methode de conception d ’un schema relationnel de c. date & t. codd

Copyright S. MIRANDA Conception Relationnelle

DESSde l’Université de

Nice Sophia Antipolis

METHODE DE CONCEPTION D ’UN SCHEMA

RELATIONNEL DE C. DATE & T. CODD

Méthode pratique (utilisée dans le cours « Administrateur BD » chez IBM)

Version Anglaise de cette méthode présentée dans :

« RELATION DB : Selected writing »,

C. DATE, Addison Wesley, 1986

Version française dans :

« COMPRENDRE et CONCEVOIR des BD RELATIONNELLES »

S. MIRANDA, Editest, 1988 et livre DUNOD 2001

Professeur Serge MIRANDA

Université de Nice Sophia Antipolis

Directeur du Dess MBDS de l’ UNSA




APPREHENSION DE LA REALITE ?

1) LOI D ’INCERTITUDE D ’HEIZENBERG (1927) :

« Les concepts humains ne pourront pas décrire la réalité

(l’observateur déforme) ».

2) THEORIE D ’INDECIDABILITE DE GODEL (1931) :

« Aucun système ne permet de s’auto-décrire (d’où niveau META) »




PLAN

I INTRODUCTION

II L ’APPROCHE SYNTHETIQUE :

Classification des Entités et Définition des « Relations »

III L ’APPROCHE ANALYTIQUE

Normalisation des relations

IV EXEMPLE




INTRODUCTION

« L ’œuvre d ’art nous apprend que nous n ’avons pas vu ce que nous

voyons »

Paul Valéry

« Pourquoi faire simple quand c ’est si facile de tout compliquer »

J.L. Godard




LA MODELISATION DES DONNEES

UNIVERS REEL

MODELE DE DONNEES

SCHEMA

DE

DONNEES

ABSTRAIT MANIPULABLE

CONCRET INACCESSIBLE




MODELE DE DONNEES ?

MODELE

DE

DONNEES

STRUCTRUES

OPERATEURS

REGLES

D ’INTEGRITE

+ (THEORIE FORMELLE)




MODELE DE DONNEES ?

)

1) Modèles « Informatiques » - 1968- 1988 (Ex : IMS, DBTG,..)

2) Modèles « Mathématiques » –1980 – 2000 (Ex : Modèle Relationnel, SQL2)

3) Modèles « Sémantiques » –1990- 2010 (Ex : Modèles Objet, OR, SQL3)




TYPES PRINCIPAUX D ’ABSTRACTION

(Modèles de données « sémantiques »)

AGREGATION : [« PART OF »]

PILOTE = {PL#, PLNOM, ADR}

GENERALISATION : [« IS - A »]

employé

pilote hôtesse mécanicien

ASSOCIATION/COUVERTURE : [« SET OF »]

équipage

pilote hôtesse




TYPE D ’ABSTRACTIONS ET

MODELE RELATIONNEL

La seul abstraction représentée c ’est l ’agrégation « simple »

(types simples d ’attributs)

Les autres types d ’abstractions :

généralisation (IS-A)

association/couverture (Set-of)

récursivité

version de (Version of)

doivent être représentées en fonction de l ’agrégation simple.

Seul le produit cartésien intervient dans la définition d ’une relation

(pas l ’ensemble des parties)

Modèle

Relationnel

de données

Agrégation

Simple

Typage statique (et réduit)




METHODOLOGIE DE CONCEPTION

D ’UN SCHEMA RELATIONNEL

2 phases conceptuelles

Définition d ’un schéma conceptuel avec tous les types

d ’abstraction

Définition du schéma relationnel avec seulement

l ’agrégation simple




METHODE DE CONCEPTION D ’UNE BASE

DE DONNEES (RELATIONNELLE) DANS LA PRATIQUE

UNIVERS REEL

MODELE DE DONNEES

CONCEPTUEL

SCHEMA

CONCEPTUEL

MODELE DE DONNEES

LOGIQUE

SCHEMA

LOGIQUE

Modèle entité association étendu

NIAM

Modèle RM-T de Codd

Avec le maximum d ’informations sémantiques :

(agrégation, généralisation, association, récursion)

Modèle orientés « réalisation » :

Hiérarchique, Réseau, Relationnel




METHODE DE CONCEPTION D ’UNE BASE

DE DONNEES RELATIONNELLE :

la méthode « CODD & DATE »

UNIVERS REEL

SCHEMA « RELATIONNEL »

SCHEMA RELATIONNEL

NORMALISE

APPROCHE SYNTHETIQUE

Classification des « Entités » composant l ’univers à modéliser

et Génération de « Relations »

