Ultimatives Entity-Relationship-Diagramm-Tutorial (ER-Diagramme)

Sie möchten also Entity-Relationship-Diagramme lernen? Dieses ER-Diagramm-Tutorial behandelt ihre Verwendung, Geschichte, Symbole, Notationen und wie sie mit unserer ER-Diagramm-Software gezeichnet werden. Wir haben auch einige Vorlagen hinzugefügt, damit Sie schnell loslegen können.

Was ist ein ER-Diagramm?

Ein Entity Relationship Diagram (ERD) ist eine visuelle Darstellung verschiedener Entitäten innerhalb eines Systems und wie sie miteinander in Beziehung stehen . Beispielsweise können die Elemente Schriftsteller, Roman und Konsument mithilfe von ER-Diagrammen folgendermaßen beschrieben werden:

Geschichte der ER-Diagramme

Obwohl die Datenmodellierung in den 1970er Jahren zu einer Notwendigkeit geworden ist, gab es keine Standardmethode zur Modellierung von Datenbanken oder Geschäftsprozessen. Obwohl viele Lösungen vorgeschlagen und diskutiert wurden, fand keine breite Anwendung.

Peter Chen wird die Einführung des weit verbreiteten ER-Modells in seinem Artikel „The Entity Relationship Model-Toward a Unified View of Data“ zugeschrieben. Der Schwerpunkt lag auf Entitäten und Beziehungen, und er führte auch eine Diagrammdarstellung für das Datenbankdesign ein.

Sein Modell wurde von den von Charles Bachman eingeführten Datenstrukturdiagrammen inspiriert. Bachman-Diagramme, eine der frühen Formen von ER-Diagrammen, sind nach ihm benannt.

Eine detaillierte Geschichte der ER-Diagramme und die Bewertung der Datenmodellierung finden Sie in diesem Artikel.

Wozu dienen ER-Diagramme?

Wozu dienen ER-Diagramme? Wo werden sie eingesetzt? Obwohl sie zur Modellierung fast aller Systeme verwendet werden können, werden sie hauptsächlich in den folgenden Bereichen verwendet.

ER-Modelle im Datenbankdesign

Sie werden häufig verwendet, um relationale Datenbanken zu entwerfen. Die Entitäten im ER-Schema werden zu Tabellen, Attributen und konvertierten das Datenbankschema. Da sie verwendet werden können, um Datenbanktabellen und ihre Beziehungen zu visualisieren, wird sie häufig auch für die Fehlerbehebung von Datenbanken verwendet.

Entity-Relationship-Diagramme im Software-Engineering

Entity-Relationship-Diagramme werden in der Softwareentwicklung während der Planungsphase des Softwareprojekts verwendet. Sie helfen, verschiedene Systemelemente und ihre Beziehungen zueinander zu identifizieren. Es wird häufig als Grundlage für Datenflussdiagramme oder DFDs, wie sie allgemein bekannt sind, verwendet.

Beispielsweise verfügt eine in einem Einzelhandelsgeschäft verwendete Bestandssoftware über eine Datenbank, die Elemente wie Käufe, Artikel, Artikeltyp, Artikelquelle und Artikelpreis überwacht. Das Rendern dieser Informationen durch ein ER-Diagramm würde in etwa so aussehen:

Im Diagramm sind die Informationen innerhalb der ovalen Formen Attribute einer bestimmten Entität.

Entity Relationship Diagram (ERD) Symbole und Notationen

Es gibt drei grundlegende Elemente in einem ER-Diagramm: Entität, Attribut, Beziehung. Es gibt weitere Elemente, die auf den Hauptelementen basieren. Sie sind schwache Entität, mehrwertiges Attribut, abgeleitetes Attribut, schwache Beziehung und rekursive Beziehung. Kardinalität und Ordinalität sind zwei weitere Notationen, die in ER-Diagrammen verwendet werden, um Beziehungen weiter zu definieren.

Einheit

Eine Entität kann eine Person, ein Ort, ein Ereignis oder ein Objekt sein, das für ein bestimmtes System relevant ist. Beispielsweise kann ein Schulsystem Schüler, Lehrer, Hauptkurse, Fächer, Gebühren und andere Elemente umfassen. Entitäten werden in ER-Diagrammen durch ein Rechteck dargestellt und mit Substantiven im Singular benannt.

