UNIVERSITE PROTESTANTE AU CONGO FACULTE
b'AbMINISTRATION bES AFFAIRES ET SCIENCES ECONOMIQUES B.P. 47 45 KINSHASA
II KINSHASA / LINGWALA
CONCEPTION ET REALISATION b'UN MObELE
bE GESTION EN RESEAU bES PAIEMENTS bES
FRAIS SCOLAIRES
,es
ANSOL OMBAN Gi resse
Memoire Presente et defendu en vue de l'obtention du
Diplame de Licencie en Administ rati0n des Affai res Ec0n0miques.
Option : Inf0 rmatique de gesti0n
Directeur : Prof. KUTANGILA MAYOYA David.
Docteur de l'Universite de Grenade (Espagne) en
Science Informatique et Intelligence Artificielle.
Annee Academique 2010 - 2011
EPIGRAPHE
La veritable voie du bonheur est de donner celui-ci
aux autres. Tachez de quitter cette terre en l'ayant rendu meilleure que vous
l'aviez trouvez et quand votre tour viendra de mourir vous mourrez en pensant
qu'à chaque occasion vous n'avez pas perdu votre temps mais que vous
aurez fait de votre mieux. Soyez prits, dans cette voie de maniere a vivre et a
mourir heureux
Robert STEPHENSON SMITH BADEN POWELL
DEDICACE
A Dieu tout puissant createur du ciel et de la terre,
l'auteur de la vie eternelle et donateur de tout don excellent, lui qui retire
le pauvre de la poussiere, relive l'indigent du fumier pour le faire asseoir
avec les grands de son peuple.
A mes tres chers parents A NSOL Bertin et OSE NGE
Marie Colette. Si la mer etait de l'encre et les nuages etait du papier je
n'aurai assez d'espace pour vous dire combien je vous aime.
A NSOL OMBA N Giresse
REMERCIEMENTS
Connaitre, parler et percevoir les phenomenes dans la
nature, ne pouvaient jamais etre possible dans notre pauvre existence sans le
concours des autres. C'est pourquoi, nous tenons ici a remercier ceux dont la
presence au monde nous soutient et dont les vertus nous ont appris le travail
manuel ou intellectuel. Un grand merci tout particulier a :
- Professeur KUTA NGILA MAYOYA DAVID et MAMPUYA
PRECIS respectivement Directeur et Rapporteur qui, en depit de leurs multiples
occupations tant personnelles que professionnelles, ont accepte volontiers
d'assumer la direction eclairee de ce travail.
- Toute la corporation professorale de L'UNIVERSITE
PROTESTANTE AU CONGO pour son professionnalisme et son dynamisme dans la
qualite des matieres nous enseignees et qui, certains par leurs ceuvres nous
ont inspires pour la realisation de notre travail.
- Nos Tantes et Oncles, nos freres et sceurs, nos
cousins et cousines, nos amis et connaissances nous citons : Maman Elise OSE
NGE - FEZA OSE NGE , Rosy, Kass, Cynthia et Jellysa NYA NGEZI - Papa Jean Marie
, Ma~ Marie, Laura, Sephora, Deborah, Rebecca, Mico OSE NGE - Dieu Donne,
Lilie, Exaucee et Benedicte OSE NGE - Jules, Mimie, Feza, Prescilia, David OSE
NGE, Christian BOSU NGI, Alphonsine LITATA , Dido BADJOKO, Yves BAELO, Polydore
BAELO - Pitshou NKOKO, Sergine MOSALA - Dolores, Papy, Vivette, Plotin, Karine,
Mounieux, Evodie , Prisca, Kevin, Berty, Lisette, keren, Nove A NSOL - Alexis
MUKU NA, John MULE NDA, Christian MALU NDA, sans oublier le Groupe Scout Argent
Natif de la Paroisse Saint Charles Loanga entre autre : le chef Zebre,
Cheftaine Hermine - TSHISA NGA Emmanuel, Abraham A NTI NGU et Elie BOKILA pour
leurs reconforts desinteresses.
- A ma fille A NSOL INGRID pour la composition de la
page de garde de mon travail et de m'avoir soutenue durant toutes mes
etudes.
- Nos compagnons de lutte : RICK NDO NGALA, KASSE NDA
DANIEL, GOOLFAI N NZEBIDIKA, HARDY KABEYA mon Chef de promotion avec qui nous
avons partage les rejouissances et les peines et pour l'affectueuse fraternite
nous temoignee. Enfin, que tous ceux qui de pres ou de loin, nous ont assiste
d'une maniere ou d'une autre, bien que les noms ne soient pas tous mentionnes
car certains ne le souhaitent d'ailleurs pas, decouvrent a travers cette oeuvre
qu'ils nous sont d'une utilite considerable.
A NSOL OMBA N Giresse
0. INTRODUCTION GENERALE
Au terme d'une etude superieure, chaque etudiant est
tenu de mener une investigation sur un sujet de memoire en vue de l'obtention
du titre.
Notre investigation est basee au sein du «
C0llege Jubile Saint Charles L0anga » sur le sujet denomme «
CONCEPTION ET REALISATION D'UN MODELE DE GESTION EN RESEAU DES PAIEMENTS DES
FRAIS SCOLAIRES ».
Le but de notre demarche n'est pas d'inspecter
l'ecole concernee mais plutat de faire decouvrir a l'ingenieur la realite de
toutes les connaissances acquises durant la formation.
