Modèle Entité-Relation

Les SGBD relationnels ● Élaboré en 1969 ● E. F. Codd ● IBM ● Interface de programmation ● Langages L3G : C, Cobol,... ● Langages à objets : C++, Java,... ● Éditeurs historiques ● IBM, Oracle

Rappels (1) ● Technologie qui a fait ses preuves ● Stable et mature ● Première source de données des entreprises ● Utilisée depuis longtemps et donc maîtrisée ● Nombreux investissements ● Mémorise des données stratégiques ● Modèle simple et élégant basé sur des fondements mathématiques ● Optimisée et performante ● Nombreux outils

Rappels (2) ● Langage normalisé ● LDD, LMD, LCD ● SQL (SQL-2, SQL3) ● Implémentation de l'état ● Schéma, domaine, table et vue ● Implémentation du comportement ● Procédure stockée, fonction et trigger

Niveaux d'abstraction ● Définis en 1974 [NAM 74] ● Modèles de structure de données dans les systèmes d'information, Séminaire international Namur ● Conceptuel, logique, physique ● Proposition en 1975 [ANS 75] ● ANSI ● Externe, conceptuel, interne

Niveaux d'abstraction Approche [ANS 75] Approche de [NAM 74] Niveau externe Niveau conceptuel Niveau logique Niveau physique Niveau conceptuel Vue externe Schéma conceptuel Schéma logique Schéma physique Niveau interne

L'approche du rapport de Namur ● Niveau conceptuel ● Abstraction de toute contrainte organisationnelle ● Niveau logique ● Spécification des choix de type organisationnel ● Niveau physique ● Spécification des choix techniques ● Optimisations

L'approche de l'ANSI ● Niveau externe ● Relatif aux utilisateurs ● Vue des données ● Niveau conceptuel ● Niveau intermédiaire ● Niveau interne ● Relatif à la mémoire physique

Caractéristiques des SGBDR ● Centraliser l'information ● Permettre l'accès aux non techniciens ● Assurer l'indépendance des données et des traitements ● Décrire l'information (méta-données) ● Partage des données ● Préserver la cohérence des données

Classification (1) ● SGBDR dit «relationnel minimal» ● Représentation sous forme de tables ● Les tables ne contiennent aucun pointeur ● Les opérateurs algébriques de sélection, projection et jointure doivent être mis en oeuvre ● [Gardarin 1987]

Classification (2) ● SGBDR dit «complètement relationnel» ● Si «minimal» ● Les opérateurs algébriques autres que la sélection, la projection et la jointure doivent être mis en oeuvre ● La contrainte d'unicité de clé primaire et celle de contrainte référentielle doivent être vérifiées ● [Gardarin 1987]

Table ou relation ● TABLE (attributs: types) ● Cardinalité : nombre d'occurences ● Degré : nombre d'attributs ● Contraintes ● Intégrité d'identité : distinction par clef primaire (PK) ● Intégrité référentielle : navigation par clef étrangère (FK)

Vue ● Table virtuelle (View) ● Table virtuelle dont le schéma et le contenu sont dérivés de la base de données réelle par un ensemble de questions (requêtes) ● Avec mise à jour possible ● Vues mono-table avec clef ● Avec mise à jour impossible ● Tous les autres cas

Théorèmes ● Théorème 1 ● Tout opérateur algébrique s'applique à toute les occurrences d'une relation ● Théorème 2 ● Le résultat d'une opération sur une ou des relations est lui même une relation

Principe d'isolation Applications SQL VUES SCH É MA (TABLES)

Standardisation ● SEQUEL ( Structured English as Query Language ) ● IBM 1976 System-R ● Rebaptisé SQL ( Structured Query Language ) ● Normalisé par l'ANSI 1986 (SQL-86) ● Normalisé par l'ISO 1987 ● SQL 2 ● Normalisé par l'ANSI 1992 (SQL-92) ● Normalisé par l'ISO 1992

SQL-3 ● ANSI 1999 ● Nouveautés ● Gros objets (BLOB) ● Orientation objet ● SQL fondation

Représentation des niveaux Conceptuel Logique Physique Scripts SQL2 ou SQL3

Niveau conceptuel

Concepts et modèles ● P. Chen [CHEN 76] ● H. Tardieu 1979 ● NIAM modèle binaire 1979 ● Merise (MCD) 1983 ● Modèle entité-association 1991 [AFCET] ● UML 1997