APPROCHE ANALYTIQUE

Définition de « bonnes » relations au sens de CODD




OBJECTIF D ’UNE METHODE DE

CONCEPTION RELATIONNELLE

Faire cohabiter plusieurs perceptions de l ’univers réel

Indiquer simplement quand on doit créer les relations de « base »

avec leurs clés primaires

Indiquer simplement où placer les clés étrangères dans les relations

de base




METHODE DE CODD AND DATE DE

CONCEPTION D ’UNE SCHEMA

RELATIONNEL

1ère phase : Définition des relations de base/CP et des clés étrangères

définition et classification des entités

définition des « relations de base » associées avec les :

clés primaires

clés étrangères

identification du schéma relationnel

2ème phase : Définition des « bonnes relations »

pour les opérations

de mise à jour normalisation

d ’interrogation dénormalisation




I L ’APPROCHE SYNTETIQUE

de la méthode de Codd&Dte

I - CONCEPTS DE BASE

- Notion d ’Entité et de Clé

- Classification des Liens entre entités

- Classification des Propriétés

- Classification des Entités

II - METHODOLOGIE DE CONCEPTION

- Présentation générale du processus de conception

- Analyse des 4 étapes de la démarche

- Conseils méthodologiques

III - CAS PARTICULIERS

- Représentation du Lien Sous-Type (Généralisation)

- Interblocage d ’Initialisation




« ROND » ?

FORME ? ETAT ?

BALLON ? INDIVIDU ?




CONCEPTS DE BASE

1 m 70 Rouge Bleu Rond DONNEE

TAILLE COULEUR FORME PROPRIETE

PERSONNE BALLON ENTITE

VOITURE

PROPRIETAIRE

LIEN




CONCEPT STRUCTURE DE BASE

ENTITE 1

CLE (primaire)

« Tout ce qui est

DIFFERENTIABLE »

« Any distinguishable object »

« OBJET » (début définition dans composante structurelle)

(BD-O2)

Identifiant de l ’Entité

Note : La référence à une entité se fera par sa clé

Une seule structure conceptuelle RELATION

1 = Ensemble (SET) de « propriétés »

Ensemble (SET) de « Valeur/Données »

Paradigme VALEUR




LES LIENS ?

« All things are connected »

Seattle (chef indien) cité par Ph. Labro

(« Un été Américain »)

Liens entre structures de données = liens entre ENSEMBLES




CLASSIFICATION DES LIENS

LIENS FONCTIONNELS N : 1 « DETERMINATION »

Soient A et B, deux propriété ou Groupes de Propriétés (Entités) :

DETERMINANT DETERMINE

A B

N : 1

1 Au plus 1

0.1 ou N 1

Exemples :

NUMERO_VOLN : 1 VILLE_DEPART

VILLE_ARRIVEE

NUMERO_PILOTEN : 1 NOM_PILOTE

ADRESSE_PILOTE

HOMMEN : 1 FEMME

MARIAGE (polyandrie)




LIENS N : 1




LIENS FONCTIONNELS N : 1

« DETERMINATION »

REGLES DE GENERICITE (AMSTRONG)

Réflexivité

Transitivité

Augmentation du Déterminant

A

A B CN : 1

N : 1

N : 1

D

AB

Numero_Vol Ville_Depart

Numero_Vol Ville_Depart

Heure_Depart




LIENS 1 : N




LIENS HIERARCHIQUES 1 : N(inverse des liens N : 1)

Soient A et B, deux Propriétés ou Groupes de Propriétés (Entités) :

A B

1:N

1 0,1 ou N

Au plus 1 1

Exemples :

PILOTE1:N

VOL

HOMME1:N FEMME

MARIAGE (polygamie)

Règles :

Règles de généricité

Règles de réciprocité

A B

1:N

N : 1




LIENS N : M




LIENS MAILLES N : M

Soient A et B, deux Propriétés ou Groupes de Propriétés (Entités) :

A B

N : M

1 0,1 ou M

0,1 ou N 1

Exemples :

PILOTEN : M

AVION

HOMMEN : M

FEMME

MARIAGE (mariage de groupe)

Règles :

Règles de généricité

Règles de symétrie

A B

N : M

1:NC1 : M



Nice Sophia AntipolisCLASSIFICATION DES ENTITES

(jargon secondaire)

« STATIQUES »Entités indépendantes

ex : PILOTE, AVION, VOL, DEPARTEMENT

« DYNAMIQUES » Entités dépendantes d ’autres entités (liens MULTIVALUES)

« ASSOCIATIVES » N : M

Entités représentant un lien N : M

ex : VOL représente le lien

PILOTE AVIONN : M

« DESCRIPTIVES »

