Modèle Entité-Association

1Supinfo – 2002/2003 Mme Ounissa BENYATTOU

Modèle Entité-Association


Modélisation conceptuelle

Objectif: représenter la réalité telle qu'elle est perçue par les utilisateurs

Le processus de modélisation et la définition de son résultat sous forme d'un schéma conceptuel est appelé conception de la base de données

La qualité de la conception de la BD est un facteur critique de réussite


Modèle de données (rappel)

Ensemble de : concepts permettant la description et la

manipulation des données du monde réel règles d’utilisation de ces concepts

Ces concepts décrivent les aspects: Statiques: structure des données Dynamiques: opérations sur les données

+ contraintes explicites


Respectent la trilogie de base objets (ou entité du monde réel) liens propriétés

Permettent des représentations

multiples

Modèles conceptuels


Conception d’une BD : phases

analyse de la réalité partielle subjective infidèle

représentation (modèle) contenu structure règles dynamique

description (langage de définition des données - LDD)


Structure perçue du monde réel

Jean possède une Honda CRV grise

Arlette, sa femme, est avec lui


Observations

"Jean" , "Arlette’’ désignent des objets reconnus comme des Personnes

"Honda CRV’’ nom utilisé pour désigner une Voiture

"Jean" Possède "Honda CRV" : exprime un lien entre une personne et une voiture

... est marié avec ... : exprime un lien entre une personne et une autre personne

"grise": valeur pour la propriété couleur de la voiture

"Jean":

valeur pour la propriété prénom de la personne


Abstraction

type d’objet: Personnepropriétés: - nom,

- âge, ...

De la réalité perçue à la représentation:

Faire abstraction des particularités permet de passer des objets aux types d'objets

Lisa FredDylan ...Zoë


Qualités pour modèles conceptuels

Complétude Description de tous phénomènes courants

Fiabilité formellement défini

Orientation utilisateur compréhensible, clair, lisible

Implémentabilité traduisible en un modèle réalisable par un SGBD


Quels modèles conceptuels ?

Idéalement: tous les concepts utiles

Pratiquement: un nombre limité

Qui sont :

objets + liens + propriétés

+ multi-représentation

+ contraintes d’intégrité


Différents Modèles conceptuels

Entité-Association – EA

Entité-Association avec MERISE (MCD)

UML

autres NB: les modèle relationnel et certains

modèles orienté objets sont des modèles logique (objectif: implémentation)


Quelques termes

Classe d'objets similaires

étudiants

INSTANCES ou OCCURRENCES

Étudiant:-nom-prénoms-date de naissance-section-année

TYPE

Type d'objet

Base de données

POPULATION

Etudiant

SCHEMA

Une perception du monde réel Abstraction / Description

Diagramme


Le modèle Entité-Association

But: permettre la description conceptuelle des structures de données d'une application

Les concepts de base (correspondent aux concepts d’abstraction de la réalité): objet ou individu <=> entité lien <=> association (relationship) propriété <=> attribut Les entités et les associations sont décrites par des

attributs

+ la représentation multiple (concepts avancés)


Entités et types d’entités

Entité: représentation d’un objet du monde réel ayant une existence propre

Type d'entité (TE): représentation d'un ensemble d'entités perçues comme similaires et ayant les mêmes caractéristiques

Lisa FredDylan ...Zoë

Personne


Associations et types d’associations Association: représentation d'un lien non orienté entre plusieurs entités (qui jouent un rôle déterminé)

Type d'association (TA): représentation d'un ensemble d'associations ayant la même sémantique et décrites par les mêmes caractéristiques

’achète ’ = < 1 personne, 1 maison >

Personne Maisonachète


Définition du schéma (1) Un schéma est une collection de types

La bases de données contiendra les valeurs représentant les instances de ces types

Exemple de schéma conceptuel :

Formalisme graphique de représentation E-A

VoiturePossède

Personne

Est-marié-avec

NSSNomPrénom…

Entité

Association

Propriétés de l’entité

N-Mat Modèle Type Nbre de places


Population d'un TA



Rôles

’achète’ = < 1 personne, 1 maison >

ACHETEUR ACHETÉ


Association binaire: deux rôles


Associations Ternaires

’achète’ = < 1 client, 1 produit, 1 fournisseur >

3 rôles

Client Produitachète

Fournisseur


Associations Cycliques

’marié à ’ = < 1 personne, 1 personne >

?

