mars2005_BD

Base dedonnées
Mounir JELASSI
Institut National de la Statistique
12 Mars 2005
Le centre de formation et
d’appui à la décentralisation
de Tunis

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À la fin de ce module, l’étudiant devrait être en mesure de …
• définir une base de données;
•situer les bases de données dans le processus géomatique;
• identifier les étapes d’élaboration d’une base de données;
• appliquer les grands principes de modélisation;
• construire un modèle conceptuel des données;
• normaliser partiellement une base de données;
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Objectifs

Base de données
à référence spatiale
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B- Situation des bases de données en géomatique
C- Modélisation d’une base de données
1- Définitions
2- Modèle conceptuel des données
A- Définitions

A- Définitions
• Base de données (BD):
C’est un ensemble de données informatiques structuré en
fichiers inter-reliés et organisés logiquement à partir d’un
modèle portant sur un univers donné et destiné à gérer
l’information sur ce sujet.
Un seul fichier ou plusieurs fichiers non reliés ne constituent
pas une BD mais un gestionnaire de fichiers.
• Base de données à référence spatiale (BDRS):
Il s’agit d’une BD conçue de telle sorte que certaines des
données peuvent êtres localisables lorsqu’elles sont
associées à des données graphiques via un programme
gérant de l’information géographique ou spatiale.

Une BD doit satisfaire aux cinq (5) critères suivants :
• être construite sur une bonne représentation du monde
réel;
• ne pas contenir d’information redondante;
• conserver l’indépendance des programmes par rapport
aux données;
• assurer la sécurité et la confidentialité des données dans
un environnement où plusieurs utilisateurs ayant des
besoins variés peuvent interagir simultanément sur ces
ensembles de données;
• viser la performance des applications.
A- Définitions

• Système de gestion de base de données (SGBD):
C’est un ensemble de programmes informatiques ou de
logiciels permettant de…
• structurer les données pour former une BD;
• collecter ou saisir les données;
• emmagasiner ou stocker les données;
• traiter et interroger les données;
• partager et sécuriser les données;
• diffuser les résultats.
A- Définitions

Ce système comprend un ensemble de fonctions permettant de…
• créer et décrire les composantes de tables (colonnes,
contraintes, index, etc.);
• manipuler c'est-à-dire ajouter, modifier, annuler, calculer les
données contenues dans les tables de la BD;
• questionner ou interroger les données de la BD;
• partager et protéger les données de la BD.
Microsoft Access est un programme de ce type.
A- Définitions

• Système d’information géographique (SIG):
Un système d'information géographique est un ensemble
organisé de matériels informatiques, de logiciels, de données
géographiques et de personnel capable de saisir, stocker,
mettre à jour, manipuler, analyser et présenter toutes formes
d'informations géographiquement référencées.
De BLOMAC, Françoise, GAL, Rony et al. (1994). Arc/Info, concepts et applications en géomatique. Paris,
Hermès, p. 25.
Le système d'information géographique est d'abord un outil
de gestion de bases de données graphiques
(géographiques) et descriptives (alphanumériques).
Les bases de données à référence spatiale s’inscrivent dans
le processus de développement de tout système
d’information géographique (SIG).
A- Définitions

•Méthode de développement de système:
Méthode conçue par les technologies de l’information et de
l’informatique afin que les différentes étapes d’implantation
d’un SIG soient cohérentes, structurées et concourent à un
but unique.
Exemples :
Méthode de Merise (France)
Méthode Information Engineering
Méthode Productivité Plus (DMR)
A- Définitions

 Le coût de l’acquisition des données géographique représente 70%
des coûts de mise en œuvre des SIG.
 L’importance et le volume des informations stockées de nos jours par
les organisations d’une certaine dimension
 Assurer une bonne disponibilité de ces données.
 Pouvoir réaliser certains traitements et la diffusion des résultats .
 Conserver la géométrie et les données descriptives reliées à ces
éléments géométriques.
La necessité de la structuration et le stockage des données
dans des bases de données, ainsi la rationalisation des
procédures d’accès et de traitement.

