les bases de données relationnelles

5/17/2018 Les bases de Données Relationnelles - slidepdf.com

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Les bases de Données

Relationnelles



2

Chapitre 1 : Règles de passage du Diagramme de

Classes au Modèle Relationnel



3

1)Cas des entités:

Pour chaque entité du diagramme de classes,une table est crée dans le modèle relationnel.Les attributs de l'entité deviennent les attributs

de la table ,et dans le cas d'une entité forte, sonidentifiant simple ou composé, devient la cléprimaire de la table.

Il existe deux types d'entités faibles dans un

diagramme de classes : les entités d'associationet les entités représentant un composant d'uneentité composite.



4

Diagramme de classes comportant une entité

d’association:



5

Le modèle relationnel dérivé comporte troistables dont une table, Article commandé,

possède une clé primaire composéeobligatoirement des clés primaires des deuxautres tables.

Ébauche du modèle relationnel dérivé du modèle



6

La table dérivée de l'entité d'association est une tablefille qui doit être liée à toutes les tables dérivées desautres entités associées qui agiront comme tablesmères.

Chaque association portera une multiplicité 1..1 du côtéde la table mère et quant aux multiplicités du côté de latable fille, elles sont reprises du diagramme de classes.



1-2) Dérivation à partir des entités d’une composition

Une table sera dérivée du composite et uneautre sera dérivée du composant. Cette dernière

aura comme clé primaire la combinaison de

l'identifiant du composite et de l'identifiantpropre du composant.



9

Diagramme de classes comportant une composition



10



11

2) Associations Binaires:

Dans un tel cas, la dérivation de la clé étrangère repose sur l'analyse

des multiplicités minimales de l'association. Cela consiste à établir sila participation des occurrences à l'association est obligatoire d'un

côté ou de l'autre ou des deux à la fois. Si la participation est obligatoire des deux côtés de l'association

(multiplicités minimales 1 de part et d'autre), l'une ou l'autre des tablesdérivées des entités peut agir comme table mère.

Cependant, si une seule des deux entités est associée à une

troisième, on choisira comme table fille celle dérivée de l'entité quicomporte une deuxième association.

Si toutes deux sont associées à une autre, on choisit comme table fillecelle qui possède une clé primaire composée.

2-1) Associations Binaires un à un:



12

Association binaire un à un avec participation

obligatoire de part et d’autre



13

Pour ce modèle, nous faisons l’hypothèse que l’entité

Paiement est associée par ailleurs à l’entité Client (nonillustrée). La table fille sera donc Paiement, la table mèresera Reçu, et la clé primaire de la table mère, No reçu,est reproduite dans la table fille à titre de la clé étrangère.Sans cette hypothèse, la table fille aurait tout aussi bienpu être Reçu.



14

Diagramme de classes avec association un à un,

et une participation optionnelle d’un coté



15

L'association un à un étant optionnelle côté

Carte de crédit, la table dérivée de cette entitéest considérée comme table fille et la clé primairede la table mère Client, soit No client, est copiéedans la table fille comme clé étrangère.



16

Modèle relationnel dérivé



17

2-2) Association binaire un à plusieurs

la table dérivée de l'entité du côté de la multiplicitémaximale plusieurs (*) est considérée comme latable fille. En conséquence, une copie de la cléprimaire de la deuxième table, la table mère, est

déposée dans la table fille à titre de clé étrangère.



18

Modèle conceptuel avec association binaire un à plusieurs



19




20

2-3) Association binaire plusieurs à plusieurs:

Une association plusieurs à plusieurs sans entité d'association donnelieu à une table fille comportant comme clé primaire la combinaison des

clés primaires des tables mères. Chaque association portera une

multiplicité 1..1 du côté de la table mère et quant aux multiplicités du côté

de la table fille, elles sont reprises du diagramme de classes .

Magasin

N° agenceN° civiqueRue

VilleCode postalN° téléphone

Employé

N° employéNom employéPrénom employéSalaire employé1..* 1..*



21

Modèle relationnel dérivé d’une association binaireplusieurs à plusieurs :



22

3) Priorité d’application des règles de dérivation Qu'arrive-t-il si les deux mêmes entités sont associées avec des

associations de natures différentes ? Par exemple à la fois par

une association du type un à un et une autre de type un à

plusieurs. Réponse : il n'y a pas de priorité d'application des

règles : Chaque association donne lieu à la création de clés

étrangères, dans la même table ou dans les deux tables.



23

Plus d’une association impliquant les même entités



24

Modèle déviré d’association impliquant les mêmes

entités



25

4) Dérivation réflexive

La dérivation d'une association réflexive

reprend les règles évoquées en les

spécialisant pour tenir compte du fait qu'une

entité est associée à elle-même.



26

Cas 1: L'association réflexive comporteune entité d'association

L'entité d'association donne lieu à une table filleassociée à la table mère dérivée de la seule entitéen cause. La table dérivée de l'entité d'association

comporte les attributs de cette dernière aveccomme clé primaire deux exemplaires de la cléprimaire de la table mère, les exemplaires portentun nom différent pour éviter toute redondance.



27

Modèle conceptuel avec association réflexive et

entité d'association



28

Le résultat de la dérivation du modèlerelationnel est donné à la figure. La table filleMariage est drivée de l'entité d'association. Ellecomporte une clé primaire composée des deuxnuméros matricules des personnes contractant unmariage. Chaque matricule porte un nom d'attributdifférent.