Il nous aurait ete difficile de vivre les realites
pratiques et de connaitre les dessus techniques de la science informatique dont
d'enormes sacrifices ont ete consentis pour saisir les principes theoriques, si
cette formation n'etait pas completee par un travail de fin de
cycle
Les realites dans notre domaine concernent
l'automatisation des donnees recueillies par un outil informatique plus
performant. Ce neologisme est compose des mots « Inf0 rmati0n » et
« Aut0matique », il designe l'automatisation du traitement de
l'information par un systeme concret (machine) ou abstrait.
bans son occupation courante, l'informatique designe
l'ensemble des Sciences et Techniques en rapport avec le traitement de
l'informatique.
0.1 PROBLEMATIQUE
Selon le dictionnaire Hachette Encyclopedique
illustre, la problematique est « l'ensemble des problemes concernant un
sujet ou maniere de poser des problemes »1.
Autrement dit, la problematique est l'ensemble de
questions anticipatives a une question du depart, en vue d'apporter les
solutions eventuelles.
A cet effet, quelques questions meritent d'etre posees
:
- comment resoudre le probleme d'enregistrement des
paiements des frais ?
- comment eradiquer le fleau de la lenteur du contrale
de frais enregistres ?
- un reseau informatique, ne resorberait-il pas le
probleme de la lenteur de communication entre les acteurs au regard de la
distance qui separe les uns des autres ?
- doit-on continuer a empieter les archives du
college dans les conditions de conservation et de consultation delicates alors
que le monde actuel nous presente des possibilites de conservation et de
consultation beaucoup plus faciles avec les supports magnetiques ?
Tout au long de notre analyse, nous tenterons de
repondre a ces interrogations.
0.2 DELIMITATION DU SUJET
0.2.1 Dans le temps
Il faut signaler que les recherches menees sur la
signalisation globale de la gestion de cette institution, dans le cadre de
ce travail,
1 dictionnaire Hachette
Encyclopedique
couvrent la periode allant de Novembre 2010 a nos jours
et se sont deroulees exclusivement a Kinshasa.
0.2.2 Dans l'espace
Le college Jubile Saint Charles Loanga est etabli a
Kinshasa, dans la commune de Bandalungwa au quartier Bandal Molart.
0.3 CHOIX ET INTERET DU SUJET
L'evolution croissante des nouvelles technologies de
l'information et de la communication a donne, de nos jours, a toute
organisation, la cle de son propre developpement en mettant a sa disposition
une myriade d'outils tant logiciel que materiel.
Pour ce faire, deux objectifs fondamentaux se degagent
dans les entrailles de ce sujet :
1. Premierement, permettre au College Jubile Saint
Charles Loanga d'avoir un outil efficace pour le contrale et le suivi de son
activite principale entre autre la gestion ecoliere ;
2. beuxiemement, amener tout le College a se
regrouper autour d'un vaste reseau informatique pouvant le contraler et faire
le suivi de tous les frais par le biais d'une base de donnees
partagee.
0.4 HYPOTHESE
L'hypothese est « l'explication d'un phenomene
naturel
provisoirement admise et destinee a gtre soumise au
contrale methodologique de l'experience >>2.
Au regard de cette definition, nous pouvons dire que
l'hypothese est l'ensemble de reponses anticipatives aux questions du
depart.3
2 dictionnaire Hachette
Encyclopedique
3 bictionnaire, op.cit.
Etant donne que l'informatique est, de nos jours, un
outil par excellence qui procure la rapidite et l'automatisation, source de la
precision et de l'exactitude, nous ne pensons qu'a la resolution des problemes
liees a la gestion des frais dans le College Jubile Saint Charles Loanga, par
la conception et la realisation d'un systeme informatise des frais scolaires
fonctionnant dans un reseau informatique.
0.5 BUT DU TRAVAIL
Ce travail est redige dans l'intention :
1. d'allier la theorie a la pratique ;
2. d'appliquer les methodes et les techniques
informatiques dans un reseau informatique pouvant faciliter le contrale et le
suivi des frais par un biais de donnees partagees.
0.6 METHODES ET TECHNIQUES UTILISEES
Pour cerner les contours de l'expression des besoins
de ce systeme d'information, des methodes et techniques suivantes ont ete
utilisees
Les methodes :
· la methode documentaire : qui a consiste
a la consultation des documents divers (facture, bon,...) ;
· la methode historique : par laquelle
nous avons obtenu des informations retrospectives sur le systeme de gestion de
cette institution ;
· la methode merise (Methode de
Realisation de Systeme d'Information par Sous Ensemble) : elle est une methode
de conception, d'analyse et de developpement des systemes
d'information.
Les techniques :
· la technique d'interview :qui nous a
permis de planer, par un jeu de questions, reponses, des
informations concernant le fonctionnement de la structure, au travers de la
bouche des differents responsables des services de cette institution
;
· la technique de questionnement : par
laquelle nous avons eu des informations sur les difficultes rencontrees par les
utilisateurs en vue de prevoir les pistes de solution.
0.7 SUBDIVISION DU TRAVAIL
Hormis l'introduction et la conclusion, notre travail se
divise en trois parties, a savoir :
lere partie qui parlera de l'Etude des quelques concepts
et d'opportunite comportant trois chapitres qui sont :
· Chapitre ler : les generalites su r le
systeme d'inf0 rmati0n et le base de d0nnees
· Chapitre 2e : La C0nnaissance du
systeme existant
· Chapitre 3e : l'Etude du Service C0nce
rn$
2eme partie abordera l'Analyse conceptuelle
ayant :
· Chapitre 4eme : La M0delisati0n
C0nceptuelle
· Chapitre 5eme : La C0ncepti0n L0gique
Relati0nnelle
3eme partie qui parlera de la Realisation
avec :
· Chapitre 6eme : La C0ncepti0n
Physique
· Chapitre rme : Implantati0n du
Reseau
· Chapitre 8eme : La
Realisati0n.
le" PARTIE :
ETUbE bES CONCEPTS et b'OPPORTUNITE
CHAPITRE 1 : LES GENERALITES SUR LE SYSTEME
D'INFORMATION ET BASE DE DONNEES
I.1. LE SYSTEME D'INFORMATION
I.1.1. Definiti0n
D'une maniere generale, nous designons par systeme
d'information d'une organisation, l'ensemble de moyens humains, materiels et
methodes se rapportant au traitement des differentes informations dans
l'organisation.4
· Moyens humains : ce sont de differentes personnes
qui transmettent l'information.
