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Conception de systèmes d'information et de bases de données

Les Systèmes d’Information, une introduction...

Introduction à laConception de S.I.

...Base de données

Les modèles de MERISE :les 3 niveaux d'abstractions

système d'information organisationnel/naturel

niveauconceptuel

niveaulogique ou

organisationnel

niveauphysique

Données : représentation sémantique (indépendante de la syntaxe logicielle)Traitements => ce qu'il faudrait faire (sans précision sur les ressources et leur organisation)

Traitements : spécifications des ressources et de leurs organisations allocation => comment il faudrait faire, avec quoi, ou et par quiExpression des données en fonction des types de logiciels choisis

Spécifications technologiques et techniques => implémentation de la base de données et des programmes sur l'architecture technologique et optimisation

Les modèles de MERISE

Modèle Conceptueldes Données

(M.C.D.)

Modèle Logiquedes Données

(M.L.D.)

Modèle Physiquedes Données

(M.P.D.)

Modèle Conceptueldes Traitements

(M.C.T.)

Modèle Organisationneldes Traitements

(M.O.T.)

Modèle Physiquedes Traitements

(M.P.T.)

S.I.O. S.I.O.

S.I.I. S.I.I.

Données Traitements

Les modèles de MERISE

S.I.O. S.I.O.

S.I.I. S.I.I.

M.C.T.

Activité du domaine sans préciser ni les ressources ni leur organisation

M.C.D.

Signification des informations sans contraintes techniques et économiques

M.O.T.

Fonctionnement du domaine en précisant ses ressources et l'organisation de celles-ci

M.P.T.

Architecture technique des programmes

M.L.D.

Description des données en tenant compte du S.G.B.D. utilisé

M.P.D.Description des bases de données en tenant compte de l'architecture technique et des conditions d'utilisation par les traitements

Données Traitements

MERISE : transformations desdifférents modèles de DONNEES

réel perçu

M.P.D.

M.C.D.

M.L.D.Expression des données en tenant compte du leurs conditions d'utilisations par les traitements (type de logiciels retenus)

Choixlogiques

Choixtechnologiques

Choixde gestion

Expression des données dans la syntaxe du S.G.B.D. retenu

Représentation sémantique (formalisme entité-association) des données utilisées dans le domaine sans contraintes économiques et techniques

M.C.D.

représente l'ensemble des données mémorisables du domaine et leur

organisation sémantique

sans y intégrer des considérations économiques et techniques

(conditions d'utilisation, optimisation, ...)

M.C.D. : le formalisme entité-relation(ou individu-association)

Les données et leur organisation sémantique sont représentées avec le formalisme "entité-relation"à partir de 4 concepts :

* l'individu type (ou entité type )

* la relation type (ou association type )

* la propriété type (dont les identifiants)

* les cardinalités

PERSONNE

numéro INSEE personnenom personneprénom personnedate naissance personneadresse personnetélephone personnesexe personneprofession personne...

Individu type(ou entité type)

M.C.D. : conception

A partir :

(1) des entretiens avec les utilisateurs et les gestionnaires(2) de l'étude des documents utilisés dans le domaine

� créer la liste des informations utilisées par l'ensemble des acteurs du domaine� déterminer l'origine (document, fichier, ...) et les utilisations des informations� identifier les concepts , les classes , les objets (naturels ou artificiels) et les relations les associants

M.C.D. : construction dela liste des informations du domaine

� vérifier pour chaque informations qu'elle n'est pas déjà répertoriée dans la liste (sous une autre appellation synonyme )

� vérifier qu'une même appellation ne désigne pas des informations différentes (homonymie )

� confronter la liste obtenue avec les acteurs du domaine pour obtenir le dictionnaire des données (liste épurée des propriétés)

PRODUIT

nom produit

prix produitpoids produit...

eststocké dans

ENTREPOT

nom entrepotadresse entrepottélephone entrepot...

condition...

