Cours d'Analyse : principes et méthodes








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4.3. Modélisation conceptuelle des données
Le MCD est donc la représentation de l'ensemble des données du domaine, sans tenir compte des aspects techniques et économiques de mémorisation et d'accès, sans se référer aux conditions d'utilisation par tel ou tel traitement.

Dans la plupart des systèmes d'information en fonctionnement, les données et les traitements apparaissent intimement liés du point de vue de l'utilisateur. L'ensemble des informations utilisées constitue l'univers du discours du domaine. On y fait généralement référence à des objets concrets ou abstraits (la facture, le client,...) et à des relations entre ces objets. L'objectif du MCD sera d'identifier ces objets et ces relations afin de les modéliser.

On adopte souvent pour ce faire une démarche inductive qui s'appuie sur l'existence préalable d'une liste d'informations à structurer fournie par l'utilisateur ou le gestionnaire. On essaye ainsi de la décortiquer en informations élémentaires constituant le "dictionnaire des données".

4.3.1. Constitution du dictionnaire de données
Il s'agit de rassembler au cours d'entretiens ou sur des documents écrits les informations présentes. A chaque information que le concepteur receuille dans son environnement, il s'agit, avant de la rajouter au dictionnaire de données, de vérifier que la nouvelle information n'a pas déjà été repertoriée (ex. les n° de facture ou de police d'assurance apparaissent dans de nombreux documents) sous le même nom ou sous un synonyme. Attention la situation inverse peut également se rencontrer : 2 informations portant le même nom dans 2 documents différents peuvent être réellement différentes (2 "dates" sur 2 formulaires différents, une date de facturation, une de livraison). Dans ce cas, il faut faire apparaître les 2 dans le dictionnaire de données et lever l'ambiguité sur les noms.

4.3.2. Formalisme de description des données = Diagrammes Entités/Associations
4 concepts types de base:

Entités / Associations / Propriétés / Cardinalités
La propriété type
est la modélisation d'une information élémentaire présente dans le dictionnaire de données. Il y a ici une notion de type, la propriété type pourra prendre des valeurs.

ex: nom de patient : Antoine, Fabien, Henri

date de naissance : 28/03/59, 06/05/99

Attention, toutes les informations ne sont pas systématiquement traduites par une propriété.

La propriété est une donnée élémentaire obligatoirement liée à une entité type ou à une association type.

Règles:


  • A tout instant, une propriété n'a qu'une seule valeur (valeur unique)



  • Elle ne peut se rattacher qu'à un seul concept, entité ou association (pas de redondance)



  • Elle est atomique (pas de sous propriétés)
    Remarque: Merise "moderne" permet la modélisation de propriétés "composées". Elle permet, en étude préalable, de "nommer" un ensemble d'informations sans systématiquement en exprimer le détail. Chaque fraction de valeur d'une propriété composée peut être exprimée par la valeur de chaque propriété composante.



L'entité type

permet de modéliser un ensemble d'objets concrets ou abstraits présentant une existence propre et un intérêt dans le discours.

On parlera d'"occurrences" d'entité type.

Remarque: Très souvent par abus de langage on se passera du mot type suivant le mot entité.
Représentation graphique :



La reconnaissance des différentes entités d'un modèle obéit à des règles de pertinence. Plusieurs modélisations sont possibles sur la base d'un même discours, certaines plus "pertinentes" que d'autres.

Règle d'identification
L'on doit pouvoir faire référence distinctement à chaque occurrence de l'entité. Pour cela l'entité type doit être dotée d'un identifiant.
Cet identifiant est une propriété (ou un groupe de propriétés, on parle alors d'identifiant composé) telle qu'à chacune de ses valeurs correspond une seule occurrence de l'entité.

Représentation graphique: la propriété identifiant est soulignée au sein de l'entité.

Dans certains formalismes, elle apparaît également répétée en bas de l'entité, précédée de "id".




