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Programme. Introduction aux BD et aux SGBD Le modèle relationnel Le langage de requête SQL La conception d’une BD relationnelle Protection des informations Perspectives des BD. Comment concevoir une base de données ?. Dictionnaire de données. liste des rubriques +renseignements associés

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Presentation Transcript


  1. Programme • Introduction aux BD et aux SGBD • Le modèle relationnel • Le langage de requête SQL • La conception d’une BD relationnelle • Protection des informations • Perspectives des BD

  2. Comment concevoirune base de données ?

  3. Dictionnaire de données • liste des rubriques +renseignements associés • des indications comme la nature et le type, • l’entité ou l’association de rattachement, • les contrôles, • la date de création et l’auteur, • les autorisations de mise à jour, • le nombre d’occurrences de valeurs, • des exemples de valeurs, • le contexte d’utilisation, • ....

  4. Dictionnaire de données (2) • code • libellé • nature : • rubriques non calculées (NC) : par exemple le nom d’un client • les paramètres (P) : par exemple le taux de TVA • les rubriques calculées (C) : par exemple le montant T.T.C. sur une facture • les rubriques calculées incrémentées (CI) : par exemple le numéro d’une facture • commentaires

  5. Epuration du dictionnaire de données • Rubrique ayant plusieurs significations => remplacée par plusieurs • Date peut être remplacée par date_commande, date_livraison; • Elimination des synonymes • numéro client et code_client : idem; • Rubriques décomposées en sous rubriques => décomposition • Par exemple, une adresse peut être décomposée en un numéro de rue, un nom de rue, un code postal et une ville. La notion d’adresse disparaît alors • Outils d’aide à la constitution d’un DD : AGL

  6. Présentation du dictionnaire de données • Un dictionnaire de données se présente sous forme tabulaire:

  7. Théorie de la normalisation • organisations : • Bains(nn, nom, prénom, qualité, date, durée, np, nomp, type région, pollution)et • Nageur(nn, nom, prénom, qualité)Plage(np, nomp, type, région, pollution)Baignade(nn, np, date, durée)

  8. But • Mauvaise conception => • Redondance des données • Incohérence en modification • Anomalie d’insertion • Anomalie de suppression

  9. Dépendance fonctionnelle (DF) • Modélisation • contraintes sur les données • réalité • limites à la base • Définition • Un attribut B dépend fonctionnellement de A si, étant donné une valeur de A, il lui correspond une unique valeur de B (quel que soit l’instant t) • A détermine B • Notation A  B

  10. Dépendance fonctionnelle (2) • L ’attribut A peut être composé de plusieurs attributs. • immatriculation, date  no_propriétaire • DF : propriété définie sur tous les tuples, vérifiée en permanence • DF non symétrique en général • nom  nn n’est pas vérifiée. Deux nageurs différents peuvent posséder le même nom (Dupont, Martin)

  11. nn  nom ? nn  prénom ? nom, prénom  qualité ? nn  qualité ? np  nomp ? np  région ? np  pollution ? np  type ? Région  np ? nom, région  np ? Exemples

  12. Axiomes d’Armstrong • Réflexivité • Y  X  X  Y • Augmentation • X  Y  XZ  YZ • Transitivité • X  Y et Y  Z  X  Z

  13. Propriétés déduites • Union • X  Y et X  Z  X  YZ • Pseudo-transitivité • X  Y et YW  Z  XW  Z • Décomposition • X  Y et Z  Y  X  Z

  14. Dépendance fonctionnelle élémentaire • DF + Axiomes => toutes les DF • DF élémentaire : DF non déductibles • Une dépendance fonctionnelle X  A est dite élémentaire si • A n’est pas inclus dans X • il n’existe pas X’ inclus dans X tel que X’ A • famille génératrice = couverture minimale • Exemple : • nomp, région  pollution • nomp  pollution ou région  pollution faux

  15. Graphe de dépendances fonctionnelles • noeuds = attributs • arcs = DF

  16. Fermeture transitive • FT = DF + DF obtenues par transitivité • Notée F+ • Nouvelles DF : • nomp, région  type • nomp, région  pollution.

