Entity Relationship Modell (ER-Diagramm): Definition, Symbole, Erstellung und Vorlagen

Sie möchten wissen was Entity-Relationship-Modell ist? Dieser ER-Diagramm Leitfaden behandelt ihre Verwendung, Geschichte, Symbole, Notationen und die Verwendung von unserem ER Diagramm Tool. Wir haben auch einige ER-Diagramm-Vorlagen hinzugefügt, damit Sie auch sehen können, wie man direkt mit den Vorlagen durchstarten kann.

Was ist ein ER-Diagramm?

Ein Entity-Relationship-Diagramm (ERD) ist eine visuelle Darstellung verschiedener Entitäten innerhalb eines Systems und ihrer Beziehung zueinander. Zum Beispiel können die Elemente Schriftsteller, Buch und ein Konsument mit Hilfe von ER-Diagrammen wie folgt beschrieben werden:

ER-Diagramm-Beispiel
ER-Diagramm mit Grundobjekten

Sie sind auch als ERD- oder ER-Modelle bekannt. Klicken Sie auf die untenstehenden Links, wenn Sie etwas Spezifisches über ER-Diagramme erfahren möchten.

Geschichte der ER-Diagramme

Obwohl die Datenmodellierung um die 1970er Jahre eine Notwendigkeit geworden ist, gab es keine Standardmethode zur Modellierung von Datenbanken oder Geschäftsprozessen. Obwohl viele Lösungen vorgeschlagen und diskutiert wurden, fand keine davon breite Zustimmung.

Peter Chen wird das Verdienst zugeschrieben, in seinem Beitrag “The Entity Relationship Model-Toward a Unified View of Data” das weit verbreitete ER-Modell vorgestellt zu haben. Der Schwerpunkt lag auf Entitäten und Beziehungen, und er führte auch eine Diagramm-Darstellung für das Datenbankdesign an.

Sein Modell wurde durch das von Charles Bachman eingeführten Datenstrukturdiagramm erneuert. Eine der früheren Formen von ER-Diagrammen, die Bachman-Diagramme, sind nach ihm benannt.

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

Verwendung von ER-Diagrammen

Welchen Verwendung von ER-Diagrammen gibt es? Wo werden sie eingesetzt? Obwohl sie zur Modellierung fast aller Systeme verwendet werden können, werden sie vor allem in den folgenden Bereichen eingesetzt.

Entity Relationship Modell im Datenbank-Design

Sie werden häufig für den Entwurf relationaler Datenbanken verwendet. Die Entitäten im ER-Schema werden zu Tabellen, Attributen und konvertieren das Datenbankschema. Da sie zur Visualisierung von Datenbanktabellen und ihren Beziehungen verwendet werden können, werden sie häufig auch zur Fehlersuche in Datenbanken eingesetzt.

ER-Diagramme im Software-Engineering

Entitäts-Beziehungs-Diagramme werden im Software-Engineering während der Planungsphasen des Software-Projekts verwendet. Sie helfen, verschiedene Systemelemente und ihre Beziehungen zueinander zu identifizieren. Es wird oft als Grundlage für Datenflussdiagramme oder DFD’s, wie sie allgemein bekannt sind, verwendet.

Zum Beispiel wird eine Inventarisierungssoftware, die in einem Einzelhandelsgeschäft verwendet wird, über eine Datenbank verfügen, die Elemente wie Käufe, Artikel, Artikeltyp, Artikelquelle und Artikelpreis überwacht. Die Darstellung dieser Informationen durch ein ER-Diagramm wäre in etwa so:

ER-Diagrammbeispiel mit Entität mit Attributen
ER-Diagrammbeispiel mit Entität mit Attributen

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

ER-Diagramm-Symbole und Notationen

ER-Diagrammsymbole, die in diesem ER-Diagramm-Tutorial behandelt werden
Elemente in ER-Diagrammen

Es gibt drei Grundelemente in einem ER-Diagramm: Entität, Attribut, Beziehung. Es gibt weitere Elemente, die auf den Hauptelementen basieren. Sie sind schwache Einheit, 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.

Entität

Eine Entität kann eine Person, ein Ort, ein Ereignis oder ein Objekt sein, das für ein bestimmtes System relevant ist. Ein Schulsystem kann zum Beispiel Studenten, Lehrer, Hauptkurse, Fächer, Gebühren und andere Elemente umfassen. Entitäten werden in ER-Diagrammen durch ein Rechteck dargestellt und mit Einzahlennomen benannt.

