Tutoriel pour apprendre à modéliser des données par la méthode Merise


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I-Introduction :

La méthode Merise (Méthode d'Etude et de Réalisation Informatique de Système d'Entreprise) est une méthode d'analyse et de conception de système d'information. 

Le système d’information (SI) 

Un système d’information est un ensemble constitué d’éléments unis par des relations, ces éléments et ces relations étant munis de propriétés.

Décrire un tel système consiste tout d’abord à déterminer ses éléments et ses relations, leurs propriétés et les valeurs que peuvent prendre ces dernières ainsi que son activité et l’organisation qui en découle.

Par exemple, le système " entreprise " est composé d’éléments tels que " employés ", " services " et " articles ". Les propriétés décrivant ces éléments peuvent être le " matricule de l’employé ", son " nom ", la " référence de l’article ", sa " désignation ", …

La méthode Merise est composée de plusieurs modèles permettant d'obtenir une base de données.

ü  Le modèle conceptuel de données

ü  Le modèle logique de données 

ü  Le modèle physique de données 

ü  Le modèle conceptuel de traitements 

ü  Le modèle organisationnel de traitements 

II-Modèle conceptuel des données (MCD)

Le modèle conceptuel des données (MCD) a pour but de représenter de façon structurée les données qui seront utilisées par le système d'information.  Le MCD est composé par :

•   Les entités 

•   Association

•   Cardinalités

 1. Entité

Une entité représente un objet du SI (acteur, document, …), ou plus exactement un ensemble d’objets ayant les mêmes caractéristiques.

Exemple :

Elève, Classe, Produit, Facture, salle, compte…

Dans une entité, on met les informations nécessaires pour caractériser cette entité. Ces informations sont appelées propriétés

Les propriétés prennent des valeurs pour chaque occurrence d’une entité.

Occurrence d’entité :

Un ensemble de valeur prise par les propriétés de l’entité

Les entités sont représentées par un rectangle. Ce rectangle est séparé en deux champs: 

•    le champ du haut contient le libellé. Ce libellé est généralement une abréviation pour une raison       de simplification de l'écriture. Il s'agit par contre de vérifier qu'à chaque classe d'entité correspond un et un seul libellé.

•    le champ du bas contient la liste des propriétés de la classe d'entité

Une propriété particulière, appelée identifiant, permet de distinguer toutes les occurrences de l’entité. 

L’identifiant

Une (ou plusieurs) propriété(s) permettant de distinguer chaque occurrence de l’entité.

L’identifiant est souligné dans le MCD, chaque entité possède un identifiant.

Exemple :

2- Association :

Il s’agit d’un lien entre entité(s), Les associations (relations) sont représentées par des ellipses dont l'intitulé décrit le type de relation qui relie les classes d'entité (généralement un verbe).

Une association peut lier plus de deux classes d'entité. Voici les dénominations des associations selon le nombre d'intervenants : 

•    une relation récursive (ou réflexive) relie la même classe d'entité Exemple :

•    une relation ternaire relie trois classes d'entité

•    une relation n-aire relie n classes d'entité

Exercice d’application : Livre d’exercices

Liste des données :

1.   n°exercice 

2.   type d’exercice 

3.   Libellé du type d’exercice 

4.   Niveau de difficulté (facile, moyen, difficile,…) 

5.   Nom de l’auteur 

6.   Durée de résolution estimée 

7.   Enoncé résumé de l’exercice 

8.   Nombre de pages de l’exercice. 

Règles de gestion :

-  un exercice peut être réalisé par plusieurs auteurs. 

-  L’estimation de la durée de réalisation est faite par type d’exercice et par niveau de difficulté. 

1.   Déterminez Les entités.

2.   Reliez ces entités par des associations.  

3- Les cardinalités :

A. Définition et formalisme

Les cardinalités sont des couples de valeur que l'on trouve entre chaque entité et ses associations liées.

Ce sont des valeurs qui permettent d’indiquer combien de fois au minimum et au maximum une occurrence d'entité peut être liée à une autre occurrence d'entité.

Syntaxe :

B. La cardinalité minimale

Elle est exprimée presque toujours par l’une des deux valeurs 0 ou 1.



