نموذج محسّن للعلاقة بين الكيانات

الصنف الفرعي (أو النوع الفرعي ) هو نوع من الكيانات يتميز بخصائص أو علاقات مميزة بالإضافة إلى تلك الموروثة من نوع كيان آخر يُسمى الصنف الأصلي (أو النوع الأصلي ). الصنف الفرعي هو مجموعة فرعية من الصنف الأصلي، أي أن كل نسخة من الصنف الفرعي هي أيضاً نسخة من صنفها الأصلي.

مثال : في قاعدة بيانات جامعية،

• Personقد يكون فئة رئيسية ذات فئات فرعية
  • Student
  • Professor
  • Staff

ترث كل فئة فرعية سمات مشتركة مثل

• Name
• Address
• DateOfBirth

من Person، مع امتلاك سمات محددة مثل

• StudentID
• Major
• Student
• Rank
• Department

ل Professor.

بصورة رسمية، إذا كانت S فئة فرعية من C (الفئة الأصلية)، فإن:

• S ⊆ C (كل عنصر من S هو أيضاً عنصر من C )
• يرث S جميع سمات وعلاقات C
• قد يكون لدى S سمات وعلاقات محددة إضافية

التخصص هو عملية تحسين مفاهيمي من أعلى إلى أسفل، حيث يتم تقسيم نوع كيان ذي مستوى أعلى (الفئة العليا) إلى أنواع كيانات ذات مستوى أدنى وأكثر تخصصًا (الفئات الفرعية) بناءً على خصائص مميزة. وهو يُبرز الاختلافات بين الكيانات داخل الفئة العليا.

عملية :

1. ابدأ بنوع كيان عام
2. تحديد الخصائص المميزة
3. حدد الفئات الفرعية بناءً على هذه الخصائص
4. قم بتعيين سمات وعلاقات محددة لكل فئة فرعية

مثال : بدءًا من Employeeكيان ما، قد يحدد التخصص أنواعًا متميزة بناءً على الوظيفة:

• Employee(الفئة العليا) تتخصص في:
  • Secretary(مع السمة TypingSpeed)
  • Engineer(مع السمة EngineeringType)
  • Technician(مع السمة TechGrade)

يمكن أن يكون التخصص كالتالي:

• مُحدد بالخاصية : بناءً على قيمة خاصية معينة (مثلاً، EmployeeType)
• مُعرَّف من قِبل المستخدم : لا يعتمد على أي شرط سمة محدد

التعميم هو عملية تجريد تصاعدية حيث يتم دمج أنواع متعددة من الكيانات ذات الخصائص المشتركة في نوع كيان معمّم ذي مستوى أعلى (فئة عليا). وهو يركز على أوجه التشابه بين الكيانات.

عملية :

1. تحديد أنواع الكيانات ذات السمات المشتركة
2. استخراج السمات المشتركة إلى فئة أساسية جديدة
3. إنشاء علاقات بين الفئات الفرعية
4. احتفظ بالسمات المتخصصة في الفئات الفرعية

مثال : يمكن تعميم الكيانات المنفصلة Car، Truckو في فئة رئيسية تحتوي على سمات مشتركة مثل ، و ، و ، بينما تظل السمات المحددة مع الفئات الفرعية.MotorcycleVehicleVehicleIDColorYearManufacturer

التخصص والتعميم عمليتان عكسيتان: فالتخصص ينشئ فئات فرعية من فئة رئيسية، بينما التعميم ينشئ فئة رئيسية من أنواع الكيانات الموجودة.

يُعدّ التوريث مبدأً أساسياً في نموذج EER، حيث ترث الفئات الفرعية تلقائياً جميع السمات والعلاقات من فئتها الأصلية. وهذا يُعزز اتساق البيانات ويُقلل من التكرار في النموذج.

أنواع الميراث :

الوراثة الفردية : يرث الصنف الفرعي من صنف رئيسي واحد فقط.

