資料模型設計是建立資料庫中資料及其關係的視覺化表示的過程。資料模型設計中最常使用的工具之一是實體關係圖（ERD），它使用圖形符號來表示實體、屬性與關係。在本文中，我們將探討使用ERD進行資料模型設計的過程，並提供實際應用場景中的範例。
什麼是實體關係圖（ERD）？
ERD是實體、其屬性以及彼此之間關係的圖形化表示。實體是資料庫中所代表的物件或概念，例如客戶、訂單或產品。屬性是實體的特徵或性質，例如姓名、地址或價格。關係是實體之間的關聯，例如客戶下訂單。
ERD通常由以下元件組成：
- 實體：以矩形表示，實體名稱寫在內部。
- 屬性：以橢圓表示，並以線連接到其所屬的實體。
- 關係：以菱形表示，連接實體。
實體之間可能存在的三種關係類型為：
- 一对一（1:1）：一個實體的實例與另一個實體的單一實例相關聯。
- 一对多（1:N）：一個實體的實例與另一個實體的多個實例相關聯。
- 多對多（N:M）：一個實體的多個實例與另一個實體的多個實例相關聯。
使用ERD進行資料模型設計的範例
讓我們考慮一個線上書店的範例，該書店向客戶銷售書籍。書店擁有許多書籍類別，以及大量可下訂單的客戶。為了使用ERD來建模此系統，我們可以從識別相關的實體、屬性和關係開始。
實體：
- 書籍：代表書店中的書籍。包含標題、作者、ISBN和價格等屬性。
- 類別：代表書店中的書籍類別或類型。包含名稱和描述等屬性。
- 客戶：代表已註冊書店的客戶。包含姓名、地址和電子郵件等屬性。
- 訂單：代表客戶下的訂單。包含訂單日期和總金額等屬性。同時也包含對客戶實體的外鍵參考，以指出是哪位客戶下訂單。
- 書籍-類別：代表書籍與類別之間的多對多關係。包含對書籍與類別實體的外鍵參考。
- 訂單-書籍：代表訂單與書籍之間的多對多關係。包含對訂單與書籍實體的外鍵參考。
關係：
- 一本書可以屬於多個類別（多對多）。
- 一個類別可以包含多本書（一對多）。
- 一位客戶可以下多筆訂單（一對多）。
- 一筆訂單可以包含多本書（多對多）。
考慮到這些實體、屬性和關係，我們可以為線上書店系統建立ERD。ERD的樣貌大致如下：
在此ERD圖中，我們可以看到書籍實體與類別實體之間存在多對多關係，表示一本書可以屬於多個類別，而一個類別也可以包含多本書。客戶實體與訂單實體之間存在一對多關係，表示一位客戶可以下多筆訂單，但每筆訂單僅屬於一位客戶。最後，訂單實體與書籍實體之間存在多對多關係，表示一筆訂單可以包含多本書，而一本書也可以出現在多筆訂單中。
使用Visual Paradigm生成資料庫結構的SQL程式碼
表格 book {
id 整數 [主鍵，遞增]
標題 字串
作者 字串
isbn 字串
價格 浮點數
}表格 分類 {
id 整數 [主鍵，遞增]
名稱 字串
描述 字串
}表格 客戶 {
id 整數 [主鍵，遞增]
名稱 字串
地址 字串
電子郵件 字串
}表格 訂單 {
id 整數 [主鍵，遞增]
訂單日期 日期時間
總金額 浮點數
客戶編號 整數 [參考：> 客戶.id]
}表格 書籍分類 {
書籍編號 整數 [參考：> 書籍.id]
分類編號 整數 [參考：> 分類.id]
}表格 訂單書籍 {
訂單編號 整數 [參考：> 訂單.id]
書籍編號 整數 [參考：> 書籍.id]
}
結論
使用實體關係圖（ERD）進行資料模型設計是一個重要的過程，有助於我們視覺化並理解資料庫中實體之間的關係。透過識別實體、屬性和關係，我們可以建立一個清晰且簡明的ERD，以呈現資料及其結構。這使我們能夠設計和維護高效且有效的資料庫，以支援組織的需求。