Elle traduit combien de fois au minimum une occurrence de l’entité participe à l’association, autrement dit, si une occurrence est obligatoirement associée à une autre ou pas.

Exemple

Pour la cardinalité minimale entre client et commander, il faut se poser la question :

Pour un client donné, combien de fois au minimum il commande ? Ou Est-il obligatoire qu'un client effectue une commande de produit ?

Cela dépend des REGLES DE GESTION de l'entreprise.

Si la règle de gestion est « tout client doit passer au moins une commande sinon ce n’est pas un client » on met la cardinalité mini à 1

C. La cardinalité maximale

Elle traduit combien de fois au maximum une occurrence d'entité peut être en relation avec une occurrence de l'association. Cela peut être plusieurs fois (si c’est un nombre indéterminé, on indique la valeur n) ou une seule fois.

Exemple 1 :

RG (règles de gestion)

Ø  Un salarié est affecté au plus à un seul service.

Ø  Dans un service sont affectés plusieurs salariés.

Exemple 2 :

RG : Un élève peut suivre au maximum 3 options.

D. Récapitulatif

En fait, dans la grande majorité des cas, on n’utilise que 4 combinaisons de valeurs pour les cardinalités. 0,1 au plus un(e)

1,1 un(e) et un(e) seul(e)

1,n un(e) ou plusieurs

0, n zéro ou plusieurs Exemple complet :

RG : un client commande au moins 1 produit et un produit peut ne pas encore avoir été commandé, comme il peut l'avoir été plusieurs fois.

Les étapes de construction d’un MCD :

•   Recueil  des informations et proposition des règles de gestion

•   Constitution du dictionnaire de données

•   Respecter les dépendances fonctionnelles (G.D.F)

•   Établissement du MCD La 1er étape :

•   Faire des interviews aux différents postes de travail du SI

•   On rassemble des exemplaires des documents et des fichiers

•   On explicite les règles de gestion

Les règles de gestion :

•   Règle 1:un client peut passer une ou plusieurs commande ou aucune

•   Règle 2:Une commande peut concerner un ou plusieurs produits

2ème étape :Dictionnaire des données :

3ème étape LES DEPENDANCES FONCTIONNELLES

Ø  Introduction

Les dépendances fonctionnelles traduisent des liens pouvant exister entre les propriétés. C’est ce concept qui permet de passer d’un ensemble de propriétés non structuré à un modèle conceptuel des données formé d’entités et d’associations et au modèle relationnel correspondant.

Ø  Définition

Soient deux propriétés P1 et P2, on dit que P2 dépend fonctionnellement de P1 si et seulement si une valeur (occurrence) de P1 permet de connaître une et une seule valeur de P2.

Notation :    P1  P2

Ø  Dépendances fonctionnelles au sein d’une entité

Soit les faits suivants :

Dans un lycée, les professeurs sont caractérisés par un numéro, leur nom, leur prénom et leur discipline (une seule discipline par professeur) T.A.F. : 

Recensez toutes les dépendances fonctionnelles

-    NUM PROF  NOM PROF

-    NUM PROF   PREN PROF

-    NUM PROF  Discipline

Conclusion : Toutes les propriétés d’une entité « dépendent fonctionnellement » de l’identifiant.

Ø Dépendances fonctionnelles existant entre deux entités :

Soit les faits suivants : les élèves, caractérisés par un numéro, un nom et un prénom, appartiennent à une classe (numéro et nom de classe)  Activité :

a) Mettre en évidence toutes les  dépendances fonctionnelles. 

Num eleve Nom éleve

Num eleve  Prén eleve

Num classe Nom classe - Num eleve  Num classe 

b) En déduire le M.C.D.

Ø Règles de détermination des dépendances fonctionnelles

REGLE 1 :

Toutes les propriétés autres que les identifiants doivent être buts d’une dépendance fonctionnelle  REGLE 2 :

Les dépendances fonctionnelles doivent être pleines : les propriétés « but »

(autre que les identifiants) doivent dépendre de la totalité de l’identifiant « source » et non d’une partie de ce dernier.

