1. Lập lược đồ dữ liệu với mô hình thực thể liên kết
1.5.4 Tạo biểu đồ thực thể liên kết
Biểu diễn hệ thống thông tin sử dụng tập thực thể và tập quan hệ được gọi là biểu đồ thực thể liên kết (E-R). Trong một biểu đồ thực thể liên kết, các tập thực thể được biểu diễn bằng một hình vuông và các tập quan hệ được biểu diễn bằng một hình thoi.Việc đặt tên cho hai loại tập này là rất quan trọng.
Ví dụ
Trong bệnh viện, BÁC SỸ và BỆNH NHÂN quan hệ với nhau thông qua SỰ ĐIỀU TRỊ. Tương tự, BÁC SỸ và Y TÁ quan hệ với nhau bằng SỰ HỢP TÁC, Y TÁ VÀ BỆNH NHÂN quan hệ với nhau bằng SỰ PHỤC VỤ. Các tập thực thể này – BÁC SỸ, Y TÁ và BỆNH NHÂN với những mối quan hệ giữa chúng- SỰ ĐIỀU TRỊ, SỰ HỢP TÁC và SỰ PHỤC VỤ, được minh hoạ trên hình 4-18. Loại miêu tả này được gọi là sơ đồ thực thể liên kết.
A- Các luật và các quy ước
Các luật và các quy ước để tạo biểu đồ thực thể liên kết như sau
Một tập thực thể có thể có các mối quan hệ với một hay nhiều tập thực thể.
Trong biểu đồ thực thể liên kết, hai tập thực thể không thể liên kết được nếu không qua tập quan hệ.
Hai tập thực thể có thể liên kết được với nhau thông qua một hay nhiều tập quan hệ. Ví dụ BÁC SỸ và BỆNH NHÂN có thể có mối quan hệ ĐIỀU TRỊ và LỆ PHÍ.
Một tập quan hệ có thể kết nối hai hay nhiều tập thực thể. Ví dụ, quan hệ ĐIỀU TRỊ có thể kết nối BÁC SỸ, BỆNH NHÂN và THUỐC lại với nhau.
Tất cả các mối quan hệ kể trên đều được minh hoạ trong hình 4-19 cho hệ thống bệnh viện. B - Quan hệ N ngôi BÁC SỸ BỆNH NHÂN Y TÁ ĐIỀU TRỊ GIÚP ĐỠ PHỤC VỤ
Quan hệ giữa hai tập thực thể được gọi là quan hệ hai ngôi. Tương tự, mối quan hệ của ba, bốn, năm,... tập thực thể được gọi là quan hệ ba, bốn, năm... ngôi.
Một quan hệ N ngôi có thể được thay bằng một tập thực thể mới và tập thực thể mới này có thể liên kết với các tập thực thể đang tồn tại thông qua các tập quan hệ mới. Phương pháp này được sử dụng để chuyển quan hệ N ngôi thành một số quan hệ hai ngôi. Hình 4-20 minh hoạ sơ đồ thực thể liên kết quan hệ hai ngôi thu được nhờ chuyển đổi sơ đồ thực thể liên kết N ngôi trong hình 4-19.
Trong quá trình chuyển đổi, ba tập quan hệ bốn ngôi - ĐIỀU TRỊ, VIỆC CHO ĐƠN THUỐC và SỰ PHÂN PHỐI - được thay thế bởi các tập thực thể mới – BỆNH TẬT, SỰ NGHIÊN CỨU, SỬ DỤNG- và sau đó từng tập thực thể mới liên kết với các tập thực thể đang tồn tại thông qua ba tập quan hệ mới.
BÁC SỸ THUỐC Y TÁ BỆNH NHÂN Điều trị Phân loại Đơn thuốc Điều trị
Hình 4.4 - Đa sơ đồ thực thể liên kết E - R
Lệ phí Chuẩn đoán mắc bởi Liều thuốc BÁC SỸ NGHIÊN CỨU của cho Phương thuốc THUỐC BỆNH BỆNH NHÂN Y TÁ ĐƠN THUỐC Phụcv ụ Giới thiêu
Hình 4.5 - Sơ đồ thực thể liên kết tương đương hình 4-19
Vì vậy, quy tắc chuyển đổi là tập quan hệ N ngôi có thể được thay thế bằng một tập thực thể mới và N tập quan hệ. Nhờ đó ta được biểu đồ thực thể liên kết chỉ gồm các tập quan hệ hai ngôi.
