Modelo entidad-relación

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Una muestra el diagrama entidad-relación usando la notación de Chen

En la ingeniería de software , un modelo de entidad-relación (modelo ER para abreviar) es una representación abstracta y conceptual de los datos . Modelo entidad-relación es un modelo de base de datos método, utilizado para producir un tipo de esquema conceptual o modelo semántico de datos de un sistema, a menudo una base de datos relacional , y sus requisitos en un top-down de la moda. Los diagramas creados por este proceso se llaman diagramas entidad-relación o diagramas ER.

En este artículo se refiere a las técnicas propuestas en Peter Chen 's 1976 papel. [1] Sin embargo, las variantes de la idea de que existían anteriormente, [2] y se han desarrollado posteriormente.

Contenido

[ editar ] Información general

Utilizando el enfoque de esquema de tres de ingeniería de software , hay tres niveles de los modelos ER que se puedan desarrollar. El modelo conceptual de datos es el modelo más alto nivel de ER, ya que contiene todos los detalles, pero por lo menos granular establece el alcance general de lo que se va a incluir en el conjunto del modelo. El modelo conceptual ER normalmente define las entidades principales de datos de referencia que son comúnmente utilizados por la organización. El desarrollo de un modelo conceptual de toda la empresa ER es útil para apoyar la documentación de la arquitectura de datos para una organización.

Un modelo conceptual ER puede ser utilizado como la base de uno o más modelos de datos lógicos . El propósito del modelo conceptual ER es entonces para establecer estructural metadatos común para los datos maestros entidades entre el conjunto de modelos ER lógicas. El modelo conceptual de datos puede ser utilizado para formar las relaciones comunes entre los modelos ER como una base para la integración modelo de datos.

Un modelo ER lógica no requiere de un modelo conceptual ER, especialmente si el alcance de la lógica del modelo ER es el desarrollo de un sistema único de información dispares. La lógica del modelo ER contiene más detalle que el modelo conceptual ER. Además de las entidades de datos maestros, entidades de datos operacionales y transaccionales se definen ahora. Los detalles de cada entidad de datos se desarrollan y las relaciones entre entidades entre estas entidades de datos establecidas. La lógica del modelo ER Sin embargo, se desarrolló independiente de la tecnología en la que se llevará a cabo.

Uno o más físicos modelos ER puede ser desarrollado a partir de cada una lógica del modelo ER. El modelo ER física normalmente se desarrolla una instancia como una base de datos. Por lo tanto, cada modelo ER física debe contener los detalles suficientes para producir una base de datos y cada modelo ER física depende de la tecnología, ya que cada sistema de gestión de base de datos es un tanto diferente.

El modelo físico es normalmente hacia adelante diseñado para una instancia de la estructura [de metadatos] en un sistema de gestión de base de datos como objetos de bases de datos relacionales, tales como tablas de bases de datos , los índices de base de datos como clave única índices, y las limitaciones de bases de datos como una restricción de clave externa o una restricción en común. El modelo ER también se utiliza normalmente para diseñar modificaciones a los objetos de base de datos relacional y para mantener los metadatos estructural de la base de datos.


La primera etapa del sistema de información de diseño utiliza estos modelos durante el análisis de los requisitos para describir las necesidades de información o el tipo de información que se va a almacenar en una base de datos . El modelado de datos técnica se puede utilizar para describir cualquier ontología (es decir, una visión general y las clasificaciones de los términos utilizados y sus relaciones) para una determinada área de interés . En el caso del diseño de un sistema de información que se basa en una base de datos, el modelo conceptual de datos es, en una etapa posterior (diseño generalmente llamado lógico), asignada a un modelo de datos lógicos , tales como el modelo relacional ; esto a su vez se asigna a un modelo físico durante el diseño físico. Nótese que, a veces, ambas de estas fases se conoce como "diseño físico".

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Un metamodelo UML de los modelos de relación de la entidad extendidas

[ editar ] Los bloques de construcción: entidades, relaciones y atributos

Dos entidades relacionadas
Una entidad con un atributo
Una relación con un atributo

Una entidad puede definirse como una cosa que es reconocido como capaz de una existencia independiente y que se pueden identificar de forma única. Una entidad es una abstracción de las complejidades de un dominio. Cuando hablamos de una entidad que normalmente hablan de algún aspecto del mundo real que pueden distinguirse de otros aspectos del mundo real. [3]

Una entidad puede ser un objeto físico, como una casa o un coche, un evento como una venta de casa o de un servicio de coche, o un concepto como el de transacción de un cliente o una orden. Aunque el concepto de entidad es el más utilizado, después de Chen que realmente debemos distinguir entre una entidad y un tipo de entidad. Un tipo de entidad es una categoría. La entidad, en sentido estricto, es una instancia de un determinado tipo de entidad. Usualmente hay muchos casos de un tipo de entidad. Debido a que el término tipo de entidad es un poco engorroso, la mayoría de la gente tiende a utilizar el concepto de entidad como un sinónimo de este término.