  17. Couverture minimale • Définition • sous ensemble minimum de dépendances fonctionnelles élémentaires permettant de générer toutes les autres • Exemple • (nn  nom, nn  prénom, nn  qualité, np  nomp, np  région, nomp, région  pollution, nomp, région  type, nomp, région  np) • Théorème • Tout ensemble de dépendances fonctionnelles admet une couverture minimale, en général non unique

  18. Clé d’une relation • Définition • ensemble minimum d’attributs permettant de déterminer tous les autres • Soit R(A1, A2, ..., An) un schéma de relation. Soit F+ l’ensemble des dépendances fonctionnelles associées à R. Soit X un sous-ensemble d’attributs de R. X est une clé de R ssi : • X  A1, A2, ..., An • il n’existe pas de sous-ensemble Y de X tel que Y  A1, A2, ..., An

  19. Clé d’une relation (2) • Exemple • nn est une clé de la relation nageur • Remarques • Plusieurs clés peuvent être candidates pour une même relation • Dans l’écriture du schéma, la clé est soulignée

  20. Décomposition d’une relation

  21. Décomposition d’une relation (2) • Décomposition sans perte • Décomposition préservant les DF • Décomposition d’un schéma de relation • La décomposition d’un schéma de relation R(A1, A2, ..., An) est sa substitution par un ensemble de schéma de relations R1, R2, ..., Rp telles que : • schéma(R)  schéma(R1)  schéma(R2)  ... schéma(Rp)

  22. Décomposition sans perte • La décomposition d’un schéma de relation R(A1, A2, ..., An) par un ensemble de schéma de relations R1, R2, ..., Rp est sans perte ssi : • R  R1>< R2 ><...>< Rp • Une décomposition d’une relation en deux relations est sans perte si l’attribut de jointure est clé d’une des deux relations

  23. Décomposition préservant les DF • La décomposition d’un schéma de relation R(A1, A2, ..., An) par un ensemble de schéma de relations R1, R2, ..., Rp préserve les dépendances fonctionnelles si la fermeture transitive de R est la même que l’union des fermetures transitives de chacune des relations

  24. Formes normales • Première forme normale • Deuxième forme normale • Troisième forme normale

  25. 1ère forme normale • Définition • Une relation est en première forme normale si tous ses attributs sont atomiques. • Un attribut atomique n’est pas : • multivalué (liste de valeurs) • composé (structuré en sous-attributs) • Pour toute relation en première forme normale, un attribut représente une donnée élémentaire du monde réel

  26. Exemple • Bains(nn, np, date, durées) • «durées» : liste des durées de baignade - attribut multivalué • Cette relation n’est donc pas en première forme normale • Solutions : • nombre de baignades limité par jour • Bains(nn, np, date, durée1, durée2, durée3) • nombre illimité • Bains(nn, np, date, durée) • autant de tuples qu’il y a de baignade

  27. Deuxième forme normale • Définition • Une relation est en deuxième forme normale ssi : • elle est en première forme normale • tout attribut non clé dépend de la totalité de la clé

  28. Deuxième forme normale (2) • Exemple • Plage(nomp, région, type, pollution) est-elle en deuxième forme normale ? • Remarque • Toute relation contenant une clé non composée est automatiquement en deuxième forme normale si elle est en première forme normale

  29. Troisième forme normale • Objectif : élimination des redondances dues aux dépendances fonctionnelles déduites par transitivité • Définition • Une relation est en troisième forme normale ssi : • Elle est en deuxième forme normale • Si tout attribut non clé dépend directement de la clé, il n’existe donc aucune dépendance avec un attribut non clé

  30. Propriétés • Toute relation R admet au moins une décomposition en troisième forme normale telle que : • elle préserve les dépendances fonctionnelles • elle est sans perte • Exemple • plage(np, région, type, pollution) • Hypothèse : région  type => plage n’est pas en troisième forme normale • Transformation • plage(np, région, pollution) • région (région, type)