Règles: Un identifiant d'une entité type doit être



  • univalué: : à une occurrence de l'entité doit correspondre une seule valeur pour un identifiant donné



  • discriminant : à une valeur correspond une seule occurrence de l'entité



  • stable : pour une occurrence d'entité donnée, une fois affectée une valeur à son identifiant, cette valeur doit être conservée jusqu'à la destruction de l'occurrence



  • minimal : lorsqu'il s'agit d'un identifiant composé d'un groupe de propriétés, toutes celles-ci doivent être indispensables. Ainsi la suppression de n'importe laquelle lui ferait perdre son caractère discriminant.



Le choix d'un identifiant est parfois un problème délicat. On peut choisir une propriété "naturelle" ou, au contraire, une nouvelle propriété "artificielle", inventée par le concepteur (numéros, codes).

Règle d'énumération:


  • A toute occurrence de l'entité (càd à toute valeur de l'identifiant) , il ne peut y avoir qu'une valeur de chaque propriété.
    Si une propriété viole cette règle, c'est qu'elle ne peut pas se situer au sein de cette entité.

    ex: Un acteur pouvant avoir joué dans plusieurs films, la propriété nom de film ne peut faire partie de l'entité Acteurs mais donnera naissance à une nouvelle entité Films




On accepte parfois des exceptions à la règle d'énumération lorsque la multiplicité des valeurs exprime une liste de valeurs mais ne traduit aucun intérêt à modéliser de manière autonome cet objet. Ainsi si une entreprise possède plusieurs n° de téléphone, on peut néanmoins inclure la propriété multivaluée téléphone dans l'entité Entreprises et ne pas considérer une entité Téléphones qui aurait très peu d'intérêt en tant que telle.


la relation ou association type
modélise un ensemble d'associations de même nature entre 2 ou plusieurs occurrences d'entités présentant un intérêt dans le discours. Il s'agit d'un lien sémantique entre plusieurs entités. Fréquemment on utilise des noms de verbe à l'infinitif pour désigner les associations.

De nouveau, par abus de langage, on parlera d'association ou de relation en lieu et place d'association type et relation type en opposition avec les "occurrences" d'association.

Représentation graphique de l'association joue dans:


On appelle dimension ou degré le nombre d'entités composant l'association. On parle alors d'associations binaires, ternaires, n-aires.


Identification d'une association:
Une association n'a pas d'identifiant propre. Une occurrence d'une association est "déterminée" par les occurrences des entités types qui lui sont liées, càd identifiée par l'ensemble des identifiants de ces entités..

Une association peut posséder des propriétés. Il s'agit alors d'informations qui ne peuvent se placer que là, càd qui n'ont de sens qu'avec la présence de toutes les entités liées.

Les propriétés d'une association sont soumises aux mêmes règles que celles d'une entité. Ainsi, à une occurrence d'une association, il ne peut y avoir qu'une valeur pour chacune de ses propriétés.




Plusieurs associations peuvent relier les mêmes entités:



Associations réflexives:
Une même entité peut apparaître plusieurs fois parmi la collection des entités liées à une association. Dans ce cas on précise le rôle joué par chacune des occurrences d'entité.






Cardinalités d'une entité par rapport à une association
Elles décrivent la participation des occurrences d'une entité aux occurrences d'une association. On représente une cardinalité minimale et une cardinalité maximale qui se notent sur la patte de l'association concernée par l'entité.


  • Cardinalité minimale : 0 ou 1 = nombre de fois minimum qu'une occurrence d'une entité participe aux occurrences de l'association.



  • Cardinalité maximale : 1 ou N = nombre de fois maximum qu'une occurrence d'une entité participe aux occurrences de l'association.



On rencontrera donc les couples de valeurs 0-1, 0-N, 1-1, 1-N

Remarques:

La cardinalité de toute association par rapport à une entité est implicite et 1-1. : Une occurrence d'association ne peut exister que reliée à une occurrence de chacune des entités types de sa collection.

Les cardinalités des entités participant à des relations ternaires et plus sont souvent plus difficiles à spécifier.


