Cơ sở dữ liệu / Datenbanken : Tuần 3 - Thiết kế mô hình thực thể – liên kết / Entity-Relationship-Modellierung

Tuần 3: Vẽ bản đồ dữ liệu – Nền tảng của hệ thống thông tin / Die Daten-Landkarte – Grundlage für Informationssysteme

 

Giới thiệu / Einführung

VI – Tiếng Việt:
Trước khi xây dựng bảng trong cơ sở dữ liệu, ta cần một bước quan trọng: thiết kế mô hình thực thể – liên kết (Entity–Relationship, viết tắt là ER). Đây là bước phác thảo toàn cảnh hệ thống dữ liệu: những thực thể nào cần quản lý? Chúng liên hệ với nhau ra sao? Mối quan hệ là một – một, một – nhiều hay nhiều – nhiều?

Hiểu rõ mô hình ER giúp sinh viên thiết kế hệ thống mạch lạc, hạn chế sai sót về khóa, mối quan hệ và tối ưu hóa cho các bước lập trình sau này.

 

DE – Tiếng Đức:
Bevor Tabellen in einer Datenbank erstellt werden, ist ein wichtiger Schritt notwendig: die Entity-Relationship-Modellierung (kurz ER-Modellierung). Sie liefert eine Übersicht über das gesamte Datensystem: Welche Entitäten gibt es? Wie stehen sie zueinander? Sind die Beziehungen 1:1, 1:n oder m:n?

Ein fundiertes ER-Modell hilft Studierenden, saubere Datenstrukturen zu entwerfen, Schlüssel korrekt zu setzen und eine gute Grundlage für spätere SQL-Programmierung zu schaffen.

 

 

Khái niệm / Begriffsdefinition

VI – Tiếng Việt:

• Thực thể (Entity): là đối tượng cần quản lý trong hệ thống (ví dụ: Sinh viên, Sách, Môn học).

• Thuộc tính (Attribute): đặc điểm của thực thể (ví dụ: tên, mã số, ngày sinh…).

• Liên kết (Relationship): mối quan hệ giữa các thực thể (ví dụ: Sinh viên đăng ký Môn học).

• Bội số (Cardinality): cho biết mỗi thực thể tham gia vào mối quan hệ bao nhiêu lần (1:1, 1:n, m:n).

 

DE – Tiếng Đức:

• Entität (Entity): ein zu verwaltendes Objekt im System (z. B. Student, Buch, Kurs).

• Attribut: eine Eigenschaft der Entität (z. B. Name, ID, Geburtsdatum).

• Beziehung (Relationship): Verbindung zwischen Entitäten (z. B. Student belegt Kurs).

• Kardinalität (Cardinality): gibt an, wie oft Entitäten an einer Beziehung teilnehmen (1:1, 1:n, m:n).

 

Ý nghĩa và vai trò / Bedeutung und Rolle

VI – Tiếng Việt:
Mô hình ER là công cụ thiết kế trực quan, giúp:

• Hình dung toàn bộ cấu trúc dữ liệu trước khi xây dựng bảng SQL

• Phát hiện lỗi logic trong mô hình quan hệ (vd: quan hệ m:n chưa có bảng trung gian)

• Giao tiếp dễ dàng giữa nhóm kỹ thuật và khách hàng không chuyên về IT

 

DE – Tiếng Đức:
Das ER-Modell ist ein visuelles Entwurfswerkzeug, das:

• die gesamte Datenstruktur sichtbar macht, bevor Tabellen erstellt werden

• logische Fehler aufdeckt (z. B. fehlende Zwischentabellen bei m:n-Beziehungen)

• die Kommunikation zwischen IT-Teams und nicht-technischen Kunden erleichtert

 

Giảng viên và sinh viên cần chú ý điểm gì / Hinweise für Lehrende und Studierende

VI – Tiếng Việt:

• Giảng viên nên hướng dẫn sinh viên từng bước: xác định thực thể → đặt thuộc tính → xác định mối liên kết → xác định bội số

• Sinh viên nên luyện vẽ tay sơ đồ ER trước khi dùng phần mềm

• Cần phân biệt rõ: thực thể ≠ bảng, liên kết ≠ khóa ngoại – đây là bước thiết kế trừu tượng

 

DE – Tiếng Đức:

• Lehrende sollten Schritt für Schritt vorgehen: Entitäten identifizieren → Attribute zuordnen → Beziehungen definieren → Kardinalität bestimmen

• Studierende sollten zunächst mit Handskizzen üben, bevor digitale Tools genutzt werden

• Wichtiger Unterschied: Entität ≠ Tabelle, Beziehung ≠ Fremdschlüssel – das ER-Modell ist eine abstrakte Entwurfsstufe

 

Khó khăn & Cách dạy – học hiệu quả / Schwierigkeiten & Didaktik

VI – Tiếng Việt:
- Khó khăn của giảng viên:

• Sinh viên dễ lẫn lộn giữa sơ đồ ER và mô hình quan hệ SQL.

