Mise en place d'une base de données pour la détection et la prise en charge des couches sociales défavorisées

CHAPITRE II : NOTIONS DES BASES DE DONNEES

Ce chapitre definit et donne un commentaire sur certains concepts necessaires utiles dans les notions des bases de donnees. Les donnees permanentes constituent certainement le materiau de base a partir duquel l'utilisateur va elaborer la plupart de ses applications. Certaines applications ses reduisent a gerer et consulter les donnees ; ces donnees sont rangees dans des fichiers et sont structurees en enregistrement.

Mais si la masse et la complexite de donnees a traiter deviennent importantes, il est necessaire que ces donnees aient aussi une structure complexe. Les donnees sont classees dans plusieurs fichiers en fonction d'objets qu'elles decrivent. Il existe entre les fichiers des liens qui sont a l'image des relations entre objets decrits il apparait aussi rapidement que les donnees necessaires a une application pourrait etre utiles pour d'autres applications voire a d'autres utilisateurs. Ces donnees constituent alors ce qu'on appelle une BDD

2.1.BASES DE DONNEES(BDD) 2.1.1 DEFINITION

Une Base de donnees est un ensemble de donnees modelisant les objets d'une partie du monde reel et servant de support a une application informatique.

Une Base de donnee peut etre aussi pour certains, une collection de fichiers relies par des pointeurs multiples, aussi coherents entre eux que possible, organises de maniere a repondre efficacement a une grande variete de questions.¹¹

Une Base de donnees est donc un ensemble structure des donnees accessibles par l'ordinateur pour satisfaire plusieurs utilisateurs simultanement au temps opportun. 12

2.1.2 LES CRITERES D'UNE BASE DE DONNEES

Une Base de donnees doit repondre aux criteres suivants :

a) Exhaustivite : implique que l'on dispose de toutes les informations relatives au sujet donne.

b) La non redondance : implique l'unicite des informations dans la base de donnees .En general on essaie d'eviter la duplication des donnees car cela pose des problemes de coherence lors des mises a jour de ces donnes.

c) La structure : implique l'adaptation du mode de stockage des renseignements aux traitements qui les exploiterons et les mettrons a jour ; ainsi qu'au cout de stockage de ces renseignements dans l'ordinateur.

Le stockage physique d'une base de donnees consiste en un ensemble d'enregistrements physiques. Organises a l'aide des listes, des pointeurs et differentes methodes d'indexation.

¹¹ Georges GARDARIN, Base de donnees objet et relationnelle, Ed. Eyrolles, Paris, 1999, pp. 3.

¹² Franc MANYA, S.G.B.D, cours G2 Info.U.KA, 2008

2.2. SYSTEME DE GESTION DE BASE DE DONNEES (SGBD) 2.2.1. DEFINITION

Les donnees stockees dans des bases de donnees modelisent des objets du monde reel, ou des associations entre objets. Les objets sont en general representes par des articles de fichiers , alors que les associations correspondent naturellement a des liens entre articles. Les donnees peuvent donc etre vues comme un ensemble de fichiers par des pointeurs ; elles sont interrogees et mises a jours par des programmes d'application ecrits par les utilisateurs ou par des programmes utilitaires fournis avec le SGBD.

Un SGBD peut etre defini comme un langage ( logiciel) qui sert a interagir avec un BDD et qui permet a l'utilisateur de definir les donnees de la base, de les consultees et de les mettre a jour.¹³

Georges Gardarin, definit un SGBD comme etant un ensemble de logiciels systèmes permettant de stocker et d'informer un ensemble de fichiers, interdependants, mais aussi comme un outil permettant de modeliser et gerer les donnees d'une entreprise.¹⁴

2.2.2. LES OBJECTIFS ET FONCTION D'UN SGBD¹⁵

A. Fonction d'un SGBD

Un SGBD permet de decrier les donnees de bases, de les interroger, de les mettre a jour, de transformer des representations de donnees, d'assurer le controle d'integrite, d'occurrence et de securite.