Définition du modèle ● Graphe connexe ● Noeuds ● Ensembles cohérents de données ● Entités et associations ● Arcs ● Relations ● Dépendances fonctionnelles

Dépendance fonctionnelle ● Principe déterminant ● Une donnée A est source de dépendance fonctionnelle vers une donnée B quand une valeur de A détermine une seule valeur de B ● Notation : A – DF –> B ● Exemple ● Code client -> nom client ● > Marignan

Graphe de DF code client nom client numéro de facture date facture DF montant DF

Contraintes du modèle ● Les relations entre entités ● Vecteur uniquement de DF ● Associations ● Pour dépasser les contradictions du modèle ● Récréent des relations de type DF ● Le modèle ne supporte pas d'autres relations que celles de type DF

Niveau logique

Modèle logique ● Contraintes liées au SGBDR ● Clef primaire (identité) ● Clef étrangère (référentielle) ● Valeurs ● Défaut ● Validité ● Sans valeur (NULL)

Affinement du modèle logique ● Décomposition ● Avec perte d'information ● Sans perte d'information ● Normalisation ● Formes normales ● Basées sur les DF (dépendance fonctionnelle) ● Basées sur les DM (dépendance multivaluée) ● Basées sur les DJ (dépendance de jointure) ● [Rissanen 1978]

Normalisation ● Formes Normales [Codd 1972] ● Première, seconde et troisième ● BCNF Boyce-codd [Codd 1974] ● Quatrième Forme Normale [Fagin 1977] ● Cinquième Forme Normale ● [Nicolas 1978] et [Fagin 1979]

Conclusion

Conclusion (1) ● Le modèle relationnel a permis : ● De grands systèmes industriels de voir le jour ● Oracle, Ingres, DB2, SYBASE,... ● Des alternatives libres de s'imposer ● PostgreSQL, MySQL, SAP-DB, HSQLDB,... ● Le modèle relationnel fait autorité ● Il est à l'origine d'une architecture applicative ● Client/serveur

Conclusion (2) ● Le modèle relationnel est issu de la théorie des relations ● Il a dynamisé pendant de longues années la recherche ● Le modèle relationnel a su intégrer des concepts de plus en plus riches ● Intégrité référentielle, règles actives, objet ● Le modèle relationnel a encore de l'avenir

Annexes ● Dépendance multivaluée ● Normalisée par la quatrième forme normale Considérons des employés, des compétences et des langues. Un employé peut avoir plusieurs compétences et parler plusieurs langues. On a écrit une relation R (N° Employé, Compétence, Langue). Cette relation est « toute clé » et pourtant elle est décomposable. En voici une extension : N° Employé Compétence Langue 4 cuisine français 4 cuisine allemand 4 cuisine grec 4 dactylo français 4 dactylo allemand 4 dactylo grec On a de la redondance et les mêmes problèmes lors des mises à jour que dans le cas de la 2ème forme normale.

Annexes ● Dépendance multivaluée (suite) ● Solution ● Deux relations ● (N° Employé, Compétence) et (N°Employé, Langue) ● Notation de la dépendance multivaluée ● N°employé ->>Compétence/Langue ● Valeurs de compétence indépendantes de celles de langue ● Le couple Compétence/Langue ne porte aucune information

Annexes ● Dépendance de jointure ● Encore appelée dépendance mutuelle ● Normalisée par la cinquième Forme Normale Considérons le schéma relationnel : REPRESENTE (REPRESENTANT, PRODUIT, SOCIETE) telle que la présence d'un triplet dans une de ses extensions signifie que : « Le représentant r représente le produit p pour le compte de la société ». REPRESENTANT PRODUIT SOCIETE r1 p1 s1 r1 p2 s1 r1 p3 s2 r2 p1 s1 r2 p4 s3 r3 p4 s4 Cette relation est en 3ème forme normale. Elle est aussi en 4ème forme normale. Il n'y a pas en effet de dépendance multivaluée. On constate qu'un représentant ne travaille pas pour deux sociétés qui commercialisent certains produits identiques.

Annexes ● Dépendance de jointure (suite) ● Solution ● Trois relations ● (Représentant, Produit) ● (Représentant, Société) ● (Produit, Société) ● Notation de la dépendance de jointure ● Représentant Produit|Société