Cours de Bases de Données Merise

COURS DE BASES DE DONNEES

© Luc Bouganim

Méthode MERISE : Niveau Logique

•   Réponse à la question : QUI ? QUAND ? OU ?

–    Description du système,        – Description indépendante de la indépendamment du logiciel SGBD     machine

–    Passage ‘automatique’ au modèle       – Structuration en procédure relationnel

Modèle Logique de Données                         Modèle Logique de Traitements

MLD                                                                       MLT

Validation et Optimisation du MLD par rapport aux traitements

•   Réponse à la question : QUOI ?

Méthode MERISE : Niveau Physique

• Réponse à la question : COMMENT ?, AVEC QUOI

–    Description interne des données en   – Description de l’architecture des fonction du logiciel SGBD  traitements

–    Définition des contraintes, – Spécifications détaillées de la structures d’accés, etc..             programmation (Algorithmes)

Notre démarche

1/ Définir l’application (~MCT)

–    Que veut-on faire exactement

–    Définir les sorties

2/ Définir les données (~MCD) – quelles sont les données nécessaires ?

–    Comment organiser les données ?

3/ Définir les requêtes nécessaires pour l’application (~MLT)

4/ Validation

–    Est ce que la structure choisie permet de répondre aux requêtes ? retour en 1/ ou 2/

5/ Définir le MLD, vérifier 4/ puis définir le MPD

Définitions

•   Entité : ‘Objet’ pourvue d’une existence propre

–    Client, Fournisseur, Produit sont des entités.

•   Association :Relation entre entités, dépourvue d’existence propre.

–    ‘Enseigne’ est une association entre l’entité Prof et l’entité Cours

•   Propriété : Plus petit élément d’information caractérisant partiellement une entité ou une association.

–    Nom, Code, Quantité, etc... sont des propriétés

•   Occurrence : Valeur d’une propriété, d’une entité ou d’une association

–    ‘Toto’ est une occurrence de la propriété Nom

–    ‘Dupont’ ‘louis’ ‘23 rue Mirbel’ est une occurrence de l’entité Prof

–    ‘Dupont’ ‘2h’ ‘Math’ est une occurrence de l’association Enseigne

Cardinalités

•   Nombre minimum et maximum d’occurrences d’une association pour une occurrence d’entité

•   Elles sont indiqués sur chaque arc

      Profs          0,1                                 Cours                                      Profs                         Enseigne           NomCoursCours

_NomPrénom           ^NbreHeuresEnseigne              0,1                     NomCours NomPrénom     0,1                NbreHeures         1,3 Description

Description

Adresse                                                                                                                    Adresse

NomProfs           0,n                                 Cours                                      Profs                         Enseigne        1,1 NomCoursCours

Prénom                    ^NbreHeuresEnseigne 1,n NomCoursDescription NomPrénom       1,n NbreHeures                   Description

Adresse                                                                                                                    Adresse

Identifiant

•   Pour une entité, c’est une (ou plusieurs) propriété(s) qui définissent chaque occurrence de l’entité

–    Permet de s’assurer que c’est une entité (et non une association). • exemples : prof, enseigne, ...

–    Plusieurs identifiants peuvent co-exister.

•   exemples : nom du prof,  n° de sécu, code...

•   Pour une association, l’identifiant n’existe pas vraiment.

•   On défini l’ ‘‘identifiant’’ d’une association, comme la concaténation des identifiants des entités associées.

•   exemple : pour enseigne : nom du prof, nom du cours.

Notre problème : Gérer les notes des étudiants

•   Détailler le problème : Que veut dire gérer les notes – Que veut on faire ?

•   établir les bulletins semestriels ?

•   établir des bulletins provisoires ?

•   établir des moyennes ?

•   Faire des statistiques sur plusieurs années ?

•   Evaluer les notes en fonction des profs...

•   Premier brouillon des données à gérer...

– Notes, étudiants, Cours...