B. Les objectifs Un SGBD offre les objectifs principaux qui sont :

-Inde'pendance physique : un SGBD offre la facilite de changer le schema interne sans changer le programme d'application. Cela signifie que le niveau physique peut etre modifie independamment du niveau conceptuel.

-Inde'pendance logique : ici le SGBD permet de modifier schema conceptuel sans changer le programme d'application. Donc le niveau conceptuel peut etre modifie sans remettre en cause le niveau physique.

-La manipulation de donnees par des langages non proceduraux :le SGBD doit permettre interrogation et la mise a jour de donnees par des langages de haut niveau specifiant les donnees que l'on veut traiter(de quoi) et non pas comment y acceder.

-La facilité d'administration : les langages de haut niveau referencent des descriptions logiques des donnees (schema externes) stockees dans le dictionnaire de donnees pour permettre la creation et modification de la description.

¹³ Jean=Luc Hainaut, Base de donnees et modeles de calcul, 2^emU^e ed. Dunod, Paris, 2000, pp. 34.

¹⁴ Georges GARDARIN, optic cit, pp.13

¹⁵ Idm, pp. 23=29

=Fiabilité des données : le SGBD permet de verifier les contraintes des donnees (integrite referentielle, reflexes, etc.) ; gerer des transactions (atomicite des transactions) et securite (mot de passe, etc.) ; recuperer des donnees en cas de crash logiciel, OS (Operating System) ou disque.

2.3. NIVEAU DE REPRESENTATION DES DONNEES

Pour simplifier la vision des utilisateurs, les SGBD assurent une abstraction des donnees stockees sur disque en distinguant trois niveaux de description de donnees¹⁶ qui sont :

2.3.1 NIVEAU CONCEPTUEL

C'est le niveau central correspondant a la structure canonique de donnees qui existent dans l'entreprise c.=à=d. leur structure semantique inerante sans souci d'implementation en machin, representant la vue integree de tous les utilisateurs. La definition du schema conceptuel d'une entreprise necessite un accord sur les concepts de base que modelisent les donnees.

2.3.2 NIVEAU INTERNE

Ce niveau correspond a la structure de stockage du schema interne necessite au prealable le choix d'un SGBD. Elle permet donc de decrire les donnees telles qu'elles sont stockees dans la machine.

2.3.3 NIVEAU EXTERNE

Au niveau externe, chaque groupe de travail utilisant des donnees possede une description des donnees percues appelee schema externe. Cette description est effectuee selon la maniere dont le groupe voit la base dans ses programmes d'application. Alors qu'au niveau conceptuel et interne les schemas decrivent toutes une base de donnees, au niveau externe ils decrivent simplement la partie de donnees presentant un interLt pour l'utilisateur ou un groupe d'utilisateurs. En consequence, le schema externe est souvent qualifie de vue externe. Le modele externe utilise est dependant du langage de manipulation de la base de donnees.

2.4. STRUCTURES DE DONNEES

Pour modeliser les donnees sous formes appropriee du SGBD a utiliser, il est necessaire de connaitre quelques structures des bases de donnees. Dans cette partie nous presentons brievement les differents modeles de representations de donnees.

2.4 .1. LES MODELES HIERARCHIQUES

Le monde reel nous apparait souvent au travers des hierarchies et etant donne que les BDD modelisent les informations qui monde reel, il est normal que ce modèle soit l'un des modèles les plus repandus.

¹⁶ Arnold Roch et Jose, M., La methode Merise, pp. 23=25.