· Moyens materiels : ce sont les supports
permettant de stocker les informations, les utilitaires divers, ...
· Methodes : ce sont des algorithmes ou programmes
utilises.
· Traitement de l'information : d'une maniere
generale, le traitement d'une information particuliere pourra concerner l'un ou
autre ensemble d'operations de type suivant :
- Son enregistrement et son stockage sur un support
;
- Son classement momentane ou definitif (archivage)
;
- Sa consultation (consultation des fichiers, des bases
de donnees, des recherches, des commentaires,...) ;
- La modification de sa forme (presentation)
;
- La modification de son contenu (agregation)
;
- Sa transmission a distance (teletransmission)
;
4
MBUYI MUKE NDI, le systeme d'information et base de
donnes
- 5a diffusion a un individu ou a un ensemble
d'individus.
Il est a noter qu'un traitement est algorithmique
lorsqu'il peut etre execute de maniere entierement automatique d'un processeur
(homme ou machine) a partir d'une fiche d'instruction ou programme.
Il y a deux categories de l'information :
· Information naturelle : c'est l'information telle
que produite et apprehendee par l'homme d'une maniere naturelle.
· Information structuree : c'est une donnee qui
permet de representer d'une maniere rigoureuse des informations naturelles qui
sont souvent difficilement apprehendables et manipulables.
1.1.2. Role du systeme d'inf0 rmati0n
On peut attribuer quatre roles principaux a un systeme
d'information dans une organisation.
· Produire des informations legales reclamees par
l'environnement socio-economique.
· beclencher les decisions programmees.
· Aider a la prise de decisions non programmees
en fournissant aux decideurs de l'organisation un ensemble d'informations
brutes ou modelisees.
· Assurer la coordination des taches en permettant
les communications entre les individus du systeme
organisationnel.
1.1.3. C0nstituti0n d'un systeme d'inf0 rmati0n de
gesti0n
Pour pouvoir remplir quatre roles cites ci haut, tout
systeme d'information doit posseder les quatre constituants suivants
:
· Un moyen de representation de la structure de
systeme organisationnel ;
· Un moyen de representation de l'activite presente
et passee du systeme organisationnel ;
· Un ensemble de moyens de traitement des donnees
;
· Un ensemble de moyens d'aide au traitement des
informations naturelles.
1.1.4. Le systeme d'inf0 rmati0n aut0matise
Nous definissons le systeme d'information d'une
organisation comme le sous-ensemble de procedures pour lequel les traitements
sont programmes, partiellement ou integralement, sur ordinateur.
Lorsqu'un traitement est execute, en partie par l'homme
et en partie par l'ordinateur, on parle de traitement interactif.
5
1.1.5. Le systeme d'inf0 rmati0n et finalite du
systeme
Ne dans les domaines de l'informatique et des
telecommunications, le concept de systeme d'information s'applique maintenant a
l'ensemble des organisations, privees ou publiques. Le terme systeme
d'information (ou S1) possede les significations suivantes :
· un ensemble organise de ressources (personnel,
donnees, procedures, materiel, logiciel, ...) permettant d'acquerir, de
stocker, de structurer et de communiquer des informations sous forme de textes,
images, sons, ou de donnees codees dans des organisations. Selon leur finalite
principale, on distingue des systemes d'information supports d'operations
(traitement
5
MBUYI MUKENDI, op.cit.
de transaction, contrale de processus industriels,
supports d'operations de bureau et de communication) et des systemes
d'information supports de gestion (aide a la production de rapports, aide a la
decision...).6
· Un systeme ou sous-systeme d'equipements,
d'informatique ou de telecommunication, interconnectes dans le but de
l'acquisition, du stockage, de la structuration, de la gestion, du deplacement,
du contrale, de l'affichage, de l'echange (transmission ou reception) de
donnees sous forme de textes, d'images, de sons, et/ou, faisant intervenir, du
materiel et des logiciels.
· Un Systeme d'Information est un reseau
complexe de relations structurees of interviennent hommes, machines et
procedures qui a pour but d'engendrer des flux ordonnes d'informations
pertinentes provenant de differentes sources et destinees a servir de base aux
decisions selon Hugues Angot.
1.1.6. Le systeme d'inf0 rmati0n et applicati0n inf0
rmatique
On distingue generalement trois grandes categories de
systemes, selon les types d'application informatique :
· les systemes de conception : calcul numerique,
conception assistee par ordinateur, .... ;
· les systemes industriels ou embarques, qui
fonctionnent selon des techniques temps reel ;
· les systemes d'information de gestion, qui
emploient des techniques de gestion.
Du point de vue de la valeur financiere du patrimoine
informatique, les systemes d'information de gestion sont largement
majoritaires.
Les langages informatiques employes different souvent
selon chacune de ces categories, et a l'interieur des categories.
Par
6
MBUYI MUKENDI, op.cit
exemple, les systemes d'information de gestion
emploient du Cobol, du langage C, du C++, du Java, du PHP, MySQL,
etc.
1.1.7. Ev0luti0n du system! d'inf0
rmati0n
Le domaine des systemes d'information et de
communication a certes une forte composante technologique et informatique. Mais
c ' est seulement un aspect de ce domaine qui est en fait beaucoup plus vaste.