Entités dont la seule fonction est de décrire une autre entité

(lien 1 : N avec contrainte d ’existence

ex : PIL-ENFANT est « descriptive » de PILOTE

PILOTE PIL-ENFANT1 : N

PILOTE VOL1 : N

AVION VOL1 : N

,

1 : N




« DETERMINANTES » N : 1 (liens MONOVALUES)

Quel que soit son type, une entité peut DERMINER (lien N : 1) une autre entité

Ex :

PILOTE DEPARTEMENT

N:1

VOL PILOTE

N:1

VOL AVION

N:1

,




Type d ’entité Exemple Existence perçue

indépendante

Type de

lien

Statique PILOTE

AVION

EMPLOYE

DEPARTEMENT

VOL

OUI

-

Dynamique NON -

associative VOL (PILOTE, AVION) NON N : M

descriptive PIL-ENFANT

(la seule raison d ’être de

PIL-ENFANT est de décrire les

enfants d ’un pilote

VOL

NON

1 : N

Déterminante Un EMPLOYE détermine un

DEPARTEMENT

Un VOL détermine un

PILOTE et un AVION

NON

N : 1

Une même entité VOL peut être perçue de 3 manière indépendantes :

- statique (et indépendante), - associative, - descriptive




TERMINOLOGIE SUR LA CLASSIFICATION

DES ENTITES

FR (MIRA88 et MIRA2001 ) GB (DATE86)

Statique Kernel

Associative (N : M) Association

Descriptive (1 : N) Characteristics

Déterminante (N : 1) Referencing

RM-T de

CODD (80)




REPRESENTATION GRAPHIQUE DE

WINSBERG (1986)

ENTITE STATIQUE PILOTE

ENFANT

ENTITE DESCRIPTIVE (Lien 1:N)(N) (1)

Clé étrangère au niveau de la plume de la flèche

ENTITE ASSOCIATIVE (Lien N:M)

AVION

VOL

PILOTE

DEPARTEMENT

DETERMINATION (LIEN N : 1)

(N) (1)




REPRESENTATION GRAPHIQUE

SIMPLIFIEE

Entité traduite par une relation / table de base

Lien N : 1

notation fonctionnelle (rien de plus simple

et cohérent) indiquant la présence d ’une clé

étrangère au niveau de la plume.

(Possibilité d ’étiqueter une flèche par un prédicat bidirectionnel comme avec

NIAM dans le cas de l ’existence de plusieurs liens entre les mêmes entités).




REPRESENTATION GRAPHIQUE (1986)

EXEMPLE : AIRBASE

DEPARTEMENT (D#)

PILOTE (PL#)

PILENFANT

EMPLOYE (E#)

HOTESSE

STEWARD

AVION (AV#)

VOL

PILFORM

(E#)

(E#)Généralisation

(D#, E#)

(PL#)

(PL#, AV#)

(PL#)

Agrégation

Entité (correspondant à une relation de base du schéma)

La CP est indiquée dans le rectangle.La CE est indiquée en dehors

Lien fonctionnel N:1 (présence d ’une clé étrangère au

niveau de la plume)




PRESENTATION

Le processus consiste à remplir progressivement un tableau décrivant les entités et leurs

propriétés au fur et à mesure de leur définition.

Le schéma de Winsberg peut être élaboré parallèlement.

PROPRIETESENTITES

IDENTIFICATION

clé primaire

REFRENCE

clé étrangèresCARACTERISTIQUES




METHODOLOGIE DE CONCEPTION

Démarche Descendante (« TOP-DOWN ») et Itérative

4 Etapes :

ETAPE 1 : Définition Des Entités Statiques

ETAPE 2 : Représentation des Liens multivalués entre Entités

- Liens N : M (Associations)

- Liens 1 : N (Descriptions)

ETAPE 3 :Lien N : 1 (pas de création d ’Entité ; seul cas mais rajout

de clé étrangère)

ETAPE 4 : Rattachement des propriétés aux entités.

