Modélisation de Données: Concepts Clés

Conception et Modélisation des Bases de Données Relationnelles

• Ce cours couvre la conception et la modélisation des bases de données relationnelles, avec Malika Charrad comme coordinatrice.
• Le plan du cours inclut le Modèle Conceptuel de Données (MCD), le Modèle Relationnel de Données, la Normalisation et SQL (LDD).

Processus de conception d'une base de données

• L'analyse implique l'étude de l'existant, des besoins, des choix et des contraintes.
• Le Modèle Conceptuel de Données (MCD) représente les aspects importants du problème d'une manière non formelle (graphique).
• Le Modèle Logique de Données (MLD) décrit la solution de manière formelle, indépendamment du choix de l'implémentation.
• Le Modèle Physique de Données (MPD) est l'implémentation de la BD dans un SGBD à partir du MLD et de son optimisation.

Jargon

• Une entité décrit une « entité » du monde réel, similaire à la notion d'objet.
• Un livre, un étudiant, un compte et une facture sont des exemples d'entités.
• Une association établit un lien entre plusieurs entités.
• Une facture qui contient plusieurs produits est un exemple d'association.

E/A : représentation informelle et formelle

• Une base de données décrit des films, leurs metteurs en scène et leurs acteurs.
• Les cinémas diffusant ces films sont inclus et cette BD est accessible sur le Web, permettant aux internautes de noter les films qu'ils ont vus.
• Les attributs sont les caractéristiques des entités, comme le titre, l'année, le nom du metteur en scène et la date de naissance.
• Une entité est une représentation des données, par exemple des informations sur un film.

Entité

• Une entité est un objet identifiable et pertinent pour l'application (Film, Artiste, Internaute).
• Un attribut est une propriété qui caractérise une entité, comme le titre d'un film ou le nom d'un artiste.
• Un attribut est dit atomique s'il prend une seule valeur.
• Un attribut est dit multivalué s'il peut prendre un ensemble de valeurs dans un même domaine (ex: numéros de téléphone).
• Un attribut peut être composé.
• Le type d'une entité inclut son nom, la liste de ses attributs, et le domaine de chaque attribut.
• Une occurrence d'une entité est un élément particulier.

Identifiant unique

• Un identifiant est un sous-ensemble minimal d'attributs permettant d'identifier une entité de manière unique parmi n'importe quelle extension de E.
• Ses caractéristiques incluent une valeur connue pour chaque entité, l'absence de besoin de modification, et une taille de stockage la plus petite possible.
• id_Film sert à identifier un film ; la paire (email, mdp) sert à identifier un internaute.

Association

• Une association représente les liens sémantiques entre plusieurs entités.
• Il existe des associations binaires (relie deux entités), ternaires (relie trois entités) et n-aires (relie n entités).
• Associations récursives relient la même entité à elle-même.

Association porteuse d'attributs

• Une association peut avoir ses propres attributs, en plus de lier des entités.
• Un artiste participe à un film avec un rôle spécifique (acteur, réalisateur).

Cardinalité

• La cardinalité d'une association (E1, E2) est une paire [Min, Max].
• Max est la cardinalité maximale, indiquant le nombre maximal de fois où une instance e de E¡ peut intervenir dans l'association (1 ou n).
• Min est la cardinalité minimale.
• Un artiste(MES) réalise de 0 à plusieurs film(s), et un film est réalisé par un et un seul artiste(MES).

Association n-aire

• Une relation entre n types d'entités E1, E2,..,En est un ensemble de n-uplets (e1, e2,…,en) où chaque e appartient à E¡
• Un film est diffusé à 15h dans la salle numéro 5 et à 18h dans la salle numéro 7.
• Dans la salle numéro 5, les films "Avengers" à 15h et "Iron Man" à 17h sont diffusés.

Recommandations pour la modélisation des données

• Normaliser les noms pour assurer l'unicité et éviter les incohérences.
• Transformer chaque attribut composé en une entité et une association supplémentaire.
• Fusionner les entités et associations si possible.
• Supprimer les associations quand leur intérêt est discutable si les cardinalités maximales sont toutes égales à 1.
• S'il existe deux chemins entre deux entités, ils doivent avoir des significations distinctes. Sinon, supprimer le plus court.

Association réflexive ou récursive et rôle

• Un salarié est dirigé par un directeur qui est lui-même salarié.
• Un directeur (salarié) dirige plusieurs salariés.
• Les rôles précisent le rôle joué par une entité dans une association.

D'une association n-aire vers un type d'entité

• La transformation d'une association n-aire en un type d'entité se fait en trois étapes : attribution d'un identifiant autonome à A, création d'une association A₁ de type (1..n) entre A et chacun des E₁, et contrainte minimale du côté de A toujours à 1.

Entité faible

• Une entité faible est dépendante d'une entité forte. L'entité forte associée ayant une cardinalité maximale de 1.
• L'entité dont elle dépend a une cardinalité max de n.
• Son identifiant devient un identifiant relatif, insuffisant seul.
• Une salle a un numéro dans un cinéma.

Identifiant secondaire

• Un attribut unique pour toute instance de l'entité.
• NumEtudiant, CIN sont des identifiants de l'entité Etudiant.

Dépendances fonctionnelles

• Les dépendances fonctionnelles expriment les relations entre les attributs.
• Une propriété B d'une entité E dépend fonctionnellement d'une propriété A si chaque valeur A détermine une et une seule valeur de B (A → B).
• Le code postal détermine le nom de la ville (CP → NomVille).

Contrainte d'intégrité fonctionnelle (CIF)

• L'une des entités participant à l'association est complètement déterminée par la connaissance d'une ou plusieurs autres entités participant dans cette même association.
• HORAIRE, SALLE → FILM

Normalisation

• Le problème mélanger des informations relatives à plusieurs entités entraîne, en général des redondances d'information qui provoquent les anomalies suivantes : anomalies d'insertion, anomalies de mise à jour et anomalies de suppression
• La théorie de la normalisation est destinée à concevoir un schéma de base de données sans redondances.

Normalisation : formes normales

• Les formes normales permettent d'éviter redondance et anomalies.
• Diverses formes existent : 1FN, 2FN, 3FN, FNBC, 4FN, 5FN.

Normalisation : 1FN

• Une entité ou association est en première forme normale si ses attributs sont élémentaires (non décomposables).
• Un élément composite doit être décomposé.

Normalisation : 2FN

• Une entité ou association est en deuxième forme normale si elle est en 1ère forme normale et tout attribut n'appartenant pas à l'identifiant ne dépend pas d'une partie de l'identifiant.
• L'identifiant peut être composé, mais les autres attributs dépendent de l'identifiant en entier.

Normalisation : 3FN

• Une entité ou association est en 3ème forme normale si elle est en 2ème forme et tout attribut n'appartenant pas à l'identifiant ne dépend pas d'un autre attribut.
• Garantir que seul l'identifiant détermine tous les attributs d'une relation (∀ a, b ≠ identifant : a → b).

Explorez les concepts fondamentaux de la modélisation de données, y compris les entités, les attributs et les identifiants uniques. Découvrez la différence entre le Modèle Conceptuel de Données (MCD) et le Modèle Logique de Données (MLD). Testez vos connaissances.