Lors du développement d’un SIG, le géomaticien, le spécialiste
en informatique ou en technologie de l’information doit passer à
travers diverses étapes qui vont permettre une implantation
efficace du système d’information.
Les méthodes de développement de SIG sont basées sur les
étapes du cycle de vie des systèmes d’information traditionnels,
c’est-à-dire ceux sans référence spatiale.
Le modèle de développement de SIG du Centre de Recherche en
géomatique de l’Université Laval de Québec (CRG) comporte les
six étapes suivantes:

Étapes indépendantes de la technologie Étapes dépendantes de la technologie
Chacune de ces étapes a trois niveaux d’application:
• Les données
• Les traitements
• L’organisation
Dans ce cours, nous traiterons seulement le MCD.
C’est à l’étape de la conception du système et à celle de la réalisation
que se constitue la base de données à référence spatiale.

1. Évaluation d’opportunité
On évalue de façon globale, les besoins, la durée de
développement, les coûts prévus, les ressources humaines
requises pour développer le SIG.
2. Analyse et inventaire détaillée de l’existant
On fait l’inventaire et l’analyse détaillés des données, des
traitements et des composantes de l’organisation. Cette étape
fournit une image complète et à jour de l’organisation présente.
3. Conception du futur système
On détermine l’architecture à mettre en place relativement aux
données (modélisation conceptuelle des données), des
traitements (modélisation conceptuelle des traitements) et des
composantes organisationnelles (modélisation conceptuelle de
l'organisation).
Il en résulte une description complète du système à réaliser.

4. Réalisation
À cette étape, on crée le système tel que conçu à l’étape
précédente. C’est ici qu’on procède notamment aux
modélisations logique (MLD) et physique (MPD) des données et à
la collecte ou à la conversion de celles-ci.
5. Implantation
On installe toutes les composantes du nouveau système au sein
de l’organisation (en parallèle avec l’ancien) et on le vérifie.
6. Opération
Il ne reste qu’à utiliser le nouveau système dans les opérations
courantes.

Démarche de
réalisation technique
d’un SIG

Tout système d'information (géographique ou non) est, en fait, le
résultat de la structuration et la représentation d'une thématique ou
d'une partie d’une thématique qu'on veut traiter de façon
informatique.
Pour représenter ce sujet, des auteurs, spécialistes en technologie
de l’information, ont développé des méthodes graphiques, les
modélisations.
Tout processus de création de base de données et de système
d'information (avec ou sans référence spatiale) contient donc des
phases dédiées à la réalisation de modèles.
Ces modélisations sont produites à l'étape de la conception du futur
système mais également à celle de la réalisation et touchent tout
autant les données que les traitements et l'organisation. Dans ce
cours, nous nous attarderons seulement aux modélisations des
données au niveau conceptuel.

Base de données
à référence spatiale
1- Définitions
2- Modèle conceptuel des données

• Modélisation :
1. La modélisation consiste à décrire un champ d'activité au
moyen d'outils graphiques, afin de mieux en comprendre le
fonctionnement et d'être à même de poser un diagnostic à
son sujet. Labbé, Céline. Modéliser les données. Éditions Pratik, collection Comprendre. BoisBriand, 2002, 254 pages.
2. La modélisation consiste à définir une réalité abstraite à
l'aide d'outils de représentation, de telle sorte que
l'information que l'on peut tirer du modèle résultant coïncide
avec les manifestations apparentes de la réalité décrite. Carrier
Pierre, Hudon Rémi et Jean Suzanne. Bases de données dans le développement de systèmes. Gaëtan Morin Éditeur. Boucherville,
1991, 224 pages.
1- Définitions

• Modèle de données :
1. C'est un schéma résultant de la modélisation et montrant la
partie de la réalité que nous voulons informatiser.
2. C'est une représentation des données utilisées par une
organisation et des associations entre ces données qui sont
nécessaires pour répondre aux besoins en information de
cette organisation. Labbé, 2002.
Il existe trois modèles dédiés aux données soit les modèles
conceptuel, logique et physique.
1- Définitions
• Formalisme :
Règles de représentation graphique.
La page suivante montre une partie d’un modèle avec son
formalisme.