Exemples : Codeprod+N°four  Px achat

Contre-exemple: - Code prod+ N° four  Nom four

Df  non pleine car Nom four dépend du seul N° Four

REGLE 3 : Les dépendances doivent être directes c’est à dire non transitives  EXEMPLE

- Num eleveNum classe

Contre-exemple : Num eleve NomClasse est une DF Transitive. Car

         Num eleve           N° classe  et N° classe Nom classe 



Ces règles sont appelées les Formes Normales (Normalisation)  Ø L’intérêt de la Normalisation :

Pour vous montrer l’intérêt de la Normalisation d’une base de donnée relationnelle, voyons les problèmes que peuvent poser l’utilisation d’une base de donnée basée sur un modèle relationnel non normalisé.

Soit le schéma de relation

FOURNISSEUR (NomFournisseur, AdresseFournisseur, Produits, Prix)

1° problème :

Il n’y a pas de clé primaire : on ne sait pas si les deux Dupont sont différents ou pas (si c’est le même Dupont, il y a une des deux adresses qui est fausse.

2° problème :

L’adresse n’est pas décomposée. Si on veut par exemple rechercher tous les fournisseurs qui habitent la même ville, ça ne va pas être possible 3° problème :

Une entité (table) correspondant à ce schéma pourra éventuellement contenir plusieurs produits pour un même fournisseur.

Les 3 formes normalesA. 1° forme normale :

Une entité est normalisée en première forme normale si :

1)  elle possède une clé identifiant de manière unique.

2)  chaque attribut est monovalué (ne peut avoir qu’une seule valeur par ligne) 3) aucun attribut n’est décomposable en plusieurs attributs significatifs Contre-exemple :

EMPLOYE (Nom, Prénom, Enfants, Diplômes)

Cette entité n’est pas en première forme normale.

Un employé peut avoir plusieurs enfants et plusieurs diplômes. En outre, ces attributs sont décomposables : diplôme est décomposable en Nature et Année, et Enfants est décomposable en Prénom et Année de Naissance.

B. 2° forme normale

Une entité R est en deuxième forme normale si et seulement si :

? elle est en 1FN

? et tout attribut non clé est totalement dépendant de toute la clé.

Autrement dit, aucun des attributs ne dépend que d’une partie de la clé.

La 2FN n'est à vérifier que pour les entités ayant une clé composée. Une relation en 1FN n'ayant qu'un seul attribut clé est toujours en 2FN.

Contre-exemple :

Cette relation est en première forme normale (existence d’une clé valide et aucun attribut n’est décomposable)

MAIS elle n’est pas en 2° forme normale car on a DésignationProd ne dépend pas de toute la clé mais seulement de RéférenceProd: 

RéférenceProd            DésignationProd

Pour connaître l’attribut désignationProd, on n’a pas besoin de connaître le numéro de commande.

C.  3° forme normale

Une entité est en 3° forme normale si et seulement si :

? Elle est en 2° forme normale

? Et tout attribut doit dépendre directement de la clé, c'est-à-dire qu’aucun attribut ne doit dépendre de la clé par transitivité.

Autrement dit, aucun attribut ne doit dépendre d’un autre attribut non clé.

Contre-exemple :

CLIENT (Num_client, Nom_client, code_categ, nom_categ)

Cette relation n’est pas en 3FN car num_client            nom_categ n’est pas une dépendance directe. En effet, on a aussi :

num_client         num_categ          nom_categ

D. Application des règles

Si l’une des 3 règles n’est pas vérifiée, cela indique une erreur dans le modèle relationnel (MLD) et il faut alors modifier pour que les 3 règles soient vérifiées pour toutes les entités.

On vérifie les règles dans l’ordre. Si la première forme normale n’est pas respectée, pas la peine de vérifier la 2FN. Et si la 2FN n’est pas vérifiée, inutile de vérifier la 3FN.

Résumé

Modèle normalisé = Entités avec

? une clé, qui permet de distinguer chaque occurrence

? des attributs élémentaires (1FN)

? en dépendance de TOUTE la clé (2FN),

? et RIEN QUE de la clé (3FN)

III- Modèle Logique de Donnée (MLD) :

1-  Définition

MLD c’est le modèle qui correspond à l'organisation des données dans les bases de données relationnelles.

