Qu'est-ce qu'un diagramme entité-association ? Un guide complet

Lors de la conception d'une base de données relationnelle, les ingénieurs créent un diagramme entité-relation pour représenter comment les différentes données sont liées. Ces diagrammes fournissent une visualisation claire des relations de données, facilitant la compréhension de la structure globale.

L'ERD permet aux parties prenantes de vérifier si la conception d'un système d'information est conforme aux exigences commerciales avant qu'il ne soit développé. Il permet également aux développeurs de créer des bases de données relationnelles qui complètent les besoins de stockage de données.

Les entités peuvent être des personnes, des objets ou des causes. Elles sont représentées sur un ERD à l'aide de différentes formes, telles que des ovales, des rectangles ou des losanges, et des lignes de connexion qui illustrent différentes relations et leurs attributs clés.

Les ingénieurs et les architectes de bases de données combinent souvent l'ERD avec des diagrammes de structure de données (DSD). Alors que les ERD se concentrent sur les relations entre les entités, les DSD mettent en évidence les relations entre les différents éléments des entités, aidant à décrire le flux d'informations.

Le besoin d'utiliser des ERD dans les SGBD

Imaginez que vous construisez une plateforme de commerce électronique complexe où les clients peuvent parcourir les produits, les ajouter à un panier et effectuer des achats.

En coulisses, une table de base de données bien structurée garantit que toutes les données, des détails des clients à l'inventaire des produits, sont organisées et facilement accessibles. L'ERD visualise les relations entre les différentes entités de données, rendant la conception de la base de données plus fluide et plus efficace.

• Clarifier les relations de données : Un modèle entité-relation décrit comment différentes entités de données sont liées, aidant les équipes à comprendre les interactions complexes entre les tables et à réduire les erreurs dans la conception de la base de données.
• Assurer l'intégrité des données : Les ERD aident à maintenir la cohérence des données et à prévenir les problèmes tels que les enregistrements orphelins ou les données redondantes en représentant les contraintes, telles que les clés primaires et étrangères.
• Faciliter la communication : Les ERD fournissent une représentation visuelle de la base de données, facilitant la communication de la structure de la base de données aux parties prenantes non techniques comme les analystes commerciaux ou les chefs de produit.
• Améliorer l'évolutivité et la maintenance : Avec les ERD, les développeurs peuvent prévoir les problèmes potentiels de la base de données à mesure que le système évolue, garantissant que les relations et le flux de données restent clairs même lorsque de nouvelles fonctionnalités ou entités sont ajoutées.

Composants d'un diagramme entité-relation

Les entités, les relations, les attributs et la cardinalité sont les principaux composants d'un diagramme de flux de données ERD.

Entité

Une entité est tout ce qui peut avoir des données stockées à son sujet. En termes simples, c'est ce que vous pouvez définir - par exemple, un objet, une personne ou un concept. C'est un nom représenté dans une forme rectangulaire.

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│  Entité                                           │  
└────────────┘  

Un type d'entité est un groupe de choses définissables. De même, un ensemble d'entités est le même qu'un type d'entité mais défini à un moment particulier. Par exemple, « clients » est un type d'entité, et « clients qui se sont connectés hier » est un ensemble d'entités.

Les entités peuvent être classées en trois types principaux :

• Entité forte : Peut être définie à l'aide de ses attributs.
• Entité faible : Ne peut pas être définie à l'aide de ses attributs.
• Entité associative : Elles associent des entités au sein d'un ensemble d'entités.

Lorsqu'un attribut définit de manière unique une entité au sein d'un ensemble d'entités, on l'appelle une clé d'entité. Elles sont de trois types. Si un ou plusieurs attributs définissent une entité dans un ensemble d'entités, c'est une super clé. Lorsqu'un concepteur de base de données choisit de manière unique une clé pour représenter une entité au sein d'un ensemble, c'est la clé primaire. Enfin, les clés étrangères identifient les relations entre différentes entités.

Relations

Les relations sont des verbes qui représentent comment les entités sont liées. Par exemple, dans la phrase « Sarah paiera avec son téléphone », les entités « Sarah » et « Téléphone » sont connectées par l'acte de payer.