PRODUIT

nom produit

prix produitpoids produit...

eststocké dans

ENTREPOT

nom entrepotadresse entrepottélephone entrepot...

condition...

Nom de l'individu type

Identifiant de l'individu type

Autres propriétés de l'individu type

Cardinalités mini et maxi caractérisant lafréquence d'intervention de cet individupour cette relation

Nom de la relation type

Propriétés de la relation type(éventuellement pas de propriétédans une relation)

La propriété,1e concept du formalisme "entité-association"

� modélise une information type utilisée dans le domaine

� plus petit élément d'information ayant une signification

� représente le type de l'information et non pas la valeur de l'information

� obligatoirement rattachée à un et un seul individutype ou (exclusivement) une et une seule relation typequ'elle décrit

� une propriété est unique par son nom et par son sens (pas de synonyme et d'homonyme)

M.C.D. : l'individu (ou entité)

L'individu type représente un ensemble (une classe) d'objets (concrets ou abstraits) de même nature dont les éléments sont appelés occurrences d'individu type

�on représente les individus types et non leurs occurrences

M.C.D. : l'individu (ou entité)

� identifié dans un interview, dans un document, etc.

� toutes les occurrences d'un individu type peuvent être complètement décrites avec les seules propriétés de l'individu type

� pour toutes les occurrences d'un individu type il ne peut avoir à un instant donnée qu'au plus une valeur pour chacune des ses propriétés

M.C.D. : individu et identifiant

Un individu type possède obligatoirement une propriété permettant d'identifier chacune de ses occurrences , appelée identifiant de l'individu (à une valeur de l'identifiant correspond une occurrence de l'individu et vice versa)

L'identifiant doit être stable : sa valeur ne peut changer de la création de l'individu type jusqu'à sa destruction

L'identifiant peut être :

* une propriété naturelle (ex. le nom d'un pays pour l'individu pays)

* une propriété artificielle inventée par le concepteur du S.I. pour identifier un individu (ex. numéro client pour identifier les occurrences de l'individu CLIENT)

* (en dernière solution) une propriété composée mais minimale (ex. nom + prénom + date, heure, lieu de naissance)

M.C.D. : exemple d'individu type

NOM INDIVIDU TYPE

identifiantpropriété 1propriété 2propriété 3...propriété n

M.C.D. : exemple d'individu type

Individu type

PERSONNE

numéro ssnomprénomdate naissanceadresse...

PERSONNE est un individu type

Toutes les occurrences de personnes ont un identifiant qui permet de les différencier entre elles, c'est leur numéro ss (sécurité sociale)

M.C.D. : la relation (ou association)

information(s) caractérisant un lien sémantique entre au moins2 occurrences d'individus

PERSONNE

nom personne

prénom personnesexe personne...

habite

MAISON

nom maisonadresse maison...

date aménagement

Relation type

Attention pas d'adressedans PERSONNE

M.C.D. : la relation

� la collection d'une relation est l'ensemble des individus participant à la relation

� la dimension d'une relation type est le nombre d'individus participant à la relation

� la dimension d'une relation est stable pour toutes ses occurrences

� une occurrence de relation ne possède pas d'identifiant propre , elle est identifiable par les identifiants des occurrences des individus de sa collection

� pour toutes occurrences d'une relation il ne peut avoir à un instant donnée qu'au plus une valeur pour chacune des ses propriétés

M.C.D. : exemple de relation type

Individu type

PERSONNE

Individu type

POSSEDE

Relation type

date achat

nomprénomageadresse...

numéronom vélo...

M.C.D. : exempleIndividu type

PERSONNE

Individu type

VOITURE

POSSEDE

Relation type

date achatprix achat

numéronom voiturepuissance...