Itération du processus si toutes les information ne sont pas

représentées dans le schéma (reprise étape 1)




ETAPE 1 : ENTITES STATIQUES

a - IDENTIFICATION des Entités statiques et de leurs clés primaires

b - REPRESENTATION « relationnelle » de ces entités :

Relation de Base sans Clé étrangère

Ex : PILOTE (P PL#)

AVION (A AV#)

DEPARTEMENT (D DEP#)

VOL (VOL#)




ETAPE 2 : LIENS MULTIVALUES INTER

ENTITES

Identification et Représentation des Liens multivalués (N:M et 1:N) entre Entités

1 - ASSOCIATIONS Liens N : M

Ex : PILOTE AVIONN:M

FOURNISSEUR DEPARTEMENTN:M

Création d ’une relation de base avec des clés étrangères identifiant les entités liées

Ex : VOL ( VOL#, V-PL#, V-AV# )

FOURN_PROD ( PROD#, FOUR# )

2- DESCRIPTION Lien 1 : N

Ex : PILOTE VOL1:N

Création d ’une relation de base ; rajout de la clé primaire de l ’entité de départ

Comme clé étrangère dans l ’entité d ’arrivée

ex : rajout de PL# dans VOL (VOL#, V-PL#)




ETAPE 3 : LIENS MONOVALUES (N:1)

INTER-ENTITES

DETERMINATION Lien N : 1

Ex : VOL PILOTEN:1

PILOTE DEPARTEMENTN:1

Pas de création de nouvelle relation (seul cas).

Rajout de la clé primaire de l ’entité déterminée comme clé étrangère

dans l ’entité déterminante

Ex :

Rajout de DEP# dans PILOTE (P PL# , P-DEP#)

RAJOUT DE PL# DANS VOL (VOL#, V-PL#)

LIENS PRESENCE DE CLES

ETRANGERES +++




CLASSIFICATION DES PROPRIETES

3 types de PROPRIETES :

IDENTIFICATION Clé Primaire

Ex : Numéro-Vol dans l ’entité VOL

REFERENCE Clé étrangère

Ex : Numéro-Pilote dans l ’entité VOL

CARACTERISTIQUE

Ex : Ville-Départ, Ville-Arrivée dans VOL




ETAPE 4 : PROPRIETES

RATTACHEMENT DES PROPRIETES AUX ENTITES

Une propriété peut-être

- Monovaluée ou Multivaluée

et

- Immédiate (entité de rattachement. Connue)

ou Non Immédiate (entité de rattachement inconnue)

4 CAS :

Monovaluée/Immédiate

Attribut de la relation concernée

Ex : PLNOM, P-VILLE dans PILOTE

Monovaluée/Non Immédiate

Création d ’une nouvelle relation statique (cf.Normalisation 3NF)

Ex : CAP dans AVION

A_AV# A_TYPAV CAP N:1 N:1

Création d ’une entité statique CAPACITE ( C-TYPAV, CAP)

A-TYPAV dans AVION devient Clé étrangère




ETAPE 4 : PROPRIETES

Multivaluée/Immédiate

Création d ’une entité descriptive « toute clé » ou définition de plusieurs attributs

(cf. Normalisation INF)

Multivaluée/Non Immédiate

Création d ’une entité DESCRIPTIVE représentée par une relation de base avec

la clé étrangère de l ’entité décrite.

Ex : AGE des enfants d ’un PILOTE

On crée l ’entité PILENFANT (E-PL#, PRENOM, AGE)

FORMATION et DUREE de formation d ’un PILOTE

On crée l ’entité

PILFORM (F-PL#, F-TYPAV, FORMAT, DUREE)

Note : pour chaque propriété il faut définir son domaine (typage sémantique)

Ex : Auteurs d ’un LIVRE

LIVRE (LIV#, ………, AUT#1, AUT#2)

ou LIV-AUTEUR (LIV#, AUT#)




ETAPE 4 : TEST

SI toutes les informations relatives à l ’univers à modéliser sont représentées

dans le schéma

ALORS passage à l ’approche analytique

SINON nouvelle itération (reprise à l ’étape 1)




EXEMPLE : AIRBASE

PROPRIETESENTITES

IDENTIFICATION

clé primaire

REFRENCE

clé étrangèresCARACTERISTIQUES

PILOTE P-PL# DEP# PLNOM, PL-VILLE

AVION AV-AV# A-TYPAV, CAP

AV-VILLE

DEPARTEMENT D-DEP# DEPNOM

VOL VOL# V-PL#, V-AV# VD-VILLE,

VA-VILLE

HD-HEURE,

HA-HEURE

PILENFANT ENF#, E-PL# E-EPL# PRENOM, AGE

PILEFORM P-TYPAV, F-PL# DUREE, FORMAT

F-PL#




NOTE : IDENTIFICATION DU SCHEMA

« QU ’y a-t-il en un nom ?

Ce que nous nommons ROSE

sous un tout autre nom

sentirait aussi bon …. ? »

W. Shakespeare (Roméo et Juliette)




DEFINITION DES CLES PRIMAIRE

R1 : Eviter si possible les clés primaire multi-attributs pour les

raisons suivantes :

- problèmes d ’utilisation : jointure multi-attribut

- problème de définition (pour les relations statiques) si le concept de « domaine primaire »

existe ;

- problème de visualisation pour éviter les redondances logiques

(ex : ETUDIANT (E #, C#, C-OFFERT, NOTE, …….)