C - Các thực thể và các mối quan hệ không mong muốn
Bất cứ thực thể nào không có quan hệ với các tập thực thể khác sẽ không có giá trị gì trong sơ đồ thực thể liên kết. Sự biểu diễn toàn bộ hệ thống như một thực thể không cung cấp bất cứ tiện ích nào trong phát triển hệ thống, khi đó hực thể này sẽ bao gồm tất cả các thực thể của hệ thống và vì thế không có mối quan hệ với bất cứ thực thể nào.
Mỗi tập thực thể của hệ thống có thể có vài mối quan hệ với mỗi tập thực thể khác của hệ thống. Việc chỉ ra tất cả các quan hệ này trên biểu đồ thực thể liên kết sẽ làm cho biểu đồ thực thể liên kết trở nên phức tạp. Không cần thiết phải minh hoạ tất cả các quan hệ này, nếu như quan hệ giữa hai tập thực thể của hệ thống đã rõ ràng thông qua một vài tập quan hệ đang tồn tại, dù trực tiếp hay gián tiếp. Thật không may, sự cung cấp mỗi quan hệ này trên sơ đồ thực thể liên kết sẽ làm cho hệ thống trở nên phức tạp mà không hề cung cấp thêm bất cứ một thông tin mới nào về hệ thống.
Ví dụ, một BỆNH VIỆN có CÁC PHÒNG và CÁC PHÒNG có CÁC BỆNH NHÂN. BỆNH VIỆN cũng có CÁC BỆNH NHÂN. Những thông tin này được đưa ra trong biểu đồ thực thể liên kết trong hình 4-21(a). Quan hệ CÓ của BỆNH NHÂN và BỆNH VIỆN rất rõ ràng thông qua PHÒNG, quan hệ CÓ trực tiếp giữa BỆNH VIỆN và BỆNH NHÂN là thừa. Cách tạo biểu đồ thực thể liên kết đúng đắn được minh hoạ trong hình 4-21(b)
D - Bổ sung các thuộc tính
Các thành phần của hệ thống – các tập thực thể và các tập quan hệ-đều có các thuộc tính và là các phần tử quan trọng của biểu đồ thực thể liên kết. Có hai quy ước cho việc bổ sung các thuộc tính trong biểu đồ thực thể liên kết. Một cách là viết các thuộc tính của thành phần ở bên cạnh hộp biểu diễn thành phần. Cách khác là viết thuộc tính của các thành phần trong một vòng tròn và kết nối vòng tròn với hộp biểu diễn thành phần bằng một đường thẳng. Hình 4-22 minh hoạ cả hai cách. Quy ước thứ nhất sẽ được sử dụng thông suốt trong cuốn sách này.
Tập các thực thể có thể có nhiều thuộc tính, ngoài ra, một thuộc tính nào đó được sử dụng làm định danh cho tập thực thể. Thuộc tính định danh được gạch chân trong biểu đồ thực thể liên kết. Tập quan hệ có hai định danh, trừ trường hợp đặc biệt được nói đến dưới đây. Hai định danh này cũng là các định danh của hai tập thực thể có quan hệ đó. Các định danh của các tập quan hệ cũng được gạch chân.
Các định danh của tập thực thể thường được chọn duy nhất.
E - Số các quan hệ chủ yếu
Số lượng thực thể của một tập, có khả năng cho những quan hệ có thể có bởi các thực thể của tập khác, được gọi là bản số hay số các yếu tố của quan hệ. Số các yếu tố được ghi bên cạnh của đường thẳng nối giữa tập thực thể và tập quan hệ trong biểu đồ thực thể liên kết, như trong hình 4-22 ở trên, thông qua các số m và n. Từng bác sỹ có thể điều trị n bệnh nhân và từng bệnh nhân có thể nhận sự điều trị của n bác sỹ. Các số này có thể-
ít nhất là một,
lớn nhất chính bằng số thực thể trong tập tương ứng.
là bất cứ số nào khoảng giữa hai số.
