نموذج العلاقة بين الكيانات

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة
مخطط علاقة الكيانات بالسمات في لعبة تقمص الأدوار الجماعية عبر الإنترنت (MMORPG) باستخدام رموز تشين

يصف نموذج الكيانات والعلاقات (أو نموذج ER ) الأشياء المترابطة ذات الأهمية في مجال معرفي محدد. ويتكون نموذج ER الأساسي من أنواع الكيانات (التي تصنف الأشياء ذات الأهمية) ويحدد العلاقات التي يمكن أن توجد بين الكيانات (أمثلة على أنواع الكيانات هذه).

في هندسة البرمجيات ، يُستخدم نموذج الكيانات والعلاقات (ER) عادةً لتمثيل العناصر التي تحتاجها الشركات لتذكرها أثناء تنفيذ عملياتها التجارية . وبالتالي، يصبح نموذج الكيانات والعلاقات نموذج بيانات مجردًا ، [ 1 ] يُحدد بنية بيانات أو معلومات يمكن تطبيقها في قاعدة بيانات ، وعادةً ما تكون قاعدة بيانات علائقية .

طُوِّر نموذج الكيانات والعلاقات لقواعد البيانات والتصميم على يد بيتر تشين ، ونُشر في ورقة بحثية عام 1976، [ 2 ] مع وجود نسخ مختلفة من الفكرة سابقًا. [ 3 ] ويُستخدم اليوم على نطاق واسع لتعليم الطلاب أساسيات بنية قواعد البيانات. تُظهر بعض نماذج الكيانات والعلاقات كياناتٍ رئيسية وفرعية مرتبطة بعلاقات التعميم والتخصيص، [ 4 ] كما يُمكن استخدام نموذج الكيانات والعلاقات لتحديد أنطولوجيات خاصة بمجال معين .

مقدمة

ينتج نموذج الكيانات والعلاقات عادةً عن تحليل منهجي لتحديد ووصف البيانات التي تُنشئها العمليات في مجال الأعمال وتحتاجها. وهو يُمثل عادةً سجلات الكيانات والأحداث التي تُراقبها وتُوجهها عمليات الأعمال، بدلاً من العمليات نفسها. ويُرسم عادةً بشكل بياني على هيئة مربعات ( كيانات ) متصلة بخطوط ( علاقات ) تُعبر عن الارتباطات والتبعيات بين الكيانات. ويمكن التعبير عنه أيضاً بشكل لفظي، على سبيل المثال: قد يُقسم مبنى واحد إلى صفر أو أكثر من الشقق، ولكن لا يمكن أن توجد الشقة الواحدة إلا في مبنى واحد. [ 5 ]

يمكن تعريف الكيانات ليس فقط من خلال العلاقات، بل أيضًا من خلال خصائص إضافية ( سمات )، والتي تتضمن معرّفات تُسمى "المفاتيح الأساسية". ويمكن تسمية المخططات التي تُنشأ لتمثيل السمات بالإضافة إلى الكيانات والعلاقات بمخططات الكيان-السمة-العلاقة، بدلاً من نماذج الكيان-العلاقة. [ 6 ]

يُطبَّق نموذج الكيانات والعلاقات عادةً كقاعدة بيانات . في تطبيق قاعدة بيانات علائقية بسيط، يُمثِّل كل صف في الجدول مثيلًا واحدًا من نوع الكيان، ويُمثِّل كل عمود في الجدول نوع السمة. في قاعدة البيانات العلائقية، تُطبَّق العلاقة بين الكيانات بتخزين المفتاح الأساسي لأحد الكيانات كمؤشر أو "مفتاح خارجي" في جدول كيان آخر.

هناك تقليدٌ لبناء نماذج الكيانات والعلاقات/البيانات على مستويين أو ثلاثة مستويات من التجريد. يُستخدم التسلسل الهرمي المفاهيمي-المنطقي-المادي الموضح أدناه في أنواع أخرى من المواصفات، وهو يختلف عن منهج المخططات الثلاثة في هندسة البرمجيات .