Intérêt pour l ’administrateur d ’introduire des clés primaires mono-attributs surtout

pour les relations statiques.




DEFINITION DES DOMAINES

R2 : Lorsque la comparaison des valeurs de deux attributs a un sens, définir un domaine

commun pour ces attributs (union des valeurs possibles)

définition des domaines par l ’administrateur au fur et à mesure de la conception du

schéma relationnel.

* (choix crucial pour un contrôle sémantique des opérateurs)

Note : toute clé étrangère doit avoir le même domaine que la clé primaire associée.

R3 : Règle d ’identification des attributs et des domaines

2 cas :

1) s ’il n ’y a pas dans la même relation deux attributs définis sur le même

domaine :

Nom d ’attribut = nom de domaine

2) si plusieurs attributs de la même relation sont définis sur le même domaine :

Nom d ’attribut = nom de domaine préfixé ou suffixé

Note : ce programme d ’identification a un double intérêt :

1) avertir l’ utilisateur

2) permettre d ’introduire des domaines fictifs à SQL1 et SQL2

R4 : Noms d ’attribut … unique avec un langage relationnel fermé (ce n ’est pas le cas

de SQL)




SCHEMA RELATIONNEL AVEC NOTATION

CODD & DATE DES ATTRIBUTS /

DOMAINES

EXEMPLE :

AVION (AV#, AVNOM, CAP, LOC-VILLE)

PILOTE (PL#, PLNOM, SAL, ADR-VILLE)

VOL (VOL#, V-PL#, V-AV#, VD-VILLE, VA-VILLE, HD-HEURE,

HA-HEURE)




II L ’APPROCHE ANALYTIQUE

de la méthode de Codd&Date

I - PRINCIPE DU PROCESSUS DE NORMALISATION

II - LA PREMIERE FORME NORMALE (1NF)

III - LES FORMES NORMALES 2NF, 3NF, BCNF, 4NF, 5NF




DEFINITION DU SCHEMA RELATIONNEL

NORMALISE

2IEME PHASE

DOUBLE OBJECTIF :

Chaque relation possède une clé primaire qui représente l ’identifiant

d ’un certain type d ’entité ;

Chaque relation comprend plusieurs attributs MONOV ALUES qui représentent

des propriétés de l ’entité identifiée par la clé primaire (une relation contient

donc de l ’information sur un seul type d ’entité).

MISE EN 1ière FORME NORMALE EN SUPPRIMANT LES ATTRIBUTS

MULTIVALUES

ATTRIBUTS « MULTIVALUES » :

cardinalité inconnue : traitement comme entité descriptive (lien 1 : N) en

créant nouvelle relation : exemple attribut multivalué AUTEUR de l ’entité :

LIVRE (L#, TITRE, EDITEUR)

LIV-AUTEUR (L#, AUTEUR)

cardinalité connue : création nouvel attribut

exemple : capacité minimum et maximum d ’un avion

AVION (AV#, TYPE, CAP-MIN, CAP-MAX, LOC)




ATTRIBUT MULTIVALUE AVEC

CARDINALITE VARIABLE

Considérons la relation LIVRE ayant les attributs AUTEUR et MOTCLE multivalués

LIVRE L# TITRE EDITEUR ANNEE AUTEUR MOT-CLE

1 BD EN BD JESEPA 1988 GO HUMOUR

MILO BD

VULGARISATION

LIVRE L# TITRE EDITEUR ANNEE

1 BD EN BD JESEPA 1988

LIV-AUTEUR L# AUTEUR

1 GO

1 MILO

L# MOT-CLE

1 HUMOUR

1 BD

1 VULGARISATION

LIV-MOTCLE

« Simple mais naturel ! »




CAS PARTICULIER D ’UN ATTRIBUT

MULTIVALUE

LE VECTEUR

Deux représentations sont possibles :

- orientée tuple (cardinalité fixe)

- orientée attribut

Prenons l ’exemple des salaires mensuels d ’un pilote

1) Représentation orientée tuple

PILOTE PL# PLNOM SAL-JAN SAL-FEV SAL-MARS … SAL-DEC

1 Pierre 20 KF 20 KF 21 KF 22 KF

2 Serge 17 KF 17 KF 18 KF 19 KF

… … … … … …





MULTIVALUE

LE VECTEUR

2) Représentation orientée attribut ou création de nouvelles relations :

2.1 (sans création de nouvelle relation)

PILOTE PL# PLNOM MOIS SALAIRE

1 Pierre Jan 20 KF

1 Pierre Fev 20 KF

1 Pierre Mars 21 KF

… …

1 Pierre Dec 22 KF

2 Serge Jan 17 KF

2 Serge Fev 17 KF

2 Serge Mars 18 KF

… … …

2 Serge Dec 19 KF





MULTIVALUE

LE VECTEUR

2) Représentation orientée attribut ou création d ’une nouvelle relation :

2.2 (avec création d ’une nouvelle relation)

PILOTE PL# PLNOM ADR ...