Personne Marié à

2 rôles (au moins) lient le même type d'entité

Problème: comment savoir dans un couple qui est le mari et qui est la femme ?

< Dupont Dominique, Dupont Dominique >


Associations Cycliques: rôles nommés

’marié à’ = < 1 personne/FEMME, 1 personne/MARI >

Solution: spécifier le rôle de chaque entité pour supprimer les ambiguïtés?

MARI

FEMME

Personne Marié à

< Dupont Dominique / femme, Dupont Dominique / mari >


Associations Cycliques

Ternaires:

L’AUTRE

L'UN

Personne Ami de

Emprunteur

Personne Emprunt BanqueGarant

Symétriques:


Cardinalité des rôles

Combien de voitures (minimum) une personne peut-elle avoir?

Combien de voitures (maximum) une personne peut-elle avoir?

Personne VoiturePossède

Min : MaxPersonne Possède


Contraintes de cardinalité

Une personne peut ne pas avoir de voiture, en avoir 1, 2, … n (pas de contrainte)

Remarque : Les cardinalités représentent les liens entre les instances (occurrences) des types d’entités reliés par une association.

0 : nPersonne Possède

0 : n 1 : 1Personne VoiturePossède

Une voiture a un et un seul propiétaire


Population d'un TA

Personne Maisonachète0:n 1:1


Valeurs et notations des cardinalités

Minimum Maximum

0 1 zéro à un

1 1 un et un seul

0 n zéro à plusieurs

1 n un à plusieurs

n m plusieurs à

plusieurs

0 : n 1 : 1Personne VoiturePossède


Attributs

Décrivent l’information (les propriétés) à conserver sur: une entité une association un attribut

nom prénom salaireDate_mariage

jour mois annéeDomaine [1,31]

MARI

FEMME

Personne Marié à


Attributs simples

simple (atomique): non décomposable Exemples: jour, prénom

Feuilles de l’arbre des attributs: seuls les attributs simples portent des valeur

Le domaine de valeurs est constitué de valeurs atomiques

Ex.: jour - domaine de valeurs: {1, 2, …., 31} Domaines prédéfinis standard, intervalles,

énumérés


Attributs complexes complexe: décomposé en d'autres attributs

Exemples: date (jour, mois, année), adresse (rue, ville, code postal)

Un attribut complexe ne porte pas de valeur propre (pas de domaine directement associé)

La valeur d'un attribut complexe est la composition des valeurs de ses attributs composants.

Un composant d'attribut complexe peut être lui-même un attribut complexe.


Attributs mono- ou multivalués

monovalué: une seule valeur par occurrence (cardinalité max=1)

Exemples: date de naissance, numéro SS

multivalué: plusieurs valeurs par occurence (cardinalité max>1).

Exemples: prénoms, téléphones, couleursUne valeur d'attribut multivalué est un

ensemble (ou liste ou multi-ensemble) de valeurs, prises chacune dans le domaine de valeurs associé à l'attribut.


Attributs obligatoires ou facultatifs obligatoire: une valeur au moins par

occurrence (cardinalité min>=1). Exemples: nom, prénoms

facultatif: peut ne pas prendre de valeur (cardinalité min=0). Exemples: salaire, téléphones

Le caractère obligatoire ou facultatif est déterminé par les besoins de l'application: Si l'on accepte d'enregistrer une personne sans

connaître sa date de naissance, alors l'attribut date-de-naissance sera facultatif; sinon, il sera obligatoire


Attributs: exemple

simple

obligatoire

monovalué

complexe, facultatif, multivalué de type ensemble

Employé

No-emp nom prénoms CV postes

diplôme année intitulé salaires date-début date-fin

montant date

année mois

liste

simple, obligatoire, multivalué de type liste


Identifiants de TE et TA

Nécessité de pouvoir désigner une entité (une association) de façon univoque (unique)