1- Définitions

Le modèle conceptuel des données (MCD) a pour but de décrire de
façon formelle les données qui seront utilisées par le système
d'information. Il s'agit donc d'une représentation des données,
facilement compréhensible, permettant de décrire le système
d'information [géographique] à l'aide d'entités, d’attributs et de
relations. CommentCaMarche.net, 2004.
Ce modèle est dit conceptuel parce qu’il représente un ensemble de
concepts, c'est-à-dire le sujet à traiter tel que compris (donc le ‘quoi’
informatiser) plutôt que la structure physique (le ‘comment’
informatiser) de la base de données.
Le modèle est obtenu en tenant compte des étapes antérieures du
processus de création de SIG soit l'évaluation d'opportunité
(entrevues, observations) et de l'analyse et de l'inventaire de
l'existant.
2- Modèle conceptuel des données (MCD)

Le MCD élimine la redondance de données en appliquant des
règles appelées ‘formes normales’.
Le MCD est construit selon un formalisme facile à comprendre et
INDÉPENDANT de la technologie ou du SGBD qui sera utilisé.
Nous verrons le formalisme ‘entité-relation’ beaucoup utilisé en pays
francophones.
C’est le formalisme le plus approprié et le plus utilisé pour ce niveau
de modélisation.
D’autres formalismes tels les formalismes étendus, UML, etc. sont
également utilisés mais ne font pas l’objet de ce cours.

Principes de base du MCD
Les objets du monde réel sont rassemblés en classes, chaque
classe regroupant des objets de même nature, ayant en
commun les mêmes types de caractéristiques et, pour ce qui
concerne les données localisables, ayant un même type de
géométrie. Ces objets sont appelés entités et possèdent des
propriétés. De BLOMAC, Françoise, GAL, Rony et al, 1994
Exemple: pour une entité appelée COMMUNE, les propriétés
peuvent être son nom, son code d’identification, sa superficie,
sa population, etc.

• ATTRIBUT : Caractéristique ou propriété
Information élémentaire représentant la plus petite partie
manipulée dans l’entreprise et ayant un sens.
• Exemples: code commune, nom commune, population, etc.
• Règles:
Un attribut ne doit pas être:
- décomposable : adresse Numéro, rue, ville.
- calculé : Prix TTC
- redondante

• ENTITE :
C’est une association de propriétés correspondant à un type
d’objet ayant un intérêt pour l’entreprise.
• Exemples : Commune, secteur, logement,…
LOGEMENT
Code logement
Type logement
Numéro postal
Rue
Ville
Superficie
• Régles :
-Parmi les propriétés d’une entité , il existe un sous ensemble qui
joue le rôle d’identifiant (ex: code logement).
- Un identifiant permet de connaître sans aucune ambiguité
toutes occurrences. (sa valeur doit être unique et non nulle)

Voici un autre exemple d’entité avec ses attributs et son identifiant.
Attributs
Identifiant
Nom de
l’entité
Entité

• Relation :
Il s’agit du lien (association) entre une ou plusieurs entités. Elle
est représentée par une ellipse et reliée à l’entité au moyen
d’un lien appelé connecteur. Le nom de la relation sera celui
des deux entités reliées avec un verbe décrivant cette relation.
Exemple:

Relation binaire si elle
implique deux entités;
Régles:
- Collection : l’ensemble d’entité intervenant dans une relation.
- Une relation peut être porteuse ou non d’attributs.
- La dimension d’une relation: le nombre d’entités entrant dans la collection
Relation ternaire (ou
complexe) si elle
implique trois entités
( n_aire)
Relation réflexive si elle
implique une seule
entité;

• Cardinalité :
Les cardinalités permettent de caractériser le lien qui existe
entre une entité et la relation à laquelle elle est reliée.
CommentCaMarche.net, 2004.
C'est les nombres minimum et maximum d’occurrences de la
relation que peut avoir un objet.
Regles:
- Les seules valeurs possibles sont : (0,1), (0,N), (1,1) et (1,N)
- Les cardinalités traduisent les régles de gestion.