Las entidades pueden ser considerados como sustantivos . Ejemplos: una computadora, un empleado, una canción, un teorema matemático.

Una relación capta cómo las entidades están relacionados entre sí. Las relaciones pueden ser considerados como los verbos , entre dos o más sustantivos. Ejemplos: una relación entre el dueño de una empresa y un ordenador, un supervisa la relación entre un empleado y un departamento, una lleva a cabo la relación entre un artista y una canción, una relación demostrada entre un matemático y un teorema.

Aspecto lingüístico del modelo descrito anteriormente se utiliza en la declarativa base de datos de lenguaje de consulta Errol, que imita en lenguaje natural construcciones. Errol la semántica y la aplicación se basa en el álgebra relacional acondicionamiento (RRA), un álgebra relacional que se adapta al modelo entidad-relación, y toca su aspecto lingüístico.

Las entidades y las relaciones de ambos pueden tener atributos. Ejemplos: una entidad empleado puede tener un Número de Seguro Social (SSN) del atributo, la relación resultado puede tener un atributo de la fecha.

Todas las entidades (a menos que sea una entidad débil ) debe tener un conjunto mínimo de atributos de identificación única, que se llama de la entidad, la clave principal .

Diagramas entidad-relación no se muestran las entidades individuales o casos individuales de las relaciones. Más bien, se muestran los conjuntos de entidades y conjuntos de relaciones. Ejemplo: una canción en particular es una entidad. La colección de todas las canciones de una base de datos es un conjunto de entidades. La relación entre un niño come y su comida es una relación única. El conjunto de todas esas comidas para niños en las relaciones de una base de datos es un conjunto de relaciones. En otras palabras, un conjunto relación corresponde a una relación en matemáticas , mientras que una relación corresponde a un miembro de la relación.

Ciertas restricciones de cardinalidad de conjuntos de relaciones se puede indicar también.

[ editar ] Las relaciones, los roles y cardinalidades

En el documento original de Chen se da un ejemplo de una relación y sus funciones. Él describe una relación de "matrimonio" y sus dos papeles "marido" y "esposa".

Una persona que desempeña el papel de marido de un matrimonio (la relación) y la otra persona hace el papel de la mujer en el matrimonio (lo mismo). Estas palabras son sustantivos. No es ninguna sorpresa, nombrar las cosas requiere de un sustantivo.

Sin embargo, como es bastante habitual con nuevas ideas, muchos con entusiasmo se apropió de la nueva terminología, pero luego lo aplicó a sus viejas ideas propias. Así, las líneas, flechas y los cuervos los pies de sus diagramas se debió más a los anteriores diagramas de Bachman a los diamantes que la relación de Chen. Y de manera similar malentendido otros conceptos importantes.

En particular, se puso de moda (ahora casi hasta el punto de exclusividad) de "denominación" relaciones y los roles de los verbos o frases.

[ editar ] nombres de relación

Una relación expresa con un sentido único verbo que implica, hace que sea imposible discutir el modelo utilizando el Inglés adecuado siguiente. Por ejemplo:

  • la canción y el artista están relacionados por un 'toca'
  • el marido y la mujer están relacionados por una "es-casado-a '.

Expresando las relaciones con un sustantivo se resuelve lo siguiente:

  • la canción y el artista están relacionadas por una 'performance'
  • el marido y la mujer están relacionados por un 'matrimonio'.

Tradicionalmente, las relaciones se expresan dos veces, (usando presentes frases verbales continuas), una vez en cada dirección. Esto le da dos declaraciones de inglés por la relación. Por ejemplo:

  • la canción se realiza por el intérprete
  • el artista interpreta la canción

[ editar ] El papel de nomenclatura

También ha llegado a ser frecuente para nombrar los papeles con frases por ejemplo, es-el-dueño de la propiedad y por los nombres, etc correcta en este caso son "propietario" y "posesión". Así, "persona que desempeña el papel de propietario" y "coche juega el papel de la posesión" en lugar de "persona desempeña el papel de es-el-dueño-de", etc

El uso de nombres tiene un beneficio directo al generar implementaciones físicas de los modelos semánticos. Cuando una persona tiene dos relaciones con coche, entonces es posible generar muy simplemente nombres tales como "owner_person" y "driver_person", que son inmediatamente significativo.