Schwache Entität

Eine schwache Entität ist eine Entität, die von der Existenz einer anderen Entität abhängt. Technisch gesehen kann es als eine Entität definiert werden, die nicht durch ihre eigenen Attribute identifiziert werden kann. Es verwendet einen Fremdschlüssel in Kombination mit seinem Attribut, um den Primärschlüssel zu bilden. Eine Entität wie Auftragsposition ist ein gutes Beispiel dafür. Ohne Bestellung ist die Bestellposition bedeutungslos, es kommt also auf das Bestehen der Bestellung an.

Attribut

Ein Attribut ist eine Eigenschaft, ein Merkmal oder ein Merkmal einer Entität, Beziehung oder eines anderen Attributs. Beispielsweise ist das Attribut Inventory Item Name ein Attribut der Entität Inventory Item. Eine Entität kann beliebig viele Attribute haben. In der Zwischenzeit können Attribute auch ihre eigenen spezifischen Attribute haben. Beispielsweise kann das Attribut „Kundenadresse“ die Attribute Nummer, Straße, Ort und Bundesland haben. Diese werden zusammengesetzte Attribute genannt. Beachten Sie, dass einige ER-Diagramme der obersten Ebene der Einfachheit halber keine Attribute zeigen. In denen, die dies tun, werden Attribute jedoch durch ovale Formen dargestellt.

Mehrwertiges Attribut

Wenn ein Attribut mehr als einen Wert haben kann, spricht man von einem mehrwertigen Attribut. Es ist wichtig zu beachten, dass sich dies von einem Attribut unterscheidet, das seine eigenen Attribute hat. Beispielsweise kann eine Lehrerentität mehrere Fachwerte haben.

Abgeleitetes Attribut

Ein Attribut, das auf einem anderen Attribut basiert. Dies wird selten in ER-Diagrammen gefunden. Beispielsweise kann bei einem Kreis die Fläche aus dem Radius abgeleitet werden.

Beziehung

Eine Beziehung beschreibt, wie Entitäten interagieren. Beispielsweise kann die Entität „Zimmermann“ mit der Entität „Tisch“ durch die Beziehung „baut“ oder „macht“ in Beziehung stehen. Beziehungen werden durch Rauten dargestellt und mit Verben gekennzeichnet.

Rekursive Beziehung

Wenn dieselbe Entität mehr als einmal an einer Beziehung teilnimmt, wird sie als rekursive Beziehung bezeichnet. Im folgenden Beispiel kann ein Mitarbeiter Vorgesetzter sein und beaufsichtigt werden, es besteht also eine rekursive Beziehung.

Kardinalität und Ordinalität

Diese beiden definieren Beziehungen zwischen Entitäten weiter, indem sie die Beziehung in den Kontext von Zahlen stellen. In einem E-Mail-System kann ein Konto beispielsweise mehrere Kontakte haben. Die Beziehung folgt in diesem Fall einem „Eins-zu-Vielen“-Modell. Es gibt eine Reihe von Notationen, die zur Darstellung der Kardinalität in ER-Diagrammen verwendet werden. Chen, UML, Krähenfuß, Bachman sind einige der gängigen Notationen. Creately unterstützt Chen-, UML- und Krähenfußnotationen. Im folgenden Beispiel wird UML verwendet, um die Kardinalität anzuzeigen.

Wie man ER-Diagramme zeichnet

Die folgenden Punkte zeigen, wie Sie ein ER-Diagramm erstellen.

1. Identifizieren Sie alle Entitäten im System. Eine Entität sollte nur einmal in einem bestimmten Diagramm erscheinen. Erstellen Sie Rechtecke für alle Elemente und benennen Sie sie richtig.
2. Identifizieren Sie Beziehungen zwischen Entitäten. Verbinden Sie sie mit einer Linie und fügen Sie in der Mitte eine Raute hinzu, die die Beziehung beschreibt.
3. Fügen Sie Attribute für Entitäten hinzu. Geben Sie aussagekräftige Attributnamen, damit sie leicht verständlich sind.