Le modele hierarchique peut etre vu comme un cas particulier du modele reseau, l'ensemble de lignes entre types d'article devant former des graphes hierarchiques. Cependant, les articles ne peuvent avoir des donnees repetitives. dans cette structure les donnees sont organisees selon une arborescence. Chaque nceud ( entite) de l'arbre correspondant a une classes d' entite du monde reel et le chemin entre les nceuds represente les liens existant entre les entites.¹⁷

Le SGBD le plus connu dans cette categorie est IMS, produit ancien de IBM, trts repandu dans les applications de production. Les concepts de la base du modele sont les champs, plus petites unites de donnees possedant chacune un nom et l'article.

L'article : suite de champs, portant un nom et constituant l'unite d'echange entre la base de donnees et les applications. Les articles sont relies entre eux par de liens hierarchiques : a un article pere possedent N articles fils.

La notion de type d'article qui designe le schema d'un article (description contenant) sa distingue ici de celle d'occurrences d'article qui representent les differentes valeurs stockees de la base.

Dans ce modele nous pouvons retenir que :

v Il y a un seul type article racine ;

v La racine peut avoir un nombre quelconque de types d'articles d'enfant ;

Chaque type d'article enfant de la racine peut avoir un nombre quelconque de types d'articles d'enfant, et ainsi de suite ;

v A une occurrence d'un type d'article donne, peuvent correspondre 0,1 ou N occurrence de chaque type d'article d'enfant ;

v Une occurrence d'article enfant ne peut exister sans l'occurrence d'un article.

Nota : Detruire une occurrence d'article pere, detruit par consequent egalement les occurrences des ses enfants.

Exemple du modele higrarchique

2.4.2. LE MODELE RESEAU

Dans ce modele, les donnees sont representees sous formes graphique, c'est une facilite trts importante de representation de la realite d'une entreprise et proposant la notion de sous ensemble. Ce modele est une extension de la structure hierarchique dans lequel le graphe des objets n'est pas limite. Il permet en outre de representer le partage ainsi que les c ycliques entre les objets. Le SGBD concu selon ce modele se conforme aux normes fixees par le groupe CODASYL (Conference On Data System Languages) en 1971. Les SGBD

¹⁷ Georges GARDARIN, optic cit, pp.136

reseaux les plus representes sur le marche sont les systemes IDS II (Information Data Store), concu par BACHMAN et WILLIAMS, ou IMS 2 d'IBM. Le SGBD reseau propose une solution pour :

· gerer les relations porteuses de cardinalites maximales a n ;

· prendre en compte la cardinalite mini a 0 ;

· gerer les relations de type n=aire

· obtenir plusieurs points d'acces, autres que le sommet de l'arbre. Pour cela, il modifie l'une des regles de dependance entre les entites : Une entite "fille" peut avoir plusieurs entites "meres".

Enfin les SGBD de type CODASYL permettent de mettre en place d'autres points d'entree dans la base de donnees : les Data=Record=Ke y. Ces cles d'acces sont positionnees sur les segments regulierement sollicites pour certains traitements, ce qui permet d'ameliorer les temps d'acces aux donnees et d'alleger les traitements de recherche de ces memes donnees.

Il est clair que ce type de SGBD apporte une plus grande souplesse et une plus grande rapidite aux differents traitements. Mais les chemins d'acces aux donnees restent trts dependants de la structure adoptee. Le langage navigationnel qui permet d'acceder et de manipuler les donnees reste lourd : il faut connaitre le chainage et les jeux de pointeurs mis en place en plus de la signification des donnees. En dehors de traitements preetablis, la base de donnees n'est accessible qu'a des specialistes.

Le schema de la base de donnees, avec les jeux de pointeurs et les cles d'acces aux records, necessite une compilation a chaque modification de structure et la refonte des differents programmes.

L'evolution ou la modification de telles bases de donnees restent donc delicates a mener. Exemple du modéle Réseau

2.4.3. LES MODELES ORIENTES - OBJETS.

Ils sont issus des reseaux semantiques et des langages de programmation orientes objets. Ils regroupent les concepts essentiels pour modeliser de manière progressive des objets complexe encapsules par des operations de manipulations associees. Ils visent a permettre la reutilisation des structures et d'operation pour construire des entites plus complexes, le modèle ment ensemble les objets et les traitements pour decrire des

systemes presentant et adaptant au contexte de base de donnees, les caracteristiques d'identite objet (nom) des classes (ensemble d'objet et de traitement) et d'heritage (reutilisation des traitements).