PERSONNE et VOITURE sont des individus types

POSSEDE est une relation type

nom, prénom, age, adresse, date achat, prix achat, numéro, nom voiture, puissance sont des types de propriété caractérisant un individu type ou une relation type

nom et numéro (soulignés) sont les identifiants de PERSONNE et VOITURE

M.C.D. : aide-mémoire n°1

* une occurrence d'une relation ne peut exister que reliée à chacun des individus de sa collection => la dimension d'une relation est sable

* une propriété d'une relation n'a de sens que par rapport à la totalité des individus de sa collection

* une relation type peut ne pas avoir de propriété

* si une propriété caractérise seulement un sous-ensemble des individus de la collection d'une relation => modification de la modélisation

* la dimension d'une relation n'est pas limitée

* plusieurs relations types peuvent partager la même collection

* un même individu type peut intervenir plusieurs fois dans une même relation type

M.C.D. : aide-mémoire n°2

Attention :

la présence de redondances ou

de (trop) nombreuses valeurs nulles

dans les occurrences d'entités ou de relation

provient souvent d'une

mauvaise modélisation des données

M.C.D. : cardinalités d'un individu typedans une relation type

� Traduisent le nombre d'occurences de la relation type liés à une occurrences de l'individu type

�S'analyse par rapport à une occurrence quelconque d'un type d'individu participant à une relation

�S'exprime par 2 valeurs pour chacun des types d'individu participant à une relation : cardinalité minimum et cardinalité maximum

� Les cardinalités se notent sur la "patte" de la relation concernée vers l'individu concerné

M.C.D. :valeurs typiques des cardinalités

* cardinalité mini = 0 , certaines occurrences de l'individu participent à la relation (attention, les occurrences d'une relation possèdent toujours le même nombre d'individu mais tous les occurrences d'un individu concerné ne participent pas obligatoirement à cette relation)

* cardinalité mini = 1 , toutes les occurrences d'un individu participe à la relation concernée au moins 1 fois

* cardinalité maxi = 1 , quand une occurrence de l'individu type participe à la relation concernée, elle n'y participe au plus qu'une fois

* cardinalité maxi = n , quand une occurrence de l'individu type participe à la relation concernée, elle peut y participer plusieurs fois (attention : au niveau conceptuel on ne cherche pas à chiffrer cette multiplicité)

4 cardinalités typiques :

PERSONNEVOITURE

EST POSSEDE PARnomprénomageadresse...

numéro immanom voiturepuissancedate achatprix achat...

PERSONNEVOITURE

numéro sérienom voiturepuissance...

HISTORIQUEPOSSESSION

prix achat

date...

PERSONNEVOITURE

numéro sérienom voiturepuissance... 0, n

prix achat

date...

PERSONNEVOITURE

prix achat

numéro sérienom voiturepuissance... 0, n

date...

Attention : date n'est pasune propriété de la relation

ARTICLECOMMANDE

EST COMPOSEE DE

quantité commandée

numéro articleréférenceprix H.T....

numéro comde...

ARTICLECOMMANDE

EST COMPOSEE DE

numéro comde...

ARTICLECOMMANDE

EST COMPOSEE DE

numéro comde...

1,n0,n

M.L.D. : les objectifs

* intégrer les choix organisationnels (données informatisées ou manuelles, domaine de valeurs des propriétés, répartition organisationnelles, ...)

* exprimer les données (à partir du M.C.D.) dans un formalisme logique tenant compte de leurs conditions de mémorisation (adaptées au S.G.B.D. envisagé)

=> traduire avec un algorithme les entités, les relati ons et les cardinalités du M.C.D. dans un formalisme logique retenu (Codasyl, Relationnel, ...) (remarque : c'est dans le M.P.D. que le M.L.D. sera traduit directement dans la syntaxe du S.G.B.D. retenu)

M.L.D. : les modèles logiques

Plusieurs modèles sont disponibles pour la représentation du modèle logique de données, par exemple :

* le modèle relationnel (défini par E.F. Codd en 1970)

* le modèle navigationnel

* le modèle hiérarchique

A ces modèles sont associés les :