[ editar ] cardinalidades

Algunas de las modificaciones a las especificaciones originales son beneficiosos. Chen describió mirada-a través de cardinalidades. UML perpetúa esta. (Dicho sea de paso, el Barker-Ellis notación, usado en Oracle Designer, utiliza el mismo lado de cardinalidad mínima (similar a la opcionalidad) y el papel, pero mira, a través de cardinalidad máxima (el pie cuervos)).

En Merise [4] , y Elmasri Navathe [5] y otros [6] hay una preferencia por el mismo lado de los papeles y un mínimo de dos y cardinalidades máximas. Investigaciones recientes (Feinerer [7] , Dullea et al. [8] ) han demostrado que esto es más coherente cuando se aplica a las relaciones n-arias de orden> 2.

En Dullea y col. se lee: "Una" mirada a través de 'la notación utilizada en el UML no representar efectivamente a la semántica de las restricciones de participación impuestas en las relaciones en que el grado es mayor que la binaria. "

En Feinerer que dice: "Los problemas surgen si operamos bajo la mirada-a través de la semántica que se utilizan para las asociaciones UML. Hartmann [9] investiga esta situación y muestra cómo y por qué diferentes transformaciones fracasan. "(A pesar de la" reducción "que se menciona es espuria como la dos diagramas 3.4 y 3.5 son, en realidad la misma) y también "Como veremos en las próximas páginas, la interpretación de consulta a través introduce una serie de dificultades que impiden la ampliación de los mecanismos simples de binario a n-arias asociaciones".

[ editar ] de modelado semántico

El padre de la modelo ER, dijo en su artículo seminal ".. El modelo entidad-relación adopta el punto de vista más natural que el mundo real se compone de entidades y relaciones que incorpora parte de la información semántica importante sobre el mundo real" [1] Él Es aquí, en acuerdo con las tradiciones filosóficas y teóricas de la época de los antiguos filósofos griegos: Sócrates, Platón y Aristóteles (428 aC) hasta la moderna epistemología , la semiótica y la lógica de Peirce , Frege y Russell . Platón, el conocimiento se asocia con la aprehensión de Formas inmutables (Las formas, de acuerdo con Sócrates, son más o menos habla arquetipos o representaciones abstractas de los muchos tipos de cosas y propiedades) y sus relaciones entre sí. En su artículo original de 1976, Chen explícitamente contrasta diagramas entidad-relación con las técnicas de modelado de registro: "El diagrama de estructura de datos es una representación de la organización de los registros y no es una representación exacta de las entidades y relaciones. " Otros autores también apoyan su programa:

Kent en "Datos y Realidad" : "Una cosa que debemos tener claro en nuestra mente desde el comienzo de un esfuerzo de modelado es si tienen la intención de describir una parte de la" realidad "(alguna empresa humana) o una actividad de procesamiento de datos. "

Abrial en la "semántica de datos": ". el almacenamiento y la recuperación de los mecanismos disponibles en la actualidad en los sistemas informáticos", "... la llamada" lógica "la definición y manipulación de los datos aún están influenciados (a veces inconscientemente) por la" física

Stamper: "Se pretende describir los tipos de entidad, pero el vocabulario es de procesamiento de datos: campos, objetos de datos, los valores de las reglas de nomenclatura no reflejan las convenciones que utilizamos para nombrar personas y cosas, sino que reflejan en lugar de técnicas para localizar registros en los archivos. ".

En Jackson palabras: "El desarrollador comienza creando un modelo de la realidad con la que el sistema se refiere, la realidad que proporciona su [del sistema] la materia ..."

Elmasri, Navathe: "Los conceptos del modelo ER se han diseñado para estar más cerca de la percepción del usuario de los datos y no se pretende describir la forma en que los datos serán almacenados en la computadora".

