Base de données. L amorce d un projet COURS 02 CONCEPTION ET MODÈLE ENTITÉ-ASSOCIATION

Transcription

1 1 Base de données COURS 02 CONCEPTION ET MODÈLE ENTITÉ-ASSOCIATION L amorce d un projet 2 Tout projet d ingénierie doit passer par plusieurs étapes de réalisation. Les techniques de gestion de projet sont nombreuses et variées. L approche traditionnelle propose 5 étapes L initiation La conception et la planification L exécution L évaluation La complétion 1

2 L initiation d un projet 3 La réalisation d un projet doit répondre minimalement à ces questions : Quel est l objectif? Quel est le contexte? Quels sont les ressources? Quels sont les contraintes? C est probablement la phase la plus importante! Modélisation d un système d information 4 À quoi sert la modélisation? La modélisation d un système d information se fait à deux niveaux : modélisation au niveau externe; modélisation au niveau interne. La modélisation au niveau externe est celle qui ne tient pas compte des contraintes d implantation et qui met l emphase sur la structure conceptuelle du projet. La modélisation au niveau interne tient compte des technologies et des moyens d implantation à mettre en œuvre. Elle s applique souvent lorsqu on tente de réaliser l implémentation d une modélisation externe. 2

3 Modélisation d un système d information 5 Considérant les SGBD relationnels, nous verrons ces deux outils de modélisation : Le modèle entité-association (modélisation externe) Le modèle UML (modélisation externe et interne) Le modèle relationnel (modélisation interne) Introduction 6 Le modèle entité-association (EA) est un outil de modélisation graphique créant, sous forme de diagramme, une description de haut niveau d un système d information. C est un outil de modélisation externe principalement utilisé dans les phases de définition de projet et d écriture des devis. Il participe aussi à la phase de conception. Cet outil de modélisation a initialement été développé par Peter Chen en 1976 et a été largement modifié et adapté depuis. Cette méthode reste encore la plus utilisée pour ce type de modélisation. 3

4 Introduction 7 Le modèle EA est simple et basé sur ces deux constituants fondamentaux : les entités; les associations. À ceci on ajoute les particularités suivantes : les entités possèdent des attributs; les relations peuvent posséder des attributs; plusieurs autres caractéristiques permettent de préciser les intentions du concepteur. Entité 8 Les entités décrivent un objet concret ou abstrait du monde. concret : un individu, un livre, une pièce en stock, un client, une commande, abstrait : une transaction, une action, une période de temps, Les entités représente des objets uniques dans l univers du projet. Elles ne représentent pas une instance en particulier mais plutôt une définition du type des instances possibles. Sur les diagrammes, elles sont représentées par des rectangles. 4

5 Association 9 Les associations décrivent les liens qui existent entre les entités. Elles représentent un lien particulier ayant un sens précis. Ainsi, il est possible d avoir plusieurs associations différentes pour les mêmes entités liées. Encore une fois, elles ne représentent pas une instance en particulier mais plutôt une définition du type d association. Sur les diagrammes, elles sont représentées par des losanges et des lignes joignant les entités liées. Diagramme de conception vs une instance 10 Il est essentiel de faire la différence entre un diagramme EA et une instance. Voici un exemple concret. Diagramme EA Instance Gaston Patrick Mohamed Carolina James Laurent Érica GPA445 GPA775 GPA789 5

6 Attributs 11 Les attributs sont des propriétés qui composent les entités et les associations. Chaque entité doit posséder au moins un attribut alors que les associations peuvent n avoir aucun attribut. Sur les diagrammes, ils sont représentés par des ellipses. Code permanent Prénom Date de naissance Sigle NAS Description Genre Adresse Courriel bre de crédit Attributs 12 Il existe plusieurs précisions possibles concernant les attributs : domaine de valeur; atomique ou composé; à valeur simple ou valeur multiple; dérivé; obligatoire; clé primaire. 6

7 Attributs domaine de valeur 13 Le domaine de valeur indique la nature des données (le type) et certaines caractéristiques importantes selon le contexte du projet. type : nombre entier, nombre à virgule flottante, chaîne de caractère, caractéristiques : valeur numérique inscrite dans un intervalle prescrit, longueur maximum de la chaîne de caractères, liste de valeurs prédéfinies, Ces informations ne sont généralement pas incluses dans les diagrammes EA mais plutôt dans les documents décrivant les spécifications détaillées du projet. Néanmoins, il est souhaitable de s y attardé dès cette phase de modélisation. Attributs atomiques et composés 14 Les attributs peuvent être : atomiques : attributs indivisibles; composés : attributs constitués de plusieurs attributs atomiques. Indirectement, le modèle EA amène une description des entités par des attributs à valeurs atomiques. La représentation est la suivante : l'attribut atomique est représenté par l ellipse déjà vue; l attribut composé est représenté par des grappes d attributs atomiques structurés en arbre. 7

