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介紹
一個實體-關係圖（ERD）是系統資料模型的視覺化表示，用以展示實體、其屬性以及實體之間的關係。ERD 是資料庫設計與系統分析中不可或缺的工具，有助於理解並傳達資料庫的結構。本文將說明 ERD 的關鍵概念、三種不同類型的 ERD、它們的差異，以及何時應使用每種類型。
ERD 的關鍵概念
- 實體:
- 實體是現實世界中可與其他物件區分的物件或事物。在 ERD 中，實體以矩形表示。
- 範例：在圖中，“學校”和“學生”都是實體。
- 屬性:
- 屬性是實體的性質或特徵。它們以橢圓形表示，或列在實體矩形內。
- 範例：“學校”實體具有屬性“名稱”和“描述”，而“學生”實體具有屬性“名稱”和“出生日期”。
- 關係:
- 關係是實體之間的關聯。它們以連接實體的線條表示。
- 範例：“學校”與“學生”之間的關係表示學生與學校有關聯。
- 主要鍵:
- 主要鍵是唯一識別實體的屬性。它們通常以底線標示或加上鑰匙符號。
- 範例：在邏輯 ERD 中，“ID”是“學校”和“學生”實體的主要鍵。
- 外來鍵:
- 外來鍵是某一實體中的屬性，指向另一實體的主要鍵，從而建立兩者之間的關係。
- 範例：在邏輯 ERD 中，“學生”實體中的“SchoolID”是外來鍵，指向“學校”實體中的“ID”。
三種 ERD 類型
- 概念 ERD:
- 定義: 概念實體關係圖（ERD）提供資料庫結構的高階概覽，專注於主要實體及其關係，而不考慮資料庫實作的細節。
- 目的: 它用於資料庫設計的早期階段，以捕捉基本的資料需求和關係。
- 範例: 在圖中，概念實體關係圖顯示了「學校」和「學生」實體及其基本屬性和關係。
- 何時使用: 在初步規劃和需求收集階段使用概念實體關係圖，以獲得資料模型的廣泛理解。
- 邏輯實體關係圖（ERD）:
- 定義: 邏輯實體關係圖提供資料庫結構的更詳細視圖，包括主鍵和外鍵、資料類型和約束。
- 目的: 它用於定義資料庫的邏輯結構，確保資料完整性和規範化。
- 範例: 在圖中，邏輯實體關係圖將「ID」作為「學校」和「學生」實體的主鍵，並在「學生」實體中將「SchoolID」作為外鍵。
- 何時使用: 在詳細設計階段使用邏輯實體關係圖，以更詳細地指定資料模型，確保符合功能需求。
- 物理實體關係圖（ERD）:
- 定義: 物理實體關係圖代表資料庫在特定資料庫管理系統（DBMS）中的實際實作，包括資料表、欄位、資料類型、索引和約束。
- 目的: 它用於定義資料庫的物理結構，以優化效能和儲存空間。
- 範例: 在圖中，物理實體關係圖顯示了「學校」和「學生」資料表，包含特定的欄位名稱、資料類型和關係。
- 何時使用: 在實作階段使用物理實體關係圖，在所選的資料庫管理系統中建立資料庫結構，確保符合效能和儲存需求。
三種實體關係圖之間的差異
- 細節層級:
- 概念實體關係圖：高階概覽，著重於主要實體與關係。
- 邏輯實體關係圖：更為詳細，包含主鍵與外鍵、資料型態及限制條件。
- 物理實體關係圖：最為詳細，包含資料表、欄位、資料型態、索引與限制條件。
- 目的:
- 概念實體關係圖：捕捉基本的資料需求與關係。
- 邏輯實體關係圖：定義資料庫的邏輯結構，確保資料完整性與規範化。
- 物理實體關係圖：定義資料庫的物理結構，優化效能與儲存空間。
- 用途:
- 概念實體關係圖：用於初步規劃與需求收集階段。
- 邏輯實體關係圖：用於詳細設計階段。
- 物理實體關係圖：用於實作階段。
何時使用每種實體關係圖
- 概念實體關係圖:
- 在初步規劃與需求收集階段使用，以獲得資料模型的廣泛理解。
- 適合用於與利害關係人討論，以捕捉基本的資料需求與關係。
- 邏輯實體關係圖:
- 在詳細設計階段使用，以更詳細地指定資料模型，確保符合功能需求。
- 適合資料庫設計師與分析師用來定義資料庫的邏輯結構。
- 物理實體關係圖:
- 在實作階段使用，以在所選的資料庫管理系統中建立資料庫結構，確保符合效能與儲存需求。
- 適合資料庫管理員與開發人員用來定義資料庫的物理結構。
結論
實體關係圖（ERDs）是資料庫設計與系統分析中的重要工具，提供資料模型的視覺化呈現。三種類型的實體關係圖—概念、邏輯與物理—具有不同的用途，並在資料庫開發週期的不同階段使用。了解這些實體關係圖的類型有助於有效設計、實現和管理資料庫。透過在每個階段使用適當類型的實體關係圖，可以確保資料庫符合功能、效能和儲存需求，進而建立成功且高效的資料庫系統。