1 Pierre Paris

2 Serge Nice

PIL-SAL PL# MOIS SALAIRE

1 Jan 20 KF

1 Fev 20 KF

1 Mars 21 KF

…

1 Dec 22 KF

2 Jan 17 KF

2 Fev 17 KF

2 Mars 18 KF

… ...

2 Dec 19 KF




FORME 2 NF, 3NF,

BCNF

LIENS N : 1

(monovalués)

Liens monovalués et formes normales




ILLUSTRATION DU BESOIN DE

NORMALISATION SUR UN EXEMPLE

Considérons la relation suivante AVION dont la clé primaire est AV# :

AVION AV# AVNOM CAP LOC

100 AIRB 250 TOUL

101 AIRB 250 TOUL

102 AIRB 250 PARIS

103 CAR 100 TOUL

104 B707 150 PARIS

105 B707 150 PARIS

Supposons que l ’on ait la contrainte C1 suivante dans la compagnie aérienne :

« tous les avions de même nom ont la même capacité ».

Cette contrainte est traduite par le lien N : 1 appelé aussi « dépendance fonctionnelle »

suivant :

AVNOM CAP

Notons que deux avions de noms différent peuvent avoir la même capacité, du fait

de l ’existence de cette dépendance fonctionnelle, on a :

- une redondance logique

- des anomalies de stockage

- le problème de reconnexion

N:1




PROBLEME DE RECONNEXION

Considérons les 2 projections suivantes :

AVION1 AV# AVNOM

100 AIRB101 AIRB102 AIRB103 CAR104 B707105 B707

AVION2 AVNOM CAP LOC

AIRB 250 TOULAIRB 250 PARISCAR 100 TOULB707 150 PARIS…

AVION3 AV# AVNOM CAP LOC

100 AIRB 250 TOUL

100 AIRB 250 PARIS

101 AIRB 250 TOUL

101 AIRB 250 PARIS

... ... ... ...

AVION3 = AVION1 [AVNOM = AVNOM] AVION2 = AVION

La normalisation a pour but :

- de supprimer la redondance logique,

- d ’éviter les anomalies de stockage,

- de résoudre le problème de reconnexions.




DEPENDANCE FONCTIONNELLE (DF)(nom d ’un lien N : 1)

Soit X, Y des groupes d ’attributs de la relation R, nous avons une dépendance

fonctionnelle de X dans Y notée : f : X ------Y ou X ------ > Y

si t1 (X) = t2(X) alors t1(Y) = t2(Y), avec ti(A) sous-tuple de R

correspondant aux attributs A.

Pour chaque valeur de X il existe au plus (0 ou 1) une

valeur de Y associée (plusieurs valeurs de X peuvent correspondre à la même valeur

de X) ; X est appelé « déterminant » et Y « déterminé ».

EXEMPLE : Les dépendances fonctionnelles traduisent les contraintes existant dans

l ’univers réel :

« un pilote habite dans une seule ville » : PL# ADR

« un pilote n ’a qu ’un seul nom » : PL# ------- PLNOM

En conséquence PL# est clé candidate (et primaire) dans la relation PILOTE1

(PL#, PLNOM, ADR)

Nous rappelons que la clé primaire est soulignée dans l ’énoncé des attributs de la

relation.

N : 1




THEOREME DE DECOMPOSITION

Ce théorème de décomposition (sans perte d ’information) est souvent appelé théorème

de décomposition de CASEY et DELOBEL

Soient R(U) et (X, Y, Z) une partition de U avec X Y

Alors R(U) = R(U1)(X = X)R(U2) avec

U1 = X Y (union des attributs intervenant dans la DF)

U2 = X Z (union du déterminant, attribut de la jointure, avec les autres attributs de U)

EXEMPLE : AVION(AV#, AVNOM, CAP, LOC) avec AV## clé primaire et

AVNOM CAP

Le théorème de décomposition permet d ’avoir deux relations

DF

DF

AVION1 AVNOM CAP

AIRB 250

CAR 100

B707 150

AVION2 AV# AVNOM LOC

100 AIRB TOUL

101 AIRB TOUL

102 AIRB PARIS

103 CAR TOUL

104 B707 PARIS

105 B707 PARIS




SURVOL DES FORMES NORMALES

2NF, 3NF, BCNF Liens N:1 ou 1:1

Liens 1:N ou N:M

4NF (multivalués)