Identifiant: Ensemble minimal d'attributs tel qu'il n'existe

pas deux instances du TE (TA) où ces attributs aient la même valeur


Identifiants du TE Employé

Employé

No-emp nom prénoms CV postes

diplôme année intitulé salaires date-début date-fin

montant date

année mois

Il n’ y a pas deux employés qui ont le même numéro S’il n’y a pas deux employés qui ont

à la fois le même nom et les mêmes prénoms

Deux identifiants de Employé: No-emp, nom+prénoms


Identifiant d'un TA: rôles multivalués

Cas fréquent:

id.TA = ensemble des identifiants des TE liés

Etudiant CoursContrôle

No-carte nom note No-cours intitulé

Identifiant de Contrôle: Etudiant.No-carte + Cours.No-cours


Identifiant d'un TA: attribut propre

id.TA = attribut du TA

No-client nom No-commande date quantité No-produit nom

Deux identifiants pour Commande: 1) No-commande 2) Client.No-client + Produit.No-produit

(s’ il n’existe qu’une seule commande d’un client donné pour un produit donné)

Client ProduitCommande


Identifiant d'un TA: id.TE +attribut propre

Un client peut commander le même produit plusieurs fois à des dates différentes

Client ProduitCommande

No-client nom date quantité No-produit nom

Identifiant de Commande: Client.No-client + Produit.No-produit + Commande.date


Identifiant d'un TA: rôle monovalué

Règle:Tout rôle monovalué induit un identifiant du TA

(l’identifiant du TE lié est aussi identifiant du TA)

Identifiant de Assure: Voiture.No-imm.

No-AVS No-imm.

Personne VoitureAssure

Compagnie Ass.

Nom


Identifiant d'un TA cyclique

Comme pour les autres TA

Deux rôles monovalués:deux identifiants pour Marié à:

1) Personne/Femme.nom 2) Personne/Mari.nom

nom prénom salaireDate_mariage

jour mois année

MARI

FEMME

Personne Marié à


Identifiant de TE faible

Un TE qui ne peut être identifié par ses seuls attributs propres est appelé TE faible

Livre ExemplaireExiste

No-ISBN titre date-achât No-exemp. étatIdentifiant de Exemplaire: (Livre.No-ISBN + No-exemp.)

Identifiant de Existe: (Livre.No-ISBN + No-exemp.)


Exemple de schéma EA

Gestion d'un hypermarché

Rayon ArticleVend

Affecté Livré par

Employé FournisseurChef de

chef

subord.

NomR étage quantité NomA type

nom salaire NomF adresse

quantité


Exercice: Bibliothèque Un client qui s'inscrit à la bibliothèque verse une caution. Suivant

le montant de cette caution il aura le droit d'effectuer en même temps 10 emprunts au maximum.

Les emprunts durent au maximum 15 jours

Un livre est caractérisé par son numéro dans la bibliothèque (identifiant), son titre, son éditeur et son (ses) auteur(s).

On veut pouvoir obtenir, pour chaque client les emprunts qu'il a effectués (nombre, numéro et titre du livre, date de l'emprunt).

Toutes les semaines, on édite la liste des emprunteurs en retard : nom et adresse du client, date de l'emprunt, numéro(s) et titre du (des) livre(s) concerné(s).

On veut enfin pouvoir connaître pour chaque livre sa date d'achat et son état.


Objets ayant une existence propre Un client qui s'inscrit à la bibliothèque verse une caution.

Suivant le montant de cette caution il aura le droit d'effectuer en même temps 10 emprunts au maximum.







Les types d’entités

Objets ayant une existence propre et ayant un intérêt pour au moins un traitement de l’application

Auteur

Livre

EditeurClient

Bibliotheque

?


Objets ayant une existence propre

Un client qui s'inscrit à la bibliothèque verse une caution. Suivant le montant de cette caution il aura le droit d'effectuer en même temps 10 emprunts au maximum.