Schwache Entität

Eine schwache Entität ist eine Entität, die von der Existenz einer anderen Entität abhängt. In technischeren Begriffen kann es als eine Einheit definiert werden, die nicht durch ihre eigenen Attribute identifiziert werden kann. Er verwendet einen Fremdschlüssel, der zusammen mit dem ihm zugewiesenen Primärschlüssel den Primärschlüssel bildet. Eine Entität wie Auftragsposition ist ein gutes Beispiel dafür. Ohne einen Auftrag ist die Auftragsposition bedeutungslos, so dass sie von der Existenz des Auftrags abhängt.

Schwache Entität in Entitäts-Beziehungsdiagrammen
Beispiel für eine schwache Entität in ER-Diagrammen

Attribut

Ein Attribut ist eine Eigenschaft, ein Merkmal oder eine Charakteristik einer Entität, einer Beziehung oder eines anderen Attributs. Beispielsweise ist das Attribut ein Attribut der Entität ein Bestandsartikel. Eine Entität kann so viele Attribute wie nötig haben. In der Zwischenzeit können Attribute auch ihre eigenen spezifischen Eigenschaften haben. Beispielsweise kann das Attribut “Kundenadresse” die Attribute Nummer, Straße, Ort und Bundesland haben. Diese werden als zusammengesetzte Attribute bezeichnet. Beachten Sie, dass einige Top-Level ER-Diagramme der Einfachheit halber keine Attribute zeigen. In denjenigen, die dies tun, werden die Attribute jedoch durch ovale Formen dargestellt.

Attribute in ER-Diagrammen
Attribute in ER-Diagrammen, Beachten Sie, dass ein Attribut seine eigenen Attribute haben kann ( zusammengesetztes Attribut )

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 mit eigenen Attributen unterscheidet. Beispielsweise kann eine Lehrerentität mehrere Fachwerte haben.

Mehrwertiges Attribut in Entitätsbeziehungsdiagrammen
Beispiel für ein mehrwertiges Attribut

Abgeleitetes Attribut

Ein Attribut, das auf einem anderen Attribut basiert – dies ist in ER-Diagrammen nur selten zu finden. Beispielsweise kann man dies mit einem Kreis darstellen.

Abgeleitetes Attribut in ER-Diagrammen
Abgeleitetes Attribut in ER-Diagrammen

Beziehung

Eine Beziehung beschreibt, wie Entitäten interagieren. Zum Beispiel kann die Entität “Zimmermann” mit der Entität “Tisch” durch die Beziehung “baut” oder “macht” verbunden sein. Beziehungen werden durch Rauten dargestellt und mit Verben beschriftet.

Beziehungen in ER-Diagrammen
Verwendung von Beziehungen in Entitäts-Beziehungsdiagrammen

Rekursive Beziehung

Wenn dieselbe Entität mehr als einmal an einer Beziehung teilnimmt, spricht man von einer rekursiven Beziehung. Im folgenden Beispiel kann ein Mitarbeiter ein Vorgesetzter sein und beaufsichtigt werden, so dass eine rekursive Beziehung besteht.

Rekursive Beziehung in ER-Diagrammen
Beispiel für eine rekursive Beziehung in ER-Diagrammen

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 zum Beispiel kann ein Konto mehrere Kontakte haben. Die Beziehung folgt in diesem Fall einem “one to many”-Modell. Es gibt eine Reihe von Notationen, die zur Darstellung der Kardinalität in ER-Diagrammen verwendet werden. Chen, UML, Krähenfuß, Bachman sind einige der populären Notationen. Creately unterstützt die Fußnotationen von Chen, UML und Crow. Das folgende Beispiel verwendet UML zur Darstellung der Kardinalität.

Kardinalität in ER-Diagrammen
Kardinalität in ER-Diagrammen mit UML-Notation

Wie man ER-Diagramme zeichnet

Die folgenden Punkte zeigen, wie ein ER-Diagramm erstellt werden kann.

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

Klingt einfach richtig? In einem komplexen System kann es ein Alptraum sein, Beziehungen zu identifizieren. Dies ist etwas, das man nur mit Übung perfektionieren kann.