Klingt einfach, oder? In einem komplexen System kann es ein Alptraum sein, Zusammenhänge zu erkennen. Dies ist etwas, das Sie nur mit Übung perfektionieren werden.

Best Practices für ER-Diagramme

1. Geben Sie für jede Entität, jedes Attribut und jede Beziehung im Diagramm einen genauen und angemessenen Namen an. Einfache und vertraute Begriffe sind immer besser als vage, technisch klingende Worte. Denken Sie bei der Benennung von Entitäten daran, Substantive im Singular zu verwenden. Es können jedoch Adjektive verwendet werden, um Einheiten zu unterscheiden, die derselben Klasse angehören (z. B. Teilzeitbeschäftigte und Vollzeitbeschäftigte). Dabei müssen Attributnamen aussagekräftig, eindeutig, systemunabhängig und leicht verständlich sein.
2. Entfernen Sie vage, redundante oder unnötige Beziehungen zwischen Entitäten.
3. Verbinde niemals eine Beziehung mit einer anderen Beziehung.
4. Setzen Sie Farben effektiv ein. Sie können Farben verwenden, um ähnliche Entitäten zu klassifizieren oder Schlüsselbereiche in Ihren Diagrammen hervorzuheben.

Zeichnen von ER-Diagrammen mit Creately

Sie können Entity-Relationship-Diagramme manuell zeichnen, insbesondere wenn Sie Ihren Kollegen nur informell einfache Systeme zeigen. Für komplexere Systeme und für externe Zielgruppen benötigen Sie jedoch eine Diagrammsoftware wie Creately, um visuell ansprechende und präzise ER-Diagramme zu erstellen. Die von Creately als Online-Dienst angebotene ER-Diagramm-Software ist ziemlich einfach zu bedienen und viel günstiger als der Kauf einer lizenzierten Software. Es eignet sich auch perfekt für Entwicklungsteams, da es die Zusammenarbeit stark unterstützt.

ER-Diagrammvorlagen

Nachfolgend finden Sie einige ER-Diagrammvorlagen, damit Sie schnell loslegen können. Klicken Sie auf das Bild und auf der neuen Seite, die sich öffnet, auf die Schaltfläche „Als Vorlage verwenden“. Weitere Vorlagen finden Sie in unserem Abschnitt Vorlagen für ER-Diagramme.

Eine grundlegende ER-Diagrammvorlage für einen schnellen Einstieg

Vorteile von ER-Diagrammen

ER-Diagramme bilden einen sehr nützlichen Rahmen zum Erstellen und Bearbeiten von Datenbanken. Erstens sind ER-Diagramme einfach zu verstehen und erfordern keine umfangreiche Schulung, um effizient und genau damit arbeiten zu können. Dies bedeutet, dass Designer ER-Diagramme verwenden können, um einfach mit Entwicklern, Kunden und Endbenutzern zu kommunizieren, unabhängig von ihren IT-Kenntnissen.

Zweitens sind ER-Diagramme leicht in relationale Tabellen übersetzbar, die zum schnellen Aufbau von Datenbanken verwendet werden können. Darüber hinaus können ER-Diagramme direkt von Datenbankentwicklern als Blaupause für die Implementierung von Daten in bestimmte Softwareanwendungen verwendet werden.

Schließlich können ER-Diagramme auch in anderen Kontexten angewendet werden, beispielsweise zur Beschreibung der verschiedenen Beziehungen und Operationen innerhalb einer Organisation.

Feedback zum ER-Diagramm-Tutorial

Ich habe mein Bestes getan, um alles abzudecken, was Sie über ER-Diagramme wissen müssen. Wenn Sie der Meinung sind, dass ich einen Teil verpasst habe, erwähnen Sie dies unbedingt in den Kommentaren. Es ist auch ein guter Ort, um Fragen zu stellen.

Verweise

1. Entity-Relationship-Modell, wie auf Wikipedia veröffentlicht.
2. Entity Relationship Diagram von Mike Chapple, wie auf der About.com-Website veröffentlicht