نموذج البيانات المفاهيمي
يُعدّ هذا النموذج أعلى مستوى من نماذج علاقات الكيانات، إذ يحتوي على أقل قدر من التفاصيل الدقيقة، ولكنه يُحدّد النطاق العام لما يجب تضمينه ضمن مجموعة النماذج. يُعرّف نموذج علاقات الكيانات المفاهيمي عادةً كيانات البيانات المرجعية الرئيسية التي تستخدمها المؤسسة بشكل شائع. ويُعدّ تطوير نموذج علاقات كيانات مفاهيمي على مستوى المؤسسة مفيدًا لدعم توثيق بنية البيانات للمؤسسة.
يمكن استخدام نموذج الكيانات والعلاقات المفاهيمي كأساس لنموذج بيانات منطقي واحد أو أكثر (انظر أدناه). يهدف نموذج الكيانات والعلاقات المفاهيمي إلى إرساء تشابه في البيانات الوصفية الهيكلية لكيانات البيانات الرئيسية بين مجموعة نماذج الكيانات والعلاقات المنطقية. كما يمكن استخدام نموذج البيانات المفاهيمي لتكوين علاقات التشابه بين نماذج الكيانات والعلاقات كأساس لتكامل نماذج البيانات.
نموذج البيانات المنطقي
لا يتطلب نموذج الكيانات والعلاقات المنطقي نموذجًا مفاهيميًا، خاصةً إذا كان نطاق النموذج المنطقي يقتصر على تطوير نظام معلومات مستقل. يحتوي النموذج المنطقي على تفاصيل أكثر من النموذج المفاهيمي، حيث يُعرّف، بالإضافة إلى كيانات البيانات الرئيسية، كيانات البيانات التشغيلية والمعاملاتية. تُفصّل كل كيان بيانات وتُحدد العلاقات بينها. مع ذلك، يُطوّر النموذج المنطقي بشكل مستقل عن نظام إدارة قواعد البيانات المحدد الذي يُطبّق فيه.
نموذج البيانات الفيزيائية
يمكن تطوير نموذج واحد أو أكثر من نماذج الكيانات والعلاقات المادية من كل نموذج كيانات وعلاقات منطقي. يُصمم نموذج الكيانات والعلاقات المادي عادةً ليتم استخدامه كقاعدة بيانات. لذا، يجب أن يحتوي كل نموذج كيانات وعلاقات مادي على تفاصيل كافية لإنشاء قاعدة بيانات، ويعتمد كل نموذج كيانات وعلاقات مادي على التقنية المستخدمة، نظرًا لاختلاف أنظمة إدارة قواعد البيانات.
يُجسّد النموذج المادي عادةً في البيانات الوصفية الهيكلية لنظام إدارة قواعد البيانات ككائنات قواعد بيانات علائقية، مثل جداول قواعد البيانات ، وفهارس قواعد البيانات ، مثل فهارس المفاتيح الفريدة ، وقيود قواعد البيانات، مثل قيود المفاتيح الخارجية أو قيود التشابه. كما يُستخدم نموذج الكيانات والعلاقات عادةً لتصميم تعديلات على كائنات قواعد البيانات العلائقية ولصيانة البيانات الوصفية الهيكلية لقاعدة البيانات.

تستخدم المرحلة الأولى من تصميم نظم المعلومات هذه النماذج خلال تحليل المتطلبات لوصف احتياجات المعلومات أو نوع المعلومات المراد تخزينها في قاعدة البيانات . ويمكن استخدام تقنية نمذجة البيانات لوصف أي أنطولوجيا (أي نظرة عامة وتصنيفات للمصطلحات المستخدمة وعلاقاتها) لمجال اهتمام معين . في حالة تصميم نظام معلومات قائم على قاعدة بيانات، يتم في مرحلة لاحقة (تُسمى عادةً التصميم المنطقي) ربط نموذج البيانات المفاهيمي بنموذج بيانات منطقي ، مثل النموذج العلائقي . وهذا بدوره يُربط بنموذج مادي خلال مرحلة التصميم المادي. أحيانًا، يُشار إلى هاتين المرحلتين معًا باسم "التصميم المادي".

عناصر

كيانان مرتبطان
كيان ذو سمة
علاقة مع سمة
المفتاح الأساسي

يمكن تعريف الكيان بأنه شيء قادر على الوجود المستقل ، ويمكن تحديده بشكل فريد، وقادر على تخزين البيانات. [ 7 ] الكيان هو تجريد من تعقيدات مجال معين. عندما نتحدث عن كيان، فإننا عادةً ما نتحدث عن جانب من جوانب العالم الحقيقي يمكن تمييزه عن جوانب أخرى منه. [ 8 ]

الكيان هو شيء موجود ماديًا أو منطقيًا. قد يكون الكيان شيئًا ماديًا كمنزل أو سيارة (موجود ماديًا)، أو حدثًا كبيع منزل أو صيانة سيارة، أو مفهومًا كمعاملة عميل أو طلب (موجود منطقيًا - كمفهوم). مع أن مصطلح "كيان" هو الأكثر شيوعًا، إلا أنه وفقًا لتشن، ينبغي التمييز بين الكيانات وأنواع الكيانات. نوع الكيان هو فئة. أما الكيان، بالمعنى الدقيق، فهو حالة من نوع كيان معين. عادةً ما يكون هناك العديد من حالات نوع الكيان الواحد. ولأن مصطلح "نوع الكيان" طويل نوعًا ما، يميل معظم الناس إلى استخدام مصطلح "كيان" كمرادف له.

يمكن اعتبار الكيانات بمثابة أسماء . [ 9 ] تشمل الأمثلة جهاز كمبيوتر، وموظف، وأغنية، أو نظرية رياضية.

