Le modèle relationnel

D’un tableur à une base relationnelle

Le problème de départ

Imaginons un opérateur de téléphonie qui souhaite gérer ses clients. Pour chaque appel, il enregistre le nom du client, son adresse, le numéro de téléphone utilisé, le numéro appelé, la date, la durée et le tarif appliqué.

Une première idée consiste à tout mettre dans un seul tableau :

Les anomalies d’une table unique

Cette table unique présente trois types d’anomalies.

Anomalie de mise à jour. L’adresse de Léon Dupont apparaît dans chaque ligne qui le concerne. S’il déménage, il faut modifier toutes les lignes, sous peine d’incohérence (lignes 1 à 3 : ancienne adresse, ligne 4 : nouvelle adresse).

Anomalie de suppression. Si l’on supprime toutes les lignes d’un client qui n’a passé qu’un seul appel, on perd à la fois l’appel et les coordonnées du client.

Anomalie d’insertion. On ne peut pas enregistrer un nouveau client tant qu’il n’a pas passé d’appel, puisque toutes les colonnes sont dans la même table.

La solution : découper en plusieurs tables

Pour résoudre ces anomalies, on décompose les informations en plusieurs tables, chacune décrivant un type d’objet :

Table Clients :

Table Telephones :

Table Appels :

Chaque information est stockée une seule fois : l’adresse d’un client n’apparaît que dans la table Clients. Les tables sont reliées entre elles par des identifiants communs (Id_client dans Clients et Telephones, Numéro dans Telephones et Appels).

Le vocabulaire du modèle relationnel

Le modèle relationnel a été inventé par Edgar Frank Codd (chercheur chez IBM) en 1970. Il formalise cette organisation en tables reliées.

Relation (table)

Une relation (ou table) est un ensemble de données organisé en lignes et en colonnes. Chaque relation porte un nom (Clients, Telephones, Appels).

Attribut (colonne)

Un attribut est une colonne de la table. Il porte un nom et possède un domaine qui définit le type de valeurs autorisées : entiers (INT), texte (TEXT), nombres réels (REAL), dates (DATE), etc.

Par exemple, dans la table Clients, l’attribut Nom a pour domaine TEXT et l’attribut Id_client a pour domaine INT.

Tuple (ligne, enregistrement)

Un tuple (ou n-uplet, ou enregistrement) est une ligne de la table. Chaque tuple contient une valeur pour chaque attribut.

Dans la table Clients, le tuple (156, 'Dupont', 'Léon', '3 rue du marché 69007 Lyon') est un enregistrement.

Schéma d’une relation

Le schéma d’une relation est la description de sa structure : son nom et la liste de ses attributs avec leurs domaines. On l’écrit ainsi :

Clients(Id_client : INT, Nom : TEXT, Prénom : TEXT, Adresse : TEXT)

En pratique, on omet souvent les domaines pour alléger la notation :

Clients(Id_client, Nom, Prénom, Adresse)

Les clés

Clé primaire

La clé primaire est un attribut (ou un ensemble d’attributs) qui identifie de manière unique chaque tuple d’une relation. Deux propriétés fondamentales :

• Unicité : deux tuples ne peuvent pas avoir la même valeur de clé primaire.
• Non-nullité : la clé primaire ne peut pas être vide (NULL).

Dans la table Clients, Id_client est la clé primaire : chaque client a un identifiant unique. On la souligne dans le schéma :

Clients(Id_client, Nom, Prénom, Adresse)

Pourquoi ne pas utiliser le nom comme clé ? Parce que deux clients peuvent s’appeler « Dupont Léon » (c’est d’ailleurs le cas dans notre exemple). Un identifiant numérique garantit l’unicité.

Clé étrangère

Une clé étrangère est un attribut d’une table qui fait référence à la clé primaire d’une autre table. C’est le mécanisme qui relie les tables entre elles.

Dans la table Telephones, l’attribut Id_client est une clé étrangère qui référence Clients.Id_client. Cela signifie que chaque valeur de Id_client dans Telephones doit correspondre à un Id_client existant dans Clients.

On note la clé étrangère avec le symbole # :

Telephones(Numéro, #Id_client)

Le schéma relationnel

Le schéma relationnel est l’ensemble des schémas de toutes les relations d’une base de données. Pour notre exemple :

• Clients(Id_client, Nom, Prénom, Adresse)
• Telephones(Numéro, #Id_client)
• Appels(Id_appel, #Numéro_appelant, Numéro_appelé, Date_heure, Durée, Tarif)

Conventions :

• l’attribut souligné est la clé primaire ;
• l’attribut précédé de # est une clé étrangère.

Lire un schéma relationnel

Pour lire un schéma, on se pose trois questions :

1. Quelles sont les tables ? Ici : Clients, Telephones, Appels.
2. Quels sont les attributs de chaque table ? Par exemple, Clients a quatre attributs.
3. Quels sont les liens entre les tables ? Les clés étrangères (#) indiquent les liens : Telephones est relié à Clients par Id_client, Appels est relié à Telephones par Numéro_appelant.