Comment produire le MCD ?

•   ‘‘Enoncer le réel’’ avec des phrases.

•   Exemple pour la gestion de rendez vous (hôpital)

– Les patients ont des rendez vous avec des médecins

•   Un patient peut avoir plusieurs RDV (voire aucun)

•   Un médecin reçoit plusieurs patients (voire aucun)

                                                                                              Patient     0,n    a un rdv     0,n    Médecin

– Un médecin exerce dans une salle

•    Un médecin n’exerce que dans une seule salle

•    Une salle peut être partagée par plusieurs médecins

                                                                                             Médecin         1,1      Exerce            1,n          Salle

Patient     0,n    a un rdv    0,n    Médecin    1,1      Exerce            1,n         Salle

Pour connaître la salle, pour un rendez vous, on passe par le médecin....

Et si maintenant le médecin peut exercer dans plusieurs salles ?

Patient               0,n           a un rdv   0,n           Médecin  1,n           Exerce           1,n           Salle Comment connaître la salle d’un rendez vous ??

OU

Où s'arrêter ??

–    Un étudiant obtient des notes à des cours

–    Un étudiant habite dans une ville

–    Un étudiant a eu un bac d’un certain type

–    Les étudiants sont regroupés en sous groupes

–    Les sous groupes sont regroupés en groupes

–    Les groupes sont regroupés en promotions

•   Ne faire des entités que si elles ont une utilité

–    il y a plus d’une propriétés dans l’entité

–    les entités sont liées à d’autres entités

•   Dépend de l’objectif de la base de données et de l’application

Verification du modèle : (1) Identifiant

•   Une occurrence d’entité peut être identifié (sans ambiguité) grâce à l’occurrence d’une propriété....c.a.d  il existe un identifiant

•   Il faut vérifier que cet identifiant a bien été choisi

–    nom et prénom de l’étudiant peut être l’identifiant de l’étudiant, mais ça peut ne pas être suffisant....

Remarque importante

–    il ne faut pas concevoir le MCD en observant les données telles qu’elles sont - par exemple l’IUT tel qu’il est.

–    il faut concevoir le MCD pour le cas général (qui est le cas restreint de l’application qu’on se fixe)  - l’IUT tel qu’il peut être.... et tel que l’on se prpose de le gérer....

(2) Propriété répétitive ou sans signification

•   Pour une occurrence d’entité, il ne peut y avoir qu’une occurrence de chaque propriété de l’entité

–    exemple: Cours ne peut être une propriété de Prof, puisqu’un prof enseigne plusieurs cours...

–    Remarque : Si un prof ne peut enseigner qu’un seul cours, cours peut être une propriété de prof

•   Une propriété ne peut être sans signification pour une partie des entités

–    exemple : si un prof ne peut enseigner qu’un seul cours, mais qu’on a choisi de créer une entité ‘personnel’ et non ‘prof’, on ne stockera pas le cours dans l’entité ‘personnel’ car il serait sans signification pour une secrétaire...

–    contre exemple : Téléphone et Fax pour un étudiant...

(3) Dépendance pleine des entités

•   Les propiétés d’une association doivent dépendre de la totalité des entités associées. Si certaines propriétés ne dépendent que d’un sous ensemble des entités, on devra

–    les rattacher à une des entités

–    créer une nouvelle association associant ce sous ensemble

•   Exemple:

1/ Un prof enseigne toujours dans la même salle

2/ La salle dépend du prof et du cours

(4) Respect des règles de gestion

•   Il faut vérifier que le MCD correspond bien au ‘réel’, c’est à dire aux règles fixées (celles que l’application doit respecter)

•   par exemple, à l’IUT:

–    un prof enseigne plusieurs courss (Mme Maadani)

–    une matière est enseignée par plusieurs profs (info/anglais)

–    les notes peuvent être données par n’importe quel prof ou par plusieurs profs enseignant une matière... (info par exemple)

Les formes normales

•   Les formes normales sont des règles que l’on doit suivre pour éviter d’avoir des redondances dans notre base de données.