Il s'agit de concevoir comment circule et est stockee l'information de facon
efficace et coherente pour toutes les activites d'une entreprise, d'un reseau
d'entreprises, d'une administration publique, des relations entre entreprises,
citoyens, gouvernements...
Le champ est vaste et concerne tous les domaines des
activites humaines. Malgre cette ampleur, ce domaine a son unite scientifique,
construit autour de concepts, de constructions abstraites et concretes, de
composants de methodes notamment qui sont independantes des activites
concernees. Sans doute, un des maitres mots de ce domaine des systemes
d'information est-il celui de modele accompagne de celui de modelisation
?
Par consequent, dans les entreprises actuelles, le
systeme d'information et de communication tend a s'orienter vers des ensembles
plus globaux, l'information traitee par l'humain etant une connaissance a
gerer.
En complement du systeme d'information classique, une
ingenierie des connaissances (en anglais Knowledge Management) s'articule
autour des deux composantes suivantes, que l'on peut retrouver dans chaque
domaine d'activite de l'entreprise :
· La gestion de contenu (en anglais : content
management), destinee a gerer les informations brutes et a les transformer en
connaissances ou donnees mieux structurees ;
· La gestion des acces, c'est-a-dire la gestion
des flux et des protocoles d'echange dans les reseaux de (tele) communications
internes ou partages avec les partenaires. 7
En termes de management des systemes d'information,
une tendance actuelle correspond a leur externalisation aupres d'une ou
plusieurs societes prestataires pouvant se voir confiees la gestion de
l'infrastructure informatique, des developpements de logiciels ou encore de la
gouvernance.
1.1.5.1. Aut res c0mp0sants
D'autres composants peuvent etre inclus dans un systeme
d'information 8:
· Applications metiers,
· Bases de donnees de l'entreprise,
· Dispositifs de securite.
· Infrastructure reseau,
· Postes de travail informatique,
· Serveurs d'application,
· Serveurs de donnees et systemes de
stockage
1.2. LES BASES DE DONNEES
1.2.1. Int r0ducti0n
Les bases de donnees sont actuellement au cceur du
systeme d'information des entreprises. Les systemes de gestion de bases
de donnees, initialement disponibles uniquement sur des « mainframes
»,
7 MBUYI MUKE NDI, op.cit
8
MBUYI MUKE NDI, op.cit
peuvent maintenant etre installes sur tous les types
d'ordinateurs y compris les ordinateurs personnels. Mais attention, souvent on
designe, par abus de langage, sous le nom « bases de donnees » des
ensembles de donnees qui n'en sont pas.
1.2.2. Definiti0n
Une Base de Donnees (Data Base) est definie comme
etant un ensemble structure et organise permettant le stockage de grandes
quantites d'informations afin d'en faciliter l'exploitation (ajout, mise a
jour, recherche de donnees) et comme une grande quantite de donnees,
centralisees ou non, servant pour les besoins d'une ou plusieurs applications,
interrogeables et modifiables par un groupe d'utilisateurs travaillant en
parallele.9
Une base de donnees doit repondre a trois criteres
suivants:
- L'exhaustivite : exigeant qu'une base de donnees
contienne toutes les informations ayant trait a l'application concernee
;
- La non redondance : qui implique que dans une base
de donnees, il ne doit pas y avoir repetition d'une meme information (donnees)
;
- La structure : c'est la maniere de stocker les
donnees ou informations, de sorte que leurs exploitations puissent etre faciles
a traiter.
Ces donnees sont stockees pour etre utilise par des
programmes et des utilisateurs differents. Ainsi, la notion de base de donnees
est generalement couplee a celle de reseau afin de pouvoir mettre en commun ces
informations, d'ou le nom de base.
9
MBUYI MUKE NDI, op.cit.
Nous presentons ci-dessous une illustration qui montre
l'architecture de service de donnees.
Figure II.1 Architecture de service de
donnees
1.2.3. Le syste(e de gesti0n de base de d0nnees
Comme nous l'avons evoque precedemment, nous avons
besoin de mettre en exergue une base de donnees, c'est pour cela qu'il y a des
logiciels specialises pour la gestion de celle-ci.
Le Systeme de Gestion de Bases de Donnees (SGBD) peut
etre vu comme le logiciel qui prend en charge la structuration, le stockage, la
mise a jour et la maintenance des donnees ; c'est, en fait, l'interface entre
la base de donnees et les utilisateurs ou leurs programmes.
Des caracteristiques principales ont ete fixees aux
SGBD des l'origine de ceux-ci, afin de resoudre les problemes causes par la
demarche classique. Ces caracteristiques sont les suivantes
10:
- Independance physique : La facon dont les donnees
sont definies doit etre independante des structures de stockage
utilisees.
- Independance logique : Un meme ensemble de donnees
peut etre vu differemment par des utilisateurs differents. Toutes
10
MBUYI MUKE NDI, op.cit
ces visions personnelles des donnees doivent etre
integrees dans une vision globale.
- Acces aux donnees : L'acces aux donnees se fait par
l'intermediaire d'un Langage de Manipulation de Donnees (LMD). Il est crucial
que ce langage permette d'obtenir des reponses aux requetes en un temps «
raisonnable». Le LMD doit donc etre optimise, minimiser le nombre d'acces
disques, et tout cela de facon totalement transparente pour
l'utilisateur.
- Administration centralisee des donnees
(integration) : Toutes les donnees doivent etre centralisees dans un reservoir
unique commun a toutes les applications. En effet, des visions differentes des
donnees (entre autres) se resolvent plus facilement si les donnees sont
administrees de facon centralisee.
- Non redondance des donnees : Afin d'eviter les
problemes lors des mises a jour, chaque donnee ne doit etre presente qu'une
seule fois dans la base.
