وهما النموذجان الأكثر استخداماً في تحليل قواعد البيانات و تحليل منطق النظام على التوالي.

القسم الأول: مخطط الكيانات والعلاقات ERD

 تعريف مخطط ERD

يمثل مخطط الكيانات والعلاقات ERD وصفاً بصرياً لهيكل قاعدة البيانات. وهو يوضّح:

• الكيانات الأساسية في النظام Entities
• الصفات Attributes الخاصة بكل كيان
• العلاقات Relationships بين الكيانات
• نوع العلاقة (1:1، 1:N، N:M)
• المفاتيح الأساسية PK والمفاتيح الأجنبية FK

يُستخدم ERD بشكل مبكر في مرحلة التحليل لتحديد بنية البيانات قبل صياغة الجداول الفعلية في قواعد البيانات.

أهمية ERD في تطوير البرمجيات

لا يقتصر دور ERD على رسم الجداول؛ بل يمثّل حجر الأساس في:

• تحديد المتطلبات المتعلقة بالبيانات
• فهم الترابط بين أجزاء النظام
• ضمان التكامل Data Integrity داخل قاعدة البيانات
• منع التكرار والازدواجية Redundancy
• تحسين جودة التصميم قبل كتابة الكود

وبالتالي، يقلل ERD من الأخطاء المكلفة التي تظهر عند بناء قاعدة البيانات بشكل غير مدروس.

 عناصر ERD الأساسية

أولاً: الكيان Entity

الكيان هو أي شيء في النظام له وجود مستقل ويمكن وصفه بصفات.
أمثلة:
Student، Course، Teacher، Product، Order.

يمكن أن يمثل الكيان شخصاً، مكاناً، حدثاً، أو شيئاً مادياً.

ثانياً: الصفات Attributes

الصفات هي خصائص تميّز الكيان. لكل صفة نوع بيانات يحدد طبيعة محتواها.

مثال كيان Student:

• StudentID
• Name
• Email
• Phone
• BirthDate

بعض الصفات قد تكون إلزامية Mandatory، وبعضها اختياري Optional.

ثالثاً: المفتاح الأساسي Primary Key (PK)

هو صفة أو مجموعة صفات تضمن تميّز السجلات وعدم تكرارها، مثل:

• StudentID
• ProductID
• OrderNumber

يمثل العمود الأكثر أهمية في تنظيم البيانات.

رابعاً: المفتاح الأجنبي Foreign Key (FK)

هو صفة تربط بين كيانين، للإشارة إلى علاقة منطقية بينهما.
مثال:
CourseID في جدول Enrollments يشير إلى أن الطالب مسجَّل في مادة معينة.

خامساً: العلاقات Relationships

تصنّف العلاقات إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

1. علاقة واحد إلى واحد (One-to-One)

تُستخدم عندما يكون لكل عنصر في الكيان الأول عنصر واحد فقط في الكيان الثاني.
مثال:
كل موظف لديه بطاقة هوية واحدة فقط.

2. علاقة واحد إلى متعدد (One-to-Many)

وهي الأكثر شيوعاً في الأنظمة.
مثال:
المعلم يدرّس عدة مواد
Customer → Orders

3. علاقة متعدد إلى متعدد (Many-to-Many)

مثال:
الطلاب يسجلون في عدة مواد
وكل مادة تضم عدداً من الطلاب
Student ↔ Course

هذا النوع يحتاج إلى كيان وسيط يسمى Associative Entity.

4. مستويات تصميم ERD

يُصمّم ERD بثلاث مستويات:

1. ERD المفاهيمي Conceptual

يُستخدم لفهم النظام بشكل عام.
يحتوي فقط على الكيانات الأساسية والعلاقات بينها.

2. ERD المنطقي Logical

يحدّد الصفات، المفاتيح الأساسية، وأنواع العلاقات بشكل مفصل.

3. ERD الفيزيائي Physical