Un modelo semántico es un modelo de los conceptos, a veces se llama un "modelo independiente de la plataforma". Es un modelo intensional. A más tardar desde Carnap , es bien sabido que: [10] "... el significado de un concepto está constituido por dos aspectos, su intensión y su extensión La primera parte comprende la incorporación de un concepto en el mundo de. conceptos en su conjunto, es decir, la totalidad de todas las relaciones con otros conceptos. La segunda parte establece el significado referencial del concepto, es decir, su contraparte en el mundo real o en un mundo posible ". Un modelo extensional es la que asigna a los elementos de una metodología o tecnología en particular, por lo que es un "modelo específico de la plataforma". La especificación de UML afirma explícitamente que las asociaciones en los modelos de clase son extensivos y esto es en el auto hecho evidente al considerar la amplia gama de adornos adicionales "" proporcionados por la especificación por encima de los prestados por ninguno de los anteriores candidatos "semántica de modelado idiomas". "UML como notación de modelado de datos, parte 2"

[ editar ] Convenciones Diagramación

Varios métodos de representación de la misma a la relación de muchos. En cada caso, el diagrama muestra la relación entre una persona y un lugar de nacimiento: cada persona debe haber nacido en uno, y sólo un lugar, pero cada lugar pueden haber tenido cero o más personas que nacen en ella.
Dos entidades relacionadas se muestra usando la notación de pata de gallo. En este ejemplo, una relación opcional se muestra entre el artista y la canción; los símbolos más cercanas a la entidad canción representa "cero, uno o muchos", mientras que una canción tiene "una y única" Artista. El primero es por lo tanto, se lea como un artista (se puede) realizar (s) ", cero, uno o muchos" canción (s).

La notación de Chen para el modelado de entidad-relación usa rectángulos para representar a las entidades, y los diamantes para representar las relaciones adecuadas para objetos de primera clase : ellos pueden tener atributos y relaciones de los suyos. Conjuntos de entidades se dibujan como rectángulos, la relación se establece como los diamantes. Si un conjunto de entidades participa en un conjunto de relaciones, se conectan con una línea.

Los atributos se dibujan como los óvalos y se conectan con una línea exactamente a una entidad o conjunto de relaciones.

Restricciones de cardinalidad se expresan como sigue:

  • una línea doble indica una restricción de la participación, la totalidad o sobreyectividad : todas las entidades en el conjunto de entidades deben participar en al menos una relación en el conjunto de relaciones;
  • una flecha del conjunto de entidades al conjunto de la relación indica una restricción de clave , es decir, la inyectividad : cada entidad del conjunto de entidades pueden participar como máximo en una relación en el conjunto de relaciones;
  • una línea gruesa indica a la vez, es decir, bijectivity : cada entidad en el conjunto de entidades se trata exactamente de una relación.
  • un nombre subrayado de un atributo indica que se trata de una clave : dos entidades diferentes o las relaciones con este atributo siempre tienen diferentes valores para este atributo.

Los atributos se omite a menudo, ya que puede estorbar encima de un diagrama, otras técnicas de diagramas a menudo la lista de atributos de entidad dentro de los rectángulos dibujados por los conjuntos de entidades.

Relacionado con las técnicas de diagramación de la convención:

[ editar ] Notación de pata de gallo

La notación de pata de gallo se utiliza en la notación de Barker , SSADM y la Ingeniería de la Información . Diagramas de pata de gallo representan entidades como las cajas, y las relaciones de las líneas entre las cajas. Las diferentes formas en los extremos de estas líneas representan la cardinalidad de la relación.

La notación de pata de gallo se utilizó en la década de 1980 por la consultora práctica CACI . Muchos de los consultores en la CACI (incluyendo a Richard Barker), posteriormente se trasladó a Oracle Reino Unido, donde se desarrollaron las primeras versiones de Oracle CASE herramientas, la introducción de la notación para un público más amplio. Las siguientes herramientas utilizar la notación de pata de gallo: ARIS , System Architect , Visio , PowerDesigner , Toad Data Modeler , DeZign para bases de datos , los Devgems Data Modeler , OmniGraffle , MySQL Workbench y SQL Developer Data Modeler . La herramienta de CA ICASE, CA Gen conocido como Fondo de Información de Ingeniería también utiliza esta notación.

[ editar ] RE herramientas de diagramación

Hay muchas herramientas de creación de diagramas ER. Algunos ER software libre herramientas de diagramación que pueden interpretar y generar modelos ER y SQL y hacer un análisis de bases de datos son MySQL Workbench (antes DBDesigner ), y ModelSphere abierto (open source). Un programa gratuito de herramientas de ER que puede generar la base de datos y el código de la capa de aplicación (servicios web) es el editor de RISE .

Algunas de las herramientas de creación de diagramas ER de propiedad son Avolution , dbForge Studio para MySQL , ER / Studio , ERwin , MEGA International , ModelRight , Navicat Data Modeler, OmniGraffle, Oracle Designer , PowerDesigner, Rational Rose , Enterprise Architect de Sparx , SQLyog , System Architect , Sapo Data Modeler , y Visual Paradigm .