29

Cas 2: L'association réflexive est dutype un à un ou un à plusieurs

Dans ce cas une seule table est dérivée et elle comporteune clé étrangère. Celle-ci est un double de sa clé primaire

qui doit porter un nom différent. Les multiplicités de

l'association au modèle conceptuel sont reprises

intégralement dans le modèle relationnel dérivé.



30

Modèle relationnel, dérivé du modèle conceptuel



31

Modèle conceptuel, sans entité d’association, avec

association réflexive un à plusieurs

Modèle relationnel dérivé du modèle conceptuel



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Cas 3: L'association réflexive est du typeplusieurs à plusieurs

Une association réflexive plusieurs à plusieurs esttraitée comme une association réflexive comportantune entité d'association. Une table doit être crééepour assurer une liaison plusieurs à plusieurs sur la

même table. Cette table n'a pas d'attribut propre.Sa clé primaire est une combinaison de deuxexemplaires de la clé primaire de la table dérivéede l'entité.



33

La figure modélise la descendance d'unepersonne. Une personne descend de plusieurs

personnes et par ailleurs possède plusieursdescendants.

Modèle conceptuel, sans entité d'association, avec association réflexive plusieurs à plusieurs



34




35

5) Associations de degré supérieur

Toute association de degré supérieur donne lieu à une table qui

s'ajoute aux tables dérivées des entités associées.

S'il s'agit d'une association de degré supérieur qui comporte une

entité d'association, les règles vues précédemment pour la conversion

d'une entité d'association sur une association binaire s'appliquent ;

chaque entité associée devient une table mère; l'entité d'association devient une table fille. Les clés primaires des

tables mères qui sont copiées dans la table fille sont toutes desattributs considérés comme clés étrangères.

Les multiplicités placées du côté de la table fille sont toutes 0..*,et les

multiplicités du côté des tables mères sont systématiquement 1..1.



36

Modèle conceptuel avec entité d'association sur une association de degré supérieur



37

Modèle relationnel dérivé du modèle



38

Diagramme de classes avec une association de degré supérieur



39

Modèle relationnel dérivé du modèle



40

6) Association d’héritage:

Les tables dérivées d'une association ou de

plusieurs associations d'héritage rattachées au mêmesupertype seront de natures fort variées selon qu'il y aprésence ou non de contraintes inter associations dansle modèle conceptuel.

Nous allons illustrer à tour de rôle chaque situation àl'aide d'un exemple. Toutes les figures montrent àgauche un diagramme de classes avec une ou desassociations d'héritage et à droite le modèle relationnel

résultant.



41

Cas 1 : aucune contrainte



42

.

Cas 2: Contrainte d’exclusion



43

Cas 3:Contrainte de totalitéUne contrainte de totalité spécifie qu'uneoccurrence du supertype doit avoir les attributsde tous ses sous-types et donc être de tous les

sous-types à la fois. Deux attributs booléens,Poste client? et Serveur?, permets d'établir lessous-types auxquels une ligne de la table dérivéeappartiens.



44

Cas 4: Contrainte de partition

Une contrainte de partition stipule qu'une occurrencedu supertype doit appartenir obligatoirement à un des

sous-types. D'où la présence d'un attribut discriminantobligatoire, Sous-type, qui rattache l'occurrence à un

des deux sous-types admissibles.

Et d d



Etude de cas: Traduire le diagramme de classe suivant en modèle logique correspondant

45



46

Chapitre 2 : Introduction aux bases de données



47

I – Définitions :

Une base de donnée est une collectiondes données inter-reliées. C'est une entité

cohérente logiquement et véhiculant unecertaine sémantique.



48

Un système de Gestion De Bases De données(SGBD) est un ensemble de programmes qui

permettent à des utilisateurs de créer etmaintenir une base de données.

Les activités supportées sont la définition d'unebase de données (spécification des types de

données à stocker), la construction d'une basede données (stockages des donnéesproprement dites) et la manipulation desdonnées (principalement ajouter, supprimer,

retrouver des données). Les SGBD commerciaux les plus connus sont

Oracle , Sybase, lnformix et DB2.



49

Un SGBD sépare la partie description desdonnées, des données elles mêmes. Cette

description est stockée dans un dictionnaire desdonnées (également géré dans le SGBD) etpeut être consultée par les utilisateurs.



50

Un modèle de données est un ensemble deconcepts permettant de décrire la structured'une base de données.

La plupart des modèles de données incluent desopérations permettant de mettre à jour etquestionner la base. Le modèle de données leplus utilisé est le modèle relationnel .



51

Un schéma de base de données (oucompréhension ou intension) est la descriptiondes données à gérer. Il est conçus dans laphase de spécialisation et peut être évolutif

(pratiquement statique). Une extension d'une base de données

correspond aux données de la base à un instantdonné. Par définition cet état est dynamique.



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II- Fonctionnalités:

Nous donnons ici les caractéristiquessouhaitables des SGBD qui ne sont pas

forcément prises en compte par les SGBDCommerciaux.



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1- Contrôler la redondance d'informations

La redondance d'informations pose différentsproblèmes (coût en temps, coût en volume etrisque d'incohérence entre les différentes

copies). Un des objectifs des bases de données est

de contrôler cette redondance, voire de la

supprimer, en offrant une gestion unifiée desinformations complétées par différentes vuespour des classes d'utilisateurs différents.