Donc Les SGBD objet enregistrent les donnees sous forme d'objets : les donnees sont enregistrees avec les procedures et les fonctions qui permettent de les manipuler. Ils supportent la notion d'heritage entre classes d'objets complexes (les pointeurs remplacent les jointures pour les structures hierarchiques)

A priori, beaucoup d'avantages sur le relationnel, mais manque de normalisation et de standard inertie de l'existant (presque toutes les bases actuelles sont de type relationnel)

Exemple du modele objet

2.4.4. LES MODELES RELATIONNELS

Suite a ses recherches au centre d'IBM a San Jose, le mathematicien E.F. CODD propose en 1970 une theorie rigoureuse pour l'elaboration d'un modele de donnees constitue de relations, c'est a dire de tableaux a deux dimensions.

Ce modele s'inspire directement de la notion mathematique de relation. Ce modele relationnel permet de representer les donnees sous forme de table. Il est simple ce qui le rend attractif pour les utilisateurs car il est facile a comprendre et a manipuler. De plus, il repose sur des structures mathematiques simples, permettant l'usage d'un langage de requêtes concis et puissant.

La premiere volonte du modele relationnel fut d'être un modele ensembliste simple. Les objectifs recherches par le modele relationnel etaient :

o de traiter les donnees de fa>on formelle, en s'appuyant sur les theories mathematiques de CODD (algebre relationnelle);

o d'assurer une independance entre la structure de stockage des donnees et les programmes, afin de pouvoir faire evoluer les uns parallelement aux autres ;

o d'augmenter la productivite des programmeurs, en leur fournissant des
outils et des langages rendant plus facile la manipulation des donnees.

Les annees qui ont suivies l'apparition du modele relationnel ont vu s'elaborer une theorie solide qui permet aujourd'hui de construire et d'exploiter des bases de donnees d'une maniere tres efficace en proposant :

o une structure relationnelle de stockage des donnees ;

o la disparition de la representation en graphe des donnees (representation de BACHMAN) ;

o la suppression des "ficelles" physiques liant les donnees entre elles ;

o la facilitation de l'acces aux donnees pour les utilisateurs, notamment non informaticiens.

Le rapprochement entre donnees est possible grace a l'existence de domaines communs dans l'ensemble des relations (tables) de la base de donnees. Les recherches et mises a jour sont effectuees a l'aide d'un langage non procedural et non navigationnel, permettant de specifier les donnees que l'on veut obtenir sans dire comment y acceder, ainsi que de traitements ensemblistes. C'est donc le moteur du SGBD qui doit determiner le meilleur plan possible d'acces aux donnees.

Le SGBD Relationnel a comme objectifs

· Proposer des schemas de donnees faciles a utiliser

· Ameliorer l'independance entre donnees et traitements

· Mettre a la disposition des utilisateurs des langages de haut niveau

· Optimiser les acces a la base

· Permettre le developpement de nombreuses applications

Exemple :

2.5. BASE DE DONNEES RELATIONNELLES (BDDR)¹⁸

Les BDDR sont concues a partir du modele rationnel, elles sont d'une grande importance du fait de leur popularite au sein de la recherche et de l'information de gestion. Le succes des BDDR tient essentiellement a leur simplicite. Elles ne contiennent qu'une seule structure de donnees : tables, avec des lignes et des colonnes et les relations reliant ces tables.