• مثال: Studentيرث منPerson

الوراثة المتعددة : ترث الفئة الفرعية من فئات رئيسية متعددة، وتكتسب السمات والعلاقات من جميع الفئات الأصلية.

• مثال: TeachingAssistantقد يرث من كليهما StudentوEmployee

خصائص الوراثة :

• خاصية التعدي : إذا كانت C فئة فرعية من B ، وكانت B فئة فرعية من A ، فإن C ترث من كل من B و A
• إضافة : يمكن للفئات الفرعية تحديد سمات وعلاقات إضافية تتجاوز تلك الموروثة.
• التجاوز : غير مدعوم عمومًا في نماذج EER (على عكس النماذج الموجهة للكائنات )

يمثل نوع الاتحاد ( أو الفئة ) فئة فرعية تُشكل مجموعة فرعية من اتحاد فئتين رئيسيتين أو أكثر. وعلى عكس الفئات الفرعية العادية التي ترث من فئة رئيسية واحدة، يمكن أن تحتوي الفئة على مثيلات من أنواع كيانات متعددة ومختلفة.

صفات :

• يجب أن ينتمي كل عنصر من عناصر فئة معينة إلى فئة واحدة فقط من الفئات العليا.
• ترث هذه الفئة سمات مشتركة بين جميع الفئات العليا.
• تحتفظ كل حالة بهويتها في الفئة الأصلية العليا

الترميز : يتم تمثيله بدائرة مع رمز الاتحاد (∪) متصلة بجميع الفئات العليا، مع قوس ورمز المجموعة الفرعية (⊂) متصل بالفئة.

مثال : في قاعدة بيانات تسجيل المركبات، Ownerيمكن تعريف فئة على أنها مجموعة فرعية من الفئات: شخص، بنك، شركة. كل مالك مركبة إما شخص، أو بنك، أو شركة، ولكن ليس أكثر من نوع واحد في الوقت نفسه. Ownerستكون للفئة علاقة Ownsمع Vehicleالكيان.

التعريف الرسمي : إذا تم تعريف الفئة T على الفئات العليا S1 ، _S2 ، _... ، Sn ، _فإن :

• T ⊆ S ₁ ∪ S ₂ ∪ ... ∪ S _n
• لكل حالة t ∈ T ، t ∈ S _{i ، يوجد} i واحد فقط

التجميع مفهوم تجريدي يُعامل العلاقة ككيان ذي مستوى أعلى، مما يسمح للعلاقات بالمشاركة في علاقات أخرى. وهذا مفيد عند نمذجة سيناريوهات معقدة حيث تمتلك العلاقات نفسها سمات أو تشارك في علاقات إضافية.

مثال : في نظام إدارة المشاريع:

• يعمل الموظفون على المشاريع (العلاقة: WorksOn)
• لكل مهمة عمل، يلزم وجود آلات محددة
• تتعامل عملية التجميع مع العلاقة بأكملها WorksOnككيان واحد يمكن ربطه بـMachinery

وهذا يسمح بالنمذجة: "الموظف E الذي يعمل على المشروع P يحتاج إلى الآلات M " دون إنشاء كيانات وسيطة اصطناعية.

MySQL Workbench :

• أداة مجانية ومفتوحة المصدر لتصميم قواعد بيانات MySQL
• دعم كامل لمخطط EER مع الهندسة العكسية والهندسة الأمامية
• الهندسة العكسية: إنشاء مخططات EER من قواعد البيانات الموجودة
• الهندسة الأمامية: إنشاء نصوص SQL من مخططات EER
• مزامنة قاعدة البيانات: تحديث المخططات لتتوافق مع تغييرات الرسم التخطيطي
• ميزات إنشاء الاستعلامات المرئية والإدارة

مصمم نماذج البيانات في Oracle SQL Developer :