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2- Partage des données

Une base de données doit permettre d'accéder à lamême information par plusieurs utilisateurs enmême temps. Le SGBD doit inclure un mécanismede contrôle de la concurrence basée sur destechniques de verrouillage des données (pour éviter

par exemple qu'on puisse lire une information quiest en train de se mettre à jour).

Le partage des données se fait également par la

notion de vue utilisateur qui permet de définir pourchaque classe d'utilisateurs la portion de la ou dedonnées qui l'intéresse (et dans la forme quil'intéresse).



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3- Gérer les autorisations d'accès

Une base de données étant Multi-Utilisateurs, sepose le problème de confidentialité desdonnées. Des droits doivent être gérés sur les

donnée de lecture, mise à jour, création, ... quipermettent d'affiner la notion d’ utilisateur.



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4- Offrir des interfaces d'accès multiples

Un SGBD doit offrir plusieurs interfacesd'accès, correspondant aux différents typesd'utilisateurs pouvant s'adresser à lui.



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On trouve des interfaces orientées utilisateurfinal (langages de requêtes déclaratifs commeSQL avec mise en oeuvre graphique, interfacede type formulaires ... ) ou bien orientées

programmeurs d'applications (interface avec deslangages de programmation classiques.



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5- Représenter des relations complexes entre

les données

Un SGBD doit permettre de représenter desdonnées inter reliées de manière complexe.Cette facilité s'exprime à travers le modèle dedonnées sous jacent au SGBD. Chaque modèlede données offre ses propres concepts pour

représenter les relations.



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6- Vérifier les contraintes d'intégrité

Un schéma de base de données se composed'une description des donnée et de leursrelations ainsi que d'un ensemble de contraintesd'intégrité.

Une contrainte d'intégrité est une propriété del'application à modéliser qui renforce la

connaissance que l'on en a.



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On peut classifier les contraintes d'intégrité, encontraintes structurelles ( exemple : un employéa un chef et un seul ) et contraintes dynamiques( exemple : un salaire ne peut diminuer).

Les SGBD commerciaux supportentautomatiquement un certain nombre decontraintes structurelles, mais ne prennent pasen compte les contraintes dynamiques (ellesdoivent être codées dans les programmesd'application).



61

7 - Assurer la sécurité et la reprise après panne

Une base de données est souvent vitale dans lefonctionnement d'une organisation, et il n'est pastolérable qu'une panne puisse remettre encause son fonctionnement de manière durable.Les SGBD fournissent des mécanismes pourassurer cette sécurité.



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En ce qui concerne les risques liés aux pannesdisques, les SGBD s'appuient sur unmécanisme de journalisation qui permet de

régénérer une base de donnéesautomatiquement à partir d'une version desauvegarde et du journal des mouvements.



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III- Architecture Iogique d'un SGBD

Elle est définie sur trois niveaux:

niveau interne ou physique: décrit le modèlede stockage des données et fonctions d'accès



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modèle conceptuel ou logique: décrit lastructure de la base de données globalement àtous les utilisateurs (limite la redondance).

Le schéma conceptuel est produit par uneanalyse de l'application à modéliser et parintégration des différentes vues utilisateurs. Ceschéma décrit la structure de la base

indépendamment de son implantation



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niveau externe: correspond aux différentesvues des utilisateurs. Chaque schéma

externe donne une vue sur le schémaconceptuel à une classe d'utilisateurs.



66

Le SGBD doit être capable de faire destransformations entre chaque niveau, de

manière à transformer une requête exprimée enterme du niveau externe requête du niveauconceptuel puis du niveau physique.(voirschéma)



67

Schémaexterne

Schémaexterne

Schémaexterne

Schémaconceptuel

Schémaphysique

Correspondanceexterne/ conceptuel

CorrespondanceConceptuel/physique



68

Chapitre 3 : Le Modèlerelationnel



69

I- INTRODUCTION :

Le modèle relationnel a été inventé par CODD à IBMSan José .

Au modèle relationnel est associé une théorie qui ne

peut être séparée du modèle: La théorie de lanormalisation des relations.

Cette théorie a pour but d'éliminer les comportementsanormaux des relations lors des mises à jour

Elle permet aussi d'éliminer les données redondantes etde mieux connaître les relations sémantiques entredonnées.



70

II- LES CONCEPTS DE BASE DU MODELE

Notion: Domaine (DOMAIN)Ensemble de valeurs

Le concept de relation découle directement de lathéorie des ensembles. Nous allons en rappelerla définition qui nécessite tout d'abord

l'introduction de la notion de domaine.



71

Exemples: Le domaine des entiers

E={0,±1, ±2,…. ± ∞ }

-Le domaine des booléens {0,1} Le domaine des couleurs du drapeau marocain

composé des {Rouge, Vert}



72

Rappelons que le produit cartésien d'unensemble de domaines Dl, D2 ... Dn, notéDl x ... x Dn, est l'ensemble des n-uplets ou

tuples <VI, V2, ... Vn> tels que Vi €Di. Parexemple, le produit cartésien des domainesDl = {ROUGE, VERT} et D2= {O, l} est composéde quatre tuples.



73

ROUGE 0

ROUGE 1

VERT 0

VERT 1



74

On peut maintenant introduire la notion derelation:

Notion 2: Relation (RELATION) Sous-ensemble

du produit cartésien d'une liste de domaines.



75

Une relation est généralement caractérisée parun nom.

Par exemple, à partir des domainesDl={ROUGE, VERT} etD2{O, l} On peutcomposer la relation V AL



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VAL D1 D2

ROUGEROUGE

VERT

01

0



77

Notion 3: Attribut (A TTRIBUTE) Colonne

d'une relation caractérisée par un nom.