–    La redondance entraîne une perte de place

–    des risques d’incohérences

–    des difficultés de mise à jour

•   Il existe 5 formes normales, de plus en plus complexes, de moins en moins utiles...

•   Nous verrons les 3 premières (déjà bien compliquées)

–    On peut redoubler une fois....

–    etc...

Première forme normale

•   Toute propriété doit être élémentaire.

– Sinon, on introduit une complexité de traitement

•   Propriétés élémentaires : Age, Salaire, N° de rue

•   Propriétés non-élémentaires : Adresse (complete), N°SS

•   Attention, la notion d’élémentaire dépend de l’application.

– L’adresse peut devenir élémentaire si elle est toujours manipulé comme tel (on ne cherchera jamais a faire un tri par ville)

• «Il n’est pas génant d’éclater des propriétés qui devrait être groupés, mais on ne peut grouper des propriétés qui devrait être éclatées»

Deuxième forme normale

•   Toute propriété doit dépendre pleinement de l’identifiant (et non d’une partie de celui-ci)

– sinon on introduit des redondances.

•   Exemple: l’association ‘‘enseigne’’ possède comme identifiant nomprof, nomcours, nomgroupe

1/ la salle ne dépend que du prof donc d’une partie de l’identifiant 2/ la salle ne dépend que du prof et du cours....

•   Cette règle rejoint la règle 2 de vérification...

Troisième forme normale

•   Pas de dépendance transitive..

•   Une propriété ne peut dépendre d’une autre propriété  qui ne soit pas l’identifiant.

•   Exemple :

–    Etudiant(nom, adresse, ville, pays)

–    Le pays dépend de la ville or l’identifiant d’étudiant est le nom.

Passage au niveau logique

•   Le modèle conceptuel est  un compromis entre la flexibilité de la langue courante et la rigueur nécessaire d’un traitement informatisé.

•   Le niveau logique est une étape de plus vers cette informatisation – Utilisation du formalisme du modèle relationnel :

•   Tables (ou relations)

•   attributs

•   domaine

•   clefs

•   contrainte d’intégrité référentielles (relations entre tables)

–   Simplification du schéma de la base

•   Des règles trop strictes entraîne des schémas trop complexes• On ‘‘tolère’’ un peu de redondances ou quelques valeurs nulles....

–   Rajout de méthodes d’accés (index)

•   pour accélerer les traitements

Propriétés, Entités

•   Régle 1 : Chaque propriété devient un attribut.

•   Règle 2 : Chaque entité devient une table et son identifiant devient sa clef primaire

•   Règle 3 : Une association liant plus de deux entités devient une table dont la clef primaire est l’ensemble des clefs des entités associées

•   Règle 4 : Une association liant deux entités peut :

– être  ‘‘absorbé ’’ par l’une ou l’autre des entité – devenir une table.

Cas 1

_NomProfs        1,1                                 Cours                 • Un prof enseigne un et un seul cours

         Adresse                NbreHeuresEnseigne               1,1NomCoursDescription                                                                                             •          Un cours est enseigné par un et un

Prénom seul prof

Solution 1

Cas 2

_NomProfs        1,1                                 Cours                • Un prof enseigne un et un seul cours

     Adresse                NbreHeuresEnseigne               0,1NomCoursDescription                                                                                            • Un cours est enseigné par un  prof

Prénom ou n’est pas enseigné

Solution 1

Cas 3

_NomProfs        0,1                                 Cours                 • Un prof enseigne un cours ou aucun

      Adresse                NbreHeuresEnseigne               1,1NomCoursDescription                                                                                     •   Un cours est enseigné par un  et