• Khi hướng dẫn thiết kế mối quan hệ nhiều – nhiều, nhiều bạn không hiểu vì sao cần bảng trung gian.

 

- Khó khăn của sinh viên:

• Nhầm lẫn giữa thực thể và thuộc tính.

• Không xác định đúng bội số (cardinality) của mối quan hệ.

• Dễ mắc lỗi khi chuyển từ mô hình ER sang bảng dữ liệu.

 

- Cách dạy hiệu quả của giảng viên:

• Dùng màu sắc để phân biệt thực thể, thuộc tính và liên kết.

• Cho sinh viên tự tạo ví dụ từ đời sống (vd: mượn sách thư viện, đặt hàng online).

• Tổ chức hoạt động nhóm: vẽ sơ đồ ER, sau đó góp ý chéo giữa các nhóm.

 

- Cách học hiệu quả của sinh viên:

• Học qua hình ảnh: xem nhiều sơ đồ ER có giải thích chi tiết.

• Luôn hỏi: “Thực thể này có liên quan tới ai? Bao nhiêu lần?”

• Đặt câu hỏi: nếu có 2 thực thể m:n → liệu đã có bảng trung gian chưa?

 

DE – Tiếng Đức:
- Herausforderungen für Lehrende:

• Verwechslungsgefahr: ER-Modell vs. relationale Tabellen

• m:n-Beziehungen sind oft schwer verständlich – warum braucht man eine Zwischentabelle?

 

- Herausforderungen für Studierende:

• Verwechslung von Entitäten und Attributen

• Unsicherheit bei der Bestimmung der Kardinalität

• Fehler beim Übergang vom ER-Modell zum relationalen Modell

 

- Effektive Lehrmethoden für Dozenten:

• Farbige Markierungen zur Trennung von Entitäten, Attributen und Beziehungen

• Eigene Lebensbeispiele der Studierenden verwenden (z. B. Bibliothek, Online-Bestellung)

• Gruppenarbeit: ER-Diagramme entwerfen und gegenseitig diskutieren

 

- Effektives Lernen für Studierende:

• Visuelles Lernen durch viele kommentierte ER-Diagramme

• Immer fragen: „Mit wem steht diese Entität in Beziehung? Und wie oft?“

• Kontrollfrage: „Gibt es bei einer m:n-Beziehung schon eine Zwischentabelle?“

 

Ví dụ cụ thể và phân tích chi tiết / Konkretes Beispiel mit Erklärung

VI – Tiếng Việt:
Bài toán thực tế: Một thư viện cần quản lý sách, bạn đọc và thông tin mượn trả.

• Thực thể:

  • Sach (Mã sách, Tên sách, Tác giả)

  • BanDoc (ID, Tên, Email)

  • MuonSach (Ngày mượn, Hạn trả, Ngày trả)

 

• Liên kết:

  • BanDoc mượn Sach → mối quan hệ nhiều – nhiều → cần bảng trung gian MuonSach

  • MuonSach chứa cả khóa ngoại từ Sach và BanDoc, đồng thời có thêm thuộc tính riêng (ngày mượn...)

 

DE – Tiếng Đức:
Reales Beispiel: Eine Bibliothek verwaltet Bücher, Leser und Ausleihinformationen.

• Entitäten:

  • Buch (BuchNr, Titel, Autor)

  • Leser (LeserID, Name, E-Mail)

  • Ausleihe (Ausleihdatum, Rückgabefrist, Rückgabedatum)

 

• Beziehungen:

  • Leser leiht Buch → m:n-Beziehung → es braucht die Zwischentabelle Ausleihe

  • Ausleihe enthält Fremdschlüssel von Buch und Leser sowie zusätzliche Attribute

 

2. Biểu diễn dữ liệu bằng sơ đồ ER / Darstellung mit ER-Diagramm

VI – Tiếng Việt:
Giả sử bạn xây dựng một hệ thống quản lý khóa học cho trường đại học. Các thực thể liên quan bao gồm:

• SinhVien (ID, HoTen, Email)

• MonHoc (MaMH, TenMH, SoTinChi)

• DangKy (NgayDangKy, Diem)

 

Liên kết:

• SinhVien đăng ký MonHoc: mối quan hệ nhiều – nhiều
  → cần tạo thực thể trung gian là DangKy để biểu diễn mối quan hệ
  → DangKy vừa là mối quan hệ, vừa trở thành một thực thể độc lập vì có thêm thuộc tính (Diem, NgayDangKy)

 

Sơ đồ ER

- Mô tả văn bản :

• Hình chữ nhật: SinhVien, MonHoc, DangKy

• Hình thoi (liên kết): DangKy (nối giữa SinhVien và MonHoc)

• Mũi tên từ SinhVien → DangKy: 1:n

• Mũi tên từ MonHoc → DangKy: 1:n
  => Tổng thể là một m:n giữa SinhVien và MonHoc, được “phân giải” thành hai 1:n

 

- Mô tả bằng hình cụ thể : 

