Conception logique et modèles de bases de données

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Conception logique

Conception logique : l'objectif de la conception logique est de traduire la conception (qui représente les exigences) en un modèle logique qui peut être mis en œuvre par les SGBD.

Représentations du modèle logique

Il existe plusieurs représentations pour le modèle logique de la base de données, parmi lesquelles :

• modèle hiérarchique
• grille
• relationnel
• modèle orienté objet

Modèles hiérarchiques

Les modèles hiérarchiques :

• développement des modèles hiérarchiques et du concept de base de données : années 1960-1970 ;
• exemple : la base de données IBM IMS hiérarchique développée dans les années 60 ;
• apports : définition de l'indépendance, de la sécurité, etc. ; langage de définition de base de données ;
• 1975 : création et travaux du comité SPARC/BD (ANSI) ;
• architecture SGBD à 3 niveaux ;
• jusqu'en 1980 : développement des systèmes hiérarchiques et des réseaux de pointe.

Dans les modèles hiérarchiques, les éléments ont une relation parent/enfant : un enfant a un parent, et un parent peut avoir plusieurs enfants. Ce modèle représente un ensemble de parentés entre le 1:1 et le type 1:M, à savoir une hiérarchie d'entités (ou arbre).

Dans une hiérarchie, un parent (propriétaire du dossier) peut avoir beaucoup d'enfants (enregistrements subordonnés nombreux), mais un enfant ne peut avoir qu'un seul parent. L'arbre peut avoir plusieurs niveaux : un enfant à un certain niveau peut à son tour être le parent d'autres enfants de niveau inférieur ; à tous les niveaux, il faut être convaincu que si chaque parent peut avoir plusieurs enfants, chaque enfant ne peut avoir qu'un seul parent.

Toutes les relations entre les données sont basées sur des hiérarchies. Les fichiers sont reliés entre eux par pointeurs physiques (indiquant l'adresse physique où trouver un enregistrement sur le disque) ou par des champs ajoutés aux dossiers individuels.

• Les organisations hiérarchiques ont des difficultés à exprimer les relations dans lesquelles un enfant se rapporte à de nombreux parents ;
• ce modèle est facile à mettre en œuvre, à changer et à maintenir dans certaines situations.

Une contrainte majeure de ce modèle est l'existence d'un parent unique pour chaque entité. Le modèle suppose que toutes les relations peuvent être représentées dans une structure hiérarchique ; ces limitations seront abordées avec les systèmes de réseau de bases de données.

Modèles de réseau

Modèles de réseau : ce modèle représente les données comme un ensemble (set) de types d'enregistrements et les associations entre eux. Il est souvent représenté par un diagramme de structure, de sorte qu'un type d'enregistrement peut avoir de nombreuses associations avec d'autres types de documents, de type 1:1, 1:M et M:N.

• Il est plus souple que le modèle hiérarchique ;
• c'est une extension du modèle hiérarchique, dans lequel un enfant peut avoir plus d'un parent ;
• ce modèle est moins contraignant que les systèmes hiérarchiques ; les BD utilisent aussi des pointeurs physiques ;
• l'inconvénient est que la structure des données peut prendre l'aspect d'une « toile d'araignée » avec des pointeurs allant dans toutes les directions.

Au début des années 70, plusieurs SGBD réseau ont été développés et commercialisés, et ce modèle de données a été normalisé dans les exemples de modèles de BD CODASYL. Parmi les SGBD réseau, on trouve : ADABAS, TOTAL, IMAGE.

Gestion des associations M:N

Dans le modèle, pour représenter des associations M:N, il est nécessaire de les transformer en deux associations 1:M, généralement par l'introduction d'un type d'enregistrement appelé intersection ou nœud d'association. Ceci évite la redondance générée dans le modèle hiérarchique.

• Les opérations d'insertion, de suppression et de mise à jour proposées dans le modèle hiérarchique sont ainsi grandement simplifiées ;
• il faut toutefois être prudent lors de la suppression de dossiers impliqués dans des associations M:N : il est possible de créer des incohérences si aucun enregistrement BKN impliqué n'est supprimé.

Remarque : veiller à la cohérence des suppressions et mises à jour dans les structures M:N pour éviter les anomalies.