INDEPENDANTS

Liens 1:N ou N:M

5NF (multivalués)

DEPENDANTS avec contrainte

de symétrie

Principe de localité

un seul concept sémantique dans une relation

sinon on décompose




Définition 3NF

Définition de Sharman

« Une Relation est en 3NF si tout déterminant d’un lien N:1 est clé primaire »




EXEMPLE DE LIENS MULTIVALUES

INDEPENDANTS

un pilote conduit plusieurs avions (N:M)

un pilote assure plusieurs trajets (VD, VA) (N:M)

Ces liens sont indépendants

TRAJET PILOTE AVION

N M N M

TRAJET PILOTE

VOL1

AVION

VOL1 (PL#, AV#, VD, VA) en 3NF

contient 2 liens N:M indépendants

Représentation graphique de Winsberg associé à VOL1




REPRESENTATIONS POSSIBLES

DISJOINTES

VOL1 PL## AV## VD VA

10 100 @ @

10 101 @ @

10 102 @ @

10 @ Nice Toulouse

10 @ Paris Nice

PRODUIT

CARTESIEN

[« indépendance »]


10 100 Paris Nice

10 100 Nice Toulouse

10 101 Paris Nice


10 102 Paris Nice





REPRESENTATIONS POSSIBLES

ALEATOIRE


10 100 Paris Nice

10 101 @ @


10 @ Paris Nice

10 102 @ @

COMPRESSE


10 100 Paris Nice


10 102 @ @




DECOMPOSITION POUR ISOLER LES

LIENS MULTIVALUES INDEPENDANTS

VOL11 PL## AV##

10 100

10 101

10 102

VOL12 PL## VD VA

10 Paris Nice

10 Nice Toulouse

4NF

3NF

+

pas de lien multivalué

indépendant




LIEN MULTIVALUE DEPENDANT

EXEMPLE : un pilote conduit des avions sur différents trajets ….

PILOTE

AVION TRAJET

N

M P

VOL 1+

Contrainte de symétrie

Le pilote P conduit l ’avions A

(et) si l ’avion A est utilisé sur le trajet T

(et) le trajet T est assuré par le pilote P

SI

Alors

le pilote P conduit l ’avion A sur le trajet T

VOL2




LIEN MULTIVALUE DEPENDANT


11 102 Madrid Paris

10 100 Paris Madrid

10 100 Madrid Paris

10 101 Madrid Paris

10 101 ParisMadrid

VOL21 PL## AV##

11 102

10 100

10 101

VOL23 AV## VD VA

100 Madrid Paris

100 Paris Madrid

101 Madrid Paris

101 Paris Madrid

102 Madrid Paris

VOL23 PL## VD VA

11 Madrid Paris

10 Paris Madrid

10 Madrid Paris

Isolement de chaque

lien inter-dépendant

PROJECT

Exemple : anomalie insertion dans VOL2 : (10, 100, Nice, Toulouse)

insertion (10, 101, Nice, Toulouse)




NORMALISATION

5NF :

4NF + isolement des liens multivalués symétriques interdépendants)

Opérateur algébrique pour :

-décomposition

-recomposition

Dépendance

- JOIN

- PROJET

-UNION

- SELECT

- DIVISION

- PROJECT

fonctionnelle

2NF

3NF

BCNF

(3,3)NF

-

multivaluées 4NF (3,3)NF -

De jointure 5NF - -

Iso-dépendance - - B-NF




EXEMPLES ET CAS PARTICULIERS

EXEMPLE 1

PILOTE

PILENFANT

1

N

PILOTE (PL#, PILNOM, ADR, SAL)

PILENFANT (PL#, E#, PILNOM, ADR, SAL)

Un pilote comprend les propriété suivantes

- monovaluées : PL#, PLNOM, ADR, SAL

- multivaluées : E#, AGE, PRENOM de ses enfants




EXEMPLES ET CAS PARTICULIERS

EXEMPLE 2

COURS

COURS -

OFFERT

1

N

ETUDIANT

1

N

COURS (C##, INTITULE)

COURS-OFFERT (C##, OFF#, DATE, LOCA)

ETUDIANT (C##, OFF##, E##, DIPLÔME)

Chaque cours comprend un numéro, un intitulé et un ensemble de valeurs indiquant la

date et le lieu où le cours est donné.

Chaque cours donné comprend une date, un lieu et un ensemble d ’étudiant suivant

le cours.