8 Attributs atomiques et composés 15 Code permanent Prénom Date de naissance Sigle NAS Description Genre Adresse Courriel bre de crédit No. rue No. civique Ville Pays Code postal Rue No. appart. Attributs à valeur simple ou valeur multiple 16 Les attributs peuvent être : à valeur simple : ne possède qu une seule valeur; à valeur multiple : possède plusieurs valeurs à la fois. Il est important que le concepteur fasse cette distinction dès l étape de modélisation du modèle EA. Ces attributs sont représentés par une double ellipse. 8

9 Attributs à valeur simple ou valeur multiple 17 Code permanent Prénom Date de naissance Sigle NAS Description Genre Adresse Courriel bre de crédit No. rue No. civique Ville Pays Code postal Rue No. appart. Attributs dérivés 18 Les attributs dérivés sont ceux qui sont en étroite relation avec un autre ou plusieurs autres attributs. Souvent, ils peuvent être calculés ou retrouvés à partir d un autre attribut. Ils sont représentés par une ligne pointillée du contour. 9

10 Attributs dérivés 19 Code permanent Prénom Âge Date de naissance Sigle NAS Description Genre Adresse Courriel bre de crédit No. rue No. civique Ville Pays Code postal Rue No. appart. Attributs obligatoires 20 Permet de préciser si la valeur d un attribut doit être définie. Il est souvent utile pour le concepteur de pouvoir spécifier si un attribut peut être non définis (vides) ou doit obligatoirement posséder une valeur. Ces attributs sont représentés en mettant le texte en caractère gras. 10

11 Attributs obligatoires 21 Code permanent Prénom Âge Date de naissance Sigle NAS Description Genre Adresse Courriel bre de crédit No. rue No. civique Ville Pays Code postal Rue No. appart. Attributs clé primaire 22 Notion de clé primaire : une clé primaire est un attribut ou un ensemble d attributs permettant d identifier de façon unique l instance d une entité spécifique dans l ensemble des entités existantes. Les types de clés : Super clé : tout ensemble d un ou plusieurs attributs permettant d identifier de façon unique une entité dans l ensemble des entités. Clé : c est une super clé à laquelle on ne peut plus enlever d attribut. Clé candidate : clé possédant les caractéristiques pour être une clé primaire; Clé primaire : clé désignée parmi les clés candidates par le concepteur pour identifier de façon unique une entité. 11

12 Attributs clé primaire 23 Différentiation entre entité et association : les entités doivent toujours posséder une clé primaire (et une seule); les associations ne possèdent jamais de clé primaire. Les clés primaires sont représentés en soulignant le texte des attributs concernés. Attributs clé primaire 24 Code permanent Prénom Âge Date de naissance Sigle NAS Description Genre Adresse Courriel bre de crédit No. rue No. civique Ville Pays Code postal Rue No. appart. 12

13 Association 25 Il existe plusieurs précisions possibles concernant les associations : rôle; association récursive; attribut de l association (comme on vient de le voir); contraintes structurelles : de correspondance; de participation; degré de l association. Association rôle 26 Il est important de comprendre qu une association indique un lien précis selon une fonction spécifique du schéma. Il est fréquent de voir plusieurs liens entre deux mêmes entités engendrant ainsi plusieurs associations entre elles. On indique le rôle en nommant l association par un nom pertinent permettant d éviter toute ambiguïté sur sa fonction. Parfois, malgré le nom donné, l ambiguïté persiste et il est de mise de clarifier ses propos. Plusieurs adaptation du diagramme permet de lever ces cas problématiques. 13

14 Association récursive 27 Certaines associations font participer plus d une fois la même entité. Ce sont les associations récursive. Le rôle de ces associations est souvent ambigu et requiert une précision sur le sens précis des fonctions impliquées. est préalable à Sigle Préalable Description a comme préalable bre de crédit Association attributs 28 Code permanent Prénom Âge Date de naissance Date d'inscription Sigle NAS Description Genre Adresse Courriel bre de crédit No. rue No. civique Ville Pays Code postal Rue No. appart. 14

15 Association contraintes structurelles 29 Les contraintes structurelles permettent de limiter les combinaisons possibles entre les différentes entités. Elle permettent de préciser les intentions du concepteur et doit représenter l analyse faite du problème. Il existe deux types de contraintes structurelles : contrainte de correspondance (cardinalité); contrainte de participation. Association cont. de correspondance 30 La contrainte de correspondance permet de préciser le nombre d instance possible pour chaque entité participante. Il existe 3 cardinalités possibles : 1 vers 1 (noté 1:1) 1 vers N (noté 1:N) N vers N (noté N:N) La représentation graphique se fait par l ajout des symboles 1 ou N directement sur les liens entre l association et l entité liée. 15

16 Association cont. de correspondance 31 Association 1 vers 1 Diagramme EA Professeur 1 Supervise 1 Département Instance Patrick Mohamed Carolina James Laurent CTN ELE GPA MEC LOG Association cont. de correspondance 32 Association 1 vers N Diagramme EA N 1 Département Gaston Instance Patrick Mohamed Carolina James Laurent ELE GPA MEC Érica 16