En première approche, un schéma de relation est le nomde la relation suivi de la liste des attributs avec leurs

domaines. Ainsi à toute relation, il est possibled'associer un schéma de relation qui représente (aumoins en partie la relations, alors que le tableau avec les

tuples représente un extension possible.



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Par exemple, une relation décrivant des voitureset comportant les attributs: NV,MARQUE,TYPE, PUISSANCE, COULEUR, aura pourschéma:

Voiture (NV : entier, MARQUE: caractère (l0),TYPE: caractère (4), PUISSANCE: entier,COULEUR: char(15).



79

Afin de simplifier, on ne précise en général pasles domaines. On peut maintenant introduire la

notion de base de données relationnelle.

Notion 4 : Base de données relationnelles ( Relational database)Base de donné dont le schéma est une ensemble de schémas derelations dont les occurrences sont des tuples de ces relations.

III) L'approche par décomposition



III) L'approche par décomposition

L'approche par décomposition permet deconcevoir des schémas relationnels tend à partird'une relation composée de tous les attributs,appelée la relation universelle, et à décomposercette relation en sous relations qui ne souffrirontpas d’anomalies

La compréhension de la théorie de la

décomposition des relations nécessite laconnaissance de deux opérationsélémentaires:La projection et la jointure.

80

a)La projection



a)La projection

La projection est l'opération qui consiste à

supprimer les attributs d'une relation et à

éliminer les tuples en double qui risquent

d'apparaître dans la nouvelle version

obtenue. Elle est représentée par π

81

Exemple:



p

82

INTERVENIR

Identité Employé Type Intervention Marque

Tussier Dépannage Peugeot

Tussier Dépannage Citroën

Martin Electricité Citroën

Martin Electricité Renault

Martin Mécanique FiatMartin Mécanique Ford

Piquard Carrosserie Fiat

Piquard Carrosserie Ford

Piquard Alarme Fiat

π identitéemplooyé (INTERVENIR)

TussierMartin

Piquard

π typeintervention (INTERVENIR)

DépannageElectricité

Mécanique

Carrosserie

Alarme

Soit la relation intervenir(identité employé, type intervention, marque).On veut déterminer la liste des noms des employés ainsi que la liste des typesd’intervention.

b)jointure



b)jointure

L'opération inverse de la projection est la jointurenaturelle ou simplement jointure. La jointure naturelle dedeux relations R et S, de schémas respectifs R (Al, A2,... An) et S (BI, B2, ... Bp) est une relation ayant pourattributs l'union des attributs de R et S, soit:

{AI,A2, ... An} U {BI,B2, .. Bp}

et pour tuples tous ceux obtenus par concaténation destuples de R et S ayant mêmes valeurs pour les attributsde même nom.

83



84

Exemple de jointure naturelle de deux relations R et S,que l'on note R∞S

R Marque COULEUR

RENAULT

PEUGEOTCITROEN

RENAULT

ROUGE

VERTEBLEUE

VERTE

S Couleur puissance

Rouge

Verte

Bleue

Bleue

Verte

6

9

2

5

6

R∞S Marque Couleur puissance

RENAULT

PEUGEOT

PEUGEOT

CITROEN

CITROEN

RENAULT

RENAULT

Rouge

Verte

Verte

Bleue

Bleue

Verte

Verte

6

9

6

2

5

9

6

Etude de cas :



85

NVMARQUE TYPE PUIS COUL N°CIN NOM PREN DATE PRIX

4200-12 1

3001-11 1

800-1 2

1001-2 7

400-2 2

RENAULT

PEUGEOT

CITROEN

CITROEN

RENAULT

R12TS

504

2CV

AM18

R18B

6

9

2

5

9

ROUGE

VERTE

BLEUE

BLEUE

VERTE

Q 1019

Q 1019

I 9003

I 9003

L 8720

Hassouni

Hassouni

Karimi

Karimi

LAMALIF

SAID

SAID

FARID

FARID

HAMZA

10.2.75

11.6.80

20.4.76

20.8.80

11.9.81

10.000

50.000

5.000

20.000

25.000

Le Tableau suivant représente les données relatives aux personnesqui possèdent des véhicules :

1) Enumérer et résumer tous les problèmes que cette représentation de

données semble poser.2) En vous basant sur l’opération de projection, décomposer la relation

représentée par le tableau en d’autres relations ?

3) Comment retrouver toutes les données à partir de ces relations?



86

Chapitre 4: Dépendancesfonctionnelles et Normalisation



87

La notion de dépendance fonctionnelle futintroduite par CODD afin de caractériser desrelations qui peuvent être décomposées sansperte d‘informations, et pour déterminer pourchaque valeur de l’identifiant ,une seule

occurrence de la relation .

Un attribut (ou groupe d'attributs) Y dépendfonctionnellement d'un attribut (ou groupe

d'attributs) X, si, étant donné une valeur de X illui correspond une valeur unique de Y (et ceciquelque soit l'instant considéré)



88

A titre d'exemple:soit la relation

Voiture(Nv,couleur,type,marque ,puissance)

Dans cette relation on a les dépendances

fonctionnelles suivantes: NV-->COULEUR

TYPE-->MARQUE

TYPE-->PUISSANCE

(Type. Marque) ->PUI SSANCE



89

Par contre les dépendances fonctionnellessuivantes sont inexistantes:

PUISSANCE---/--->TYPE TYPE---/ --->COULEUR



90

2. Propriétés des dépendances fonctionnelles

Les DF obéissent à plusieurs règles d'inférencetriviales.

