach erfolgter Zuordnung werden die Primärschlüssel identifiziert. Wenn kein eindeutiger Schlüssel verfügbar ist, muss einer erstellt werden.

Zur Vereinfachung des Beispiels wird neben dem Schlüssel nur ein Attribut für jede Entität angezeigt. Es konnten jedoch mehr Attribute identifiziert werden. Primärschlüssel können von anderen Attributen unterschieden werden, da sie unterstrichen sind.

Vervollständigen Sie das Diagramm

Verbinden Sie die Entitäten weiterhin mit Linien und fügen Sie die Diamanten hinzu, um jede Beziehung zu beschreiben, bis alle Beziehungen beschrieben wurden.

Einige der Entitäten sind möglicherweise nicht mit anderen Entitäten verbunden. Andererseits können andere Entitäten mehrere Beziehungen haben. Eine modernere Darstellung des ER-Diagramms lautet wie folgt:

Tipps für effektive ER-Diagramme

- Stellen Sie sicher, dass jede Entität nur einmal im Diagramm angezeigt wird.

- Im Diagramm muss jeder Entität, Beziehung und jedem Attribut ein Name zugewiesen werden.

- Die Beziehungen zwischen Unternehmen müssen sorgfältig geprüft werden. Sind sie wirklich notwendig? Gibt es einige zu definierende Beziehungen? Alle redundanten Beziehungen müssen beseitigt werden. Beziehungen sind nicht miteinander verbunden.

- Es wird empfohlen, Farben zu verwenden, um wichtige Teile des Diagramms hervorzuheben.

Beispiele

Datenbankdiagramm

Es gibt zwei Gründe, ein Beziehungsentitätsdiagramm für eine Datenbank zu erstellen: Sie entwerfen ein neues Modell oder müssen Ihre vorhandene Struktur dokumentieren.

Wenn Sie über eine vorhandene Datenbank verfügen, die dokumentiert werden muss, erstellen Sie ein Entitätsbeziehungsdiagramm mit den Daten direkt aus der Datenbank:

Internet-Verkaufsmodell

Hier ist ein Beispiel für das Entitätsbeziehungsmodell für Internetverkäufe unter Verwendung eines Entitätsbeziehungsdiagramms:

Verweise

1. Wikipedia, die freie Enzyklopädie (2019). Entity-Relationship-Modell. Entnommen aus: en.wikipedia.org.
2. Smartdraw (2019). Entity-Relationship-Diagramm. Entnommen aus: smartdraw.com.
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5. Visuelles Paradigma (2019). Was ist das Entity Relationship Diagram (ERD)? Entnommen aus: visual-paradigm.com.
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7. Adrienne Watt (2019). Kapitel 8 Das Datenmodell für Entitätsbeziehungen. Öffnen Sie Text BC. Entnommen aus: opentextbc.ca.