Types et sous-types d'entités : spécialisations/généralisations
Spécialisation simple
Lorsqu'une entreprise effectue sa comptabilité, ses clients et ses fournisseurs apparaissent comme des tiers. En dehors d'informations tout à fait spécifiques voire opposées, ceux-ci ont néanmoins des caractéristiques communes (ils ont tous une adresse, une raison sociale...)
La spécialisation consiste à modéliser d'abord une entité TIERS (entité surtype) décrivant uniquement les caractéristiques communes aux clients et aux fournisseurs. Ensuite, on considère les entités CLIENTS et FOURNISSEURS (entités sous-types) avec leurs caractéristiques spécifiques.
En fait, les occurrences d'un sous-type sont également occurrences d'un surtype. Elles héritent des propriétés définies au niveau du surtype. Les entités sous-types ne possèdent pas d'identifiant propre mais héritent de l'identifiant du surtype. Elles se comportent néanmoins comme de vraies entités et peuvent faire partie d'autres associations.

Ces spécialisations aussi appelées relations is-a sont représentées avec un triangle:





Une spécialisation peut comporter un nombre quelconque de sous-types, eux-mêmes pouvant être surtypes d'une autre spécialisation. On a alors une arborescence de spécialisations.
De même un même surtype peut l'être pour plusieurs spécialisations selon des critères différents. On parle alors de spécialisations multiples.


Contraintes sur spécialisations
On peut imaginer, dans certaines situations, que le découpage en sous-populations comporte des contraintes de participation aux différents sous-types.
On peut visualiser sur l'exemple tiers, clients, fournisseurs les différentes situations grâce à la théorie des ensembles:


  1. les tiers peuvent être clients ou fournisseurs ou autres (ou inclusif)

    C  F  , C  F  T



  2. les tiers peuvent être clients et fournisseurs en même temps mais rien d'autre.
    On placera la lettre T (total) au milieu du triangle de la spécialisation

    C  F = T..



  3. les tiers ne peuvent pas être clients et en même temps fournisseurs mais ils peuvent être autres . On placera la lettre X (exclusion) au milieu du triangle de la spécialisation

    C  F = , C  F  T



  4. les tiers ne peuvent être que soit clients, soit fournisseurs, pas les 2 et rien d'autre. En termes mathématiques, C et F forment une partition de T
    On placera les lettres XT au milieu du triangle de la spécialisation

    C  F = , C  F = T


Spécialisations à surtypes multiples
Lorsque 2 populations ont une intersection, on peut modéliser la population intersection comme un sous-type respectivement des 2 populations.
ex: une population d'étudiants et une population de salariés. Certains étudiants sont salariés. Une entité étudiant salarié peut être modélisée, sous-type aussi bien de l'entité étudiant que de l'entité salarié. Elle ne possède pas d'identifiant propre mais bien un identifiant alternatif, soit celui de l'entité étudiant, soit celui de l'entité salarié.




Généralisations
Contrairement aux spécialisations, ici les sous-types préexistent. Ils sont donc identifiés par un identifiant propre. C'est la seule différence avec les spécialisations.

4.3.3. Modéliser les contraintes en Merise


  • Dépendances fonctionnelles intraentités


En mathématiques, la notion de dépendance fonctionnelle (ou de fonction) entre 2 ensembles A et B exprime qu'à un élément a de A correspond au plus un élément b de B. On note A  B

On parle de l'ensemble source et de l'ensemble cible.
Par extension, au sein d'une entité (ou même d'une association), on pourra constater d'éventuelles dépendances fonctionnelles entre 2 propriétés S et C (source et cible) .




S  C

ssi

valeur de S,  valeur de B


ex1 :

n°film  titre, n°film  année

ex2 :

titre, année  longueur

ex 3 :

n°film,n°star  salaire

dépendance fonctionnelle élémentaire
A  B est une DF élementaire

ssi

C  C  A et C  B

ex : n°film, n°star, année  salaire n'est pas élémentaire

Dépendance fonctionnelle directe




A  B est une DF directe

ssi

C  A  C et C  B

ex :


n°studio  adresse Président n'est pas une DF directe

si n°studio  nom Président

et nom Président  adresse Président


Les règles de modélisation imposeront que toute propriété d'une entité soit en DF élémentaire et directe avec son identifiant.

Cela regroupe :
la règle de pleine dépendance : Les propriétés doivent dépendre de tout l'identifiant
la régle de dépendance directe : Les propriétés doivent dépendre directement de l'identifiant et non par l'intermédiare d'une autre propriété.
Ces régles serviront à débusquer des entités cachées.

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