1.Réflexivité : Y C X ==> x-> y ; cette règle stipule que tout

ensemble d'attributs détermine lui-même ou unepartie de lui-même.



91

2. Augmentation:

X-> Y==> XZ-> YZ ; cette règle signifie que si X

détermine Y.

Les deux ensembles d'attributs peuvent êtreenrichis par un même troisième.



92

Une règle d'inférence moins triviale est la

transitivité.3. transitivité:

X->Y et Y->Z ==> X->Z

Exemple:

NV->TYPE et TYPE ->PUISSANCE

ON déduit: NV => PUISSANCE



93

3.Graphe des dépendances fonctionnelles

Soit un ensemble F de dépendancesfonctionnelles élémentaires. Dans le où tous lesattributs gauches sont uniques, il est possible devisualiser cet ensemble de DF par un grapheappelé graphe des dépendances fonctionnelles.A titre d'exemple, considérons l'ensemble dedépendance fonctionnelles entre les attributs de

la relation VOITURE:



94

F= {NV->TYPE; TYPE ->MARQUE; TYPE->

PUISSANCE ;NV >CQULEUR). Le graphe associé est représenté :



95

4. Notion de clé et trois premières formes

normales 4.1. clé de relation

La notion de clé de relation est un concept

essentiel du modèle relationtionnel. Bien que lanotion intuitive de clé soit bien connue, il estpossible d'en donner une définition plus formelleà partir de celle, de dépendance fonctionnelle.



96

Notion 5 : Clé de relation (Relation Key)

1)Sous-ensemble X des attributs d'unerelation(A1,A2 ..... An) 1) X->AI,A2, .... An

2) Il n'existe pas de sous-ensemble YCX tel queY ->AI, A2 .. An



97

4.2. Définition des trois premières formes normales

Les trois premières formes normales ont pourobjectif de permettre la Décomposition derelations sans perdre d'informations, à partir dela notion de dépendance fonctionnelle.

L'objectif de cette décomposition est d'aboutir àun Schéma conceptuel qui ne représente pas de

redondances.



98

Notion 6: Première Forme Normale (First

Normal Form) une relation est en premièreforme normale si tout attribut contient unevaleur atomique.



99

Cette forme normale est justifiée par lasimplicité et l'esthétique. Elle consistesimplement à éviter les domaines composésde plusieurs valeurs.

La deuxième forme normale permet d'assurerl'élimination de certaines redondances engarantissant qu'aucun attribut n'est déterminé

seulement par une partie de la clé.

Exercice d’application:



Soit la relation: Personne( idpersonne ,Identité,Adresse,Voitures) Qui renseigne sur les voitures appartenant à une

personne.

Nb:Voitures est un champ contenant les matricules des différents véhicules appartenant à une personne.

Cette relation , Est – elle en première forme normale?

100



101

Notion 7: Deuxième forme normale (Secondnormal form)

1.une relation R est en deuxième forme

normale si et seulement si : 1 .Elle est enpremière forme;

2. Tout attribut n'appartenant pas à une clé nedépend pas que d'une partie de cette clé.

Exercice d’application:



Exercice d application:

soit la relation

OPERATION(N ° Compte*,CodeOpe*,DateOpe* ,Nom,Prenom,LibelOpe,

Somme)

on note que :

- Nom et Prénom dépendent fonctionnellement de N°Compte

-Libellé d'opération dépend fonctionnellement de Code opération

Est – elle en deuxième forme normale?

102



103

Notion 8 : troisième forme normale

Une relation est en troisième forme normaleSSI :

1.Elle est en deuxième forme normale.

2.Elle ne permet pas une dépendancefonctionnelle transitive

Exercice d’application



pp

soit la relationADHERENT(CodeAdh,NomAdh,AdressAdh,TypAdh,Cotis Adh)

On impose que la cotisation de l'adhérent dépendfonctionnellement du type de l'adhérent.

Est – elle en : troisième forme normale?

104

O C CO



105

Considérons la relation FRUITS (TYPE, PAYS,REGION) dont la clé est le couple <TYPE, PAYS>,avec les dépendances fonctionnelles supposées:

REGION->PAYS

(TYPE, PA YS)->REGION

4.3. Forme normale de BOYCE-CODD



106

Cette relation est bien en troisième formenormale car aucun attribut non clé ne dépendd'une partie de la clé ou d'un attribut non clé.

Cependant, l'extension de cette relationprésente de nombreuses redondances.



107

FRUITS TYPE PAYS Régions

Oranges

Pommes

Poires

Cerises

Raisin

Maroc

Maroc

Maroc

Maroc

France

Saisse

Saisse

Saisse

Saisse

Boujeaulais



108

Extension et DF de la relation FRUITS

Afin d'éliminer ces types de redondances.BOYCE et CODD ont introduit la forme normale

qui porte leur nom(en abrégé BNCF).



109

Notion 9 : Forme normale de Boyce Codd(Boyce Codd Form) une relation est en BNCFsi et seulement si les seules dépendancesFonctionnelles élémentaires sont celles danslesquelles une clé détermine un attribut.