- Coherence des donnees : Les donnees sont soumises a
un certain nombre de contraintes d'integrite qui definissent un etat coherent
de la base. Elles doivent pouvoir etre exprimees simplement et verifiees
automatiquement a chaque insertion, modification ou suppression des donnees.
Les contraintes d'integrite sont decrites dans le Langage de Description de
Donnees (LDD).
- Partage des donnees : Il s'agit de permettre a
plusieurs utilisateurs d'acceder aux memes donnees au meme moment de maniere
transparente. Si ce probleme est simple a resoudre quand il s'agit uniquement
d'interrogations, cela ne l'est plus
quand il s'agit de modifications dans un contexte
multi utilisateurs car il faut : permettre a deux (ou plus) utilisateurs de
modifier la meme donn~e «en meme temps * et assurer un rgsultat
d'interrogation coherent pour un utilisateur consultant une table pendant qu'un
autre la modifie.
- 5ecurite des donnges : Les donnges doivent pouvoir
etre protegees contre les acces non autorisgs. Pour cela, il faut pouvoir
associer a chaque utilisateur des droits d'acces aux donnges.
- Resistance aux pannes : Que se passe-t-il si une
panne survient au milieu d'une modification, si certains fichiers contenant les
donnges deviennent illisibles ? Il faut pouvoir recupgrer une base dans un etat
« sain *. Ainsi, apres une panne intervenant au milieu d'une modification
deux solutions sont possibles : soit recupgrer les donnges dans l'etat dans
lequel elles gtaient avant la modification, soit terming l'operation
interrompue.
Fi'ure 11.2. Architecture fonctionnelle d'un 5GBD
relationnel
Nous prgsentons ci-dessous l'architecture
fonctionnelle d'un 5GBD relationnel11
ii
Jean Akoka & ".commyn-Wattiau, conception d'une
base de donnees relationnelle, ed Vuibert, paris 1989
~~+~~~NVAile des bases de donnees
1.2.4%1. /Male hie a chique
Une base de donnees hierarchique est une forme de
systeme de gestion de base de donnees qui lie des enregistrements dans une
structure arborescente de facon a ce que chaque enregistrement n'ait qu'un seul
possesseur (par exemple, une paire de chaussures n'appartient qu'a une seule
personne).
Les structures de donnees hierarchiques ont ete
largement utilisees dans les premiers systemes de gestion de bases de donnees
concus pour la gestion des donnees du programme Apollo de la NASA.
Cependant, a cause de leurs limitations internes,
elles ne peuvent pas souvent etre utilisees pour decrire des structures
existantes dans le monde reel. Les liens hierarchiques entre les differents
types de donnees peuvent rendre tres simple la reponse a certaines questions,
mais tres difficile la reponse a d'autres formes de questions. Si le principe
de relation « 1 vers N » n'est pas respecte (par exemple, un malade
peut avoir plusieurs medecins et un medecin a, a priori, plusieurs patients),
alors la hierarchie se transforme en un reseau. Nous presentons ci- dessous une
illustration du modele hierarchique.
Figure 11.3. Modèle
hierarchique
12
MBUYI MUKENDI, op.cit
/.2.4.2. M0dele reseau
Le modele reseau est en mesure de lever de nombreuses
difficultes du modele hierarchique grace a la possibilite d'etablir des
liaisons de type n-n, les liens entre objets pouvant exister sans restriction.
Pour retrouver une donnee dans une telle modelisation, il faut connaitre le
chemin d'acces (les liens) ce qui rend les programmes dependants de la
structure de donnees. Ce modele de bases de donnees a ete invente par C.W.
Bachmann. Pour son modele, il recut en 1973 le prix Turing. Nous presentons ci-
dessous une illustration du modele reseau. 13
Figure II.4. Modele reseau
/.2.4.3. M0d5le relati0nnel
Une base de donnees relationnelle est une base de donnees
structuree suivant les principes de l'algebre relationnelle.
Le pere des bases de donnees relationnelles est Edgar
Frank Codd. Chercheur chez IBM a la fin des annees 1960, il etudiait alors de
nouvelles methodes pour gerer de grandes quantites de donnees car les modeles
et les logiciels de l'epoque ne le satisfaisaient pas. Mathematicien de
formation, il etait persuade qu'il pourrait utiliser des branches specifiques
des mathematiques (la theorie des ensembles et la logique des predicats du
premier ordre) pour
13
MBUYI MUKE NDI, op.cit
resoudre des difficultes telles que la redondance des
donnees, l'integrite des donnees ou l'independance de la structure de la base
de donnees avec sa mise en oeuvre physique.14
En 1970, Codd publia un article of il proposait de
stocker des donnees heterogenes dans des tables, permettant d'etablir des
relations entre elles. De nos jours, ce modele est extremement repandu, mais en
1970, cette idee etait consideree comme une curiosite intellectuelle. On
doutait que les tables puissent etre jamais gerees de maniere efficace par un
ordinateur.
Ce scepticisme n'a cependant pas empeche Codd de
poursuivre ses recherches. Un premier prototype de Systeme de gestion de bases
de donnees relationnelles (SGBDR) a ete construit dans les laboratoires d'IBM.
Depuis les annees 80, cette technologie a mOri et a ete adoptee par
l'industrie. En 1987, le langage SQL, qui etend l'algebre relationnelle, a ete
standardise.
1.2.4.4. M0dele 0bjet
Les donnees sont stockees sous forme d'objets,
c'est-a-dire de structures appelees classes presentant des donnees membres. Les
champs sont des instances de ces classes.