* S.G.B.D. relationnels (maintenant les plus utilisés)

* S.G.B.D. navigationnels

* S.G.B.D. hiérarchique

Transformation du formalisme entité-relationen formalisme relationnel

Relation binaire du type (O,n)-(1,1), (1,n)-(1,1) , (0,n)-(0,1) ou (1,n)-(0,1)

PERSONNEVOITURE

POSSEDE nom personneprénomageadresse

numéronom voiturepuissancedate achatprix achat

0,11,1

0,n1,n

On duplique la clé de la table issue de l'individu (O,n ) ou (1,n) dans la table issue de l'individu à cardinalité (0,1) ou (1,1 ), les éventuelles propriétés de la relation devenant aussi des attributs de cette table.

Pour chaque attribut, on précise son domaine de variation

VOITURE

numéronom personnenom voiturepuissancedate achatprix achat

PERSONNE

nom personneprénomageadresse

PERSONNEVOITURE

POSSEDE nom personneprénomageadresse

numéronom voiturepuissancedate achatprix achat

0,11,1

0,n1,n

VOITURE (numéro : entier ; nom personne : car (20) ; nom voiture : car(20) ; puissance : [2, 40] ; date achat : date ; prix achat : réel)

PERSONNE (nom personne : car (20) ; prénom : car (20) ; age : [18, 150] ; adresse : car (40) )

Relation binaire du type (O,n)-(0,n), (1,n)-(1,n) ou (0,n)-(1,n)

PERSONNEMAISON

EST HABITE PAR

date habitation

nom personneprénomage

coordonnéedate const.surface

0, n1, n

A partir de la relation, on crée une table ayant une clé composée des clés des tables issues des 2 individus , les éventuelles propriétés de la relation devenant aussi des attributs de cette table.

PERSONNE

EST HABITE PAR (coordonnée : entier ; nom personne : car (20) ; date habitation : date)

PERSONNE (nom personne : car (20) ; prénom : car (20) ; age : [18, 150])

MAISON (coordonnée : entier ; date const. : date ; surface : réel)

PERSONNEMAISONEST HABITE PAR

date habitation

0, n1, n

MAISON

coordonnéenom personnedate habitation

EST HABITE PAR

Transformation du formalisme entité-relationen formalisme relationnelRelation binaire du type (O,1)-(1,1)

PERSONNEMAISON

HABITE nom personneprénomage

0, 11, 1

On duplique la clé de la table issue de l'individu à car dinalité (0,1) dans la table issue de l'individu à cardinalité (1,1), les éventuelles propriétés de la relation devenant aussi des attributs de cette table

PERSONNE

nom personnecoordonnéeprénomage

PERSONNE (nom personne : car (20) ; coordonnée : entier ; prénom : car (20) ; age : [18, 150])

MAISON (coordonnée : entier ; date const. : date ; surface : réel)

MAISON

PERSONNEMAISON

HABITE nom personneprénomage

0, 11, 1

Transformation du formalisme entité-relationen formalisme relationnelRelation binaire du type (O,1)-(0,1)

FEMMEHOMME

EST MARIE AVEC

date mariage

nom femmeprénom femmeage femme

nom hommeprénom hommeage homme

Les cardinalités étant identiques des 2 côtés, on duplique au choix la clé d'une table issue d'un l'individu dans la table issue de l'autre individu , les éventuelles propriétés de la relation devenant aussi des attributs de cette table

FEMMEHOMME

EST MARIE AVEC

date mariage

HOMME (nom homme : car (20) ; prénom homme : car (20) ; age : [18, 150])

FEMME (nom femme : car (20) ; nom homme : car (20) ; prénom femme : car (20) ; age : [18, 150] ; date mariage : date)

nom femmenom hommeprénom femmeage femmedate mariage

FEMMEHOMME

EST MARIE AVEC

date mariage

HOMME (nom homme : car (20) ; nom femme : car (20) ; prénom homme : car (20) ; age : [18, 150] ; date mariage)

FEMME (nom femme : car (20) ; prénom femme : car (20) ; age : [18, 150])

nom hommenom femmeprénom hommeage hommedate mariage

Relation ternaire ou supérieure

A partir de la relation, on crée une table avec une clé composée des identifiants de tous les individus concernés, les éventuelles propriétés de cette relation devenant des attributs de la nouvelle table.

