資料庫 ER Model(一): Entity 與 Attribute

2022-03-21 335 words 2 minutes

Contents

收集到 Requirements 最難，很難提出"精準"的需求

Entity

entity 是 RDBMS 中實際的資料實體，可以用程式的概念理解，定義好 struct 之後一定會在某個地方建立一個實體，裡面會根據 struct field type 去存放資料。

type student struct {
    name string
    age int
}

func main() {
    studentA := student{"david", "20"}
}

studentA 就可以視為一個 entity，擁有真正資料的實體。

Attribute

attribute 描述 entity 的屬性，拿上面 student 的例子，name, age 都可以當作 attribute。

在資料庫內 attribute 分成很多不同類型，大致可以分成 Simple, Composite, Multi-valued。

Simple

Simple attribute 通常指那些無法繼續再分割的 field，對應到程式語言可以理解成基本的 data type，像是 student 的 age 就是單純的 int。

Composite

Composite attribute 是由多個不同的部份組成一起的概念，像是外國的名字可能有 FirstNAme, MiddleName, LastName 等等

type name struct {
    FirstName string
    MiddleName string
    LastName string
}

type student struct {
    studentName name
    studentAge int
}

這種時候 name 代表著三個 string 的集合，就可以視為一個 Composite attribute。

Multi-valued

Multi-valued attribute 代表單個 attribute 內有多個 value，像是上課舉例是用車子的顏色，一個車子不可能從頭到尾只有一個顏色，不同區域可能會有不同的顏色，這時候如果我們資料庫需要描述這個車子的外觀顏色，就會用到 Multi-valued attribute，雖然有 Multi-valued attribute，但實際設計上通常都會把它拆開，實際怎麼分解的之後會再介紹。

Multi-valued 跟 Composite 是有可能同時出現的，彼此之間不衝突。

Key Attribute

key attribute 可以識別唯一的 entity。

對於 key attribute 沒有特別限制，所以也有機會是 Composite attribute。某些情形可以需要利用多個 attribute 才能識別唯一的 entity。

Key attribute 跟 Primary key 的差別是什麼?

Entity Set(Entity collection)

代表當下所有 entity 的集合。

ER diagrams

課本上用 CAR 來當 ER diagrams 的範例，這邊我試著用 go 語言的宣告去理解

// Composite 
type registration struct {
    State string
    Number int
}

type Car struct {
    VehicleID string
    Registration registration
    Year int
    Color []color 
    Make string
    Model string
}

其中 Registration 是 Composite attribute，Color 是 Multi-valued attribute，畫出來的圖會長這樣

Vehicle_id 跟 Registration 都可以當作 Key attribute，所以有加上底線。

Color 的雙框代表 Multi-valued attribute。

Example Company DB

Company DB 是課本最常用的例子，目前到第三章的初步設計如下，之後會根據課程進度去逐漸優化。

Department
- name
- number
- employees
- start date of the department manager
- locations
- projects
Project
- department
- unique name
- unique number
- single location
Employee
- SSN
- name
- address
- sex
- birthdate
- salary

Relationship

上面最初步的設計少了 relationship 的部份，我們沒辦法從上圖得知每個 entity type 彼此之間的關係。

relationship 只能描述 entity type 與 entity type 之間的關係，並不能用在 attribute 之間。

relationship 其實沒有規定只能用在兩個 entity type 之間，可以多個 entity type 建立 relationship，不過大部分設計都是建立在兩個不同的 entity type 之間。

entity type 之間可能不只有一個 relationship type，如果這種情況發生要都畫出來，不能遷就於數學的定義而不畫。

每個 employee 都為 department 工作，WORKS_FOR 的關係

應該也有一個 employee 是主管，負責管理 department，MANAGES 的關係

這種情況雖然兩者涉及的 entity type 一樣，但是因為關係的意義不同，要分成兩個 relationship

Relationship degree

degree 來代表這個 relationship 關聯了幾個 entity type，如果關聯了兩個 entity type，可以稱為 binary relationships，所以 degree=2。

example

回到上面 Company DB 的示意圖，我們可以每個 Employee 都應該隸屬於某個 Department，所以這兩個 entity type 之間會有 relationship，這個 relationship 是一對一的關係。

然後每個 Employee 可能會負責多個 Project，所以 Employee 跟 Project 之間也可以畫出一個 relationship，這個 relationship 是屬於多對多的關係。

Relationship Set

上圖 r1 ~ r7 總共有七條 relationships，這些實際存在的 relationship 集合被統稱為 Relationship Set。

Relationship type

WORKS_ON 的關係被稱為 Relationship type。