  31. Algorithme de décomposition en troisième forme normale • Pré : connaissance du contenu de la relation universelle + DF • Principe de l’algorithme : • A partir du graphe G des DF, calculer une couverture minimale C • Editer l’ensemble des attributs isolés dans une même relation (tous sont clés) • Recherche le plus grand ensemble X d’attributs qui détermine d’autres attributs • Editer la relation R(X, A1, ..., An) • Supprimer les DF X  A1, .., X An du graphe de couverture minimale C • Supprimer les attributs isolés de C • Reprendre l’opération à partir de l’étape 3 jusqu’à ce que C soit vide

  32. Conclusions • Importance de la normalisation des relations • Autres formes normales

  33. Modèle entité-association • Concepts et définitions • Entité • Type d’entité • Domaine • Attribut • Clé • Association • Type d’association

  34. Traduction d’un modèle entité-association vers un modèle relationnel • Exemple

  35. Entité • Entité = objet (concret ou abstrait) • Existe en tant que tel, sans être soumis à l’existence d’une autre entité • Exemples : • Produit X • Module d’enseignement de mathématiques • Lion

  36. Type d’entité • Regroupement des entités en fonction de leurs caractéristiques communes => Type d’entité • Exemple : • Regrouper éléphant, tortue et zèbre en un type d’entité : « animal » • Informations en commun (par leur structure) : poids, taille, alimentation, ....

  37. Domaine • Ensemble de valeur • A partir de type communs :entier, chaîne de caractères, ... • Plus finement : • par extension en listant les valeurs possibles • en définissant des plages de valeurs • Exemples : • âge : entier • âge : entier compris entre 0 et 130 • situation familiale : ensemble de valeurs (‘célibataire’, ‘marié’, ‘veuf’, ‘divorcé’)

  38. Attribut • Attribut : propriété d’un type d’entité • Pour chaque entité d’un type d’entité une valeur est associée à cet attribut • Exemple : • Type d’entité animal, Entité éléphant : • Taille = 2,30 m • Poids = 1000 kg • Alimentation = 'végétarien'

  39. Clé • Attribut (ou groupe d’attributs) particulier d’un type d’entité • Différencie toutes les entités d’un même type d’entité • Exemple : • Numéro d’étudiant • Plaque d’immatriculation

  40. Représentation graphique

  41. Association • Association d’entités : regroupement d’entités • Traduit plutôt une action entre les entités • Exemple : • Alimenter :association entre un le lion Clarence et le gardien John • Se baigner: association entre le nageur Gaël et la plage de Binic

  42. Type d ’association • Regroupement des associations en type d’association • Peuvent posséder des attributs • Attribut d’un type d’association: propriété dépendant de tous les types d’entités intervenant dans l’association • Exemple: la date de prise en charge d’un animal par un gardien dépend de • gardien + • animal

  43. Représentation graphique • Attention : une association ne possède pas de clé!!!!

  44. Exemples • Un enseignant est responsable d’un module ....

  45. Exemples (2) • Une personne peut être le parent (père ou mère) d’une autre ...

  46. Exemples (3) • A vous de jouer : le type d’association "inscrit" défini entre les types d’entités "étudiant" et "module" a pour attribut le numéro d’ordre d’inscription pour ce module (l’étudiant s’inscrit pour la 1ère, la 2ème fois à ce module, ..)

  47. Remarques • On ne crée jamais de type d’entité pour représenter un ensemble d’entité réduit à un seul élément • Un attribut n’apparaît qu’à une seule place s’il n’y a pas de polysèmes (mots ayant plusieurs sens). Pas de duplication de l’information! • Toutes les rubriques du DD ne deviennent pas attributs du modèle. Attribut : rubrique non paramètre, non calculée

  48. Différentes configurations d’associations • Associations binaires • Associations n-aires

  49. Associations binaires de type 1 :1 • A une entité E peut correspondre par l’association A au plus une entité de F • A une entité F peut correspondre par l’association A au plus une entité de E

  50. Exemple

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