CONSTRUCTEURVEHICULE

EST FABRIQUEE nom const.adresse

numéronom véhiculetype

0, n1, n

numéro pièceprix

0, n1, n

EST FABRIQUEE (numéro : entier ; numéro pièce : entier ; nom const. : car (20) )

VEHICULE ( numéro : entier ; nom véhicule : car (20) ; type : car (10) )

PIECE (numéro pièce : entier ; prix : réel)

CONSTRUCTEUR (nom const. : car (20) ; adresse : car (40) )

CONSTRUCTEURVEHICULE

EST FABRIQUEEnom const.adresse

0, n1, n

numéro pièceprix

0, n1, n

VEHICULE

CONSTRUCTEUR

nom const.adresse

numéro pièceprix

EST FABRIQUEE

numéronuméro piècenom const.

Relation ternaire

On duplique les clés des tables issues des individus à cardinalité (0, n) ou (1, n) dans la table issue de l'individu à cardinalité (0,1) ou (1,1), les éventuelles propriétés de relation "ELABOREE PAR" devenant aussi des attributs de cette table

CLIENTCOMMERCIAL

ELABOREE PAR nom clientnom commercial

0, n1, n

COMMANDE

numéro comde

0, 11, 1

COMMERCIAL (nom commercial : car (20) )

CLIENT (nom client : car (20) )

COMMANDE (numéro comde : entier ; nom client : car (20) ; nom commercial : car (20) )

0, n1, n

CLIENTCOMMERCIAL ELABOREE PARnom clientnom commercial

COMMANDE

numéro comde

0, 11, 1

COMMANDEnuméro comdenom clientnom commercial

COMMERCIAL

nom commercial CLIENT

nom client

Relation réflexive (0, n)-(0,n), (1, n)-(1, n) ou (0, n)-(1, n)

A partir de la relation, on crée une table ayant comme clé une clé composée de 2 fois l'identifiant du seul individu participant à cette relation, les éventuelles propriétés de celle-ci devenant des attributs de la nouvelle table.

ARTICLE

EST SUBSTITUABLE PARnuméro article

0, n1, n

ARTICLE

EST SUBSTITUABLE PARnuméro article

0, n1, n

ARTICLE

numéro article

EST SUBSTITUABLE PAR

numéro article1numéro article2

ARTICLE (numéro article : entier)EST SUBSTITUABLE PAR (numéro article1 : entier ; numéro article2 : entier)

Relation réflexive (0, 1)-(0, n), (1, 1)-(0, n), (1, 1)-(0, n) ou (1, 1)-(1, n)

On duplique la clé de la table issue de l'individu à car dinalité (0,n) ou (1,n)dans la table issue de l'individu à cardinalité (0,1) ou (1,1), les éventuelles propriétés de la relation devenant aussi des attributs de cette table.

TRAVAUXEST PRECEDE PAR

numéro travail

0, 11, 1

0, n1, n

TRAVAUX (numéro travail : entier ; numéro travail2 : entier)

TRAVAUXEST PRECEDE PAR

numéro travail

0, 11, 1

0, n1, n

TRAVAUX

numéro travailnuméro travail2

Objectifs des S.G.B.D.

Indépendance physiqueIndépendance logique (données-traitements)Manipulation par des non-informaticiens : ergonomie , convivialitéEfficacité des accèsAdministration centralisée des donnéesNon redondanceCohérencePartageabilité (gestion des accès concurrents)Sécurité (pannes , accès mal intentionnés)

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