Exemple:
COMMUNE
Code commune
Nom commune
SECTEUR
Code secteur
Nom secteur
Sec APPARTIENT com1,N 0,1
Pour insérer les cardinalités adéquates, il faut poser les bonnes
questions. Et les réponses à ces questions doivent se référer
strictement et uniquement à la réalité du projet à développer.

• Type de relation :
Les cardinalités permettent de déterminer le type de relation
existant entre deux entités, ce qui aura un impact lors de la
modélisation logique et physique des données et donc sur la
structure finale de la base de données.
Il existe trois grands types de relation soit…
1 : 1 dite relation un à un;
1 : N dite relation un à plusieurs ou père-fils;
N : N dite relation plusieurs à plusieurs.
Le type de relation est déterminé par la borne maximale de
chaque entité liée.
Ainsi, l’exemple précédent est donc une relation un à plusieurs.

• Domaine :
Il représente un secteur d’activité regroupant un ensemble
d’entités qui partagent des liens avec ce secteur. Il est
représenté par un rectangle.
Ainsi, les entités CHAMP et AGRICULTEUR pourraient faire
partie du domaine agricole.

• Normalisation d’un MCD :
La normalisation est une série de règles qui permettent
d'analyser le comportement des attributs d'une entité, leur
dépendance mutuelle et leur dépendance par rapport à
l'identifiant.
Ce processus d'analyse et de regroupement organise
efficacement les éléments dans un modèle donc dans la base
de données au moyen des règles appelées formes normales.
Deux objectifs principaux sont visés par cette opération:
• éliminer les redondances;
• s'assurer que les éléments de données seront bien dans
la table à laquelle ils doivent appartenir.
La normalisation aide à valider le modèle créé.

• Dépendance fonctionnelle :
La notion de dépendance fonctionnelle est un des principes
fondamentaux de la normalisation. Elle étudie la relation entre
l'identifiant d'une entité et les autres attributs de la même entité.
Pour une entité, les attributs autres que l’dentifiant doivent en
dependance fonctionnelle monovalué avec cet identifiant .

Code Nom Prénom Programme Année
MARL123932 Martineau Luc Géomatique 2004
TREM381298 Tremblay Marc
Géomatique
Informatique
2004
CORD492010 Corbeil Dorothée Géomatique 2003
Entité Table correspondante dans la BD
L’attribut programme ne répond pas au critère puisque, pour le
second enregistrement, deux valeurs peuvent être admises
pour un même identifiant. Si cette situation peut se produire
dans notre réalité, il faut alors exclure l’attribut et créer une
nouvelle entité avec l’attribut exclu.

Une fois les règles de normalisation et le formalisme appliqués,
nous obtenons un modèle conceptuel des données valide et
fonctionnel.
Retenons que, si la modélisation est toujours effectuée à partir du
constat d’une situation donnée, elle peut donner lieu à plusieurs
solutions (MCD) possibles et ce, même si tous s’entendent sur les
objectifs à atteindre. Le problème vient du fait que cette opération
est du domaine de la perception de la réalité et que celle-ci varie
grandement d’un individu à l’autre, d’une organisation à l’autre.
Un modèle sera privilégié et constituera la base des étapes
ultérieures de modélisation.
Voici un exemple d’un MCD fonctionnel, bien que très incomplet, sur
le plan de la problématique.

Aller au MLD Aller au MPD
DELEGATION
Code délégation
Nom délégation
SECTEUR
Code secteur
Nom secteur
Sec APPARTIENT del
1,N
1,1
GOUVERNORAT
Code gouvernorat
Nom Gouvernorat
Del Est composé Guv
1,N
1,1
Unités adminstratives
Logement
Code logement
Type
Superficie
adresse
Autre_bati
Code bati
Usage
adresse
Log se situe1 Sec
AB se situe sec del
1,N
1,N
1,1
1,1
Constructions

Exercice de modélisation conceptuelle.
Nous utiliserons, pour ce faire, le logiciel Silverrun et le module EAX
de la compagnie Magna Solutions.
Consultez la documentation papier fournie pour réaliser l’exercice.
Si vous le voulez, cliquez sur les thèmes ci-dessous pour voir une
démonstration de l’utilisation du programme.
1- Créer les entités et les attributs.
2- Créer les relations et leurs cardinalités.

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Questions

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