Nếu hệ thống có tổng cộng 3 bác sỹ và 6 bệnh nhân, số bác sỹ chính là 2, còn bệnh nhân là 3, mỗi bác sỹ có thể điều trị cho 3 bệnh nhân và mỗi bệnh nhân có thể được điều trị bởi 2 bác sỹ. Điều này được minh hoạ trong hình 4-23, được gọi là biểu đồ
BÁC SỸ
BỆNH
NHÂN SINH VIÊN
GIÁO VIÊN Điều trị Dạy Tên GV Khoa Trình độ Tên GV Số SV Môn: Số SV Lớp: Khoa TÊN TẮT BÁC SỸ HỌ TÊN CHUYÊN MÔN TÊN TẮT BÁC SỸ SỐ HIỆU BỆNH NHÂN BỆNH TẬT SHIỆU BỆNH NHÂN HỌTÊN ĐỊA CHỈ
Hình 4.6 - Các quy ước bao gồm thuộc tính
Bác sỹ Điều trị (12) Bệnh nhân
Hình 4.7 - Sơ đồ sự kiện của quan hệ 2 : 3
sự kiện có mối quan hệ 2:3. Điều này có thể tạo ra tổng cộng 12 mối quan hệ ĐIỀU TRỊ giữa BÁC SỸ và BỆNH NHÂN, được chỉ ra bởi 12 đường đưa vào vòng tròn ĐIỀU TRỊ. Con số này có đạt được bằng hai cách-
số bác sỹ * số các yếu tố trong tập bệnh nhân = 4*3 = 12, hoặc
số các bệnh nhân * số các yếu tố trong tập bác sỹ = 6*2 = 12.
Số các yếu tố trong một tập hợp có tác động đến việc nhận biết mối quan hệ. Nếu tập các thực thể liên quan đến một mối quan hệ, thì có số các yếu tố trong tập đó bằng 1, mối quan hệ chỉ có một định danh đồng thời là đơn vị yếu tố của tập thực thể. Ví dụ, nếu chỉ có một bác sỹ trong hệ thống, hoặc tập chỉ có đơn vị yếu tố, thì định danh của mối quan hệ cho tập BÁC SỸ sẽ là đơn vị đó.
F - Sự tham gia trong mối quan hệ
Sự tham gia trong mối quan hệ bởi các thành viên của tập thực thể có thể có ba loại sau:
Có tính bắt buộc
Tuỳ ý, không bắt buộc
Có điều kiện
Trong sự tham gia có tính bắt buộc, mỗi thực thể cần phải tham gia vào ít nhất một mối quan hệ nào đó, trong khi điều này là không cần thiết đối với sự tham gia không bắt buộc. Sự tham gia tuỳ ý của một thực thể biểu thị trên sơ đồ thực thể liên kết bằng một hình tròn trống ở cuối đường thẳng nối nối mối quan hệ với tập thực thể. Sự tham gia có điều kiện là chủ đề cho một số điều kiện xác định và được biểu thị trên sơ đồ E-R bằng một hình tròn đầy ở cuối đường thẳng nối mối quan hệ với thực thể. Khi không có một biểu diễn nào trên đường thẳng đó, mối quan hệ được coi là có tính bắt buộc.
Hình trên minh hoạ sơ đồ E-R với hai sự tham gia bắt buộc của BÁC SỸ và BỆNH NHÂN trong mối quan hệ ĐIỀU TRỊ, một sự tham gia tuỳ ý và một có điều kiện trong mối quan hệ PHÍ TỔN.
Cách hiểu của sơ đồ E-R hình trên là như sau:
Bác sỹ Bệnh nhân Điều trị Lệ phí Hình 4.8 - Ba loại tham dự Điều kiện Bắt buộc Tuỳ chọn
1. Mỗi bác sỹ phải tham gia vào điều trị, ít nhất là một bệnh nhân. 2. Mỗi bệnh nhân buộc phải được điều trị bởi ít nhất một bác sỹ.
3. Một bác sỹ có thể có hoặc không tính giá phí tổn đối với một bệnh nhân. 4. Các bệnh nhân được yêu cầu phải trả phí tổn cho những điều kiện chính.