17 Association cont. de correspondance 33 Association N vers N Diagramme EA N N Instance Gaston Patrick Mohamed Carolina James Laurent Érica GPA445 GPA775 GPA789 Association cont. de participation 34 La contrainte de participation permet de préciser si chaque instance d une entité doit nécessairement être lié à une autre entité. Ainsi, il y a deux types de participation : totale : toutes les instances doivent être liées; partielle : chacune des instances peut ne pas être liée. La représentation graphique se fait par une ligne double entre l association et l entité ayant une contrainte de participation totale. Professeur 1 Supervise 1 Département 17

18 Association cont. de participation 35 Il est possible de préciser l intervalle de valeur permise pour chaque association. Ainsi, on détermine une paire d entier (min, max) pour chaque lien. Les bornes doivent respecter ces règles : 0 min max max 1 Remarque intéressante : min = 0 implique une participation partielle min > 0 implique une participation totale Association cont. de participation 36 La représentation graphique se fait par l ajout de l intervalle (min, max) directement sur le lien concerné. Attention à l ambiguïté liée à la notation de contrainte de correspondance. 0:6 1:N 18

19 Association degré 37 Le degré d une association correspond au nombre d entités participantes: le degré d une association est toujours égal ou supérieur à 2; une association de degré 2 est appelée association binaire, une association de degré 3 est appelée association ternaire et ainsi de suite; Malgré le fait que les associations de degré supérieur permettent des descriptions plus complexes que celle de degré inférieur, on tente généralement de limiter la conception aux associations de degré 2. Association degré 38 Exemple d une association ternaire. Code permanent NAS Prénom Âge Date de naissance Date d'inscription Sigle Description Genre Adresse Courriel bre de crédit No. rue No. civique Rue Ville No. appart. Pays Code postal Session Session Trimestre Description 19

20 Association degré 39 Attention à la conversion d une association de degré 3 à 2! Ces deux schémas ne sont pas équivalents! Session Session Entités fortes et faibles 40 Il est fréquent d avoir des entités qui dépendent entièrement d une autre. Ces entités ne possèdent pas de clé primaire et utilisent celle de l entité forte. De plus, elles ont toujours une contrainte de participation totale. Ces entités sont appelées entités faibles alors que celles dont elles dépendent sont appelées entités fortes. Les associations liant ces deux types d entité sont nommées association d identification. Les entités faibles ainsi que les associations d identification sont illustrées par une double ligne sur le contour. 20

21 Entités fortes et faibles 41 Sigle Titre Description Description 0:N Possède 1:1 Laboratoire Énoncé bre de crédit Numéro Pondération Entités fortes et faibles 42 Il est important de bien identifier ces entités dès la conception afin de tirer profit des avantages qu elles offrent. réduit la duplication de données; reflète la dépendance d une entité faible par rapport à une entité forte; effacement automatique de l entité faible lors de l effacement de l entité forte; identifie souvent des informations indirects du projet; l entité faible peut être stocké physiquement avec l entité forte (augmente les performances du SGBD lors de la recherche). 21

22 Entités fortes et faibles 43 Stratégie d identification d une entité faible : tentez de construire la liste des attributs de l entité en prenant le soin de bien distinguer ces trois types : clé primaire de l entité forte; discriminant(s) de l entité faibles (ce qui permet de différencier les entités dépendantes entre elles pour une même entité forte); les attributs restant de l entité faible. On crée ainsi l entité faible avec : le(s) discriminant(s) + les attributs restants. On accède à une instance de l entité faible avec : clé primaire de l entité forte + le(s) discriminant(s) de l entité faible. Méthodes de représentation 44 Il existe plusieurs standards établis permettant de présenter un diagramme EA. Voici les méthodes les plus répandues : Chen (celle que nous avons vue jusqu à maintenant) IDEF1X, Bachman, Crowfoot, Min-Max ISO UML (variante importante) De plus, plusieurs formes alternatives ont été adaptées afin de présenter des solutions à des problématiques spécifiques. Les prochaines diapositives résument deux standards qui seront utilisés dans le cadre du cours. 22

23 Méthodes de représentation Chen 45 Entité (entité forte) Attribut Entité faible Attribut participant à la clé primaire Association et son rôle Attribut obligatoire Association d identification Attribut multivalué Attribut dérivé Méthodes de représentation Chen 46 Attribut composite E 1 A E 2 Participation partielle de E 1 dans A Participation totale de E 2 dans A A 1:N E 2 Contrainte de participation (min-max) de E 2 dans A 23

24 Méthodes de représentation Abrégée 47 Entité (entité forte) XYZ def ghi jkl (mno, pqr,...) stu vwx de l entité Attribut participant à la clé primaire Attribut Attribut obligatoire Attribut composite Attribut multivalué Attribut dérivé Entité faible... XYZ... UVW (m1:m1) Rôle 1 (m2:m2) Rôle 2... XYZ m : cardinalité minimum M : cardinalité maximum Rôle : description du rôle 1 : de UVW vers XYZ 2 : de XYZ vers UVW Exemple 48 24