تُجسّد العلاقة كيفية ارتباط الكيانات ببعضها البعض. ويمكن اعتبار العلاقات أفعالاً تربط بين اسمين أو أكثر. [ 9 ] ومن الأمثلة على ذلك علاقة الملكية بين شركة وجهاز كمبيوتر، وعلاقة الإشراف بين موظف وقسم، وعلاقة الأداء بين فنان وأغنية، وعلاقة الإثبات بين عالم رياضيات وفرضية.

يُستخدم الجانب اللغوي للنموذج الموصوف أعلاه في لغة استعلام قواعد البيانات التصريحية ERROL، التي تحاكي تراكيب اللغة الطبيعية . وتستند دلالات ERROL وتنفيذها إلى الجبر العلائقي المُعاد تشكيله (RRA)، وهو جبر علائقي مُكيَّف مع نموذج الكيان-العلاقة، ويُجسِّد جانبه اللغوي.

يمكن أن تحتوي الكيانات والعلاقات على سمات. على سبيل المثال، قد يحتوي كيان الموظف على سمة رقم الضمان الاجتماعي (SSN)، بينما قد تحتوي العلاقة المثبتة على سمة التاريخ .

يجب أن تحتوي جميع الكيانات باستثناء الكيانات الضعيفة على مجموعة دنيا من السمات التعريفية الفريدة التي يمكن استخدامها كمفتاح فريد / أساسي .

لا تُظهر مخططات علاقات الكيانات (ERDs) كياناتٍ منفردة أو علاقاتٍ منفردة، بل تُظهر مجموعات الكيانات (جميع الكيانات من النوع نفسه) ومجموعات العلاقات (جميع العلاقات من النوع نفسه). على سبيل المثال، أغنيةٌ مُحددة هي كيان، ومجموعة جميع الأغاني في قاعدة بيانات هي مجموعة كيانات، وعلاقة "الأكل" بين الطفل وغدائه هي علاقةٌ منفردة، ومجموعة جميع علاقات "الطفل-الغداء" هذه في قاعدة بيانات هي مجموعة علاقات. بعبارةٍ أخرى، تُقابل مجموعة العلاقات علاقةً في الرياضيات ، بينما تُقابل العلاقة عنصرًا من عناصر تلك العلاقة.

قد يتم الإشارة أيضاً إلى بعض القيود المتعلقة بعدد العلاقات.

قواعد إرشادية لرسم مخططات الكيانات والعلاقات باستخدام أوصاف اللغة الطبيعية [ 10 ]
بنية قواعد اللغة الإنجليزيةبنية الشبكة الإندوبلازمية
اسم شائعنوع الكيان
اسم علمكيان
فعل متعدنوع العلاقة
فعل لازمنوع السمة
صفةسمة الكيان
ظرفسمة للعلاقة

تُظهر الصور المادية كيفية تخزين البيانات فعلياً.

العلاقات والأدوار والقيم الأساسية

تقدم ورقة تشين الأصلية مثالاً على العلاقة وأدوارها. ويصف علاقة "الزواج" ودوريها، "الزوج" و"الزوجة".

يؤدي شخص دور الزوج في الزواج (العلاقة)، ​​وتؤدي شخص آخر دور الزوجة في الزواج (نفسه). هذه الكلمات أسماء.

وقد تم تطبيق مصطلحات تشين أيضاً على أفكار سابقة. فالخطوط والأسهم وخطوط الغراب في بعض المخططات تعود في أصولها إلى مخططات باخمان السابقة أكثر من مخططات تشين للعلاقات.

ومن الإضافات الشائعة الأخرى لنموذج تشين "تسمية" العلاقات والأدوار كأفعال أو عبارات.

تسمية الأدوار

أصبح من الشائع أيضاً تسمية الأدوار بعبارات مثل " هو مالك" و "مملوك لـ" . الأسماء الصحيحة في هذه الحالة هي "مالك" و "حيازة" . وبالتالي، يلعب الشخص دور المالك وتلعب السيارة دور الحيازة بدلاً من "يلعب الشخص دور " هو مالك " ، إلخ".

يُعدّ استخدام الأسماء مفيدًا بشكل مباشر عند توليد تطبيقات مادية من النماذج الدلالية. فعندما يكون للشخص علاقتان بالسيارة ، يُمكن توليد أسماء مثل "مالك_السيارة" و "سائق_السيارة" ، وهي أسماء ذات معنى فوري. [ 11 ]

الكارديناليات

قد تكون التعديلات على المواصفات الأصلية مفيدة. وقد وصف تشين مفهوم " البحث عبر العلاقات" . وبالمناسبة، يستخدم ترميز باركر-إليس ، المستخدم في برنامج أوراكل ديزاينر، "الجانب نفسه" للحد الأدنى من العلاقات (على غرار "الاختيارية") والدور، ولكنه يستخدم "البحث عبر العلاقات" للحد الأقصى من العلاقات (كما في شكل قدم الغراب).