*Type (type, Région)

*Région (Région, pays)

Etude de cas:



Etude de cas: Le schéma de relation Prime donne la liste des primes attribuées

au personnel technique en fonction des machines sur

lesquelles il travaille.PRIME(idMachine, atelier, idTechnicien, montantPrime,

nomTechnicien)

Supposons les dépendances fonctionnelles suivants:

- idMachine → atelier

- idTechnicien → nomTechnicien

- (idMachine, idTechnicien) → montantPrime

1) Proposer un identifiant pour ce schéma de relation.

2) En quelle forme normale se trouve ce schéma de relation?Pourquoi?

3) Normaliser ce schéma de relation jusqu’à la forme de Boyce

Codd.

110

4 4 Dépendances multivaluées et quatrième forme



111

4.4. Dépendances multivaluées et quatrième forme

normale a .Dépendances multivaluées:

La notion de dépendance fonctionnelle nous aconduit à décomposer les relations en troisièmeforme normale et en forme normale de Boyce-

Codd.



112

Ceci est insuffisant pour éliminer lesredondances et les anomalies de mise à jour.

Considérons par exemple la relation:PARTICIPANT (NP, COURS, SPORTS) Où NPest le numéro du participant , COURS: les courssuivis et SPORTS: les sports pratiqués.



113

PARTICIPANT NP COURS SPORT

100

100

200200

200

Base de données

Base de données

Base de donnéesBase de données

mathématiques

Tennis

Football

VéloVélo

Vélo

Relation en troisième forme normale avec redondance



114

Il apparaît clairement des redondances dans cette

relation, et cependant, du fait de l'absence dedépendances fonctionnelles, elle est jusque-là nondécomposable.

L'exemple précédent montre l'insuffisance de lanotion de dépendance fonctionnelle qui ne permetpas de saisir l'indépendance qui existe entre desattributs tel que COURS suivi et SPORT pratiqué.

Pour cela, on généralise la notion de DF enintroduisant celle de dépendance multivaluées (DM).



115

Notion 10: Dépendance multivaluée (Multivalueddependency)

Soit R (A1A2 .... An) un schéma de relation et X et Y

des) sous-ensembles de A1.A2……..An.

On dit que X->-> y (X multi détermine Y, ou il y a unedépendance multivaluée de Y sur X) si, étantdonnées des valeurs de X il Y a un ensemble de

valeurs de Y associées et cet ensemble estindépendant des autres attributs .



116

Exemple:

Soit la relation : VOL (NV,AVION,PILOTE) où NV est un numéro

de vol. On suppose disposer d'un ensembled'avions et d'un ensemble de pilotes. Tout pilote est

conduit à piloter tout avion sur n'importe quel vol.Ainsi, avion et pilote sont indépendants. D'où lesdeux DM élémentaires:

NV AVION ;NV PILOTE



117

Soit encore la relation:PERSONNE (N °CIN, PRENOM ENFANT,

N°VEHICULE)

II est clair que l'on a les DM élémentaires:

N°CIN PRENOM ENFANT; N°CIN N° VEHICULE.

b) Q t iè F N l



118

b) Quatrième Forme Normale

La quatrième forme normale est unegénéralisation de la forme normale de BoyceCodd afin de décomposer les relations ayantdes DM élémentaires.

Notion 11: Quatrième forme normale (Forthnormal form) une relation est en quatrièmeforme normale si et seulement si les seules

dépendances multivaluées élémentaires sontcelles dans lesquelles une clé détermine unattribut.



119

A titre d'exemple, la relation PARTICIPANT (NP, COURS, SPORT) n'est pas en quatrième

forme normale: la clé est l'ensemble desattributs et il existe des DM élémentaires:

NP COURS

NP SPORT

entre des attributs participants à la clé.



120

Il a été montré que toute relation a unedécomposition (pas forcément unique) enquatrième forme normale qui est sans perte. Par

exemple la relation PARTICIPANT peut-êtredécomposée en deux relations (NP, COURS) et(NP,SPORT) qui sont bien en quatrième formenormale.



121

Chapitre 5 : L'agèbrerelationnelle



122

L'algèbre relationnelle se Compose d'un ensemble

d'opérateurs opérant sur des relations et produisantde nouvelles relations.

Il est donc possible de construire de nouvellesinformations à partir des relations de départ et d'une

composition séquentielle d'opérateurs.

De nombreux opérateurs relationnels ont étéproposés, on peut cependant présenter ici les plus

courants. On peut classifier les opérateursrelationnels en trois catégories:

l é t i ff t ti



123

les opérateurs unaires : affectation,sélection et projection

les opérateurs binaires travaillant sur desrelations de même schéma: union,intersection, différence

les opérateurs binaires travaillant sur desrelations de schémas différents: jointure,

produit cartésien, thêta-jointure, division .

1 Opérateurs unaires :



124

1. Opérateurs unaires :

affectation: R(AI, ... , An) = expression desélection

l'affectation permet de sauvegarder le résultatd'une expression de recherche, ou bien derenommer une relation et ses attributs.

- sélection: SELECTION condition deséIection (R)



125

séIection (R)

la sélection prend en entrée une relation Rdéfinie sur un schéma SR et produit en sortieune nouvelle relation de même schéma SRayant comme nuplets ceux de R satisfaisant

à l'expression de sélection. Une expression de sélection est une

condition booléenne construite à partir des

connecteurs logiques et, ou, non et deconditions simples

- projection: PROJECTION Al, .... An (R)



126

p j , ( ) la projection prend en entrée une relation R définie

sur un schéma SR et produit en sortie une nouvellerelation de schéma Al, ... , An (schéma inclus dansSR) ayant comme nuplets ceux de R restreints ausous-schéma Al, .... An. Il faut noter que lacardinalité de la nouvelle relation est inférieure ouégale à celle de R, puisque des doublons ont puêtre produits par la projection et sont doncsupprimés (une relation est toujours un ensemble).

b) Opérateurs binaires de même schéma:



127

) p

Les trois opérateurs ensemblistes opèrent sur desrelations R et S de même schéma SRS.