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  /                  \
/                      \
|     REL            |
 \                     /
  \_______/

Dans un ERD, les relations sont souvent représentées par des losanges ou des étiquettes sur les lignes de connexion. Parfois, vous pouvez rencontrer une relation récursive où la même entité participe à une relation plus d'une fois.

Attribut

Les attributs sont souvent représentés dans un ovale ou un cercle. Ils peuvent être une qualité, une propriété ou une caractéristique d'une entité. Lorsqu'un attribut décrit la propriété ou les caractéristiques d'une relation, on l'appelle un attribut descriptif.

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 /                    \
|   Attribut  |
 \________/

Il existe différentes catégories d'attributs :

• Simple : Leur valeur ne peut pas être divisée davantage - par exemple, un numéro de carte de crédit.
• Dérivé : La valeur de ces attributs est dérivée de différents attributs, comme l'âge dérivé d'une date de naissance.
• Composite : Ce sont des sous-attributs d'un attribut. Par exemple, l'adresse d'un étudiant comprend un numéro de maison.
• Valeur unique : Ils n'ont qu'une seule valeur, comme l'âge.
• Valeur multiple : Ces attributs peuvent avoir plusieurs valeurs, comme une personne ayant deux numéros de téléphone portable.

Cardinalité

La cardinalité décrit le nombre de relations ou d'instances entre les entités. Elle est généralement exprimée sous forme de ratio dans des symboles appelés pied de corbeau, qui peuvent être un-à-un ou un-à-plusieurs.

Une relation un-à-un existe entre un enseignant et son adresse postale. De même, vous verrez une relation un-à-plusieurs entre les étudiants et leurs matières, qui peut également être vue comme une relation plusieurs-à-un, car les matières ont une seule ligne de retour vers l'étudiant.

Enfin, les relations plusieurs-à-plusieurs peuvent être des étudiants apprenant de plusieurs enseignants. Le groupe d'enseignants est, à son tour, associé à de nombreux étudiants.

Représenter les composants ER comme des parties du discours

Vous pouvez utiliser les parties du discours pour représenter les composants ER, par exemple :

• Un nom propre comme Sarah serait une entité.
• Un nom commun sera un type d'entité, comme les enseignants.
• Un verbe équivaut à un type de relation.
• Les adjectifs sont des attributs d'une entité.
• Les adverbes sont des attributs descriptifs qui transmettent les propriétés d'une relation.

Comment créer un simple diagramme entité-relation

Avant de plonger plus profondément dans la création d'un diagramme entité-relation, il est crucial de comprendre comment ils sont représentés.

Un ERD peut être représenté à l'aide de trois types de modèles de données :

• Modèle de données conceptuel : Manque de détails spécifiques mais donne un aperçu de la portée du projet de base de données tout en décrivant comment les ensembles de données sont liés.
• Modèle de données logique : Décrit des attributs particuliers et des relations entre les points de données. Il est plus détaillé qu'un modèle de données conceptuel et sert de base à un modèle de données physique.
• Modèle de données physique : Offre un plan de la base de données relationnelle.

Avec cette compréhension, passons en revue les étapes pour vous aider à créer un modèle de données relationnel.

1. Décidez de l'objectif et de la portée du projet de système d'information sur lequel vous travaillez. Comprenez ce que vous modélisez.
2. Trouvez les entités impliquées et dessinez-les à l'aide de rectangles arrondis avec des étiquettes appropriées.
3. Déterminez comment les entités sont interconnectées et tracez des lignes pour représenter ces relations. Ces relations seraient étiquetées à l'aide de la forme de losange.
4. Ajoutez des détails en incorporant des attributs d'entité à l'aide de la forme ovale.
5. Présentez les relations comme un-à-un, un-à-plusieurs ou plusieurs-à-plusieurs selon les besoins.

Voici un exemple d'ERD à utiliser comme référence.

Source : Research Gate

Cas d'utilisation des diagrammes entité-relation

Voici quelques cas d'utilisation notables des diagrammes entité-relation.