MLD est composé de relations, encore appelés tables, Ces tables sont décrites par des attributs ou champs (noms de colonnes). 

2-  Passage du MCD au MLD :A. Règle 1 :

Toute entité devient une relation ayant pour clé primaire son identifiant.

Chaque propriété se transforme en attribut.

B. Règle 2

Toute association hiérarchique (de type ((x,n) (y,1) avec x et y valant 0 ou 1) se traduit par une clé étrangère. La clé primaire correspondant à l'entité père (côté n) migre comme clé étrangère dans la relation correspondant à l'entité fils (côté 

Remarque :

-  si la relation possède des propriétés, elles sont rajoutées comme attributs au fils.

-  L’attribut rajouté au fils s’appelle clé étrangère.



-  on fait précéder  les clés étrangères du symbole #

C. Règle 3

Toute association non hiérarchique (Relation (x,n) (y,n) avec x et y valant 0 ou 1)  Devient une relation. La clé primaire est formée par la concaténation  l'ensemble des identifiants des entités reliées. Toutes les propriétés éventuelles deviennent des attributs qui ne peuvent pas faire partie de la clé.

Traduction en MLD

Remarque :

Cette règle est valable pour toutes les associations ternaires (ou quaternaires) qui sont forcément non hiérarchiques (cardinalités maximales toutes égales à n).

D) Association (0,1) (1,1)

On fait pareil que pour une relation (x,n) (x,1) : on duplique l’identifiant de l’objet a cardinalité (0,1) dans la table correspondant à l’objet de cardinalité (1,1)

Traduction en MLD

E)  Relation (0,1) (0,1) :

Comme précédemment : dupliquer l’identifiant d’un objet (au choix) dans la table correspondant à l’autre.

Traduction en MLD

Ou :

Remarque : pas de relation (1,1) (1,1) dans un MCD (on peut regrouper ces deux objets)

F. Cas Exceptions

Ø Exception à la règle 1

Les entités n'ayant que leur identifiant comme attribut ne deviennent pas des relations, mais des attributs dans les autres relations liées.

Avec ce modèle, on mémorise chaque jour pour chaque ouvrier les pièces qu'il a fabriqué et en quelle quantité.

Quand on passe au modèle Logique, l'entité DATE FABRICATION ne devient pas une relation, mais un attribut clé dans la relation FABRIQUE issue de l'association.

Ø associations réflexives

Les associations réflexives suivent les règles 2 ou 3 selon les cardinalités mais posent un problème particulier : une même propriété va se retrouver deux fois en attribut dans la même relation. Il faut alors donner un nom différent et significatif aux deux attributs correspondants.

Dans les réflexives, il est conseillé de nommer les branches par des rôles pour pouvoir lire dans le bon sens l'association. Les rôles aident à nommer les attributs correspondant à l'association.

Réflexive hiérarchique (une branche à la cardinalité maxi à 1 et l'autre à n) v règle n° 2

Lecture de l'association :

-   Un salarié a pour chef 0 ou un seul autre salarié. Un salarié est chef de 0 à n autre(s) salarié.

Règle n°1: l'identifiant de SALARIE va devenir clé primaire et les autres propriétés des attributs

Règle n°2 : pour traduire l'association [1, n] encadrer, l'identifiant de l'entité

SALARIE devient clé étrangère

-   L'identifiant de SALARIE matricule se retrouve deux fois dans la relation : comme clé primaire et comme clé étrangère

On va donc donner un nom différent et significatif à ces deux matricules, par

Exemple

Traduction en MLD

Salarie

Matricule

Nom

Prénom Fonction etc

#matricule-Chef

Réflexive non hiérarchique

Ø Règle n°3

Lecture de l'association

-   Une pièce entre dans la composition de 0 à plusieurs autres pièces. Une pièce peut être composée de plusieurs autres pièces. Une pièce entre dans la composition d'une autre un certain nombre de fois.

-   Une pièce entrant dans la composition d'une autre est appelée composant. Une pièce composée d'autres pièces est appelée composé. Une roue est à la fois un composant (de voiture) et un composé (de pneu et jante)

Traduction en MLD

Exercice d’application :

Traduire en MLD MCD Suivant : 



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