- union: R UNION S

produit une nouvelle relation de schéma SRS ayantles nuplets de R et ceux de S (les doublons sontsupprimés).

- intersection: R INTERSECTION S

produit une nouvelle relation de schéma SRS ayantles nuplets présents dans R et dans S.



128

- différence: R - S produit une nouvelle relation de schéma SRS ayant

les nuplets de R qui ne sont pas dans S. Attention, ladifférence n'est pas commutative.

c) Opérateurs binaires de schémas différents:



129

Soient R et S deux relations définies sur lesschémas SR et SS.

- jointure: R * S

II faut que les schémas SR et SS aient uneintersection SRS non vide. La relation produite a unschéma qui est l'union des schémas SR et SS etdont les nuplets sont la concaténation des nuplets

de R avec ceux de S s'ils ont même valeur pourtous les attributs communs (c'est à dire ceux deSRS).



130

-produit cartésien:RX S

II faut que les deux schémas SR et SS soient

disjoints. La relation produite a un schéma quiest l'union des schémas SR et SS et dont lesnuplets sont la concaténation des nuplets de Ravec ceux de S. Attention le nombre d'élémentsdu produit cartésien est le produit descardinalités des relations R et S



131

R est définie sur un schéma SR composé desensembles d'attributs X, Y (SR = X UNION Y) etS est définie sur un schéma SS composé del'ensemble d'attributs Y (SS = Y). La relation

produite de RIS comprend tous les nuplets dontla concaténation avec tous les nuplets de Sappartient à R.

Etude de Cas :

Une maîtresse de maison s’est constituée une base de



132

données sur les personnes qu’elle invite et les plats qu’elle leur

sert. Cette base de données est composée des trois relations :

Repas(date,invité):donne la liste des invités qui ont étéreçus et à quelle date;

Menu(date,plat): donne le menu servi à chaque date;

Préférence(personne,plat):donne pour chaque personne

ses plats préfères . A l’aide de l’algèbre relationnelle ,répondre aux requêtes

suivantes:

Q1:Quels sont les invités du repas du 01/04/2010 ?

Q2:Quels sont les repas qui ont été servi à Hassan ?

Q3:Quel est le produit cartésien entre repas et Préférences ?

Q4:Quels sont les personnes qui n’ont jamais été invité ?

Q5:Quels sont les invités qui sont venus à tous les repas ?



133

Chapitre 6 : Le langage SQL

1. Définition:



134

SQL = Structured Query Language, issu deSEQUEL (Structured English as a Query Language) .

SQL permet la définition, la manipulation et lecontrôle d'une base de données relationnelle. Ilse base sur l'algèbre relationnelle.

2.Définition des données



135

a) définitions des tables(relations):

CREATE TABLE (Attribut1 TYPE, Attribut2TYPE, .... contrainte _ intégrité l,

contrainte _integrité2, ... );

Type des données: NUMBER (n) : Entier à n chiffres

NUMBER (n, m) : Réel à n chiffres au total(virgule comprise), m après la virgule

CHAR(n) : Chaîne de n caractères

DATE: Date au format 'JJ-MM-AAAA.'

b)définition des contraintes d'intégrité :



136

Cléprimaire: CONSTRAINT nom contrainte PRIMARY KEY

(attribut_clé [, attribut_c1é2, ... ])

Clé étrangère: CONSTRAINT non1 contrainte FOREIGN KEY

(attribut_c1é_ét) REFERENCES table(attribut)

Contrainte de domaine:

CONSTRAINT non1_contrainte CHECK(condition)

Exemple:



137

CREATE TABLE Client (NumCli NUMBER(3),Nom CHAR(30),

DateNaiss DA TE,

Salaire NUMBER(8,2),

NumEmp NUMBER(3),CONSTRAINT cle-pri PRIMARY KEY (NumCIi),

CONSTRAINT cle_etr-FOREIGN KEY (NumEnlp),REFERENCES EMPLOYEUR(NumElnp),

CONSTRAINT date-ok CHECK (DateNaiss <SYSDATE))

c) Création d'index (accélération des accès)



138

c) Création d index (accélération des accès)

CREATE [UNIQUE] INDEX nomJndex ONnomJable (attribut. [ASC/DESC], ... )

.UNIQUE -==> pas de double

ASC/DESC =-=> ordre croissant ou décroissant

ex_CREATE UNIQUE INDEX Icli ON Client (NumCli);

d) Destructions:



139

)

DROP TABLE nomJable;

DROP INDEX nom index;

e)Ajout d'attributs

ALTER TABLE nom Table ADD(attribut TYPE, ... )

ex_ALTER TABLE Client ADD (tel NUMBER(8));



140

g)Modifications d’attributs ALTER TABLE nomTable MODIFY(attribut TYPE, ... );

ex_ALTER TABLE Client MODIFY (tel NUMBER(IO));

f)Suppression de contraintes

ALTER TABLE nomTable

DROP CONSTRAINT nom contrainte;

3. Mise à jour des données.



141

3 se à jou des do éesa)Ajout d'un tuple

INSERT INTO nom Table

VALUES (val_tt1, val_att2, ... );

ex. INSERT INTO ProduitVALUES (400, 'Nouveau produit', 78.90);



142

b)Mise à jour d'un attribut

UPDATE nom table SET attribut=valeur

[WHERE condition];ex. UPDATE Client SET Nom='Dudule‘

WHERE NumCli = 3;



143

c)Suppression de tuples

DELETE FROM nom_table [WHERE condition];

ex_DELETE FROM Produit;DELETE FROM

WHERE Ville = 'Lyon';

4. Interrogation des données



144

a)sélection

SELECT [ALL/DISTINCT] attribut(s) FROM table(s)[WHERE condition]

[ORDER BY attributs) [ASC/DESC]];.