• أداة نمذجة على مستوى المؤسسات لقواعد بيانات أوراكل
• يدعم نماذج البيانات المفاهيمية والمنطقية والمادية
• إنشاء مخطط EER مع دعم شامل للقيود
• دعم قواعد البيانات المتعددة (Oracle، SQL Server، DB2)
• ميزات النمذجة التعاونية لبيئات العمل الجماعي

مايكروسوفت فيزيو :

• أداة رسم تخطيطي احترافية مزودة بقوالب نمذجة قواعد البيانات
• دعم ترميز EER من خلال قوالب مخصصة
• التكامل مع خادم Microsoft SQL
• خيارات تنسيق وعرض واسعة النطاق

برنامج ERwin Data Modeler (من إنتاج شركة erwin):

• أداة رائدة في مجال نمذجة بيانات المؤسسات
• نمذجة العلاقات والبيانات الموسعة
• إدارة النماذج والتحكم في الإصدارات
• يدعم منصات قواعد بيانات متعددة
• ميزات إدارة البيانات الوصفية وحوكمة البيانات

برنامج PowerDesigner (من شركة SAP):

• أداة نمذجة المؤسسات لهندسة البيانات
• يدعم نماذج EER و UML وغيرها من نماذج النمذجة
• تكامل نمذجة العمليات التجارية
• مستودع البيانات الوصفية وتحليل الأثر

لوسيدشارت :

• منصة رسم المخططات عبر الإنترنت
• قوالب مخططات EER ودعم الترميز
• ميزات التعاون لنمذجة الفريق
• التكامل مع Google Workspace وMicrosoft Office
• تصدير إلى صيغ مختلفة (PDF، PNG، SVG)

Draw.io (diagrams.net) :

• أداة مجانية ومفتوحة المصدر لرسم المخططات عبر الإنترنت
• تدوين EER قابل للتخصيص مع أشكال الكيانات والعلاقات
• تتوفر نسخ سطح المكتب التي تعمل دون اتصال بالإنترنت
• التكامل مع التخزين السحابي (Google Drive، OneDrive)
• إمكانية التصدير إلى صيغ متعددة

كرييتلي :

• منصة رسم المخططات التعاونية عبر الإنترنت
• قوالب مخططات EER المعدة مسبقًا
• التعاون في الوقت الفعلي للفرق الموزعة
• مصمم قواعد بيانات مرئي مع إدارة العلاقات

النموذج البصري :

• أداة شاملة لنمذجة قواعد البيانات باستخدام لغة النمذجة الموحدة (UML)
• دعم مخطط EER مع ربط ER بالعلاقات
• إنشاء التعليمات البرمجية وقاعدة البيانات
• تكامل إدارة المشاريع
• الترخيص الأكاديمي والتجاري

مخطط قاعدة البيانات :

• أداة تصميم وإدارة قواعد البيانات المرئية
• دعم أنظمة قواعد البيانات المتعددة
• مخططات EER تفاعلية مع خوارزميات التخطيط
• إنشاء وثائق قاعدة البيانات
• مقارنة المخططات ومزامنتها

عند اختيار أداة نمذجة EER، ضع في اعتبارك ما يلي:

• منصة قاعدة البيانات المستهدفة : تأكد من التوافق مع نظام قاعدة البيانات الخاص بك
• الهندسة العكسية/الأمامية : القدرة على إنشاء مخططات من قواعد البيانات والعكس صحيح
• ميزات التعاون : إمكانيات نمذجة الفريق والتحكم في الإصدارات
• دعم القيود : دعم كامل لقيود EER (الانفصال، الاكتمال)
• خيارات التصدير : التوثيق، تصدير الصور، إنشاء نصوص SQL
• منحنى التعلم : سهولة الاستخدام لأعضاء الفريق
• التكلفة : البرامج المجانية/مفتوحة المصدر مقابل التراخيص التجارية
• التكامل : التوافق مع أدوات التطوير الحالية