Chaque étudiant comprend un numéro et le nom du diplôme préparé.




EXEMPLES et CAS PARTICULIERS

EXEMPLE 3

Schéma suivant ?

VOL1 (VOL##, VD-VILLE, VA-VILLE, HD, HA)

PAV (VOL##, PL##, AV##)

:1) VOL est une entité « déterminante » (de PILOTE et d ’AVION)

(H1) VOL## (PL##, AV##)

Schéma relationnel :

VOL (VOL##, AV##, PL##, VD, VA, HD, HA)

N:1





EXEMPLE 3

2) VOL est une entité « associative »

(lien N:M entre AVION et PILOTE)

(H2) VOL## (PL##, AV##)

Schéma relationnel :

VOL1 (VOL##, VD-VILLE, VA-VILLE, HD, HA)

PAV (VOL##, PL##, AV##)

EXEMPLE : avec N = 2

VOL2 (VOL##, PL##CHEF, COPL##,

AV##INIT, AV##RECH, VD, VA, HD, HA)

avec

PL##CHEF : numéro du pilote en chef

COPL## : numéro du copilote

AV##INIT : numéro d ’avion principal

AV#RECH : numéro d ’avion de rechange

N : M





EXEMPLE 4

EMPLOYE (E-E##, ENOM, EADR, SAL)

PILOTE (E-P##,… NBHV, SPEC)avec

NBHV : nombre d ’heures de vol

SPEC : spécialité particulière (principale)

HOTESSE (E-H##,… RANG, ANCIEN.)

AVION (AV##, AVNOM, CAP, LOC-VILLE)

EQUIPAGE (EQ##; P1#, P2#, H1#, H2#, H3#)

VOL (VOL##, EQ##, AV##, VD-VILLE,

VA-VILLE, HD, HA)

Note : en CAMPUS cette double déclaration est impossible ; il faut donc créer une clé

primaire multi attribut ; exemple dans la relation HOTESSE la clé serait le couple d ’attribut

(H#, RANG).




GENERALISATION

Considérons l ’entité EMPLOYE de la compagnie aérienne avec l ’extension suivante

EMPLOYE E# ENOM SAL NBHVOL RANG STATUT

1 Pierre 20 KF 2000 - Pilote

2 Serge 30 KF 3000 - Pilote

3 Elodie 15 KF - 1 Hôtesse

4 Martine 20 KF - 3 Hôtesse

EMPLOYE E# ENOM SAL STATUT

1 Pierre 20 KF Pilote

2 Serge 30 KF Pilote

3 Elodie 15 KF Hôtesse

4 Martine 20 KF Hôtesse

PILOTE E# NBHVOL

1 2000

2 3000

Hotesse E# RANG

3 1

4 3

Double Déclaration :

« clé primaire et

étrangère

Elimination de valeurs

nulles inapplicables




GENERALISATION

Autre représentation possible

EMPLOYE E# STATUTPour intégrité

référentielle

PILOTE PL# PLNOM SAL NBHVOL

HOTESSE H# HNOM SAL RANG

Intérêt : relation dynamique mettant en jeu un lien avec EMPLOYE

INTERROGATION RELATIONNELLE

{E#} {PILOTE HOTESSE}

QL relationnel : UNION de jointure sur les clés.




RESUME

Modification / « NORMALISATION »

VS (contre)

Consultation / « DENORMALISATION »

2ième phase : (approche analytique)

Normalisation :

Définition des « bonnes » relations pour les opérations de mise à jour.

- 1ière forme normlae : tout attribut est monovalué

(création de nouvelle relations ou de noveau attributs)

- 3ième forme normale : tout déterminant d ’un lien N:1 est clé

Processus de décomposition réversible

(un seul concept sémantique par relation)

Règle finale sur le schéma relationnel

R1 : « Deux relations indépendantes ne peuvent avoir la même clé primaire sauf si

l ’une est aussi clé étrangère ».

Cette double déclaration est nécessaire pour prendre en compte la généralisation et

résoudre simplement le problème d ’interblocage d ’initialisation.

Sur-normalisation (performance d ’accès)

Dénormalisation (interrogations privilégiées)




Exemples 2NF, 3NF et BC -NF

VOL (VOL#, Jour, PL#, AV#, TYPE-VOL)

-Initialisez par des tuples

-Montrez les anomalies de stockage

-Normalisez

1) VOL# TYPE-VOLNormalisation 2NF (dépendance partielle sur la clé)

2) PL# AV#Normalisation 3NF (dépendance transitive)

3) PL# JourNormalisation BCNF

methode de conception d ’un schema relationnel de c. date & t. codd

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