أظهرت الأبحاث التي أجراها ميريس ، والماسري ونافاتي وآخرون أن هناك تفضيلًا للأدوار من نفس الجانب، وكذلك الحد الأدنى والحد الأقصى للعدد، [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] وقد أظهر باحثون (فينير، دوليا وآخرون) أن هذا يكون أكثر اتساقًا عند تطبيقه على العلاقات من الرتبة n التي تزيد عن  2. [ 15 ] [ 16 ]

يذكر دوليا وآخرون: "إن تدوين 'النظر عبر' مثل المستخدم في UML لا يمثل بشكل فعال دلالات قيود المشاركة المفروضة على العلاقات حيث تكون الدرجة أعلى من الثنائية."

يقول فاينر: "تنشأ المشاكل عند العمل وفقًا لدلالات البحث المتبادل المستخدمة في علاقات UML. وقد بحث هارتمان [ 17 ] هذه الحالة، موضحًا كيف ولماذا تفشل التحويلات المختلفة." (مع أن "الاختزال" المذكور غير دقيق، إذ أن الرسمين البيانيين 3.4 و3.5 متطابقان في الواقع). ويضيف أيضًا: "كما سنرى في الصفحات القليلة التالية، يُدخل تفسير البحث المتبادل عدة صعوبات تمنع توسيع الآليات البسيطة من العلاقات الثنائية إلى العلاقات متعددة الأطراف."

طرق مختلفة لتمثيل نفس العلاقة من نوع واحد إلى متعدد. في كل حالة، يوضح الرسم البياني العلاقة بين الشخص ومكان ميلاده: يجب أن يكون كل شخص قد ولد في مكان واحد فقط، ولكن قد يكون لكل مكان صفر أو أكثر من الأشخاص الذين ولدوا فيه.
يُظهر هذا المثال كيانين مرتبطين باستخدام رمز قدم الغراب. في هذا المثال، تظهر علاقة اختيارية بين الفنان والأغنية؛ فالرمز المكون من خطوط متفرعة، الأقرب إلى كيان الأغنية، يُمثل "صفرًا، أو واحدًا، أو العديد"، بينما للأغنية فنان واحد فقط، وهو ما يؤكده الرمز المكون من خطوط متوازية. وبالتالي، يُقرأ المثال الأول على النحو التالي: يمكن للفنان أن يؤدي "صفرًا، أو أغنية واحدة، أو العديد" من الأغاني.

يستخدم تدوين تشين لنمذجة العلاقات بين الكيانات المستطيلات لتمثيل مجموعات الكيانات، والمعينات لتمثيل العلاقات المناسبة للكائنات من الدرجة الأولى : إذ يمكن أن تمتلك سمات وعلاقات خاصة بها. وإذا شاركت مجموعة كيانات في مجموعة علاقات، فإنهما متصلتان بخط.

يتم رسم السمات على شكل أشكال بيضاوية وتوصيلها بخط إلى كيان واحد أو مجموعة علاقات واحدة فقط.

يتم التعبير عن قيود العددية على النحو التالي:

  • يشير الخط المزدوج إلى قيد المشاركة أو الشمولية أو الشمولية : يجب أن تشارك جميع الكيانات في مجموعة الكيانات في علاقة واحدة على الأقل في مجموعة العلاقات؛
  • يشير السهم من مجموعة الكيانات إلى مجموعة العلاقات إلى قيد رئيسي ، أي الحقنية : يمكن لكل كيان من مجموعة الكيانات المشاركة في علاقة واحدة على الأكثر في مجموعة العلاقات؛
  • يشير الخط السميك إلى كليهما، أي التقابل : كل كيان في مجموعة الكيانات يشارك في علاقة واحدة فقط .
  • يشير اسم السمة المسطر إلى أنها مفتاح : كيانان أو علاقتان مختلفتان مع هذه السمة لهما دائمًا قيم مختلفة لهذه السمة.

غالباً ما يتم حذف السمات لأنها قد تُسبب ازدحاماً في الرسم التخطيطي. بينما تقوم تقنيات أخرى في الرسم التخطيطي بإدراج سمات الكيانات داخل المستطيلات المرسومة لمجموعات الكيانات.

تدوين قدم الغراب

يُستخدم ترميز قدم الغراب، الذي يعود تاريخه إلى مقالٍ لجوردون إيفرست (1976) [ 18 ] ، في ترميز باركر ، ومنهجية تحليل وتصميم الأنظمة الهيكلية (SSADM)، وهندسة تكنولوجيا المعلومات . تُمثل مخططات قدم الغراب الكيانات بمربعات، والعلاقات بخطوط بين هذه المربعات. وتُشير الأشكال المختلفة في نهايات هذه الخطوط إلى عددية العلاقة.