Hainant, Jean -- Luc, lui definit une BDDR comme une collection de tables des donnees ou fichiers plats, une structure extremement simple et intuitive qui , pour l'utilisateur du moins ne s'encombre d'aucun details techniques concernant les mecanismes de stockages sur disque et d'acces aux donnees.

a. table : est une entite qui contient (une suite de lignes stockees sur un support externe. Elle peut etre definie comme etant un groupe de proprietes , reflet d'un objet presentant un interet pour le systeme etudie dotee d'une existence propre, et identifiable.

b. Ligne (tuple ou r -- replets) de la table : est une suite de (une ou) plusieurs valeurs, chacune etant d'un type determine. D'une maniere generale, une ligne regroupe des informations concernant un objet (entite), un individu, un evenement, etc. dans une BDDR, tous les signes presentes dans une table ont le meme format ou la meme structure.

¹⁸ Jean=Luc Hainaut, Base de donnees et modèles de calcul, 2^eme ed. Dunod, Paris, 2000, pp. 31=40.

c. Colonne ( attribut) de la table : est l'ensemble des valeurs de meme type

correspondant a une meme propriete des entites decrites ; ces colonnes jouent des roles differents vis=à=vis des entites representees par les lignes d'une table. Une colonne donnee joue le role d'un identifiant, d'une cle etrangere, d'une information complementaire etc.

- Identifiant : c'est une colonne choisie pour identifier une entite et aussi la ligne qui la represente dans la table c'est a dire qu'elle distingue sans ambigiiite l'occurrence d'un objet.

= cle etrangere : c'est une colonne constitue de l'identifiant d'une autre table et joue un role de reference a une ligne de cette table ; on l'appelle ' colonne de reference ' ou 'cle complementaire sur l'entite'.

d. Relation

La relation est encore appelee table relationnelle ou table.

Afin d'expliquer ce concept, on peut utiliser les deux ensembles suivants : PERSONNES = {P1, P2, }

ASSOCIATION = {A1, A2}

Le produit cartesien PERSONNES x ASSOCIATION est defini par : P x A = {P1=A1 ; P1=A2 ; P2=A1 ; P2=A2 ; P3=A1 }

Generalites sur les Bases de Donnees

Ce produit cartesien peut etre represente par la relation suivante :

PERSONNES ASSOCIATION

P1 Al

P1 A2

P2 Al

P2 A2

Le resultat de ce produit cartesien est un ensemble de valeurs. Chaque ligne est un element de l'ensemble mais seule une partie d'entre elles va etre interessante, car elle represente la realite de l'univers de travail.

Si lion considere que, dans la realite A1 englobe P1 et que A2 englobe P2 et P3, on obtient le tableau suivant, sous ensemble du precedent :

PERSONNES ASSOCIATION

P1 Al

P2 A2

P3 A2

Ce qui permet de definir une table relationnelle de la maniere suivante :

Une table relationnelle est un sous-ensemble du produit cartesien d'une liste de domaines. Ce sous-ensemble peut-etre represente par un tableau a deux dimensions (lignes_' colonnes).

En consequence, on peut dire qu'une relation : = n'a pas deux lignes identiques ;

= que l'ordre des lignes n'est pas significatif ;

= que l'ordre des colonnes n'est pas significatif.

On la note : R (r1, r2, rn) oft R est le nom de la relation. Exemple : PRESONNES (N° pers_' nom_pers_' adresse_' N° ccp) e. L'attribut

Afin de pouvoir distinguer les colonnes d'une relation, et ainsi rendre leur ordre sans importance, il est necessaire d'associer un nom a chaque colonne.

Un attribut d'une table relationnelle est le nom d'une colonne de cette relation. Le nom de cette colonne doit etre unique pour la relation consideree. Les valeurs acceptees dans chaque colonne respectent un certain nombre de regles et/ou appartiennent a un ensemble defini de valeurs :

Un attribut est defini par rapport a un domaine. f Le domaine

Un domaine est un ensemble dans lequel les donnees prennent valeur, c'est=à=dire dans lequel elles sont significatives.

