III. Lược đồ ER (ER Diagram – ERD) phương pháp Crow’s foot

Lược đồ ER (ERD) dùng để thể hiện các thực thể và quan hệ giữa chúng. Một ERD đơn giản như sau:

Các thực thể là Sinh viên và Khóa học được thể hiện bằng các hình chữ nhật; quan hệ giữa hai thực thể được biểu diễn bằng một đường thẳng gán nhãn là đăng ký. Đọc ERD trên từ trái là Sinh viên đăng ký Khóa học hay đọc theo chiều ngược lại là Khóa học được đăng ký bởi Sinh viên.

Bây giờ chúng ta sẽ lướt qua lược đồ ER phức tạp hơn

Lược đồ trên sử dụng các ký hiệu chân chim (crow’s foot notation) để thể hiện quan hệ số lượng giữa các thực thể. Có 3 kiểu quan hệ số lượng:

• Quan hệ một – một (1:1): Quan hệ giữa Trường học và Hiệu trưởng (Một hiệu trưởng chỉ quản lý một trường học và ngược lại một trường học chỉ có thể được quản lý bởi một hiệu trưởng).
• Quan hệ một – nhiều (1:n): Quan hệ giữa Trường học và Giáo viên (Một trường học có thể thuê nhiều giáo viên nhưng một giáo viên chỉ được thuê bởi một trường học).
• Quan hệ nhiều – nhiều (n:n): Quan hệ giữa Giáo viên và Học sinh (Một giáo viên có thể dạy nhiều học sinh và một học sinh có thể được dạy bởi nhiều giáo viên).

Có một vài biến thể trong cách biểu diễn quan hệ số lượng giữa các thực thể. Ví dụ xét quan hệ giữa Trường học và Giáo viên trong trường hợp có giáo viên chưa được thuê bởi trường học hay một trường học có ít nhất một giáo viên có thể được biểu diễn như sau:

Ở đây kí hiệu số 0 và dấu | tượng trưng cho số 1. Một cách biểu diễn khác áp dụng số 0 và dấu | cho quan hệ giữa Trường học và Giáo viên:

Thuộc tính (Attribute hay Property)

Mức kế tiếp của ERD là thể hiện các thuộc tính của thực thể. Mỗi thực thể sẽ có các thuộc tính mô tả thực thể đó, ví dụ thực thể trường học sẽ có các thuộc tính như kiểu trường học (cấp 1, cấp 2,…), tên trường, địa chỉ,…thực thể giáo viên có thuộc tính mã giáo viên, tên giáo viên, chuyên ngành,…

Các thuộc tính có thể được biểu diễn bằng hình oval trong lược đồ ERD như ví dụ

Tuy nhiên cách biểu diễn này sẽ khiến lược đồ trở nên phức tạp, khó đọc. Một cách khác hiệu quả hơn là biểu diễn các thực thể cùng với thuộc tính trong một hình chữ nhật

Việc xác định các thuộc tính của thực thể cũng có các khó khăn:

• Thuộc tính đa trị (Multi-valued attribute)
• Thuộc tính phụ thuộc yếu tố thời gian (Time-varying attribute)

Hai khó khăn này sẽ được xử lý trong phần sau của bài này. Một khó khăn khác cũng xuất hiện trong quá trình phân tích một hệ thống là xác định xem liệu một yếu tố nào đó nên là thuộc tính hay là một thực thể. Ví dụ xét lược đồ ERD sau:

Chúng ta thấy thực thể Director chỉ có một thuộc tính là Name. Trong các hệ thống thực tế, thực thể có một thuộc tính như Director có thể được xem xét chuyển thành một thuộc tính cho một trong các thực thể còn lại ví dụ như Film. Ở chiều ngược lại, nếu chúng ta muốn Director có nhiều thông tin hơn như Name, Age, Nationality thì Director là một thực thể là hoàn toàn hợp lý.

Quan hệ nhiều – nhiều

Trong biểu diễn ERD, quan hệ nhiều – nhiều (n:n) giữa các thực thể thường được chuyển thành quan hệ một – nhiều (1:n) thông qua một thực thể trung gian. Ví dụ quan hệ nhiều – nhiều giữa thực thể Kỹ sư và thực thể Dự án

Có thể thêm một thực thể trung gian là Hợp đồng để chuyển ERD trên như sau:

Chuyển một quan hệ nhiều – nhiều sang quan hệ một – nhiều (hay nhiều – một) là yêu cầu bắt buộc khi chuyển từ mô hình ER sang mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ và cài đặt trên các hệ quản trị cơ sở dữ liệu như Access, SQL Server, MySQL,…

Thực thể yếu (Weak Entity)

Là thực thể tồn tại phụ thuộc vào thực thể khác (gọi là thực thể mạnh – Strong Entity). Sự phụ thuộc lẫn nhau giữa các thực thể dẫn đến khái niệm ràng buộc (constraint) hay toàn vẹn (integrity) trong mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ.

Các quan hệ khác

Bên cạnh các quan hệ một-một, một-nhiều, nhiều-nhiều, tồn tại một số quan hệ đặc biệt khác giữa các thực thể bao gồm:

Quan hệ một ngôi (Unary Relationship)

Là quan hệ giữa các thể hiện (instance) của một thực thể. Quan hệ một ngôi còn được gọi là quan hệ đệ quy (recursive relationship). Ví dụ mỗi công có thể được kết hôn hay không kết hôn với công dân khác; một nhân viên có thể quản lý nhiều nhân viên hay không quản lý nhân viên nào:

Quan hệ ba ngôi (Ternary Relationship)

Là quan hệ giữa ba thực thể, ví dụ quan hệ giữa các kỹ sư làm việc trên các dự án tại các địa điểm cụ thể nào đó

Hơn một quan hệ giữa các thực thể

Một công dân vừa có quan hệ sở hữu với ngôi nhà vừa có quan hệ sinh hoạt trong ngôi nhà đó.