ER図（Entity Relationship Diagram）は、データベース設計において、エンティティ（実体）と呼ばれるデータの塊とその関連性を視覚的に表現する図である。
データベースを構成する要素を明確化し、データ構造を理解しやすくすることで、効率的なデータベース設計と管理を実現する。
ER図の構成要素
エンティティ
エンティティとは、現実世界における具体的な事物や概念を抽象化したものである。データベースでは、テーブルとして表現される。顧客、商品、注文といったものがエンティティの例である。
属性
属性とは、エンティティの特性を表すものである。エンティティを識別する主キーや、エンティティの状態を表すその他の情報などが属性に含まれる。顧客エンティティであれば、顧客ID、氏名、住所などが属性となる。
リレーション
リレーションとは、複数のエンティティ間の関連性を表すものである。データベースでは、テーブル間の関連性を表すために用いられる。顧客と注文の関係は、顧客エンティティと注文エンティティ間のリレーションとして表現される。
カーディナリティ
カーディナリティとは、エンティティ間の関連性の度合いを表すものである。「1対1」「1対多」「多対多」といった関係性がカーディナリティとして表現される。顧客と注文の関係は、「1対多」の関係性である。
これらの要素を組み合わせることで、データベースの構造を詳細に表現することができる。ER図は、データベース設計を正確かつ効率的に行うために必要不可欠なツールである。
ER図の種類
概念ER図
概念ER図は、データベースに必要なエンティティとそれらの関連性を抽象的に表現した図である。論理的なデータ構造を表現することを目的としており、具体的なデータ型や属性名は記述しない。データベース設計の初期段階で用いられることが多い。
論理ER図
論理ER図は、概念ER図をさらに詳細化した図である。エンティティの属性名やデータ型、リレーションのカーディナリティなどを具体的に記述する。データベース設計の中間段階で用いられることが多い。
物理ER図
物理ER図は、論理ER図を実際のデータベースに落とし込んだ図である。具体的なテーブル構成やデータ型、インデックスなどを記述する。データベース設計の最終段階で用いられることが多い。
ER図のメリット
データベース構造の明確化
ER図は、データベースを構成するエンティティ、属性、リレーションなどを視覚的に表現することで、データベース全体の構造を明確にすることができる。データベース設計の漏れや矛盾を防ぐ効果も期待できる。
コミュニケーションの円滑化
ER図は、データベースの構造をわかりやすく表現することで、開発者や関係者間のコミュニケーションを円滑化することができる。設計意図を共有しやすく、意思決定を迅速化できる。
データベース設計の効率化
ER図は、データベース設計の各段階で活用できるツールである。概念ER図、論理ER図、物理ER図といった種類を使い分けることで、設計作業を効率化できる。
データベースの保守性向上
ER図は、データベースの構造を可視化することで、データベースの保守性を向上させることができる。テーブル構成やデータ型などを容易に変更することができ、データベースの拡張性も向上する。
データ分析の促進
ER図は、データの関係性を可視化することで、データ分析を促進することができる。エンティティ間の関連性や属性の組み合わせなどを分析することで、新たなビジネスチャンスを発見できる可能性もある。
ドキュメントとしての活用
ER図は、データベース設計のドキュメントとして活用できる。設計内容をわかりやすく記録することで、後から設計内容を振り返ったり、変更を加えたりすることが容易になる。
ER図の書き方
ER図の書き方は、以下の手順で行う。
1. エンティティの洗い出し
まず、データベースに必要なエンティティを洗い出す。エンティティとは、現実世界における具体的な事物や概念を抽象化したものである。顧客、商品、注文といったものがエンティティの例である。
2. 属性の洗い出し
次に、各エンティティの属性を洗い出す。属性とは、エンティティの特性を表すものである。エンティティを識別する主キーや、エンティティの状態を表すその他の情報などが属性に含まれる。顧客エンティティであれば、顧客ID、氏名、住所などが属性となる。
3. リレーションの洗い出し
次に、エンティティ間の関連性を洗い出す。関連性とは、エンティティ同士が互いに関係していることを表すものである。顧客と注文の関係は、顧客エンティティと注文エンティティ間の関連性として表現される。
4. カーディナリティの決定
最後に、エンティティ間の関連性の度合いを表すカーディナリティを決定する。カーディナリティとは、「1対1」「1対多」「多対多」といった関係性を表すものである。顧客と注文の関係は、「1対多」の関係性である。
5. ER図の作成
上記の情報を基に、ER図を作成する。ER図を作成する際には、以下の点に注意する。
- エンティティは四角形、属性は楕円形、リレーションは線で表現する
- エンティティ名、属性名、リレーション名はわかりやすく記述する
- カーディナリティを線に付記する
ER図とDFDの違い
DFDは、データ・フロー・ダイアグラムの略称であり、システムにおけるデータの流れを視覚的に表現する図である。データストア、処理、データフローといった要素を用いて、システム全体でどのようにデータが処理されるかを定義する。
ER図とDFDは、いずれもシステム設計で使用される図であるが、それぞれ異なる視点からシステムを表現するものである。
主な違い
ER図とDFDの主な違いは以下の通りである。
- 表現する視点
- ER図：データ構造
- DFD：データの流れ
- 主な用途
- ER図：データベース設計
- DFD：システム設計
- 使用される要素
- ER図：エンティティ、属性、リレーション
- DFD：データストア、処理、データフロー
使い分け
ER図とDFDは、それぞれ異なる役割を持つため、目的に応じて使い分けることが重要である。
- データベース設計を行う場合は、ER図を用いる。
- システム設計を行う場合は、DFDを用いる。
- システム全体を俯瞰的に理解したい場合は、ER図とDFDを組み合わせる。
まとめ
ER図は、データベース設計を効率化し、データベースの構造を明確化するためのツールである。ER図を活用することで、データベースの保守性向上やデータ分析の促進など、様々なメリットを得られる。