استُخدمت رموز قدم الغراب في شركة ICL عام 1978، [ 19 ] كما استُخدمت في شركة الاستشارات CACI . وقد أتى العديد من المستشارين في CACI (بمن فيهم ريتشارد باركر) من شركة ICL وانتقلوا لاحقًا إلى شركة أوراكل في المملكة المتحدة، حيث طوروا الإصدارات الأولى من أدوات CASE الخاصة بأوراكل ، مما ساهم في تعريف جمهور أوسع بهذه الرموز.

باستخدام هذه الصيغة، لا يمكن أن تحتوي العلاقات على سمات. وعند الضرورة، يتم ترقية العلاقات إلى كيانات مستقلة: على سبيل المثال، إذا كان من الضروري تحديد مكان وزمان أداء الفنان لأغنية، يتم إدخال كيان جديد "أداء" (مع سمات تعكس الزمان والمكان)، وتصبح علاقة الفنان بالأغنية علاقة غير مباشرة عبر الأداء (فنان-يؤدي-أداء، أداء-يضم-أغنية).

تُستخدم ثلاثة رموز لتمثيل العدد:

  • يمثل الخاتم " صفر"
  • يمثل الخط " واحد"
  • يمثل شكل قدم الغراب " الكثير" أو "اللانهائي".

تُستخدم هذه الرموز في أزواج لتمثيل الأنواع الأربعة من عدد العناصر التي قد يمتلكها كيان ما في علاقة ما. يمثل العنصر الداخلي في الترميز الحد الأدنى، بينما يمثل العنصر الخارجي الحد الأقصى.

  • دائرة وشرطة → الحد الأدنى صفر، الحد الأقصى واحد (اختياري )
  • شرطة وشرطة → الحد الأدنى واحد، الحد الأقصى واحد (إلزامي )
  • الحلقة وقدم الغراب ← الحد الأدنى صفر، الحد الأقصى عدد (اختياري)
  • الشرطة وقدم الغراب ← الحد الأدنى واحد، الحد الأقصى عدة (إلزامي)

مشاكل سهولة استخدام النموذج

قد يواجه مستخدمو قاعدة البيانات المصممة نموذجياً مشكلتين معروفتين حيث تختلف النتائج المُسترجعة عما افترضه مُنشئ الاستعلام. تُعرف هاتان المشكلتان باسم " فخ المروحة" و" فخ الهوة" ، وقد تؤديان إلى نتائج استعلام غير دقيقة إذا لم يتم التعامل معهما بشكل صحيح أثناء تصميم نموذج الكيانات والعلاقات (نموذج ER).

يؤكد كل من فخ المروحة وفخ الفجوة على أهمية ضمان أن تكون نماذج العلاقات بين الكيانات صحيحة تقنيًا، وأن تعكس بدقة تامة العلاقات الواقعية التي صُممت لتمثيلها. ويساعد تحديد هذه الفخاخ وحلها في وقت مبكر من عملية التصميم على تجنب مشكلات كبيرة لاحقًا، لا سيما في قواعد البيانات المعقدة المُخصصة لذكاء الأعمال أو دعم اتخاذ القرارات.

مصيدة مروحة

المشكلة الأولى هي "فخ التفرع". يحدث هذا عندما يرتبط جدول رئيسي بجداول متعددة في علاقة واحد إلى متعدد. سُميت هذه المشكلة بهذا الاسم نسبةً إلى الشكل المرئي للنموذج عند رسمه في مخطط علاقات الكيانات، حيث تتفرع الجداول المرتبطة من الجدول الرئيسي. يشبه هذا النوع من النماذج مخطط النجمة ، وهو تصميم شائع في مستودعات البيانات. عند محاولة حساب مجاميع التجميعات باستخدام استعلامات SQL القياسية بناءً على الجدول الرئيسي، قد تكون النتائج غير متوقعة، وغالبًا ما تكون خاطئة بسبب طريقة هيكلة العلاقات. يحدث الخطأ الحسابي لأن SQL يتعامل مع كل علاقة على حدة، مما قد يؤدي إلى تكرار الحساب أو أخطاء أخرى. تُعد هذه المشكلة شائعة بشكل خاص في أنظمة دعم القرار. للتخفيف من هذه المشكلة، يجب تعديل نموذج البيانات أو استعلام SQL نفسه. تتضمن بعض برامج استعلام قواعد البيانات المصممة لدعم القرار طرقًا مدمجة لاكتشاف ومعالجة "فخ التفرع".

فخ الهاوية

المشكلة الثانية هي فخ الفجوة. يحدث فخ الفجوة عندما يشير النموذج إلى وجود علاقة بين أنواع الكيانات، ولكن المسار بين هذه الكيانات يكون غير مكتمل أو مفقود في بعض الحالات.