Conception de bases de données relationnelles

Les ERD aident à modéliser une base de données avec logique et règles commerciales pertinentes. Ces diagrammes aident les parties prenantes du projet à comprendre les exigences d'un système d'information et aident ensuite l'équipe à transformer la conception en une base de données.

Par exemple, imaginez une compagnie aérienne souhaitant modéliser son système de réservation. Les entités pourraient inclure Vol, Passager et Billet, et les relations pourraient décrire comment les passagers réservent des billets de vol. Un ERD aide l'équipe de développement à comprendre comment structurer ces relations avant de construire la base de données réelle.

Résolution de problèmes dans une base de données

Les diagrammes entité-relation aident les ingénieurs à analyser une base de données existante et à comprendre les relations entre les entités et leurs attributs. Lorsque des problèmes surviennent, ces diagrammes aident les ingénieurs à localiser la cause première, facilitant une résolution rapide.

Par exemple, si un site de commerce électronique rencontre des problèmes de gestion des stocks, un ERD aide les ingénieurs à retracer les relations entre Produits, Commandes et Fournisseurs pour identifier où le flux de données se décompose. Les développeurs peuvent rapidement isoler et résoudre le problème en identifiant les entités et les relations.

Ces deux-là sont les principaux cas d'utilisation de l'ERD. De plus, l'ERD peut être utilisé pour concevoir des systèmes d'information d'entreprise ou dans la réingénierie des processus d'affaires (BPR), où les ERD rationalisent le processus de modélisation ou de réingénierie d'un système d'information d'entreprise existant.

Dans l'ensemble, les ERD sont cruciaux pour les ingénieurs lors de la conception de bases de données relationnelles.

Défis des diagrammes entité-relation

Il est important de garder à l'esprit les défis suivants lors de l'utilisation d'un diagramme entité-relation.

• Bien que les diagrammes entité-relation soient inestimables lors de la conception d'une base de données ou de la résolution d'erreurs, ils sont difficiles à utiliser lorsqu'on travaille avec des données non structurées ou semi-structurées. À moins que les données ne soient organisées en différents champs, lignes et colonnes, les ERD ne seront pas utiles.
• Les diagrammes entité-relation ne fonctionnent que pour les données relationnelles où ils montrent la structure relationnelle.
• D'autre part, l'utilisation de modèles ER peut être difficile si vous prévoyez de les intégrer à une base de données existante, surtout si la base de données a une architecture différente. Dans de tels cas, il serait difficile de représenter correctement les relations d'entité.

Meilleures pratiques pour créer des ERD

Lors de l'utilisation des ERD, il est préférable de s'aligner sur ces pratiques pour éviter les retouches ou les allers-retours inutiles avec l'équipe.

• S'aligner sur le modèle de données que vous souhaitez dessiner. Décidez de ce qui est nécessaire pour votre objectif. Vous pouvez choisir parmi les modèles de données conceptuels, logiques ou physiques.
• Être cohérent avec la notation que vous utilisez pour représenter les entités, leurs relations, attributs et cardinalité.
• Impliquer les parties prenantes lors de la modélisation de la base de données, vous aidant à garder tout le monde aligné sur les exigences commerciales.
• Surveiller les incohérences, telles que les entités manquantes, les informations sur les relations ou les attributs lors de la résolution d'un problème de base de données relationnelle.
• Assurer l'étiquetage des entités et des relations, mais ne les compliquez pas avec des détails inutiles.
• Laisser l'ERD soutenir et mettre à jour vos besoins de stockage de données à mesure que le système évolue.

Augmenter l'efficacité grâce à la planification

Les ERD offrent un moyen clair de visualiser les données. Ils facilitent la démonstration de ce que serait le système de base de données en termes d'architecture et d'obtenir des retours de l'équipe. Cela aide à éviter les erreurs qui pourraient survenir plus tard en raison d'un désalignement des parties prenantes ou d'un glissement de portée.

De plus, la planification visuelle de la structure de la base de données aide à éliminer les goulots d'étranglement qui pourraient émerger pendant le développement. Elle permet à l'équipe de développement de travailler plus efficacement lorsqu'il n'y a pas de lutte constante contre les incendies.

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