Introduction au modèle relationnel

• Comprendre les objectifs et la logique du modèle relationnel.

Comment décrire aux systèmes de gestion de base de données la structure des données ?

Si la réponse immédiate est « grâce au langage SQL », il ne faut pas oublier que SQL doit bien se baser sur une certaine logique.

Et en effet, cela fait des dizaines d'années que les SGBD relationnels utilisent une structure de tableau pour stocker les données. Ce n'est pas un hasard, car ils se basent tous sur le modèle relationnel, qui indique comment formaliser des données et leurs interactions sous forme de tableau.

Dans ce module, vous découvrirez la philosophie du modèle relationnel. Le modèle relationnel est indépendant de tout SGBD. Il est fondamental car, bien utilisé, il permet d'assurer la cohérence des données.

Le modèle relationnel a été introduit par Codd, en 1970 au laboratoire de recherche d'IBM de San José. Il s'agit d'un modèle simple et puissant à la base de la majorité des bases de données, encore aujourd'hui.

• Savoir décrire un ensemble de valeurs possibles grâce aux domaines.

Imaginez que vous souhaitiez modéliser une gamme d'ordinateurs portables, qui ont chacun une couleur, une masse, une marque, etc.

Les valeurs que peuvent prendre ces différents éléments ne sont pas libres : par exemple, les ordinateurs de notre gamme ne peuvent être que gris anthracite, noirs, ou blancs. Aussi, la masse ne peut pas être négative, et la marque ne peut pas dépasser trente caractères.

Comment formaliser ces contraintes sur les valeurs possibles de ces caractéristiques ? C'est justement l'objectif des domaines, que vous découvrirez dans ce module.

• Savoir regrouper des attributs au sein d'une relation.

Imaginez que vous souhaitiez modéliser des livres. Chaque livre a un nom, un auteur, un nombre de pages, etc. Et chacune de ses caractéristiques prend ses valeurs dans un domaine, comme le domaine des nombres entiers positifs ou le domaine des prénoms.

Mais individuellement, chaque caractéristique ne décrit qu'une petite partie du livre. Comment regrouper ces caractéristiques dans une seule structure, pour former un tout ?

C'est tout l'objet des relations, que vous allez apprendre à construire dans ce module.

• Savoir identifier les enregistrements d'une relation de manière unique.

Tous les enregistrements d'une relation ne sont identifiés que par leur contenu : en d'autres termes, il n'y a pas de notion de numéro d'enregistrement ou d'ordre.

Supposez maintenant que vous deviez gérer une relation avec des personnes : nom, prénom, date de naissance, etc. Si on vous demande de pointer du doigt, dans cette relation, la personne du nom de Saskia Larsen, comment feriez-vous ?

Vous ne pouvez pas répondre « à la ligne 12 », puisque la notion de numéro de ligne n'existe pas. Et si jamais il y a deux Saskia Larsen, le nom et le prénom ne suffisent pas non plus : il y a ambiguïté. Et si jamais elles sont nées le même jour..., etc.

Pour résoudre ce genre de situations, on utilise des clés, et vous allez apprendre comment faire dans ce module.

Définir un groupe d'attributs comme étant une clé nécessite une réflexion sémantique sur les données composant ces attributs, afin de s'assurer de leur unicité.

• Connaître les différents types de clé ;

• Savoir choisir la clé à utiliser dans une relation.

Chaque enregistrement d'une relation doit être identifié de manière unique par une clé.

Supposez que vous gériez des citoyens qui possèdent tous un numéro de sécurité sociale unique, ainsi qu'un numéro de passeport unique. Comment choisir la clé à utiliser ?

Autre situation : supposez que vous gériez des morceaux de musique. Des artistes peuvent avoir le même nom, les albums aussi, les morceaux aussi, avec pourquoi pas la même durée... Quelle stratégie adopter pour identifier chaque morceau de manière unique ?

Dans ce module, vous allez découvrir les notions de clés primaire, candidate et artificielle pour répondre à ces questions.

• Savoir représenter des liens entre des relations ;

• Comprendre le lien entre clé primaire et clé étrangère.

En relationnel, les seuls éléments que vous avez à votre disposition pour décrire vos données sont les relations.

Or, si vous modélisez des réserves naturelles, vous aurez probablement une relation décrivant les lieux de ces réserves, et une relation décrivant les animaux qui s'y trouvent.

On peut se représenter ces deux relations comme deux tableaux : mais comment faire le lien entre ces tableaux, par exemple pour indiquer qu'un animal est présent dans une réserve particulière ?

Comme il n'est pas possible de « tracer de trait » entre les deux tableaux, il faut trouver une autre solution, et c'est tout l'objet des clés étrangères, que vous allez découvrir dans ce module.

• Savoir décrire une relation grâce à un schéma relationnel ;

• Savoir représenter les différents types de clé.

Le modèle relationnel décrit, comme son nom l'indique, des relations : elles font intervenir plusieurs concepts, comme les attributs, les domaines, les clés primaires, les clés étrangères...

Afin de formaliser les relations, il faut bien écrire quelque part leur “fiche”, qui décrit les différents attributs ainsi que leur nature.

On pourrait décrire les relations en langage naturel, mais il y aurait alors des risques d’ambiguïté.

Une solution, c'est d'utiliser un schéma relationnel, qui permette de décrire une relation sans ambiguïté et dans son intégralité : vous allez voir comment dans ce module.