على سبيل المثال، تخيل قاعدة بيانات تحتوي على مبنى واحد أو أكثر، وتضم هذه الغرف صفرًا أو أكثر من أجهزة الكمبيوتر. قد يتوقع المرء عند الاستعلام عن النموذج عرض جميع أجهزة الكمبيوتر في المبنى. مع ذلك، إذا لم يكن جهاز كمبيوتر مخصصًا لغرفة ما مؤقتًا (ربما قيد الصيانة أو مخزنًا في مكان آخر)، فلن يظهر في نتائج الاستعلام. سيعرض الاستعلام فقط أجهزة الكمبيوتر المخصصة حاليًا للغرف، وليس جميع أجهزة الكمبيوتر في المبنى. هذا يعكس خللًا في النموذج، إذ لا يأخذ في الحسبان أجهزة الكمبيوتر الموجودة في المبنى ولكنها ليست في غرفة. لحل هذه المشكلة، يلزم وجود علاقة إضافية تربط المبنى بأجهزة الكمبيوتر مباشرةً.

في النمذجة الدلالية

النموذج الدلالي

النموذج الدلالي هو نموذج للمفاهيم، ويُطلق عليه أحيانًا "نموذج مستقل عن المنصة". وهو نموذج قصدي. منذ كارناب على الأقل ، من المعروف جيدًا أن: [ 20 ]

"...يتكون المعنى الكامل للمفهوم من جانبين، هما قصده وامتداده. يشمل الجزء الأول تضمين المفهوم في عالم المفاهيم ككل، أي مجمل العلاقات مع المفاهيم الأخرى. أما الجزء الثاني فيحدد المعنى المرجعي للمفهوم، أي نظيره في العالم الواقعي أو في العالم الممكن".

نموذج التمديد

النموذج الامتدادي هو نموذج يُطابق عناصر منهجية أو تقنية معينة، وبالتالي فهو "نموذج خاص بمنصة معينة". تنص مواصفات لغة النمذجة الموحدة (UML) صراحةً على أن العلاقات في نماذج الفئات امتدادية، وهذا في الواقع واضح بذاته عند النظر إلى المجموعة الواسعة من "الإضافات" التي توفرها المواصفات، والتي تتجاوز تلك التي توفرها أي من لغات "النمذجة الدلالية" المرشحة سابقًا. "لغة النمذجة الموحدة (UML) كأداة لتدوين نمذجة البيانات، الجزء الثاني"

أصول العلاقة بين الكيانات

قال بيتر تشين، أبو نمذجة العلاقات بين الكيانات، في ورقته البحثية الرائدة:

" يتبنى نموذج الكيانات والعلاقات النظرة الأكثر طبيعية التي مفادها أن العالم الحقيقي يتكون من كيانات وعلاقات. وهو يدمج بعض المعلومات الدلالية المهمة حول العالم الحقيقي. " [ 2 ]

في مقالته الأصلية التي نُشرت عام 1976، يقارن تشين بشكل صريح بين مخططات علاقات الكيانات وتقنيات نمذجة السجلات:

" مخطط بنية البيانات هو تمثيل لتنظيم السجلات وليس تمثيلاً دقيقاً للكيانات والعلاقات. "

كما يدعم العديد من المؤلفين الآخرين برنامج تشين: [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]

التوافق الفلسفي

يتفق تشين مع التقاليد الفلسفية من زمن الفلاسفة اليونانيين القدماء: أفلاطون وأرسطو . [ 26 ] يربط أفلاطون نفسه المعرفة بإدراك الصور الثابتة (أي النماذج الأصلية أو التمثيلات المجردة لأنواع الأشياء والخصائص المختلفة) وعلاقاتها ببعضها البعض.