Actuellement, il existe le modele relationnel objet
qui combine les caracteristiques de la modelisation objet et les
fonctionnalites des bases de donnees relationnelles. Nous presentons ci-
dessous une illustration du modele objet
14
MBUYI MUKE NDI , op.cit
Figure 1".5. Modele Objet
1.2.5. Le c0ncept de base et Ia c0ncepti0n des bases
de d0nnees 1.2.5.0. C0ncept de base
Pour assurer ces objectifs (surtout les deux
premiers), trois niveaux de description des donnees ont ete definis par la
norme ANSI/SPARC. 15
· Niveau interne : Description du stockage des
donnees au niveau des unites de stockage, des fichiers, ... On appelle cette
description le schema interne.
· Niveau conceptuel : Description de la
structure de toutes les donnees qui existent dans la base, description de leurs
proprietes (relations qui existent entre elles) c'est-a-dire de leur semantique
inherente, sans soucis d'implementation physique ni de la facon dont chaque
groupe de travail voudra s'en servir. On appelle cette description le schema
conceptuel.
· Niveau externe : Description pour chaque
utilisateur de sa perception des donnees. On appelle cette description le
schema externe ou vue.
Le resultat de la conception d'une base de donnees
sera une description des donnees. Par description on entend definir les
proprietes d'ensembles d'objets modelises dans la base de donnees et non pas
d'objets particuliers. Les objets particuliers sont definis par les programmes
d'applications lors
15
Jean Akoka & I Commyn Wattiau,
opcit
des insertions et des mises a jour des donnees. Ils
doivent alors verifier les proprietes des ensembles auxquels ils
appartiennent.
Cette description des donnees sera effectuee en
utilisant un modele de donnees. Ce dernier est un outil intellectuel utilise
pour comprendre l'organisation logique des donnees. C'est un ensemble de
concepts et de regles pour les utiliser, permettant de construire avec des
types de donnees une representation de la realite.
Un systeme de gestion de bases de donnees est
caracterise par le modele de description des donnees qu'il supporte. Les
donnees sont decrites sous la forme de ce modele, grace a un langage de
description des donnees. Cette description est appelee schema. Les modeles
utilises sont : reseau, relationnel, objet, ...
Une fois la base de donnees specifiee, on peut y
inserer des donnees, les recuperer, les modifier et les detruire. C'est ce qu'
on appelle manipuler les donnees. Les donnees peuvent etre manipulees non
seulement par un langage specifique de manipulation des donnees mais aussi par
des langages de programmation " classiques''. 16
1.2.5.1. La c0ncepti0n d'une base de d0nnees
Quand nous construisons les tables d'une base de
donnees dans un logiciel de gestion des bases de donnees, nous sommes exposes a
deux types de problemes :
· Nous ne savons pas toujours dans quelle table
placer certaines colonnes ;
· Nous avons du mal a prevoir les tables de
jonction intermediaires.
16
MBUYI MUKE NDI , op.cit
Il est donc necessaire de recourir a une etape
preliminaire de conception.
La technique utilisee dans notre travail est la
methode Merise elaboree en France 1978, qui nous permet notamment de concevoir
un systeme d'information d'une facon standardisee et methodique.
1.2.5.1. M0dele c0nceptuel des d0nnees
(MCI))
Avant la realisation de tout projet, il y a d'abord ce
qu'on appelle la conception, donc il est bon de modeliser un probleme du point
de vue conception avant d'implementer un logiciel.
1. Schema entite association
Une entite est un objet discernable des autres objets
du monde a modeliser ou c'est un objet ou chose abstrait ou concrete qui peut
etre reconnue distinctement et qui est caracterisee par son unicite, comme
l'illustre la figure 11.6 17:
entite
Figure 11.6. Representation d'une
entite
Une association est une liaison qui a une signification
precise entre plusieurs entites.
Il est a noter que les associations ne sont
generalement pas representees graphiquement, comme nous l'avons ci-dessous dans
la figure 11.7 :
17
Mvibudulu Kaluyit, methode d'analyse 2, L2
informatique UPC, 2009
Figure 11.O. Representation de
l'association
Un identifiant ou une cle est un champ permettant
d'identifier sans ambiguIte tout enregistrement dans la table et un attribut
est une propriete d'une entite.
Il est a noter qu'une entite possede au moins un
attribut; au contraire, une association peut etre depourvue des
attributs.
La cardinalite d'un lien entre une entite et une
association precise le minimum et maximum de fois qu'un individu de l'entite
peut etre concerne par l'association.
2. Regles de normalisation
Un bon schema entite association doit respecter les neuf
r3gles de normalisation que le concepteur doit connaitre par
cceur18.
a. Normalisation des entites
Toutes les entites qui sont remplagables par une
association doivent etre remplacees.
a. 1. Normalisation des noms
Le nom d'une entite, d'un attribut ou d'une association
doit etre unique.
Pour les entites, on utilise le nom au pluriel
;
18 Jean Akoka & I.
Commyn - Wattiau, opcit
n Pour les associations, on utilise le verbe a
l'infinitif ;
n Pour les attributs, on utilise le nom au singulier
et eventuellement accompagne du nom de l'entite dans lequel il se
trouve.
a. 2. Normalisation des identifiants
Chaque entite doit avoir un identifiant et les points
suivants doivent etre respectes :
n Eviter les identifiants composes des plusieurs
attributs c'est mauvais pour les performances et l'unicite supposee finit tat
ou tard par etre dementie ;
n Preferer un identifiant trop court pour rendre la
recherche plus rapide possible ;
n Eviter les identifiants qui peuvent changer au cours
de temps ;
n Les identifiants doivent etre un entier, de preference
incremente automatiquement.
a. 3. Normalisation des attributs
Remplacer les attributs en plusieurs exemplaires en
une association supplementaire de cardinalite maximale n et ne pas ajouter
d'attribut calculable a partir des autres attributs.