Auteur

Livre

EditeurClient

Bibliothèque?


Objets ayant une existence propre Un client qui s'inscrit à la bibliothèque verse une caution.

Suivant le montant de cette caution il aura le droit d'effectuer en même temps 10 emprunts au maximum.









Auteur

Livre

EditeurClient

Bibliothèque

?




Auteur

Livre

EditeurClient

Bibliothèque

?

?




Auteur

Livre

EditeurClient

Bibliothèque


Les attributs du TE Livre



Un LIVRE est caractérisé par son numéro dans la bibliothèque (identifiant), son titre, son éditeur et son (ses) auteur(s).





Type d’entité Livre et ses attributs

Livretitre

numéro

auteurs

éditeurétat date-achat

1:1

1:n

list


Les attributs du TE Client

Un CLIENT qui s'inscrit à la bibliothèque verse une caution. Suivant le montant de cette caution il aura le droit d'effectuer en même temps 10 emprunts au maximum.


Un LIVRE est caractérisé par son numéro dans la bibliothèque (identifiant), son titre, son éditeur et son (ses) auteur(s).





Type d’entité Client et ses attributs

Clientnuméro

nom

caution

adresse

n° rue ville


Les TE du schéma conceptuel

Livretitrenuméro

auteurs

éditeurdate-achatétat

Clientnuméro

nom

caution

adresse

n° rue ville


Les types d’association

représentation d'un lien non orienté entre plusieurs entités (qui jouent un rôle déterminé)

ClientLivre

date-empruntdate-retour

emprunté emprunteurEmprunte


Schéma conceptuel Bibliothèque

numéro Clientnuméronomcaution

adresse

n° rueville

titre

auteursLivre

éditeurdate-achatétat date-empruntdate-retour



Contraintes d'intégrité (CI)

règles définissant les états (CI statiques) et les

transitions d'état (CI dynamiques) possibles de la BD

doivent être décrites explicitement (avec un langage

approprié) si elles ne peuvent pas être décrites avec

les concepts du modèle de données

une BD est cohérente si toutes les CI définies sont

respectées par les valeurs de la BD.


CI sur les attributs

Pour chaque occurrence d’Emprunt si la date-retour existe, alors elle doit être supérieure à la date-emprunt.

Pour chaque occurrence de Livre, la date-achat doit être inférieure à la date-emprunt de toutes les occurrences d’Emprunt qui lui sont liées.

numéro Clientnuméronomcaution

adresse

n° rueville

titre

auteursLivre

éditeurdate-achatétat date-empruntdate-retour



Représentation multiple

Un objet peut avoir plusieurs représentations

Plusieurs points de vues:• un article• un article alimentaire• un produit laitier

Articles

Alimentaire

Habillement

Hi-Fi

Produit laitiers

Viandes

FruitsLégumes


Lien de Généralisation / Spécialisation

Article

Articlehabillement

Lien IS_A

ArticleHi-Fi

Produitlaitier

Fruits et legumes

Viande

Articlealimentaire

Un article alimentaireEst un article

Raffinement de classification


Hiérarchie de Généralisation/Spécialisation

Lien IS_A

TE générique

TE spécifiques

Spécialisation Généralisation

Article

Articlealimentaire

ArticleHi-Fi

Articlehabillement

X Est un Y X sous-type de Y Y sur-type de X

Y

Inclusion de populations: tout X est un Y

X


Contraintes d'intégrité sur Is-a

Lien IS_A

Article

Articlealimentaire

ArticleHi-Fi

Articlehabillement

Disjonction: les articles alimentaires et les articles d'habillement n'ont pas d'instances communes

Couverture: tout article appartient à l'un des sous-types (alimentaires, d'habillement ou Hi-Fi)

Partition: disjonction + couverture


Clusters de spécialisation

Etudiant

Et.garçon Et.fille Et.info Et.ssc Et.3ème Et.4ème

critère: sexe critère: section critère: année


Généralisation multiple

Doctorant ProfesseurAssistant

Etudiant Enseignant

…….