القيود

  • إن نموذج الكيانات والعلاقات هو في الأساس نموذج مفاهيمي، وهو عبارة عن أنطولوجيا تعبر عن المسندات في مجال المعرفة.
  • تُستخدم نماذج الكيانات والعلاقات بسهولة لتمثيل هياكل قواعد البيانات العلائقية (بعد كود وديت) ولكن ليس كثيرًا لتمثيل أنواع أخرى من هياكل البيانات (مثل مستودعات البيانات ومخازن المستندات).
  • تتضمن بعض رموز نماذج العلاقات بين الكيانات رموزًا لإظهار علاقات النوع الفرعي الفائق والاستبعاد المتبادل بين العلاقات؛ بينما لا تتضمنها رموز أخرى.
  • لا يُظهر نموذج الكيانات والعلاقات تاريخ حياة الكيان (كيف تتغير سماته و/أو علاقاته بمرور الوقت استجابةً للأحداث). بالنسبة للعديد من الأنظمة، تُعدّ هذه التغييرات في الحالة غير بسيطة ومهمة بما يكفي لتبرير تحديدها بشكل صريح.
  • قام بعض الباحثين بتوسيع نمذجة الكيانات والعلاقات باستخدام بنى لتمثيل تغييرات الحالة، وهو نهج يدعمه المؤلف الأصلي؛ [ 27 ] مثال على ذلك هو نمذجة المرساة .
  • يقوم البعض الآخر بنمذجة تغييرات الحالة بشكل منفصل، باستخدام مخططات انتقال الحالة أو بعض تقنيات نمذجة العمليات الأخرى.
  • يتم رسم العديد من أنواع المخططات الأخرى لنمذجة جوانب أخرى من الأنظمة، بما في ذلك أنواع المخططات الـ 14 التي يوفرها UML . [ 28 ]
  • اليوم، حتى في الحالات التي قد يكون فيها نمذجة الكيانات والعلاقات مفيدة، فإنها غير شائعة لأن الكثيرين يستخدمون أدوات تدعم أنواعًا مماثلة من النماذج، ولا سيما مخططات الفئات لبرمجة الكائنات ونماذج البيانات لأنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية . بعض هذه الأدوات قادرة على توليد التعليمات البرمجية من المخططات وهندسة المخططات عكسيًا من التعليمات البرمجية.
  • في دراسة استقصائية، لم يجد برودي وليو [ 29 ] أي مثال على نمذجة علاقات الكيانات ضمن عينة من عشر شركات من قائمة فورتشن 100. ويعزو باديا وليمير [ 30 ] هذا النقص في الاستخدام إلى غياب التوجيه، فضلاً عن غياب الفوائد، مثل عدم دعم تكامل البيانات.
  • يقدم نموذج الكيان-العلاقة المحسن ( نمذجة EER) العديد من المفاهيم غير الموجودة في نمذجة ER، ولكنها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتصميم الموجه للكائنات ، مثل علاقات "هو نوع من" .
  • في نمذجة قواعد البيانات الزمنية ، تمّ النظر في العديد من امتدادات نموذج الكيانات والعلاقات. [ 31 ] وبالمثل، وُجد أن نموذج الكيانات والعلاقات غير مناسب لقواعد البيانات متعددة الأبعاد (المستخدمة في تطبيقات المعالجة التحليلية الفورية OLAP )؛ ولم يظهر نموذج مفاهيمي مهيمن في هذا المجال حتى الآن، على الرغم من أنها تدور عمومًا حول مفهوم مكعب OLAP (المعروف أيضًا باسم مكعب البيانات في هذا المجال). [ 32 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ باجي وإيرب 2022 ، ص. 72، §4.2.1.
  2. 1 2 تشين، بيتر (مارس 1976). "نموذج الكيان-العلاقة - نحو رؤية موحدة للبيانات". معاملات ACM لأنظمة قواعد البيانات . 1 (1): 9-36 . CiteSeerX 10.1.1.523.6679 . doi : 10.1145/320434.320440 . S2CID 52801746 .  
  3. ↑ إيه بي جي براون، "نمذجة نظام من العالم الحقيقي وتصميم مخطط لتمثيله"، في دوك ونيسن (محرران)، وصف قواعد البيانات ، نورث هولاند، 1975، رقم ISBN 0-7204-2833-5.
  4. ↑ "الدرس 5: الأنواع الفائقة والأنواع الفرعية" . docs.microsoft.com .
  5. ^ "مقدمة لنموذج ER" . المهوسون للمهوسون . 2015-10-13 . تم الاسترجاع بتاريخ 2026-01-05 .
  6. ↑ "ما هو مخطط علاقات الكيانات (ERD)؟" . www.visual-paradigm.com . تاريخ الاسترجاع: 2026-01-05 .
  7. ^ باجي وإيرب 2022 ، ص. 73-74، §4.3.
  8. ↑ بينون-ديفيز، بول (2004). أنظمة قواعد البيانات . باسينجستوك، المملكة المتحدة: بالجريف: هاوندسميلز. ISBN 978-1403916013.
  9. 1 2 باجي وإيرب 2022 ، ص. 112-116، §5.5.
  10. ↑ "اللغات الإنجليزية والصينية ومخططات العلاقات بين الكيانات" بقلم بيتر تشين
  11. ↑ "بانغراماتيكون: العاطفة والمجتمع" . 3 يناير 2013.
  12. ^ هيوبرت تارديو، أرنولد روتشفيلد ورينيه كوليتي La Methode MERISE: Principes et outils (غلاف ورقي – 1983)
