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Introduction au modèle relationnel

Dans ce modèle, les données sont représentées par des tables, sans préjuger de la façon dont les informations sont stockées dans la machine. Le succès du modèle relationnel auprès des chercheurs, concepteurs et utilisateurs est dû à la puissance et à la simplicité de ses concepts. En outre, contrairement à certains autres modèles, il repose sur des bases théoriques solides, notamment la théorie des ensembles et la logique des prédicats du premier ordre.Les objectifs du modèle relationnel sont :

• proposer des schémas de données faciles à utiliser ;
• améliorer l'indépendance logique et physique
• mettre à la disposition des utilisateurs des langages de haut niveau ;
• optimiser les accès à la base de données ;
• améliorer l'intégrité et la confidentialité ;
• fournir une approche méthodologique dans la construction des schémas.

De façon informelle, on peut définir le modèle relationnel de la manière suivante :

• les données sont organisées sous forme de tables à deux dimensions, encore appelées relations, dont les lignes sont appelées n-uplet ou tuple en anglais ;
• les données sont manipulées par des opérateurs de l'algèbre relationnelle ;
• l'état cohérent de la base est défini par un ensemble de contraintes d'intégrité.

Au modèle relationnel est associée a la théorie de la normalisation des relations qui permettent de se débarrasser des incohérences au moment de la conception d'une base de données relationnelle.

Éléments du modèle relationnel

attribut- Un attribut est un identificateur (un nom) décrivant une information stockée dans une base.

Exemples d'attribut : l'âge d'une personne, le nom d'une personne, le numéro de sécurité sociale.

Domaine- Le domaine d'un attribut est l'ensemble, fini ou infini, de ses valeurs possibles.

Par exemple, l'attribut numéro de sécurité sociale a pour domaine l'ensemble des combinaisons de quinze chiffres et nom a pour domaine l'ensemble des combinaisons de lettres

Relation- Une relation est un sous-ensemble du produit cartésien de n domaines d'attributs (n > 0).

Une relation est représentée sous la forme d'un tableau à deux dimensions dans lequel les n attributs correspondent aux titres des n colonnes.

Schéma de relation- Un schéma de relation précise le nom de la relation ainsi que la liste des attributs avec leurs domaines.

Degré- Le degré d'une relation est son nombre d'attributs.

Occurrence ou n-uplets ou tuples- Une occurrence, ou n-uplets, ou tuples, est un élément de l'ensemble figuré par une relation. Autrement dit, une occurrence est une ligne du tableau qui représente la relation.(un enregistrement)

Cardinalité- La cardinalité d'une relation est son nombre d'occurrences. elle peut être 0-1 ;1-1 ;1-n ;….

Clé candidate- Une clé candidate d'une relation est un ensemble minimal des attributs de la relation dont les valeurs identifient à coup sûr une occurrence.(ex :n°produit, reference produit)

La valeur d'une clé candidate est donc distincte pour tous les tuples de la relation. La notion de clé candidate est essentielle dans le modèle relationnel.

Règle : Toute relation a au moins une clé candidate et peut en avoir plusieurs.

Ainsi, il ne peut jamais y avoir deux tuples identiques au sein d'une relation. Les clés candidates d'une relation n'ont pas forcément le même nombre d'attributs. Une clé candidate peut être formée d'un attribut arbitraire, utilisé à cette seule fin.

Clé primaire- La clé primaire d'une relation est une de ses clés candidates. Pour signaler la clé primaire, ses attributs sont généralement soulignés.(ex :n°produit)

Clé étrangère- Une clé étrangère dans une relation est formée d'un ou plusieurs attributs qui constituent une clé primaire dans une autre relation.(voir exemple complet)

Schéma relationnel- Un schéma relationnel est constitué par l'ensemble des schémas de relation.

Base de données relationnelle- Une base de données relationnelle est constituée par l'ensemble des n-uplets des différentes relations du schéma relationnel.

 Passage du modèle entités-associations au modèle relationnel

Pour traduire un schéma du modèle entités-associations vers le modèle relationnel, on peut appliquer les règles suivantes :

1. La normalisation devrait toujours être effectuée avant le passage au modèle relationnel Chaque type entité donne naissance à une relation. Chaque attribut de ce type entité devient un attribut de la relation. L'identifiant est conservé en tant que clé de la relation.
2. Chaque type association dont aucune patte n'a pour cardinalité maximale 1 donne naissance à une relation. Chaque attribut de ce type association devient un attribut de la relation. L'identifiant, s'il est précisé, est conservé en tant que clé de la relation, sinon cette clé est formée par la concaténation des identifiants des types entité qui interviennent dans le type association.
3. Un type association dont au moins une patte a une cardinalité maximale à 1 (ce type association devrait être binaire et n'a généralement pas d'attribut) ne devient pas une relation. La relation correspondant au type entité dont la patte vers le type association a une cardinalité maximale valant 1, se voit simplement ajouter comme attribut (et donc comme clé étrangère) l'identifiant de l'autre type entité.

 Exemple complet

 Comme exemple d'application, voici les relations déduites du schéma entités-associations de la figure 

• Patient(Num-Patient, Nom-Patient, Num-Mutuelle) ;
• Mutuelle(Num-Mutuelle, Nom-Mutuelle) ;
• Médecin(Num-Médecin, Nom-Médecin, Prénom-Médecin) ;
• Affection(Num-Affection, Nom-Affection) ;
• Hospitaliser(Num-Patient, Num-Affection, Num-Médecin, Date-Entrée, Chambre, Durée-Hospitalisation).