Il peut etre d!fini :

= en extension_' en donnant la liste des valeurs composantes ;

= en intention_' en definissant une propriete caracteristique des valeurs du domaine. A titre d'exemple, on peut considerer :

= le domaine des couleurs de l'arc=en=ciel, ce qui suffit a d!finir en intention ce domaine ;

= {rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet} si l'on souhaite d!finir en extension ce meme domaine. C'est l'utilisation de ce concept de domaine qui va faciliter les rapprochements entre informations contenues dans des tables differentes, stockees dans des colonnes aux noms differents et parfois meme n'ayant d'autre lien entre elles que cette appartenance a un meme domaine.

g. Le degre

Le degre d'une table est le nombre d'attributs composant cette table.

h. La valeur

La valeur est le contenu d'un attribut pour un tuple donné.

En résumé ATTRIBUTS

INDENTIFIANT	NOM	PRENOM	SEXE
120120	LOLEKE	Freddy	M
120121	WAYI	Valérien	M
130131	DJEMA	Angel	F
130130	BASA	Marie	F

Attribut1 Attribut2 Attribut3 Attribut4

DEGRE=4

RELATION

2.6. ASPECT CONCEPTUEL D'UNE BASE DE DONNEES¹⁹

2.6.1 RECEPTION DU MONDE REEL ET CAPTURE DES DONNEES

Appelé aussi analyse, préalable, cette étape consiste a étudier les problèmes de l'entreprise et a comprendre ses besoins, elle comporte des entretiens, des analyses des flux d'information et de processus du métier.

2.6.2. ELABORATION DU SCHEMA CONCEPTUEL

Cette élaboration est basée sur l'intégration des schémas externes obtenus a l'étape précédente. Chaque composant est un schéma entité = association ou objet. Le MCD constitue une description globale des données manipulées dans l'organisme, tous acteurs et tous documents confondus. Il revLt importance trts grande dans la mesure oft il constitue le référentiel informationnel de l'organisme.

2.6.3. ELABORATION DU SCHEMA LOGIQUE

Cette étape réalise la transformation du schéma conceptuel en structure de données supportées par le SGBD choisi. Pour un SGBD relationnel, il s'agit de passer par des tables.

¹⁹ Dominic DIONISI, l'essentiel sur Merise, Ed. Eyrolles, Paris 1998, pp.60=75

1. Passage du Modele Conceptuel des Donnees au Modele Logique

Au cours de l'analyse prealable a la mise en place d'une base de donnees, les concepteurs utilisent pour modeliser les donnees du systeme d'information les concepts et les regles du MCD. Le modele obtenu est un schema conceptuel de la future base, qu'il faut ensuite transformer en un schema interne pour preparer son implantation physique sur les structures de stockage. Ce schema interne correspond exactement a la definition du Modele Logique de Donnees, employe dans la methode Merise.

Pour realiser ce passage du MCD au MLD, il existe un certain nombre de regles edictees en fonction de la nature de la relation (au sens Merise du terme) existant entre un ou plusieurs objets.

2. La transformation des objets du MCD

Dans tous les cas de figure :

o Les objets sont transformes en RELATION (ou TABLE).

o L'identifiant de l'objet devient la CLE PRIMAIRE unique de la table.

o Les proprietes deviennent des ATTRIBUTS de la table.

3. La transformation des relations conceptuelles

1. Cas des relations dites "de N vers N" :

> Une relation conceptuelle porteuse de cardinalites maximales egales a n sur chacun de ses liens, qu'elle soit ou non porteuse de donnees, se transforme en une table relationnelle.

> La cle primaire de cette table est composee des identifiants des objets participant a la relation.

> Les proprietes portees par la relation conceptuelle deviennent les attributs non=cle de la table.

2.6.4. ELABORATION DU SCHEMA PHYSIQUE

Cette etape est necessaire pour obtenir de bonnes performances. Elle necessite la prise en compte des transactions afin de determiner la representation des donnees sur un support de stockage utilise par la machine.