Prénom un seul prof

Solution 1

Solution 2

Solution 2

Cas 4

NomAdresseProfs 0,1 NbreHeuresEnseigne            0,1NomCoursDescriptionCours                                                                               ••            Un prof enseigne un cours ou Un cours est enseigné par un  prof aucun

Prénom ou n’est pas enseigné

Solution 1

Solution 2

                                                                                                                         NomCours        Description

Info Informatique Droit Droit

Cas 5

_NomProfs        1,1                                 Cours                 • Un prof enseigne un et un seul cours

Adresse                     NbreHeuresEnseigne        1,nNomCoursDescription                  •           Un cours est enseigné par un ou Prénom plusieurs profs

Solution 1

Solution 2

Cas 6

NomProfs         1,n                                 Cours                 • Un prof enseigne un ou plusieurs cours

      Adresse                NbreHeuresEnseigne               1,1NomCoursDescription                                                                                             •           Un cours est enseigné par un et un

Prénom seul prof

Solution 1

Solution 2

Passage au modèle relationnel - Conclusion

•   Objectifs

–    Ne pas créer de tables inutiles

–    Ne pas dégrader le modèle conceptuel (pas de propriété répétitive ni sans signification)

•   Méthode

–    Si possible, passer les propriétés de l’association dans l’une ou l’autre des entités mais:

•   Si la cardinalité minimum est 0, on ne peut le faire car, pour certaines entités, il y aurait des valeurs nulles (ex. un prof ne donnant pas de cours)

•   Si la cardinalité maximum est n, on ne peut le faire car il y aurait des attributs répétitif (ex. un prof donnant plusieurs cours)

– Sinon, créer une table pour l’association contenant

•   les clefs des entités associées

•   les propriétés de l’association

Passage au niveau physique

•   Instructions pour la création de la base de données dans le langage du système cible

–    Pour ACCESS, cela est souvent fait via l’interface (cf TP) de création/modification de tables (voire avec les assistants)

–    Il est cependant possible d’utiliser la partie «Langage de Description de Données» (LDD) de SQL

CREATE TABLE Client ( Prénom TEXT,

Nom TEXT,

NSS INTEGER CONSTRAINT Clef PRIMARY KEY)

•   L’avantage du LDD est qu’il est standard

•   Choix physiques d’organisation, d’optimisation....

Première modélisation ‘restreinte’

•   Gérer les notes des étudiants veut dire:– Hypothèses :

•   On a une base de données pour chaque promo et pour chaque semestre

–    Données :

•    Etudiants (nom, prénom, groupe)

•    Matières (nom, pôle, coefficient)

•    Notes (pour un étudiant et une matière : DS1, DS2, Participation, Examen)

–    Traitements :

•    Moyenne par matière pour chaque étudiant

•    Moyenne par pôle pour chaque étudiant

•    Moyenne générale pour chaque étudiant

•    Jury de passage (ou de DUT)

•    Moyenne par groupe, par matière.

Modèle entité-association

Etudiant a obtenu Cours N°0,n DS1 0,nNomCours

                                    Nom                             DS2                                Pôle

Prénom   ParticipationExamen        Coefficient Groupe

Critiques

•   Le schéma est simple, il répond au problème

•   On a un minimum de données

•   On ne peut pas faire de suivi sur une promo

•   On ne peut pas faire de suivi par prof

•   Pas de statistiques sur plusieurs années

•   Problème de gestion: on aura 4 fois les mêmes programmes

•   Une base de données pour l’IUT (pour plusieurs années)

•   On veut gérer les profs pour faire des stats par profs, par promos, etc...

– Problèmes :

•   Gestion des redoublement, de la situation (actuelle) d’un étudiant

•   Cohabitation de notes sur plusieurs années, des profs, des étudiants ??

•   Les matières sont enseignés par plusieurs profs, qui met les notes ??

                                                                                            Cours                                                            • Etudiants, Matières, Notes

•   TypeDeNotes, Periodes, Profs, Groupes, etc...

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               EtudiantNomCours                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Pôle