En effet, d'une part, les attributs en plusieurs
exemplaires posent des problemes d'evolutivite du modele et d'autre part, les
attributs calculables induisent un risque d'incoherence entre les valeurs des
attributs de base et celles des attributs calcules.
a. 4. Normalisation des attributs des
associations
Les attributs d'une association doivent dependre
directement des identifiants de toutes les entites en association.
L'inconvenient de cette r3gle est qu'elle n'est pas
facile a appliquer pour les associations qui n'ont pas des attributs et une
entite avec une cardinalite de 1,1 ou de 0,1 aspire les attributs
d'association.
a. 5. Normalisation des associations Elle
consiste a l'elimination des associations fantames.
En ce qui concerne les associations redondantes, cela
signifie que s'il existe deux chemins pour se rendre d'une entite a une autre,
alors ils doivent des significations ou des durees de vie differentes. Si non,
il faut supprimer le court, car il est deductible a partir d'un autre
chemin.
a. 6. Normalisation des cardinalites
Une cardinalite minimale est toujours 0 ou 1 et
maximale est toujours 1 ou n.
Cela signifie que si une cardinalite maximale est
egale a 2 ou 3 ou encore plus, alors nous le considerons qu'elle est
indeterminee et vaut n. cela justifie que nous connaissons n au moment de la
conception, il se peut que la valeur evolue au fil du temps. Il faut donc mieux
considerer n comme une inconnue des le depart.
Cela signifie egalement qu'on ne modelise pas les
cardinalites minimales qui valent plus de 1 car ce genre de valeur est amene a
evoluer. Par ailleurs, avec une cardinalite maximale egale a 0, l'association
n'a aucune valeur.
a. 7. Forme Normale
A ces six regles de normalisations, il convient
d'ajouter les trois formes normales traditionnelles enoncees pour le schema
entite association qui ne trouve pas leur place en ce qui concerne les schemas
entites associations.
· Premiere Forme Normale : consiste a ce qu'un
attribut prend plusieurs valeurs, alors ces valeurs doivent faire l'objet d'une
entite supplementaire, en association avec la premiere.
· Deuxieme Forme Normale : l'identifiant peut
etre composee de plusieurs attributs, mais les attributs doivent dependre de
l'identifiant en entier. Et ceci a ete vide de sa substance par la regle de
normalisation des attributs des associations.
· Troisieme Forme Normale de Boyce-Codd: Tous
les attributs doivent dependre directement de son identifiant et non d'un autre
attribut.
b. Dependance fonctionnelle
· Definition (dependance fonctionnelle) :
Soit R (A1,A2,...An) un schema
de relation, et X et Y des sous-ensembles de R . On dit
que X determine You que Y depend fonctionnellement
de X si, et seulement si, des valeurs identiques de X
impliquent des valeurs identiques de Y. On le note : X ->
Y
· Definition (dependance fonctionnelle
elementaire) : C'est une dependance fonctionnelle de la forme X -> Y, of
A est un attribut unique n'appartenant pas a X et of il n'existe
pas X' inclus dans X tel que X -> Y
c. Graphe de couverture minimale
Elle consiste a representer tous les attributs et
toutes les dependances fonctionnelles entre eux, nous le trouvons souvent dans
un reseau. Nous presentons ci-dessous une illustration du graphe de couverture
minimale.
Figure 11.8. Representation du graphe de
couverture minimale
Il est a noter qu'aucun attribut ou identifiant est
oublie dans le graphe, c'est-a-dire que toutes les dependances fonctionnelles
du graphe doivent partir d'un identifiant.
d. Methodologie de base
Face a une situation bien definie, nous pouvons proceder
sans identifier le graphe de couverture minimale :
· Identifier les entites en presence ;
· Lister leurs attributs ;
· Ajouter les identifiants ;
· Etablir les associations binaires entre les
entites ;
· Lister leurs attributs ;
· Calculer les cardinalites ;
· Verifier les r3gles de normalisation et en
particulier, la normalisation des entites, des associations et de leurs
attributs ainsi que la r3gle Boyce-Codd ;
· Effectuer les corrections
necessaires;
Mais il est parfois plus intuitif d'en passer par les
etudes de dependances fonctionnelles directes :
· Identifier les entites en presence et leurs
donner un identifiant ;
· Ajouter les attributs et leurs dependances
fonctionnelles directes ;
· Traduire le graphe de couverture minimale obtenu
en schema entite association.
· Ajuster les cardinalites minimales.
· Eviter toute redondance ;
· Eviter le synonyme (plusieurs signifiants pour un
signifie) et les polysemies (plusieurs signifies pour un
signifiant).
1.2.5.2. M0dele l0gique de d0nnees
Le MCI) etablit, nous peut etre traduit en differents
systemes logiques.19
1. Systemes logiques
Avant l'apparition du systeme de gestion de base des
donnees, les donnees etaient stockees dans les fichiers binaires et gerer par
des programmes executables, mais la maintenance des programmes etait tres
problematique.
19
Mvibudulu Kaluyit, opcit
5ont apparus le 5GBD hierarchique dans lesquels les
donnees sont organisees sous forme d'un arbre, puis le 5GBD reseau dans
lesquels les donnees sont organisees sous forme d'un graphe plus general. Ces
deux types de 5GBD sont dit navigation els parce qu'on peut retrouver le
fichier que si on connait son chemin d'acces. Ces derniers sont largement
remplaces par le 5GBD relationnel avec lesquels les informations peuvent etre
obtenues a partir d'une requetes dans un langage structure.
Recemment, apparus le 5GBD Oriente objet qui est
parfaitement adapte au developpement d'applications clientes dynamiques et
liees aux donnees du systeme d'information.
2. Changement du MCD en MLD-R
Pour changer le MCD en MLD-R, il suffit d'appliquer cinq
r3gles :
· Regle 1 : Toute entite devient une tables dans
lequel les attributs deviennent des champs ou des colonnes et l'identifiant, la
cle primaire.