Best Practices für Entity Relationship Modelle

  1. Geben Sie für jede Entität, jedes Attribut und jede Beziehung im Diagramm einen präzisen und geeigneten Namen an. Begriffe, die einfach und vertraut sind. Denken Sie bei der Benennung von Entitäten daran, Singularsubstantive zu verwenden. Allerdings können Adjektive verwendet werden, um Entitäten zu unterscheiden, die derselben Klasse angehören (z.B. Teilzeit- und Vollzeitbeschäftigte). In der Zwischenzeit müssen Attributnamen aussagekräftig, eindeutig, systemunabhängig und leicht verständlich sein.
  2. Entfernen Sie vage, überflüssige oder unnötige Beziehungen zwischen den Entitäten.
  3. Verbinden Sie niemals eine Beziehung mit einer anderen Beziehung.
  4. Setzen Sie Farben effektiv ein. Sie können Farben verwenden, um ähnliche Entitäten zu klassifizieren oder um Schlüsselbereiche in Ihren Diagrammen hervorzuheben.

Zeichnen von ER-Diagrammen mit kreativen Mitteln

Sie können Entity Relationship Diagramme manuell zeichnen, insbesondere wenn Sie Ihren Kollegen einfache Systeme nur informell zeigen. Für komplexere Systeme und für externe Zielgruppen benötigen Sie jedoch eine ER Modell Tool wie dies von Creately, um visuell ansprechende und präzise ER-Diagramme zu erstellen. Die von Creately als Online-Dienstleistung angebotene ist ziemlich einfach zu bedienen und wesentlich erschwinglicher als der Kauf lizenzierter Software. Aufgrund seiner starken Unterstützung der Zusammenarbeit eignet es sich auch hervorragend für Entwicklungsteams.

ER-Diagramm-Vorlagen

Nachstehend finden Sie einige ER-Diagrammvorlagen, damit Sie schnell beginnen können. Klicken Sie auf das Bild und auf der neuen Seite, die sich öffnet, auf die Schaltfläche “Als Vorlage verwenden”. Weitere Vorlagen finden Sie im ER-Diagramm Vorlage Abschnitt.

ER-Diagramm-Vorlage
ER-Diagramm-Vorlage der Prüfungsdatenbank ( Klicken Sie auf das Bild, um es als Vorlage zu verwenden )

Eine grundlegende ER-Diagrammvorlage für einen schnellen Start:

Entitäts-Beziehungsdiagramm-Vorlage
Grundvorlage für ER-Diagramme ( Klicken Sie hier, um sie als Vorlage zu verwenden )

Vorteile von ER-Diagrammen

ER-Diagramme stellen einen sehr nützlichen Rahmen für die Erstellung und Änderung von Datenbanken-Beziehungen dar. Erstens sind ER-Diagramme leicht verständlich und erfordern keine umfangreiche Schulung, um effizient und präzise damit arbeiten zu können. Das bedeutet, dass jedermann ER-Diagramme zur einfachen Kommunikation mit Entwicklern, Kunden und Endbenutzern verwenden kann, unabhängig von deren IT-Kenntnissen. Zweitens lassen sich ER-Diagramme leicht in relationale Tabellen übersetzen, die zum schnellen Aufbau von Datenbanken verwendet werden können. Darüber hinaus können ER-Diagramme von Datenbankentwicklern direkt als eine Art Umsetungsplan für die Implementierung von Daten in spezifische Softwareanwendungen verwendet werden. Schließlich können ER-Diagramme auch in anderen Zusammenhängen angewendet werden, z.B. zur Beschreibung der verschiedenen Beziehungen und Abläufe innerhalb einer Organisation.

Tutorial: Feedback zum Entity Relationship Modell

Ich habe mein Bestes getan, um alles über das Entity Relationship Modell abzudecken, was man wissen muss. Wenn Sie glauben, dass ich etwas verpasst habe, erwähnen Sie das bitte in den Kommentaren. Es ist auch ein guter Ort, um Fragen zu stellen. Wenn eine Frage häufig gestellt wird, werde ich sie in den Abschnitt über häufig gestellte Fragen aufnehmen.

Literaturhinweise

1. Entity-Beziehungsmodell, wie auf Wikipedia veröffentlicht.
2. Entity-Relationship-Diagramm von Mike Chapple, veröffentlicht auf der About.com-Website
3. Entity-Relationship-Modellierung von Craig Borysowich, veröffentlicht auf der Website Toolbox.com

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