DE – Tiếng Đức:
Angenommen, Sie entwerfen ein Kurssystem für eine Universität. Die relevanten Entitäten sind:

• Student (ID, Name, E-Mail)

• Kurs (KursNr, Kursname, Leistungspunkte)

• Belegung (Anmeldedatum, Note)

 

Beziehung:

• Student belegt Kurs: m:n-Beziehung
  → Man benötigt eine Zwischentabelle Belegung, die zur Entität wird, da sie eigene Attribute enthält (Note, Anmeldedatum)

 

ER-Diagramm (textuell beschrieben):

• Rechtecke: Student, Kurs, Belegung

• Raute: Belegung als Beziehung zwischen Student und Kurs

• Pfeil von Student → Belegung: 1:n

• Pfeil von Kurs → Belegung: 1:n
  => Gesamte Struktur: m:n-Beziehung durch 2 x 1:n ersetzt

 

3. Từ mô hình ER sang mô hình quan hệ / Vom ER-Modell zum relationalen Modell

VI – Tiếng Việt:
Sau khi vẽ sơ đồ ER, bước tiếp theo là chuyển nó sang dạng bảng dữ liệu (relational schema):

- Tạo bảng từ các thực thể chính:

• SinhVien(ID PRIMARY KEY, HoTen, Email)

• MonHoc(MaMH PRIMARY KEY, TenMH, SoTinChi)

 

- Với thực thể liên kết có thuộc tính riêng (DangKy):
→ Tạo bảng trung gian chứa khóa ngoại từ hai bảng chính + thuộc tính riêng

• DangKy(ID_SV, MaMH, NgayDangKy, Diem, PRIMARY KEY(ID_SV, MaMH), FOREIGN KEY(ID_SV) REFERENCES SinhVien(ID), FOREIGN KEY(MaMH) REFERENCES MonHoc(MaMH))

 

Giải thích:

• Dùng khóa kết hợp (ID_SV, MaMH) vì mỗi sinh viên chỉ đăng ký mỗi môn một lần

• Có thể thêm ràng buộc để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu

 

DE – Tiếng Đức:
Nach dem ER-Modell folgt die Umsetzung in relationale Tabellen:

- Tabellen aus Hauptentitäten:

• Student(ID PRIMARY KEY, Name, E-Mail)

• Kurs(KursNr PRIMARY KEY, Kursname, Leistungspunkte)

 

- Beziehung mit eigenen Attributen (Belegung):
→ Zwischentabelle mit Fremdschlüsseln + Attributen

• Belegung(ID, KursNr, Anmeldedatum, Note, PRIMARY KEY(ID, KursNr), FOREIGN KEY(ID) REFERENCES Student(ID), FOREIGN KEY(KursNr) REFERENCES Kurs(KursNr))

 

Erklärung:

• Zusammengesetzter Schlüssel (ID, KursNr) – ein Student kann einen Kurs nur einmal belegen

• Fremdschlüssel sichern Beziehungen ab und wahren Datenkonsistenz

 

✅ Ghi nhớ và kiểm tra nhanh / Merkhilfe & Quick-Check

VI – Tiếng Việt	DE – Deutsch
Thực thể → Bảng	Entität → Tabelle
Thuộc tính → Cột	Attribut → Spalte
Mối liên kết nhiều – nhiều → bảng trung gian	m:n-Beziehung → Zwischentabelle
Mối liên kết có thuộc tính → bảng riêng	Beziehung mit Attributen → eigene Tabelle
Bội số → xác định số lượng quan hệ	Kardinalität → Anzahl der Beziehungen

 

Lời kết / Fazit

Mô hình ER là bước “vẽ bản đồ” quan trọng trước khi xây dựng hệ thống dữ liệu. Nếu làm đúng, mọi bảng, khóa và truy vấn về sau đều mạch lạc, dễ mở rộng. Nếu làm sai, toàn bộ cấu trúc dữ liệu có thể trở nên phức tạp và khó bảo trì.

 

Tại facingX: Đừng chỉ vẽ – hãy suy nghĩ như kiến trúc sư dữ liệu

Trước khi cầm bút vẽ sơ đồ ER, hãy trả lời các câu hỏi:

• Có bao nhiêu nhóm đối tượng (thực thể)?

• Chúng có mối liên hệ gì với nhau trong thực tế?

• Nếu tôi là người thiết kế hệ thống này cho doanh nghiệp, tôi cần lưu trữ gì?

 

Đến với facingX, chúng tôi  không chỉ dạy sinh viên cách vẽ sơ đồ ER, mà còn giúp các bạn phát triển kỹ năng tư duy phân tích và mô hình hóa – điều cần thiết để học tốt các môn chuyên ngành như lập trình, phân tích hệ thống, và cơ sở dữ liệu nâng cao. Bằng nội dung song ngữ dễ hiểu, hướng dẫn từng bước và bài tập thực hành thực tế, facingX sẽ giúp bạn biến những sơ đồ khô khan thành công cụ thiết kế hệ thống mạnh mẽ.

 

---