  13. ↑ Elmasri, Ramez, B. Shamkant, Navathe, Fundamentals of Database Systems, third ed., Addison-Wesley, Menlo Park, CA, USA, 2000.
  14. ↑ أتزيني، باولو؛ تشو، ويسلي؛ لو، هونغجون؛ لينغ، توك وانغ؛ تشو، شويغينغ (27-10-2004). المؤتمر الدولي الثالث والعشرون حول النمذجة المفاهيمية، شنغهاي، الصين، 8-12 نوفمبر 2004. سبرينغر. ISBN  9783540237235.
  15. ↑ "معالجة رسمية لمخططات فئات UML كطريقة فعالة لإدارة التكوين 2007" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2011-10-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-07-26 .
  16. ↑ "جيمس دوليا، إيل-يول سونغ، إيوانا لامبرو - تحليل الصلاحية الهيكلية في نمذجة علاقات الكيانات 2002" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 24 أبريل 2009.
  17. ↑ هارتمان، سفين. " الاستدلال حول قيود المشاركة وقيود تشين ". مؤرشف في 10 مايو 2013 على موقع Wayback Machine . وقائع المؤتمر الأسترالي الرابع عشر لقواعد البيانات - المجلد 17. الجمعية الأسترالية للحاسبات، 2003.
  18. ↑ جي. إيفرست، "نماذج بنية البيانات الأساسية مشروحة بمثال شائع"، في أنظمة الحوسبة 1976، وقائع المؤتمر الخامس لتكساس حول أنظمة الحوسبة، أوستن، تكساس، 18-19 أكتوبر 1976، الصفحات 39-46. (لونغ بيتش، كاليفورنيا: مكتب منشورات جمعية الحاسبات IEEE).
  19. ↑ "مقدمة في تحليل البيانات"، منشور تدريبي من ICL رقم T2384، العدد 2، نوفمبر 1978
  20. ↑ "دور التفسير القصدي والامتدادي في التمثيلات الدلالية" .
  21. ↑ كينت في "البيانات والواقع"  :
    "أحد الأمور التي يجب أن تكون واضحة في أذهاننا في بداية أي مسعى للنمذجة هو ما إذا كنا نعتزم وصف جزء من "الواقع" (مشروع بشري ما) أو نشاط معالجة البيانات."
  22. ↑ أبريال في "دلالات البيانات" : "... ما يسمى بالتعريف "المنطقي" ومعالجة البيانات لا يزال يتأثر (أحيانًا دون وعي) بآليات التخزين والاسترجاع "المادية" المتاحة حاليًا على أنظمة الكمبيوتر."
  23. ↑ ستامبر: "إنهم يتظاهرون بوصف أنواع الكيانات، لكن المفردات المستخدمة مأخوذة من معالجة البيانات: الحقول، عناصر البيانات، القيم. قواعد التسمية لا تعكس الاصطلاحات التي نستخدمها لتسمية الأشخاص والأشياء؛ بل تعكس بدلاً من ذلك تقنيات تحديد مواقع السجلات في الملفات."
  24. ↑ على حد تعبير جاكسون : "يبدأ المطور بإنشاء نموذج للواقع الذي يهتم به النظام، الواقع الذي يوفر موضوعه ..."
  25. ↑ إلماسري، نافاثي: "تم تصميم مفاهيم نموذج الكيانات والعلاقات لتكون أقرب إلى تصور المستخدم للبيانات، ولا تهدف إلى وصف الطريقة التي سيتم بها تخزين البيانات في الكمبيوتر."
  26. ^ باولو روتشي، احتمالية وجه يانوس ، سبرينغر، 2014، ص. 62.
  27. ↑ ب. تشين. اتجاهات بحثية مقترحة لحدود جديدة: النمذجة المفاهيمية النشطة . ER 2006، المجلد 4215 من سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب، الصفحات 1-4. سبرينغر برلين / هايدلبرغ، 2006.
  28. ↑ كارت، تراسي أ.؛ جاسبرسون، جون (شون)؛ وكورنيليوس، مارك إي. (2020) "دمج مفاهيم ERD و UML عند تدريس نمذجة البيانات"، مجلة تعليم نظم المعلومات: المجلد 17  : العدد 1، المقالة 9.
  29. ↑ قوة وحدود التكنولوجيا العلائقية في عصر النظم البيئية للمعلومات. مؤرشف بتاريخ 17-09-2016 في أرشيف الإنترنت . مؤتمرات On The Move Federated، 2010.
  30. ↑ أ. باديا ود. ليمير. دعوة للعمل: إعادة النظر في تصميم قواعد البيانات . Citeseerx،
  31. ↑ جريجرسن، هايدي؛ جنسن، كريستيان س. (1999). "نماذج العلاقات بين الكيانات الزمنية - دراسة استقصائية". معاملات IEEE في هندسة المعرفة والبيانات . 11 (3): 464-497 . Bibcode : 1999ITKDE..11..464G . CiteSeerX 10.1.1.1.2497 . doi : 10.1109/69.774104 . 
  32. ↑ ريكاردو تورلوني (2003). "النماذج المفاهيمية متعددة الأبعاد" (ملف PDF) . في: ماوريتسيو رافانيلي (محرر). قواعد البيانات متعددة الأبعاد: المشكلات والحلول . مجموعة آيديا (IGI). رقم ISBN 978-1-59140-053-0.

للمزيد من القراءة