• Tous les tuples d'une table

ex_SELECT * FROM Client;

• Tri du résultat

ex. Par ordre alphabétique inverse de nom

SELECT * FROM ClientORDER BY Nom DESC;

b) Calculs ex. Calcul de prix TTC



145

SELECT Prix Uni+ Prix Un*0.206 FROM Produit;

c )projection

ex_/Noms et Prénoms des clients, uniquement

SELECT Nom, Prénom FROM Client;

d)Restriction

ex. Clients qui habitent à Lyon

SELECT * FROM ClientWHERE Ville ='Lyon';

Exercice d’application numéro 1 : A l’aide du Langage SQL répondre aux requêtes suivantes:

E 1 C d tité i é l à 3



146

Ex1 : Commandes en quantité au moins égale à 3

Ex2 : Produits dont le prix est compris entre 50 et 100 F

Ex3 :Clients habitant une ville dont le nom se termine par S

Ex4 : prénoms des clients dont le nom est Dupont,Durandou Martin

5. Fonctions d' agrégats



147

5. Fonctions d agrégats

Elles opèrent sur un ensemble de valeurs.

- A VG : moyenne des valeurs

- SUM: somme des valeurs- MIN,MAX: valeur minimum, valeur maximum - ---- COUNT :nombre de valeurs

Exercice d’application numéro 2 : La base de donnée commerciale est composée des trois tables



148

La base de donnée commerciale est composée des trois tablessuivantes:

Client(,identcli,adresscli);Commande(numcommand,numcli,date,montant);

Produit(Refprod,designation,prixprod).

A l’aide du langage SQL répondre aux requêtes suivantes:

Req1: Moyenne des prix des produits

Req2: Nombre total de commandes.

Req3:Nombre de clients ayant passé au moins une commande

6. Jointure



149

ex. Liste des commandes avec le nom des clients

SELECT Nom, Date, Quantité

FROM Client, Commande

WHERE Client. NumCli =

Commande.NumCIi;

7. Jointure exprimée avec le prédicat lN.



150

p p

ex. Nom des clients qui ont commandé le23/09/1999

SELECT Nom FROM Client

WHERE NumCli lN ( .

SELECT NumCIi FROM Commande

WHERE Date = '23-09-1999');

NB : Il est possible d'imbriquer des requêtes.

8.Prédicats EXISTS/NOTEXISTS



151

ex : Clients qui ont passé au moins une

commande [n'ont passé aucune commande]

SELECT * FROM Client WHERE Numcli [NOT]

EXISTS(SELECT * FROM Commande

WHERE CLIENT. NumCli=Commande. NumCIi );

9. Prédicats ALL



152

9. Prédicats ALL

ex : numéros des clients qui ont commandé aumoins un produit en qualité supérieure àchacune des quantités commandées par leclient n° 1

SELECT DISTINCT NumcIi FROM Commande

WHERE Quantité> ALL (

SELECT Quantité FROM Commande

WHERE NumCli=1 );

10.Prédicat SUM



153

ex : Quantité totale commandée par chaque client

SELECT NumCli, SUM (Quantité)

FROM Commande

GROUP BY NumCli;

11.Opérations ensemblistes



154

p

INTERSECT, MINUS, UNION.

ex. Numéro des produits qui soit ont un prix inférieurà 100 F, soit ont été commandés par le client n °2

SELECT NumProd FROM Produit WHERE PrixUni<lOO UNIONSELECT NumProd FROM Commande WHERE NumCLi=2;

Etude de cas:Une institution d’enseignement professionnel offre à ses élèves des stages

pratiques dans certaines disciplines. Un stage est offert à l’intérieur d’une sessionde stage. Le même stage peut être répété à travers plusieurs sessions. Cependant,



g g p p p p ,une session de stage ne comporte qu’un seul stage avec une date de début et unedate de fin.

L’élève s’inscrit donc à une session à titre de stagiaire. Une session secompose d’un ensemble de modules. Chaque module est encadré par un ou desprofesseurs. La prestation du professeur comporte une date de début, une date defin et un nombre d’heures prévues.

Un professeur peut intervenir dans plusieurs modules du même stage. Leprofesseur peut par ailleurs intervenir plusieurs fois dans le même module au cours

d’une session de stage. Enfin le nombre de modules varie d’un stage à l’autre selonsa nature; il n’est as limité à deux.

1) Déterminer le modèle de classes correspondant;2) Le traduire en modèle relationnel;3) A l’aide du langage SQL, créer toutes les tables du modèle relationnel et les contraintes

d’intégrités;

4) A l’aide du langage SQL, Répondre aux requêtes suivantes :- Les professeurs qui n’ont jamais donné de prestations;

Et pour chaque élève ses différentes sessions de stages;

les bases de données relationnelles

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