Algunas herramientas de software libre del diagrama sólo dibujar las formas sin tener ningún conocimiento de lo que significan, ni generar SQL. Estos incluyen yEd , LucidChart , Kivio y Dia .

[ editar ] Limitaciones

Modelos ER asumen el contenido de información que fácilmente se puede representar en una base de datos relacional. Ellos describen sólo una estructura relacional para esta información.

Por lo tanto, son inadecuados para los sistemas en los que la información no puede ser fácilmente representados en forma relacional, tal como con datos semi-estructurados .

Por otra parte, para muchos sistemas, los posibles cambios en la información contenida no son triviales, y lo suficientemente importante como para justificar la especificación explícita. Algunos autores han extendido modelo ER con las construcciones para representar el cambio, un enfoque respaldado por el autor original; [12] es un ejemplo de modelado de anclaje .

Una alternativa es el cambio de modelo por separado, con un modelado de procesos de la técnica.

Otras técnicas pueden ser utilizados para otros aspectos de los sistemas. Por ejemplo, los modelos ER corresponden aproximadamente a sólo 1 de los 14 diferentes técnicas de modelado que ofrece UML .

Otra limitación: el modelado ER está dirigido a especificar la información a partir de cero. Esto se adapte al diseño de nuevos sistemas de información independientes, pero es de menor ayuda en la integración de fuentes pre-existentes de información que ya definir sus propias representaciones de datos en detalle.

Aun cuando es adecuado, en principio, el modelado ER se utiliza raramente como una actividad separada. Una razón para esto es la abundancia actual de herramientas de apoyo a la diagramación y el diseño de apoyo directamente sobre otros relacionales sistemas de bases de datos . Estas herramientas pueden extraer fácilmente los diagramas de base de datos que están muy cerca de los diagramas ER de bases de datos existentes, y proporcionan puntos de vista alternativos sobre la información contenida en los diagramas de este tipo.

En una encuesta, Brodie y Liu [13] no pudo encontrar un solo ejemplo de modelado de entidad-relación dentro de una muestra de diez empresas de Fortune 100. Badia y Lemire [14] culpar de esta falta de utilización por la falta de orientación, sino también en la falta de beneficios, tales como la falta de apoyo a la integración de datos.

[ editar ] Véase también

[ editar ] Referencias

  1. ^ un b "El modelo entidad-relación: Hacia una visión unificada de los datos" para el modelado de entidad-relación.
  2. ^ APG Brown, "Modelización de un sistema del mundo real y el diseño de un esquema para que lo represente", en Douque y Nijssen (eds.), Descripción de la Base de Datos, North-Holland, 1975, ISBN 0-7204-2833-5 .
  3. ^ Pablo Beynon-Davies (2004). Sistemas de bases de datos. Houndmills, Basingstoke, Reino Unido: Palgrave
  4. ^ Hubert Tardieu, Rochfeld Arnold y René Colletti la méthode Merise: Principes et outils (Paperback - 1983)
  5. ^ Elmasri, Ramez, B. Shamkant, Navathe, Fundamentos de los sistemas de bases de datos, tercera edición., Addison-Wesley, Menlo Park, CA, EE.UU., 2000.
  6. ^ ER 2004: 23 ª Conferencia Internacional sobre Modelamiento Conceptual, Shanghai, China, 8 a 12 noviembre, 2004
  7. ^ un tratamiento formal de los diagramas de clases UML como un método eficaz para la Gestión de la Configuración 2007
  8. ^ James Dullea, Il-Yeol canción, Ioanna Lamprou - Un análisis de la validez estructural en el modelo entidad-relación 2002
  9. ^ "El razonamiento sobre las limitaciones y restricciones de la participación de Chen" S Hartmann - 2003
  10. ^ http://wenku.baidu.com/view/8048e7bb1a37f111f1855b22.html
  11. ^ IDEF1X [ enlace roto ]
  12. ^ P. Chen. sugerido líneas de investigación para una nueva frontera: el modelado conceptual activo . ER 2006, el volumen de 4215 Lecture Notes in Computer Science, páginas 1-4. Springer Berlin / Heidelberg, 2006.
  13. ^ ML Brodie y Liu JT. El poder y los límites de la tecnología relacional en la era de los ecosistemas de la información . En movimiento Federados Conferencias, 2010.
  14. ^ A. Badia y D. Lemire. Una llamada a las armas: el diseño de bases de datos volver a visitar . SIGMOD Registro 40, 3 (noviembre de 2011), 61-69.

[ editar ] Para leer más

[ editar ] Enlaces externos

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