実体関連モデル

実体関連モデル#

The purpose of abstracting is not to be vague, but to create a new semantic level in which one can be absolutely precise.

—Edsger W. Dijkstra

データモデリング#

データベースを構築するには、一般的に以下の三つのデータモデルを順番に設計する。

  1. 概念モデル（Conceptual Data Model）：ある記号系を用いて実世界の構造と意味を表現するモデル。

  2. 論理モデル（Logical Data Model）：概念モデルを実装可能な形式に変換したモデル。

  3. 物理モデル（Physical Data Model）：物理的な観点で記述されるデータモデル。

Note

複数の段階に分けてデータモデルを設計する考え方は、抽象化（abstraction）という。抽象化はコンピュータ科学の基本的な考え方である。

概念モデル#

リレーショナルデータベースにおいて、概念モデリングのための記号系は実体関連モデル（Entity-Relationship Model, ERモデル）である。実体関連モデルは1976年にピーター・チェン（陳品山）によって提案された。実体関連モデルを図で表現したものを実体関連図（entity-relationship diagram, ER図）と呼ぶ。

リレーショナルデータモデルは論理モデルのための記号系であり、実体関連モデルはリレーショナルデータベーススキーマ（relational database schema）に変換される。

RDB

記号系

概念モデル

実体関連モデル

論理モデル

リレーショナルデータモデル

実体関連モデル#

実体関連モデルは、実体、関連、属性の三つの要素から構成される。

実体と実体型#

実体（entity）は、現実世界に存在する物体や事象を表す。実体型（entity type）は、実体集合（entity set）を表す。

例えば、「プログラミング」、「データベース」などの科目を実体とし、抽象化して「科目」という実体型を定義することができる。

関連と関連型#

関連（relationship）は、実体間の関係を表す。関連型（relationship type）は、実体型間の抽象化された関係を表す。

例えば、「科目」と「教員」という二つの実体型があるとき、両者の関連を「担当」という関連型で表すことができる。

属性#

実体型や関連型は、属性を持つことができる。属性（attribute）は、実体や関連の性質を表す。

例えば、「科目」という実体型には「科目ID」、「科目名」、「単位数」などの属性がある。

Note

学術的には、「実体型」と「実体」は厳密に区別されるが、実務上は「実体」という用語が「実体型」を指すことが多い。

実体関連図#

実体関連モデルを図で表現したものを実体関連図（entity-relationship diagram, ER図）と呼ぶ。「Chen Notation」と「Crow’s Foot Notation」の二つの記法がある。

「Chen Notation」は、実体型を四角形、関連型を菱形、属性を楕円形で表現する。

ここでは、Crow’s Foot Notationを紹介する。

実体型CUSTOMERは、顧客を表す実体型である。属性name、custNumber、sectorを持つ。custNumberは主キーである。Crow’s Foot Notationでは以下のように表現される。

        ---
title: CUSTOMER entity
---
erDiagram
    CUSTOMER {
            string custNumber PK
            string name
            string sector
        }

また、ORDERは、顧客の注文を表す実体型である。属性orderNumber、deliveryAddressを持つ。orderNumberは主キーである。Crow’s Foot Notationでは以下のように表現される。

        ---
title: ORDER entity
---
erDiagram
    ORDER {
            int orderNumber PK
            string deliveryAddress
        }

CUSTOMERとORDERの間にplacesという関連型がある。

        erDiagram
    CUSTOMER ||--o{ ORDER : places
    CUSTOMER {
        string custNumber PK
        string name
        string sector
    }
    ORDER {
        int orderNumber PK
        string deliveryAddress
    }
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