Assistant-Doctorant

assistants

doctorants

assitants-doctorants


Héritage

Article

Articlealimentaire

ArticleHi-Fi

Articlehabillement

Ventenommarquetype

date limite tailles couleurs puissance Reparation

Service après vente

La description des sous-types ne porte que sur les informations additionnelles propres au sous-type


Héritage et inclusion

Carré a Rectangleab

Carré

bRectanglea

CI: a=bRectangle b

Carré a

BD LPOO

mauvais


DESCRIPTION D’UN SCHÉMA EA

Types d’entités

Types d’association

Attributs

Liens is-a

Types d’identifiant

Domaines d’attribut

Contraintes d'intégrité

schéma conceptuel

EA = ( {TE}, {TA}, {CI} )


Description d'un TE nom du type d'entité; nom du (ou des) type(s) d'entité sur-type de ce type d'entité,

s'il en existe; une définition libre (commentaire) précisant la sémantique

du TE caractérisation exacte de la population du type d'entité

description des attributs du TE composition des identifiants du TE, s'il en existe contraintes d'intégrité propres au TE


Les entités dans le temps

TE Client: qu'est qu'un client ???

Toute personne qui a une commande en cours

Toute personne qui a fait une commande dans les six derniers mois

Toute personne qui a fait une commande dans le passé ou qui est susceptible de faire une commande dans le futur

………


nom du type d'association une définition libre (commentaire) précisant

la sémantique du TA noms des TE participant au TA, avec le nom

du rôle les associant au TA pour chaque rôle, sa cardinalité description des attributs du TA , s'il en existe composition des identifiants du TA, s'il en

existe contraintes d'intégrité propres au TA

Description d'un TA


Les associations dans le temps

TA Personne – Emprunte – Livre

Quels emprunts veut-on dans la BD?

Seulement les emprunts en cours

Les emprunts des trois derniers mois

Aussi les emprunts à venir (réservations)

….


Exemple: TA "Affecté" (BD hypermarché) nom: Affecté

définition: "lie un employé au rayon dans lequel cet employé travaille aujourd'hui”

TE participants: <Employé, > , <Rayon, >

cardinalités: Employé : min=0, max=1 Rayon : min=0, max=n

attributs: /

identifiant: Employé.nom

contraintes d'intégrité: /


Description d'un attribut

nom de l'attribut définition libre de sa sémantique cardinalités si attribut simple: domaine de

valeurs si attribut complexe: description des

attributs composants


Domaine de valeurs d’un attribut simple

Le domaine de valeurs d’un attribut définit l'ensemble des valeurs permises pour cet attribut.

Le domaine d’un attribut simple peut être un domaine de base: entiers, réels, string, booléen,

date, … un domaine de base avec restriction: Entier [>=1,<=12] pour l'attribut mois un domaine énuméré: {janvier, février, …, décembre} un domaine de type défini par l’utilisateur


Contraintes d'intégrité (CI)

règles définissant les états (CI statiques) et les transitions

d'état (CI dynamiques) possibles de la BD

doivent être décrites explicitement (avec un langage

approprié) si elles ne peuvent pas être décrites avec les

concepts du modèle de données

une BD est cohérente si toutes les CI définies sont

respectées par les valeurs de la BD.


CI sur les attributs Restrictions de domaine fixes :

âge [0 : 130 ]

Restrictions selon le contexte : SI mois {4, 6, 9, 11} ALORS jour [1:30] ,

SINON SI mois=2 ALORS jour [1:29], SINON jour [1:31]

x,y Personne, <x,y> Mariage => x.état-civil = "marié" & y.état-civil = "marié”

x Personne, y Voiture, <x,y> Conduit => x.âge >=18 x Personne, (x.sexe=F OR x.age<18) => x.statut_milit.=NUL


Attributs dérivés

nombre d'enfants =

nombre d'occurrences du TA “Parent” qui lient cette Personne

nomPersonne EnfantParent

nom prénoms nombre d'enfants nom prénoms

2:2

Modèle Entité-Association

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