· Regle 2 : une association binaire de type 1,n
disparait au profit d'une cle etrangere dans la table cote 0,1 ou 1,1 qui
referencie la cle primaire de la table.
· Regle 3 : une association binaire de type n,m
devient une table qui herite de deux cles primaires de tables auxquelles il
associe qui deviennent des cles etrangeres.
· Regle 4 : une association binaire de type 1,1
est traduite comme une association du type 1,n sauf que la cle etrangere se
voit imposer une contrainte d'unicite en plus d'une eventuelle contrainte de
vacuite.
· Regle 5 : une association non binaire est
traduite par une table supplementaire qui peut recevoir autant des cles
etrangeres que d'entites en associations.
1.2.5.3. M0dele physique des d0nnees
(MPb)
Un modele physique des donnees est l'implementation du
modele logique des donnees par un logiciel.2°
a. changement du MLb en MPb
Le changement du MLb conduit a un MPb qui precise
notamment le stockage des donnees a travers son type et sa taille. Cette
traduction est generalement l'occasion d'un certain nombre de libertes prises
par rapport aux regles de normalisation afin d'optimiser les performances du
systeme d'information.
b. Optimisation du MPb
L'optimisation des performances du temps de calcul se
fait toujours au detriment de l'espace memoire consomme. bans le cas contraire,
reduire le temps de reponse qui consiste a de normaliser volontairement le
systeme d'information, avec les risques d'incoherence et de probleme de gestion
que cela comporte.
Pour les bases des donnees relationnelles,
l'optimisation vise a rendre les requ'etes performantes se font de la maniere
suivantes :
· L'ajout d'index aux tables, l'index consomme
de l'espace memoire supplementaire, mais la base de donnees reste
normalisee;
· L'ajout de colonnes calcules ou de certaines
redondances pour eviter des jointures couteuses, veille a ce que les coherences
entre les colonnes soient respectees;
20
MBUYI MUKENDI, opcit
· La suppression des contraintes d'unicite, de non
vacuite ou de cle etrangere.
1.2.6. Langages de manipulati0n de d0nnees
relati0nnelles
Ces langages, dits assertionnels, sont bases sur la
logique des predicats d'ordre 1 et permettent de specifier les donnees
que l'on souhaite obtenir, sans dire comment y acceder. On doit y trouver des
operations permettant de21 :
· la recherche : retrouver des tuples verifiant
certains criteres,
· l'insertion : ajouter des tuples,
· la suppression : enlever des tuples verifiant
certains criteres,
· la modification : modifier des tuples verifiant
certains criteres. Un langage de manipulation de donnees n'est pas utilisable a
lui
seul, il doit aussi pouvoir etre incorporable dans un
langage de programmation classique.
On peut distinguer trois grandes classes de langages
:
· Les langages algebriques bases sur l'algebre
relationnelle de CO)) dans lesquels les requetes sont exprimees comme
l'application des operateurs relationnels sur des relations. C'est dans cette
categorie que l'on trouve le langage SQL, standard pour l'interrogation de
bases de donnees.
· Les langages bases sur le calcul relationnel
de tuples construits a partir de la logique des predicats dans lesquels les
variables manipulees sont des tuples.
· Les langages bases sur le calcul relationnel de
domaines, construit aussi a partir de la logique des predicats mais en faisant
varier les variables sur les domaines des relations. Le langage SQL comprend a
lui seul l'ensemble des instructions
necessaires a la specification et a l'utilisation
d'une base de donnees relationnelle. C'est un langage de type declaratif
c'est-a-dire que
21
Jean Akoka & I. Commyn- Wattiau,
opcit
l'on specifie les proprietes des donnees que l'on
recherche et pas, comme dans un langage imperatif, comment les
retrouver.
Il est a noter que le SQL est a la fois
22:
· un langage d'interrogation des donnees (LID) :
SELECT ;
· un langage de manipulation des donnees (LMD) :
UPDATE, INSERT, DELETE ;
· un langage de definition des donnees (LDD) :
ALTER, CREATE, DROP;
· un langage de contrale des donnees et des
utilisateurs (LCD) : GRANT, REVOK
Beaucoup de systemes de gestion de donnees (et non pas
de
gestion de bases de donnees) sont vendus comme etant
relationnels, souvent parce qu'ils presentent les donnees sous forme de
tables.
Un systeme est dit minimalement relationnel s'il
satisfait aux conditions suivantes :
· toute information dans la base est representee
par des valeurs dans des tables,
· il n'y a pas de pointeurs visibles par
l'utilisateur entre les tables,
· le systeme doit supporter au moins les operateurs
relationnels de restriction, projection, jointure naturelle.
Un systeme est dit completement relationnel s'il
satisfait, en plus,
aux conditions suivantes :
· il supporte tous les operateurs de l'algebre
relationnelle,
· il supporte la contrainte d'unicite de cle d'une
relation,
· il supporte les contraintes referentielles qui
permettent de s'assurer que la valeur d'une donnee d'une relation existe dans
une autre relation (notion de foreign key).
22
Jean Akoka & I. Commyn - Wattiau,
opcit
En depit de sa simplicite et de son elegance le
modele relationnel n'apporte pas une reponse satisfaisante a tous les problemes
des applications. Il faut :
· Pouvoir prendre en compte des "objets"
structures ainsi que les operations qui leur sont associees (bases de donnees
orientees objet).
· Prendre en compte des donnees peu structurees :
textes, sons, images, graphiques (bases de donnees multimedia).
· Faire le pont avec l'intelligence artificielle
afin de pouvoir deduire de nouvelles donnees a partir de celles existant deja
(bases de donnees deductives)
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